Question

【題目】兒茶素(C)是從茶葉中提取的一種天然多酚類化合物，有一定的抗菌作用，但作用較弱。研究人員用稀土離子Yb3+對兒茶素(C)進(jìn)行化學(xué)修飾，形成配合物Yb3+-C，并探究其抗菌效果和機(jī)理。

（1）細(xì)菌的細(xì)胞膜以_____________為基本支架，兒茶素(C)與細(xì)胞膜的親和力強(qiáng)，可以穿過細(xì)胞膜。稀土離子Yb3+可與細(xì)菌內(nèi)的某些酶發(fā)生競爭性結(jié)合而降低酶的活性，也可水解磷酸二酯鍵進(jìn)而損傷細(xì)菌的遺傳物質(zhì)_______。但稀土離子與細(xì)胞的親和力較弱，難以到達(dá)作用靶點(diǎn)，影響了其抗菌活性。

（2）為了確定配合物中Yb3+：C的最佳摩爾比，研究人員利用_________方法將金黃色葡萄球菌接種到培養(yǎng)基上，培養(yǎng)基的成分應(yīng)包括_________、水、無機(jī)鹽等。待培養(yǎng)基布滿菌落后，用不同摩爾比的Yb3+-C配合物處理濾紙片，將其置于培養(yǎng)基中（見下圖）一段時間后，比較濾紙片周圍___________的直徑，結(jié)果顯示Yb3+：C的最佳摩爾比為________。

編號	Yb3+：C的摩爾比
1	1:1
2	1:2
3	1:3
4	1:4
5	1:5

（3）將金黃色葡萄球菌制成菌懸液，分別加入等量的C、Yb3+和最佳摩爾比的Yb3+-C，測定24h內(nèi)金黃色葡萄球菌存活數(shù)量變化（A600值越大，細(xì)菌數(shù)量越多），結(jié)果見下表。

時間 組別 A600	0h	2h	4h	8h	16h	24h
對照組	0.40	0.40	0.38	0.35	0.35	0.35
C處理	0.40	0.12	0.13	0.07	0.02	0.01
Yb3+處理	0.40	0.14	0.11	0.04	0.02	0.01
Yb3+-C處理	0.40	0.02	0.01	0.01	0.01	0.01

由此得出的結(jié)論是________________________。

（4）為探究配合物Yb3+-C 的抗菌機(jī)理，研究人利用透射電鏡觀察了各組金黃色葡萄球菌細(xì)胞內(nèi)的超微結(jié)構(gòu)，結(jié)果如下圖。

結(jié)果顯示：

（a）未加抗菌劑：細(xì)菌菌體較小，其細(xì)胞質(zhì)分布均勻；

（b）C處理：細(xì)胞壁和細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)不光滑，略顯粗糙；

（c）Yb3+ 處理：細(xì)胞質(zhì)出現(xiàn)較明顯的固縮及空泡化現(xiàn)象；

（d）Yb3+-C 處理：細(xì)胞壁及細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)發(fā)生破裂，細(xì)胞質(zhì)出現(xiàn)了嚴(yán)重的固縮及空泡化現(xiàn)象。

由此可見，兒茶素（C）和Yb3+作用的主要位點(diǎn)分別是_______、_______，推測Yb3+ -C具有更強(qiáng)抗菌作用的機(jī)理是_____________。

Answer 1

【答案】脂雙層（磷脂雙分子層） DNA 稀釋涂布平板 碳源、氮源 抑菌圈（或透明圈） 1:4 與C、Yb3+相比， Yb3+-C能有效縮短殺菌時間 細(xì)胞壁和細(xì)胞膜（或細(xì)胞膜/細(xì)胞表面） 細(xì)胞質(zhì) 兒茶素作用于細(xì)胞表面，使Yb3+ 更容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡

【解析】

1、微生物常見的接種的方法

①平板劃線法：將已經(jīng)熔化的培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿制成平板，接種，劃線，在恒溫箱里培養(yǎng)．在線的開始部分，微生物往往連在一起生長，隨著線的延伸，菌數(shù)逐漸減少，最后可能形成單個菌落。

②稀釋涂布平板法：將待分離的菌液經(jīng)過大量稀釋后，均勻涂布在培養(yǎng)皿表面，經(jīng)培養(yǎng)后可形成單個菌落。

2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計中需要找到實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量、從而得出結(jié)論。

（1）細(xì)胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是DNA。

（2）微生物的培養(yǎng)基的基本成分包括碳源、氮源、水和無機(jī)鹽，圖中菌落分布均勻，應(yīng)是用用稀釋涂布平板法將金黃色葡萄球菌接種到培養(yǎng)基上，由于配合物Yb3+-C有抗菌的作用，所以在含Yb3+-C的濾紙片周圍不會有細(xì)菌生長，所以會形成透明圈，測定透明圈的直徑可以比較抗菌效果，透明圈直徑越大，抗菌效果越好，所以效果最好的是第4組Yb3+：C的摩爾比為1：4。

（3）分析表格中的數(shù)據(jù)，在相同的時間內(nèi)，單獨(dú)用C和Yb3+處理其A600值都比用Yb3+-C處理的值大，說明細(xì)菌數(shù)目多，特別是在2h時更加明顯，由此得出結(jié)論與C、Yb3+相比，Yb3+-C能有效縮短殺菌時間。

（4）根據(jù)b信息用C處理細(xì)胞壁和細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)不光滑，略顯粗糙，說明C作用于細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，根據(jù)c信息Yb3+ 處理：細(xì)胞質(zhì)出現(xiàn)較明顯的固縮及空泡化現(xiàn)象，說明其作用于細(xì)胞質(zhì)，用Yb3+ -C處理，由于C改變了膜的通透性，所以Yb3+能夠更快的進(jìn)入細(xì)胞，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。