Question

儿茶素(C)是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物，有一定的抗菌作用，但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb³⁺对儿茶素(C)进行化学修饰，形成配合物Yb³⁺-C，并探究其抗菌效果和机理。

（1）细菌的细胞膜以_____________为基本支架，儿茶素(C)与细胞膜的亲和力强，可以穿过细胞膜。稀土离子Yb³⁺可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性，也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质_______。但稀土离子与细胞的亲和力较弱，难以到达作用靶点，影响了其抗菌活性。

（2）为了确定配合物中Yb³⁺：C的最佳摩尔比，研究人员利用_________方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上，培养基的成分应包括_________、水、无机盐等。待培养基布满菌落后，用不同摩尔比的Yb³⁺-C配合物处理滤纸片，将其置于培养基中（见下图）一段时间后，比较滤纸片周围___________的直径，结果显示Yb³⁺：C的最佳摩尔比为________。

编号	Yb^3+：C的摩尔比
1	1:1
2	1:2
3	1:3
4	1:4
5	1:5

（3）将金黄色葡萄球菌制成菌悬液，分别加入等量的C、Yb³⁺和最佳摩尔比的Yb³⁺-C，测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化（A600值越大，细菌数量越多），结果见下表。

时间 组别     A600	0h	2h	4h	8h	16h	24h
对照组	0.40	0.40	0.38	0.35	0.35	0.35
C处理	0.40	0.12	0.13	0.07	0.02	0.01
Yb^3+处理	0.40	0.14	0.11	0.04	0.02	0.01
Yb^3+-C处理	0.40	0.02	0.01	0.01	0.01	0.01

由此得出的结论是________________________。

（4）为探究配合物Yb³⁺-C 的抗菌机理，研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构，结果如下图。

结果显示：

（a）未加抗菌剂：细菌菌体较小，其细胞质分布均匀；

（b）C处理：细胞壁和细胞膜等结构不光滑，略显粗糙；

（c）Yb³⁺ 处理：细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象；

（d）Yb³⁺-C 处理：细胞壁及细胞膜等结构发生破裂，细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。

由此可见，儿茶素（C）和Yb³⁺作用的主要位点分别是_______、_______，推测Yb³⁺ -C具有更强抗菌作用的机理是_____________。

Answer

脂双层（磷脂双分子层） DNA 稀释涂布平板 碳源、氮源 抑菌圈（或透明圈） 1:4 与C、Yb3+相比， Yb3+-C能有效缩短杀菌时间 细胞壁和细胞膜（或细胞膜/细胞表面） 细胞质 儿茶素作用于细胞表面，使Yb3+ 更容易进入细胞内，破坏细胞结构，导致细胞死亡

【解析】

1、微生物常见的接种的方法

①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养．在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。

②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。

2、实验设计中需要找到实验的自变量、因变量、从而得出结论。

（1）细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，细菌的遗传物质是DNA。

（2）微生物的培养基的基本成分包括碳源、氮源、水和无机盐，图中菌落分布均匀，应是用用稀释涂布平板法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上，由于配合物Yb3+-C有抗菌的作用，所以在含Yb3+-C的滤纸片周围不会有细菌生长，所以会形成透明圈，测定透明圈的直径可以比较抗菌效果，透明圈直径越大，抗菌效果越好，所以效果最好的是第4组Yb3+：C的摩尔比为1：4。

（3）分析表格中的数据，在相同的时间内，单独用C和Yb3+处理其A600值都比用Yb3+-C处理的值大，说明细菌数目多，特别是在2h时更加明显，由此得出结论与C、Yb3+相比，Yb3+-C能有效缩短杀菌时间。

（4）根据b信息用C处理细胞壁和细胞膜等结构不光滑，略显粗糙，说明C作用于细胞壁和细胞膜，根据c信息Yb3+ 处理：细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象，说明其作用于细胞质，用Yb3+ -C处理，由于C改变了膜的通透性，所以Yb3+能够更快的进入细胞，破坏细胞结构，导致细胞死亡。