Question

霉菌能用来生产胡萝卜素，但该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。

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）工业生产上提取天然胡萝卜素的方法主要有三种，除可利用上述微生物的发酵生产之外，还可以从植物中提取和从_________中获取。萃取的效率主要取决于萃取剂的_________。萃取的最佳温度和时间可以通过设置___________来摸索。

（2）将菌液涂布到含 TTC 的培养基上，目的是筛选出______________________，对照组需涂布等量的___________以判断培养基是否被污染。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，扩大培养后要收集菌丝进行的处理是粉碎和____________，以提高萃取效率。现有石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯等四种有机溶剂，最好选择____________用于胡萝卜素的萃取，主要理由是_______________________；________________（答二点以上）。

（4）胡萝卜素的萃取瓶口需安装_______________装置，以防止___________。

（5）用微生物的发酵生产，除供给足量的水、无机盐、氧气外，还需供给_______等营养物质。微生物计数有显微镜直接计数法、稀释涂布平板法二种，但二者的计数结果却存在一定的差异，原因是____________________________，若发酵液中的产胡萝卜素菌需进行及时的数量分析，最好采用___________________法进行计数。

（6）为了验证萃取物是否是胡萝卜素，该同学将叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄素、萃取物和色素混合液（含叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄素和胡萝卜素）依次点样在滤纸的 1、2、3、4、5 位置（如图甲所示），并进行分离，滤纸条上各色素带的位置_____________（填字母）时，即可说明该萃取物最可能是胡萝卜素。

Answer

大面积养殖的岩藻 性质和使用量 对照实验 合成胡萝卜素较强的菌体(或“高产菌株”) 无菌水 红色较深 干燥 石油醚 石油醚具较高的沸点 能充分溶解胡萝卜素,不与水混溶(萃取效率好、对人无毒害、易蒸发除去等) 回流冷凝（装置） 萃取时有机溶剂的挥发 氮源、碳源 显微镜直接计数法因把死亡菌体也计数在其中，使数量较活菌数偏大；稀释涂布平板法因计数的菌落有由二个或多个细胞连在一起形成，使数量较真实值偏小；所以二者计数结果存在一定的差异 显微镜直接计数法 B

【解析】

工业提取胡萝卜素的方法：从植物中提取；从大面积养殖的岩藻中获得；利用微生物的发酵生产。

提取胡萝卜素的实验流程：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。

胡萝卜素的鉴定：纸层析法。

叶绿体中四种色素在滤纸条的位置从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。

(1)工业生产上提取天然胡萝卜素可利用上述微生物的发酵生产，还可以从植物中提取和从大面积养殖的岩藻中获取。萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒大小、紧密程度、含水量、温度等条件的影响。萃取的最佳温度和时间可以通过设置对照实验来摸索。

(2)将菌液涂布到含 TTC 的培养基上，能合成胡萝卜素的菌株，其体内的[H]可将无色的 TTC 还原为红色复合物，故可以用来筛选高产菌株，对照组需涂布等量的无菌水，看是否有菌落产生，以判断培养基是否被污染。挑取单菌落时，菌株合成胡萝卜素的能力较强，[H]含量越高，还原能力越强，周围的红色越深。

(3)从该微生物中提取胡萝卜素时，扩大培养后要收集菌丝进行的处理是粉碎和干燥（因为含水量会影响萃取效率），以提高萃取效率。现有石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯等四种有机溶剂均为水不溶性有机溶剂，由于石油醚具较高的沸点；还能充分溶解胡萝卜素,不与水混溶，故最好选择石油醚用于胡萝卜素的萃取。

（4）为了避免萃取时有机溶剂的挥发，胡萝卜素的萃取瓶口需安装回流冷凝装置。

（5）用微生物的发酵生产，需要供给足量的水、无机盐、氧气、氮源、碳源等物质。显微镜直接计数法因把死亡菌体也计数在其中，使数量较活菌数偏大；稀释涂布平板法因计数的菌落有由二个或多个细胞连在一起形成，使数量较真实值偏小；所以二者计数结果存在一定的差异。可以采用显微镜直接计数法对发酵液中的产胡萝卜素菌需进行及时的数量分析。

（6）由于叶绿体中四种色素在滤纸条上的位置从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。故将叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄素、萃取物和色素混合液（含叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄素和胡萝卜素）依次点样在滤纸的 1、2、3、4、5 位置（如图甲所示），并进行分离，1号点样出现在从下到上第一条色素带，2号点样出现在从下到上第二条色素带，3号点样出现在从下到上第三条色素带，5号位置出现4条色素带，若萃取物是胡萝卜素，则4号的色素带在从上到下第一条。故选B。