Question

【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）

Answer 1

【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 Ⅰ 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
①	选取胡萝卜	胡萝卜要新鲜，用清水洗净，沥干
②	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
③	干燥	温度不能太高，否则会导致胡萝卜素分解
④	萃取	在一定范围内，温度要高、时间要长，保证萃取的效果
⑤	过滤	除去固体残渣
⑥	浓缩	使用蒸馏装置浓缩，获得胡萝卜素