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【题目】胡萝卜素是一种具有生理活性的物质。工业上常用微生物发酵来生产胡萝卜素,但菌株的高产性状容易退化,需要定期筛选出高产菌株。研究表明菌体细胞内的[H]可将无色的 TTC 还原为红色复合物,且菌体细胞内[H]含量越高,还原能力越强,胡萝卜素合成能力也越强。请结合下列筛选菌株及提取胡萝卜素的流程图回答问题。

三孢布拉霉菌液→梯度稀释→涂布到含有 TTC 的培养基上→挑取单菌落→扩大培养→收集菌丝并处理→萃取→鉴定

(1)β-胡萝卜素常用于治疗夜盲症、干皮症的原因:______,萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有____特性。

(2)将菌液涂布到含 TTC 的培养基上,涂布平板前,需要对培养液进行多次稀释,原因是________。挑取单菌落时,若菌落周围_______,则菌株合成胡萝卜素的能力较强。

(3)从该微生物中提取胡萝卜素时,扩大培养时选用液体培养基的原因是_______

(4)如图为提取的胡萝卜素样品通过纸层析进行鉴定的结果。

从图中分析可知,色带________为β-胡萝卜素。出现样品 2 的结果,可能原因是在操作过程中_____

(A.萃取温度高,时间长 B.干燥温度高,时间长 C.未经浓缩蒸馏 D.点样太快,未挥发干)

【答案】夜盲症、干皮症是因为缺乏维生素 A,一分子的 β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官中被氧化成两分子的维生素 A 较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶 在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物易于分散成单个细胞 红色较深 液体培养基能增大菌体与培养基的接触面积,为菌株的生长和繁殖提供更多营养和空间 BC

【解析】

胡萝卜素不溶于水,微溶于乙醇,易溶于石油醚等有机溶剂,据此可确定胡萝卜素的提取方法。

(1) 夜盲症、干皮症是因为缺乏维生素 A,一分子的 β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官中被氧化成两分子的维生素 A,所以β-胡萝卜素常用于治疗夜盲症、干皮症。根据胡萝卜素的性质,可萃取、过滤后通过蒸馏浓缩获得胡萝卜素,因此萃取胡萝卜素的有机溶剂应具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶。

(2)涂布平板前,对培养液进行多次稀释,在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物易于分散成单个细胞,可以使计数数据较为准确。菌体细胞内的[H]可将无色的 TTC 还原为红色复合物,且菌体细胞内[H]含量越高,还原能力越强,胡萝卜素合成能力也越强,因此挑取单菌落时,若菌落周围红色较深,说明菌株合成胡萝卜素的能力较强。

(3) 液体培养基能增大菌体与培养基的接触面积,为菌株的生长和繁殖提供更多营养和空间,满足微生物的生长需求,所以扩大培养时应选用液体培养基。

(4)标准样只含有β-胡萝卜素,层析后只出现一条色素带,则色素带Ⅰ为β-胡萝卜素,样品 2 层析后胡萝卜素含量减少,可能原因是在操作过程中,干燥温度高,时间长,导致β-胡萝卜素被破坏;或未经浓缩蒸馏,样品中β-胡萝卜素含量较低。萃取温度高,时间长,有利于β-胡萝卜素溶解于萃取液。点样快慢不影响色素带的含量。

实验流程

关键点

选取胡萝卜

胡萝卜要新鲜,用清水洗净,沥干

粉碎

粉碎要彻底并过筛,有利于材料中胡萝卜素的充分溶解

干燥

温度不能太高,否则会导致胡萝卜素分解

萃取

在一定范围内,温度要高、时间要长,保证萃取的效果

过滤

除去固体残渣

浓缩

使用蒸馏装置浓缩,获得胡萝卜素

练习册系列答案
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1

2

3

黄色无纹×黄色无纹

黄色无纹 黄色有纹

3 1

黄色无纹×绿色有纹

绿色无纹 黄色无纹 绿色无纹 黄色有纹

1 1 1 1

绿色有纹×绿色有纹

绿色有纹 黄色有纹

2 1

1)根据____组杂交试验的结果,可判定这两对性状中的显性性状分别是_____________

2)第2 组亲本中黄色无纹个体基因型是___________,它能产生配子的类型是__________

3)第3 组杂交试验后代比例为2l,请推测其原因最可能是_______________________。根据这种判断,若第2组后代中绿色无纹个体自由交配,绿色无纹个体基因型是____________F2的表现型及比例应为____________________________

4)请用遗传图解表示第2 组杂交试验____________________

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(2)为进一步研究叶片颜色变深对甲植株光合速率的影响,分别测定甲、乙植株在不同光照强度下CO2的吸收速率,结果如表:

光照强度(klx)

0

5

10

15

20

25

30

CO2吸收速率(mgm-2h-1

-3.6

-0.72

2.4

3.0

4.8

6.9

7.2

-4.6

-1

2.4

3.6

5.8

7.9

8.8

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