第一章发酵工程第1课时课件高二下学期生物浙科版选择性必修3

发酵工程单元复习——优质醋酸菌的筛选与鉴定

酸度是评价食醋品质的关键指标之一。通常情况下，对于同一类型的食醋而言，等级越高，其对酸度的要求也越严格（等级越高，总酸含量也越高）。如何实现优质食醋的大规模生产呢？食醋食醋酿造工艺任务1：分析传统酿醋酸度波动原因（1）传统酿醋过程中，醋酸菌的可能来源有哪些？

主要来源于空气中、生产工具、原料等。（2）传统酿醋无法保证食醋的酸度，请从微生物的角度试着分析原因。

传统酿醋利用天然醋酸菌进行发酵，不同菌株产酸能力差异较大。主粮粉碎蒸料降温、糖化酒精发酵淋醋陈酿醋酸发酵熏醅任务2：设计优质醋酸菌的筛选方案

请结合选择培养基与鉴定培养基的设计理念（如尿素培养基），以及醋酸菌的代谢类型（C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O+能量），试着设计筛选醋酸菌的培养基。（尿素固体培养基：尿素、葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚红、琼脂糖）活动1：设计培养基活动要求（时间：2分钟）：（1）以小组为单位，探讨并写出筛选醋酸菌的培养基配方；（2）分析所设计的培养基中，每个配方的作用；评价指标标准分值1、培养基满足微生物生长所需的基本营养条件能够满足得1分

2、培养基含有相应物质用于鉴别是否为产酸菌能够鉴别得1分

3、培养基可以有效筛选出醋酸菌能够筛选得1分任务2：设计优质醋酸菌的筛选方案活动1：设计培养基

请结合评价量表，对所设计的培养基进行打分。

资料：醋酸菌的主要代谢途径是将乙醇转化为醋酸，这个过程需要有适当的环境条件。醋酸菌不仅需要乙醇作为底物，还需要其他碳源、氮源和其他营养物质，以确保醋酸菌能够有效生长并表现出其代谢特性。因此，单纯依靠乙醇作为唯一碳源是不够的。结合上述资料及细菌培养基的配方，对培养基进行修改。任务2：设计优质醋酸菌的筛选方案活动1：设计培养基培养基培养基1号培养基2号配方乙醇酵母浸膏葡萄糖琼脂碳酸钙乙醇酵母浸膏葡萄糖琼脂溴甲酚紫（酸碱指示剂）任务2：设计优质醋酸菌的筛选方案活动1：设计培养基酵母浸膏：酵母细胞的水溶性提取物浓缩而成的膏状物质，主要作用是为微生物的生长补充氮源、生长因子，内含无机盐。任务2：设计优质醋酸菌的筛选方案碳酸钙—透明圈法溴甲酚紫—显色圈法称取醋醅→在液体LB培养基中进行富集培养→用无菌水将培养物进行稀释→取1ml稀释后的菌悬液进行涂布分离→恒温培养箱中进行倒置培养→培养结束后，观察透明圈大小→利用试管斜面进行菌株保存活动2：完善醋酸菌的筛选路线任务2：设计优质醋酸菌的筛选方案某研究团队利用上述所设计的1号培养基，开始了优质醋酸菌的筛选，其流程如下：活动要求（3分钟）：（1）以小组为单位，评判操作步骤是否正确，若正确，在表格相应位置中计1分，若错误，则不计分，并将总分打在“打分牌”上；（2）对操作错误的地方进行修改，并说明理由；操作步骤得分修改（1）称取醋醅

（2）在液体LB培养基中进行富集培养

（3）用无菌水将培养物进行稀释

（4）取1ml稀释后的菌悬液进行涂布分离

（5）恒温培养箱中进行倒置培养

（6）培养结束后，观察透明圈大小

（7）利用试管斜面进行菌株保存活动2：完善醋酸菌的筛选路线任务2：设计优质醋酸菌的筛选方案活动2：完善醋酸菌的筛选路线任务2：设计优质醋酸菌的筛选方案称取醋醅→在液体选择培养基中进行富集培养→用无菌水将培养物进行稀释→取0.1ml稀释后的菌悬液进行涂布分离→恒温培养箱中进行倒置培养→培养结束后，观察透明圈与菌落直径比值大小→利用试管斜面进行菌株保存菌株S5S10S11S12S27S30总酸度（g·L-1）46.2144.7043.1451.0849.4745.36酒精转醋酸率（%）64.0861.9959.8270.8468.6062.90表1野生型优良菌株的生产性状（1）上述筛选得到的菌株中，哪一株最适合应用于生产？（2）S12菌株为哪种醋酸菌？有哪些方法可以进行鉴定？任务2：设计优质醋酸菌的筛选方案任务3：设计醋酸菌的鉴定方案平板可以让人们清楚地观察到在培养基表面由单个细胞生长繁殖成的菌落，因此常用于微生物的分离、鉴定、活菌计数等。局限性：鉴定结果依赖于观察者的经验和技能；不同人可能对同一菌落的判断不一致；鉴定方案：菌落鉴定法任务3：设计醋酸菌的鉴定方案鉴定方案：分子生物学法活动3：利用分子生物学方法进行菌株鉴定资料：16SrDNA普遍存在于原核生物中，该序列在生物进化的漫长历程中保持不变，既含有高度保守的序列区域，又有中度保守和高度变化的序列区域。此外，16SrDNA相对分子量大小适中，约1540对核苷酸，便于序列分析。保守区域1保守区域2保守区域3保守区域416SrDNA注：蓝色区域代表保守的核酸序列，其长度大小约为30bp。任务3：设计醋酸菌的鉴定方案活动要求（时间：3分钟）：（1）上述4个保守区域，你们小组会优先选择哪两个区域用于引物的设计，请说明原因。（2）PCR扩增出S12菌株的16SDNA后，下一步该如何进行菌株鉴定？请对鉴定思路进行讨论。活动3：利用分子生物学方法进行菌株鉴定任务3：设计醋酸菌的鉴定方案保守区域1保守区域2保守区域3保守区域416SrDNA注：蓝色区域代表保守的核酸序列，其长度大小约为30bp。PCR产物可利用电泳技术来鉴定，该技术是分离、鉴定、纯化核酸和蛋白质的常用方法（教材P107）。20001000750500250100MS12活动3：利用分子生物学方法进行菌株鉴定任务3：设计醋酸菌的鉴定方案电泳的方法，能否鉴定出菌株信息？为什么？大肠杆菌测序结果：AGTTTGATTCTGGCTCAGAGCGAACGCTGGCGGCATGCTTAACACATGCAAGTCGCACGAAGGTTTCGGCCTTAGTGGCGGACGGGTGAGTAACGCGTAGGTATCTATCCATGGGTGGGGGATAACACTGGGAAACTGGTGCTAATACCGCATGACACCTGAGGGTCAAAGGCGCAAGTCGCCTGTGGAGGAGCCTGCGTTTGATTAGCTAGTTGGTGGGGTAAAGGCCTACCAAGGCGATGATCAATAGCTGGTTTGAGAGGATGATCAGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTG……CCTTACCAGGGCTTGAATGTAGAGGCTGCAAGCAGAGATGTTTGTTTCCCGCAAGGGACCTCTAACACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCCTATCTTTAGTTGCCATCAGGTTGGGCTGGGCACTCTAGAGAGACTGCCGGTGACAAGCCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCCTCATGGCCCTTATGTCCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGCGGTGAGAGTGGGAAGCTAGGTGGTGACACCATGGTGATCTCTAAAAGCCGTCTCAGTTCGGATTGCACTCTGCAACTCGAGTGCATGAAGGTGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGCCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTTGGTTTGACCTTAAGCCGGTGAGCGAACCGCAAGGACGCAGCGACCACGGTCGGGTCAGCGACTGGGGTGAAGTCGTAACAAGGTAGCCGTAGGGGAACCTGCGGCTGGATCACCTCCTTT任务3：设计醋酸菌的鉴定方案任务3：设计醋酸菌的鉴定方案任务3：设计醋酸菌的鉴定方案基因数据库任务3：设计醋酸菌的鉴定方案任务3：设计醋酸菌的鉴定方案S12菌株为巴氏醋酸菌（Acetobacterpasteurianus）菌株S5S10S11S12S27S30总酸（g/L）46.2144.7043.1451.0849.4745.36