實(shí)驗(yàn)五 細(xì)菌鑒定中常見的生理生化反應(yīng)

微生物實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五細(xì)菌鑒定中常見的生理生化反應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?)了解細(xì)菌生理生化反應(yīng)原理，掌握細(xì)菌鑒定中常見的生理生化反應(yīng)方法。2)了解不同細(xì)菌對不同含碳、含氮化合物的分解利用情況。3)了解細(xì)菌在不同培養(yǎng)基的不同生長現(xiàn)象及其代謝產(chǎn)物在鑒別細(xì)菌中的意義。二、實(shí)驗(yàn)原理。各種細(xì)菌所具有的酶系統(tǒng)不盡相同，對營養(yǎng)基質(zhì)的分解能力也不一樣，因而代謝產(chǎn)物存在差別。以此用生理生化試驗(yàn)的方法檢測細(xì)菌對各種基質(zhì)的代謝作用及其代謝產(chǎn)物，從而鑒別細(xì)菌的種屬，稱之為細(xì)菌的生理生化反應(yīng)。1.糖（醇）類發(fā)酵試驗(yàn)不同的細(xì)菌含有發(fā)酵不同的糖（醇）的酶，因而發(fā)酵糖（醇）的能力各不相同，產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物也不同：有的產(chǎn)酸產(chǎn)氣，有的產(chǎn)酸不產(chǎn)氣。指示劑溴甲酚紫，pH5.2黃色—pH6.8紫色，當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)酸時(shí)，培養(yǎng)基將由紫變黃。產(chǎn)氣可由杜氏小管中有無氣泡來證明。2.甲基紅試驗(yàn)（M.R試驗(yàn)）甲基紅試驗(yàn)，pH4.4紅色～pH6.2黃色，是用來檢測由葡萄糖產(chǎn)生的有機(jī)酸，如甲酸、乙酸、乳酸等。有些細(xì)菌分解糖類產(chǎn)生丙酮酸，丙酮酸進(jìn)一步反應(yīng)形成甲酸、乙酸、乳酸等，使培養(yǎng)基的pH降低到4.2以下。有些細(xì)菌在培養(yǎng)的早期產(chǎn)生有機(jī)酸，但在后期將有有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為非酸性末端產(chǎn)物，如乙醇、丙酮酸等，使pH升至大約6。3.Voges-Proskauer試驗(yàn)（伏-普試驗(yàn)，V.P.試驗(yàn)）伏-普試驗(yàn)是用來測定某些細(xì)菌利用葡萄糖產(chǎn)生非酸性或中性末端產(chǎn)物的能力。某些細(xì)菌分解葡萄糖成丙酮酸，再將丙酮酸縮合脫羧成乙酰甲基甲醇。乙酰甲基甲醇在堿性條件下，被氧化為二乙酰，二乙酰與培養(yǎng)基中所含的胍基作用，生成紅色化合物為V.P.反應(yīng)陽性。4.靛基質(zhì)試驗(yàn)?zāi)承┘?xì)菌，如大腸桿菌，能產(chǎn)生色氨酸酶，分解蛋白胨中的色氨酸，產(chǎn)生靛基質(zhì)，靛基質(zhì)與對二甲基氨基苯甲酸結(jié)合，形成玫瑰色靛基質(zhì)。5.硫化氫試驗(yàn)?zāi)承┘?xì)菌能分解含硫的氨基酸，產(chǎn)生硫化氫，硫化氫與培養(yǎng)基中的鐵鹽反應(yīng)，形成黑色的硫化鐵沉淀，為硫化氫試驗(yàn)陽性。6.明膠液化實(shí)驗(yàn)明膠在25度以下可維持凝膠狀態(tài)，以固體狀態(tài)存在，而在25度以上時(shí)明膠就會(huì)液化。有些微生物可產(chǎn)生一種成為明膠酶的胞外酶，水解這種蛋白質(zhì)，而使明膠液化，甚至在4度仍能保持液化狀態(tài)。7.檸檬酸鹽利用試驗(yàn)有的細(xì)菌如產(chǎn)氣桿菌，能利用檸檬酸鈉為碳源，因此能在檸檬酸鹽培養(yǎng)基上生長，并分解檸檬酸鹽后產(chǎn)生碳酸鹽，使培養(yǎng)基變?yōu)閴A性。此時(shí)培養(yǎng)基中的溴麝香草酚藍(lán)指示劑pH6.0(黃)～7.6(藍(lán))，由綠色變?yōu)樯钏{(lán)色。8.淀粉水解實(shí)驗(yàn)細(xì)菌水解淀粉的過程可以通過底物的變化來證明，即用碘測定不再產(chǎn)生藍(lán)色。三、實(shí)驗(yàn)儀器、材料和用具實(shí)驗(yàn)儀器：32度恒溫培養(yǎng)箱、4度冰箱；微生物實(shí)驗(yàn)微生物材料：大腸桿菌、變形桿菌、枯草桿菌、產(chǎn)氣桿菌、待鑒定的未知菌的平板單菌落；試劑：甲基紅試劑、V.P.試劑、吲哚試劑，KOH溶液；實(shí)驗(yàn)用具：試管：每個(gè)試驗(yàn)3根試驗(yàn)管，1根對照管，8個(gè)試驗(yàn)，共32管；杜氏小管、接種環(huán)、接種針、酒精燈、火柴、試管架、記號筆。四、實(shí)驗(yàn)步驟。1.配制培養(yǎng)基（上次實(shí)驗(yàn)完成）2.鑒別實(shí)驗(yàn)1）．糖(醇)類發(fā)酵試驗(yàn)編號：在各試管上分別標(biāo)明發(fā)酵培養(yǎng)基名稱，所接種的菌名和組號，下同。接種：取葡萄糖發(fā)酵培養(yǎng)基3支，按編號1支接種大腸桿菌，另1支接種普通變形桿菌，第3支不接種，作為對照。同樣取3支乳糖發(fā)酵培養(yǎng)基，1支接種大腸桿菌，1支接種普通變形桿菌，第3支不接種，作為對照。將已接種好的培養(yǎng)基置32℃溫箱中培養(yǎng)24h。2）.甲基紅試驗(yàn)(M.R.試驗(yàn))將大腸桿菌和產(chǎn)氣桿菌分別接種到葡萄糖蛋白胨水培養(yǎng)基中，32℃培養(yǎng)24h，加甲基紅指示劑數(shù)滴，觀察結(jié)果，呈現(xiàn)紅色者為陽性，呈現(xiàn)黃色者為陰性。3）.伏一普試驗(yàn)(V．P．試驗(yàn))將被檢菌接種到葡萄糖蛋白胨水中，32℃培養(yǎng)24h，取出，加入40％KOH7滴，然后再加入等量的5％a-萘酚溶液，用力振蕩，再放入37℃溫箱中保溫30min，以加快反應(yīng)速度。若培養(yǎng)物呈現(xiàn)紅色，為伏—普反應(yīng)陽性。4)．靛基質(zhì)(吲哚)試驗(yàn)將被檢菌接種到胰蛋白胨水培養(yǎng)基中，32℃培養(yǎng)24h后，滴加數(shù)滴吲哚試劑于培養(yǎng)物液面，輕輕搖動(dòng)，觀察結(jié)果。出現(xiàn)紅色者為陽性，出現(xiàn)黃色者為陰性。5).硫化氫試驗(yàn)：將大腸桿菌和變形桿菌以接種針穿刺接種到醋酸鉛或檸檬酸鐵氨培養(yǎng)基中，32℃培養(yǎng)24h，觀察結(jié)果，若有黑色出現(xiàn)者為陽性。6)明膠液化試驗(yàn)取大腸桿菌和枯草桿菌的純培養(yǎng)物少許，以接種針分別穿刺接種到營養(yǎng)明膠培養(yǎng)基中，置32℃培養(yǎng)24小時(shí)。故觀察結(jié)果時(shí)，應(yīng)將明膠培養(yǎng)基輕輕放入4℃冰箱30min，此時(shí)明膠又凝固。若放置于冰箱30min仍不凝固者，說明明膠被試驗(yàn)細(xì)菌液化，是為陽性。7）檸檬酸鹽利用試驗(yàn)取少量被檢菌接種到檸檬酸鹽培養(yǎng)基上，32℃培養(yǎng)24h后，觀察結(jié)果。培養(yǎng)基變深藍(lán)色者為陽性。8）淀粉水解試驗(yàn)在培養(yǎng)進(jìn)表面滴加碘液，觀察是否變紫。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1.觀察結(jié)果如下表：表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果微生物實(shí)驗(yàn)陽性表2.各項(xiàng)生理生化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及意義陰性（對照）意義細(xì)菌代謝產(chǎn)有機(jī)酸細(xì)菌代謝產(chǎn)生氣體細(xì)菌代謝產(chǎn)有機(jī)酸細(xì)菌代謝產(chǎn)生氣體pH下降到4.2以下細(xì)菌代謝產(chǎn)生乙?；状技?xì)菌代謝可分解色氨酸細(xì)菌代謝產(chǎn)生硫化氫細(xì)菌可產(chǎn)生明膠酶細(xì)菌可利用檸檬酸鹽作為碳源細(xì)菌可利用淀粉現(xiàn)象溶液仍為紫色杜氏小管中無氣體溶液仍為紫色杜氏小管中無氣體加入甲基紅，培養(yǎng)基為黃色培養(yǎng)基為黃色培養(yǎng)基為黃色無黑色固體產(chǎn)生明膠在25℃以下不能液化培養(yǎng)基仍為綠色變紫意義細(xì)菌代謝不產(chǎn)酸細(xì)菌代謝不產(chǎn)生氣體細(xì)菌代謝不產(chǎn)酸細(xì)菌代謝不產(chǎn)生氣體pH值大于6細(xì)菌代謝不產(chǎn)生乙酰基甲醇細(xì)菌代謝不能分解色氨酸細(xì)菌代謝不產(chǎn)生硫化氫細(xì)菌不能產(chǎn)生明膠酶細(xì)菌不能利用檸檬酸鹽作為碳源細(xì)胞無法利用淀粉現(xiàn)象溶液變黃葡萄糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)杜氏小管中有氣體（>體積10%）溶液變黃乳糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)杜氏小管中有氣體（>體積10%）甲基紅試驗(yàn)伏-普試驗(yàn)吲哚試驗(yàn)硫化氫試驗(yàn)明膠液化試驗(yàn)檸檬酸鹽利用試驗(yàn)淀粉水解試驗(yàn)加入甲基紅，培養(yǎng)基呈現(xiàn)紅色培養(yǎng)基呈現(xiàn)紅色培養(yǎng)基呈現(xiàn)紅色產(chǎn)生黑色固體明膠在4℃仍能保持液化狀態(tài)培養(yǎng)基由綠色變?yōu)樯钏{(lán)色不變，黃色2.照片及分析：1）．糖(醇)類發(fā)酵試驗(yàn)微生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：葡萄糖發(fā)酵中，三個(gè)菌種的溶液都變黃，為陽性；僅大腸桿菌杜氏小管含氣泡。分析：大腸桿菌能分解葡萄糖，產(chǎn)生甲酸等產(chǎn)物，并有甲酸解氫酶，可將其分解為CO2和H2，故生化反應(yīng)結(jié)果為產(chǎn)酸產(chǎn)氣。而另外兩種菌代謝產(chǎn)生了酸，但沒有氣體產(chǎn)生。另外，未知菌溶液臨近表面處有一層深色區(qū)域，不像指示劑的顏色，可能為某種代謝產(chǎn)物。圖1葡萄糖發(fā)酵（從左到右依次為對照、大腸桿菌、未知菌、變形桿菌）現(xiàn)象：乳糖發(fā)酵中，未知菌和變形桿菌都不變色，大腸桿菌的培養(yǎng)液變黃。只有大腸桿菌杜氏小管有氣泡。分析：變形桿菌無法利用乳糖，未知菌無法利用乳糖或在乳糖代謝途徑中沒有產(chǎn)生有機(jī)酸，大腸桿菌乳糖代謝途徑產(chǎn)生了有機(jī)酸，且產(chǎn)生了氣體圖2乳糖發(fā)酵（從左到右依次為對照、未知菌、變形桿菌、大腸桿菌）2）.甲基紅試驗(yàn)(M.R.試驗(yàn))現(xiàn)象：甲基紅試驗(yàn)中，大腸桿菌為深紅色，說明其產(chǎn)生的酸最多；未知菌為桔紅色，說明它產(chǎn)酸量中等；產(chǎn)氣桿菌為黃色，說明它基本不產(chǎn)酸。分析：大腸桿菌分解糖類產(chǎn)生丙酮酸，丙酮酸進(jìn)一步反應(yīng)形成甲酸等，使培養(yǎng)基的pH降低，培養(yǎng)基呈現(xiàn)紅色。產(chǎn)氣桿菌在培養(yǎng)的早期產(chǎn)生有機(jī)酸，但在后期將有有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為非酸性末端產(chǎn)物，，使pH升至大約6，培養(yǎng)基呈現(xiàn)黃色。圖3甲基紅試驗(yàn)（從左到右依次為對照、大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌、未知菌）3）.伏一普試驗(yàn)(V．P．試驗(yàn))微生物實(shí)驗(yàn)圖4V.P試驗(yàn)（從左到右依次是大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌、未知菌）4)．靛基質(zhì)(吲哚)試驗(yàn)現(xiàn)象：大腸桿菌黃色（即無變化），產(chǎn)氣桿菌稍有紅色，未知菌為紅色。分析：，說明大腸桿菌在葡萄糖蛋白胨水中代謝不產(chǎn)生乙?；状?；產(chǎn)氣桿菌產(chǎn)生了少量乙?；状迹晃粗a(chǎn)生了較多乙?；状甲ⅲ篤.P.試驗(yàn)一開始是沒有現(xiàn)象的，最后把其他的試管都洗了后(這也是沒有對照的原因)，我們重新滴加了邊臺的NaOH，然后用a-萘酚溶液處理，所以估計(jì)一開始沒有現(xiàn)象的原因可能和KOH失效有關(guān)?，F(xiàn)象：吲哚試驗(yàn)中，未知菌沒有變化；產(chǎn)氣桿菌和大腸桿菌溶液表面產(chǎn)生了少量玫瑰紅。分析：未知菌無法分解色氨酸，產(chǎn)氣桿菌和大腸桿菌可以分解色氨酸。另外，對照組也出現(xiàn)了玫瑰紅，照理說里面沒有微生物分解蛋白胨中的色氨酸產(chǎn)生靛基質(zhì)的話，是不會(huì)反應(yīng)產(chǎn)生紅色化合物的，估計(jì)試劑有污染，比如有含色氨酸酶的雜菌引入。圖5吲哚試驗(yàn)（從左到右依次是對照、未知菌、產(chǎn)氣桿菌、大腸桿菌）5).硫化氫試驗(yàn)：圖片不是很清晰，請見諒。現(xiàn)象：硫化氫試驗(yàn)中，僅有變形桿菌產(chǎn)生了黑色物質(zhì)。三只試管接種周圍都有向外擴(kuò)展現(xiàn)象。分析：僅變形桿菌能分解含硫的氨基酸并產(chǎn)生硫化氫。三種菌均具有運(yùn)動(dòng)能力圖6硫化氫試驗(yàn)（從左到右依次是對照、未知菌、變形桿菌、大腸桿菌）6).明膠液化試驗(yàn)微生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：明膠液化試驗(yàn)中，僅有未知菌使明膠在25℃以下液化分析：僅未知菌可產(chǎn)生明膠酶圖7明膠液化試驗(yàn)（從左到右依次是對照、未知菌、大腸桿菌、枯草桿菌）7).檸檬酸鹽利用試驗(yàn)現(xiàn)象：檸檬酸鹽利用實(shí)驗(yàn)中，未知菌和大腸桿菌使培養(yǎng)基變黃；產(chǎn)氣桿菌培養(yǎng)基變藍(lán)。分析：未知菌和大腸桿菌不能利用檸檬酸鈉作碳源或在利用檸檬酸鹽時(shí)產(chǎn)生了酸，產(chǎn)氣桿菌在利用檸檬酸鹽時(shí)產(chǎn)生了堿圖8檸檬酸鹽利用實(shí)驗(yàn)（從左到右依次是對照、未知菌、產(chǎn)氣桿菌、大腸桿菌）8).淀粉水解試驗(yàn)大腸桿菌產(chǎn)氣桿菌枯草桿菌未知菌空白對照變形桿菌圖9淀粉水解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：淀粉水解實(shí)驗(yàn)