Question

7．胡蘿卜因含多種營養(yǎng)成分備受人們青睞．請回答下列有關(guān)問題：
（1）胡蘿卜組織培養(yǎng)的MS培養(yǎng)基與微生物培養(yǎng)基的主要區(qū)別是：①前者含大量無機(jī)營養(yǎng)成分，后者以有機(jī)營養(yǎng)成分為主；②前者一般還含有植物激素．
（2）為了更容易榨取胡蘿卜汁，提高澄清度，需要加入果膠酶，但該酶的成本較高．為了降低成本，可通過人工誘變（或基因工程）等技術(shù)手段對產(chǎn)酶微生物進(jìn)行改造，以提高該酶的產(chǎn)量．
（3）篩選該酶的高產(chǎn)微生物時常用的接種方法有稀釋涂布平板法或平板劃線法，從功能上看所用培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基．
（4）從該酶的高產(chǎn)微生物的發(fā)酵液提取此酶時，樣品中存在甲、乙、丙、丁、戊五種蛋白質(zhì)分子，其分子大小、所帶電荷的性質(zhì)和數(shù)量情況如圖所示，常用凝膠色譜法將它們進(jìn)行分離，其中移動速度最慢的分子是甲．若用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳分離樣品中的蛋白質(zhì)分子，則電泳帶相距最遠(yuǎn)的分子是甲和丙．
（5）某科研所通過人工改造獲得了胡蘿卜素的高產(chǎn)酵母菌S，培養(yǎng)酵母菌S時，要通入滅菌空氣，目的是有利于酵母菌S的大量繁殖．
（6）若直接從胡蘿卜中提取胡蘿卜素，常用石油醚作萃取劑，原因是它具有沸點(diǎn)很高，能充分溶解胡蘿卜素，且不與水互溶等特性．

Answer 1

分析 1、植物的組織培養(yǎng)中，離體的植物組織和細(xì)胞，對營養(yǎng)、環(huán)境條件的要求相對特殊，需要配制適宜的培養(yǎng)基；植物組織培養(yǎng)常用的MS培養(yǎng)基含大量元素、微量元素、有機(jī)物，有機(jī)物包括甘氨酸、維生素B₁、維生素B₆、煙酸、肌醇、蔗糖、瓊脂等，還需要添加植物生長素、細(xì)胞分裂素等植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)；微生物培養(yǎng)基一般含有碳源、氮源、無機(jī)鹽、水等；培養(yǎng)基按其功能可分為選擇培養(yǎng)基和鑒定培養(yǎng)基．
2、為提高酶的產(chǎn)量，降低酶生產(chǎn)的成本，可通過基因工程（基因突變）等技術(shù)手段對產(chǎn)酶微生物進(jìn)行改造；降低生產(chǎn)成本可利用固定化酶等技術(shù)使酶能夠重復(fù)利用．
3、微生物培養(yǎng)中的接種方法很多，最常用的是稀釋涂布平板法和平板劃線法．
4、凝膠色譜法是根據(jù)相對分子質(zhì)量大小分離蛋白質(zhì)的有效方法，相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程長，移動的速度慢，相對分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)不容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程短，移動的速度快；分析題圖可知，甲、乙、丙帶電的性質(zhì)相同，丁、戊帶電的性質(zhì)相同；甲、乙、丙、丁、戊的分子量大小依次是甲＜戊＜乙＜�。急�．
5、酵母菌是兼性厭氧菌，有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸而大量繁殖．
6、石油醚作為胡蘿卜素萃取劑的優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)槭�油醚具有沸點(diǎn)高、充分溶解胡蘿卜素、不與水混溶的優(yōu)點(diǎn)，所以是理想的萃取劑．

解答 解：（1）選取胡蘿卜進(jìn)行植物組織培養(yǎng)所用的MS培養(yǎng)基與微生物培養(yǎng)基的主要區(qū)別是：①前者含大量無機(jī)營養(yǎng)成分，而后者以有機(jī)營養(yǎng)成分為主；②前者一般含有植物激素，如生長素和細(xì)胞分裂素．
（2）植物細(xì)胞壁的成分主要是纖維素和果膠．為了更容易地榨取胡蘿卜汁，提高澄清度，需要加入果膠酶，但該酶的成本較高，為了降低成本可通過人工誘變（或基因工程）等技術(shù)手段對產(chǎn)酶微生物進(jìn)行改造，以提高該酶的產(chǎn)量．
（3）微生物培養(yǎng)中，純化的方法有稀釋涂布平板法或平板劃線法，篩選果膠酶的高產(chǎn)微生物時用的培養(yǎng)基從功能上看為選擇培養(yǎng)基．
（4）從該酶高產(chǎn)微生物的發(fā)酵液提取此酶時，常采用凝膠（或分配）色譜法將不同分子量的酶進(jìn)行分離，由于甲蛋白質(zhì)分子量最小，最容易進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，路程最長，移動的速度最慢；SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳時物質(zhì)的遷移速率完全取決于分子本身的大小，由于甲和丙的分子量差距最大，因此二者之間的電泳帶相距最遠(yuǎn)，
（5）某科研所通過人工改造獲得了胡蘿卜素的高產(chǎn)酵母菌S，培養(yǎng)酵母菌S時，要通入滅菌空氣，目的是有氧條件下酵母菌S進(jìn)行有氧呼吸，有利于酵母菌S的大量繁殖．
（6）若直接從胡蘿卜中提取胡蘿卜素，常用石油醚作萃取劑，原因是它具有沸點(diǎn)很高，能充分溶解胡蘿卜素，而且與水不互溶等特性．
故答案為：
（1）前者含大量無機(jī)營養(yǎng)成分，后者以有機(jī)營養(yǎng)成分為主
（2）果膠    人工誘變（或基因工程）
（3）平板劃線
（4）凝膠色譜   甲   甲和丙
（5）有利于酵母菌S的大量繁殖
（6）石油醚     沸點(diǎn)很高，能充分溶解胡蘿卜素，且不與水互溶．

點(diǎn)評 本題考查了培養(yǎng)基、微生物的培養(yǎng)和純化以及物質(zhì)提取和分離的知識，考生能夠識記MS培養(yǎng)基與微生物培養(yǎng)基的區(qū)別和微生物純化的兩種方法，理解物質(zhì)提取和分離的原理是解題的關(guān)鍵．