实验——微生物生理生化反应观察

一.实验目的：初步了解微生物生化鉴定与分类的原理与方法；掌握淀粉水解实验、明胶水解实验和糖发酵实验的原理和方法。 

二.实验原理： 

本实验通过不同微生物对大分子物质的水解、糖发酵实验等几个实验，来让同学们了解不同微生物的生化功能的多样性。 

1. 微生物对淀粉的水解：由于微生物对淀粉这种大分子物质不能直接利用，必须靠产生的胞外酶将大分子物质分解才能被微生物吸收利用.胞外酶主要为水解酶,通过加水裂解大的物质为较小的化合物,使其能被运输至细胞内.如淀粉酶水解淀粉为小分子的糊精,双糖和单糖；而淀粉遇碘液会产生蓝色，因此能产淀粉酶的微生物在淀粉培养基上培养用碘处理会产生无色区域，据此可分辨微生物能否产生淀粉酶。

2. 微生物对明胶的水解：

微生物可以利用各种蛋白质和氨基酸作为氮源外,当缺乏糖类物质时,亦可用它们作为碳源和能源.明胶是由胶原蛋白经水解产生的蛋白质,在25℃以下可维持凝胶状态,以固体形式存在.而在25℃以上明胶就会液化.有些微生物可产生一种称作明胶酶的胞外酶,水解这种蛋白质,而使明胶液化,甚至在4℃仍能保持液化状态.

3. 糖发酵试验：是常用的鉴别微生物的生化反应,在肠道细菌的鉴定上尤为重要.绝大多数细菌都能利用糖类作为碳源和能源,但是它们在分解糖类物质的能力上有很大的差异.有些细菌能分解某种糖产生有机酸(如乳酸,醋酸,丙酸等)和气体(如氢气,甲烷,二氧化碳等);有些细菌只产酸不产气.例如大肠杆菌能分解乳糖和葡萄糖产酸并产气; 金黄色葡萄球菌可分解葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖，产酸不产气。伤寒杆菌分解葡萄糖产酸不产气,不能分解乳糖;普通变形杆菌分解葡萄糖产酸产气,不能分解乳糖.发酵培养基含有蛋白胨,指示剂(溴甲酚紫),和不同的糖类.当发酵产酸时,溴甲酚紫指示剂可由紫色(pH6.8)变为黄色(pH5.2).气体的产生可由生化试管中有无气泡来证明.

三. 实验用品：参考实验教材上的实验用品。

四.实验内容（三人一组）：

1.淀粉水解实验：每组接种三支淀粉生化管（分别接种大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌），37℃培养2天，加卢革氏碘液观察和记录每管颜色变化，得出结论。

2.明胶水解实验：每组接种三支明胶生化管（分别接种大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌），20℃培养2天，[明胶在25度以上就会液化]，从20℃取出即观察和记录各管的明胶水解情况，得出结论。

3.葡萄糖发酵试验：每组接种二支葡萄糖生化管（一支接种大肠杆菌、一支接种金黄色葡萄球菌、每种生化管留下2支作为空白对照），37℃培养2天，观察和记录每管培养前后颜色变化，得出结论。

4、乳糖发酵试验：每组接种二支乳糖生化管（一支接种大肠杆菌、一支接种金黄色葡萄球菌），每种生化管留下2支作为空白对照。37℃培养2天，观察和记录每管培养前后颜色变化，得出结论。

五、实验注意事项：

1.   淀粉水解实验，在观察时需要加卢革氏碘液以便观察淀粉的水解情况；

2.   接种均在无菌条件下操作，接种完毕以后用灭菌好的棉花塞住管口防止污染；

3.   生化管用砂轮切割玻璃后接种。

引子：在所有生活细胞中存在的化学反应称之为代谢。代谢过程主要是酶促反应过程。微生物产生的酶可能是在胞内也可能是在胞外。各种微生物在代谢类型上表现很大的差异，如表现在对大分子糖类和蛋白质的分解能力，以及分解代谢的最终产物的不同，反映出它们具有不同的酶系。

  微生物生理生化反应的多样性在自然界产生了两种结果：第一是使自然界的有机分子都有可能得到分解；第二是使不同微生物之间有了互相作用和互相依赖得基础。例如,一种微生物能利用另一种微生物所分解的产物，或者一种微生物的产物可以抑制或者杀死另一种微生物。由于微生物代谢类型多样性,使得微生物在自然界的物质循环中起着重要作用,同时也为人类开发利用微生物资源提供更多的机会与途径.。此外,微生物代谢类型多样性具体表现在生化反应的多样性,因此人们在微生物的分类鉴定工作中,常利用其生化反应作为重要依据.

常用于微生物分类鉴定的生理生化特征

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