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微生物的生理生化反應(yīng)的多樣性在自然界產(chǎn)生了兩種結(jié)果：一是使自然界的有機(jī)分子都可能得到分解；而是使不同微生物之間有了互相作用和互相依賴的物質(zhì)基礎(chǔ)。
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
根據(jù)細(xì)菌生理生化的差異，了解細(xì)菌碳、氮源代謝類型的多樣性，掌握部分根據(jù)生理生化反應(yīng)進(jìn)行細(xì)菌鑒定方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 單糖發(fā)酵是將葡萄糖、乳糖或麥芽糖等分別加入蛋白胨水培養(yǎng)基內(nèi)，使其最終含量為7.5-10g/L，并加入一定量的溴甲酚紫指示劑及德漢氏小管，制成單糖發(fā)酵管，接種細(xì)菌經(jīng)37℃培養(yǎng)18-24h，若能分解糖產(chǎn)酸則指示劑由紫色變?yōu)辄S色，若能分解甲酸有二氧化碳和氫氣等氣體形成，小導(dǎo)管內(nèi)則聚集有氣泡；若不能分解，則指示劑不變色。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.將大腸桿菌、枯草芽孢桿菌按照液體接種方法分別接種于葡萄糖及乳糖發(fā)酵管內(nèi)。 2.置于37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)18-24h。 3.觀察結(jié)果：由于一些細(xì)菌能分解某種糖類產(chǎn)酸，所以培養(yǎng)基中pH下降至7.0以下，在溴甲酚紫指示劑的顯示下，培養(yǎng)基顏色由紫色變黃色。產(chǎn)酸者以“+”表示；如果同時(shí)產(chǎn)生氣體，則培養(yǎng)基中倒置的小管內(nèi)有氣泡出現(xiàn)，此乃產(chǎn)酸又產(chǎn)氣，以“⊕”表示；不分解，則指示劑不變色，用“-”表示。 Ⅱ 吲哚試驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)原理
某些細(xì)菌具有色氨酸酶，能分解蛋白胨水培養(yǎng)基中的色氨酸，產(chǎn)生吲哚（靛基質(zhì)），再與吲哚試驗(yàn)（對(duì)二甲基氨基苯甲醛）反應(yīng)，形成紅色化合物玫瑰吲哚，即為陽(yáng)性反應(yīng)。 二、實(shí)驗(yàn)步驟 1.分別將大腸桿菌、枯草芽孢桿菌接種于兩支蛋白胨水培養(yǎng)基中。
2.置于37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)18-24h后，在兩支試管中分別滴加10-20滴乙醚，震蕩數(shù)次后靜置3min。
3.每管沿管壁緩緩加入3-5滴吲哚試劑于培養(yǎng)液面上，待1-2min后觀察。
4.結(jié)果顯示：在交界面出現(xiàn)玫瑰紅色環(huán)即為吲哚試驗(yàn)陽(yáng)性（+），無(wú)紅色環(huán)即為陰性（-）。 Ⅲ 甲基紅試驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)原理 某些細(xì)菌分解葡萄糖產(chǎn)生丙酮酸，繼而分解為甲酸、乙酸、乳酸等，使培養(yǎng)基pH降至4.2以下，加入甲基紅指示劑呈紅色，此為陽(yáng)性反應(yīng)（+）；若產(chǎn)酸量少或產(chǎn)生的酸進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為醇、醛、氣體和水等，則培養(yǎng)基的pH仍為6.2以上，加入甲基紅指示劑呈黃色，此為陰性反應(yīng)（-）。 二、實(shí)驗(yàn)步驟 1.分別將大腸桿菌和枯草芽孢桿菌接種于兩支葡萄糖蛋白胨水培養(yǎng)基中。
2.置于37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)18-24h取出，分別滴加2-3滴甲基紅試劑，混勻，觀察結(jié)果。 三、預(yù)期結(jié)果 大腸桿菌：+，枯草芽孢桿菌：-。 Ⅳ 伏-波試驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)原理 有些細(xì)菌分解葡萄糖產(chǎn)生丙酮酸，丙酮酸進(jìn)行縮合，脫羧生成乙酰甲基甲醇，在堿性環(huán)境中被氧化為二乙酰，再與培養(yǎng)基內(nèi)精氨酸的胍基結(jié)合，生成紅色化合物，則為伏-波試驗(yàn)陽(yáng)性（+）。
二、實(shí)驗(yàn)步驟 1.分別將大腸桿菌和枯草芽孢桿菌接種于兩支葡萄糖蛋白胨水培養(yǎng)基中。
2.置于37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)18-24h，取出試管后倒掉一半培養(yǎng)液，然后分別加入氫氧化鉀水溶液5-10滴和等體積的α-奈酚乙醇溶液，搖勻，37℃水浴鍋水浴15-30min。 3.觀察結(jié)果：培養(yǎng)液變?yōu)榧t色為陽(yáng)性（+），黃色為陰性（-）。 三、預(yù)期結(jié)果 大腸桿菌：-，枯草芽孢桿菌：+。 Ⅴ 檸檬酸鹽利用實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)原理
在檸檬酸培養(yǎng)基中檸檬酸鹽為唯一碳源。細(xì)菌分解培養(yǎng)基中的檸檬酸鹽、磷酸銨后產(chǎn)生堿性化合物，使培養(yǎng)基pH升高。因此，可根據(jù)能否利用檸檬酸鹽來(lái)鑒別細(xì)菌，如細(xì)菌可利用檸檬酸鹽作為碳源，細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖形成菌苔，分解檸檬酸鹽生成堿性碳酸鹽，使培養(yǎng)基pH上升到7.0以上，麝香草酚藍(lán)指示劑由綠色變?yōu)樯钏{(lán)色，為檸檬酸鹽利用試驗(yàn)陽(yáng)性（+）；如細(xì)菌不能分解檸檬酸鹽，則培養(yǎng)基顏色不發(fā)生變化，為檸檬酸鹽利用試驗(yàn)陰性（-）。 二、實(shí)驗(yàn)步驟 1.分別將大腸桿菌和枯草芽孢桿菌接種于兩支檸檬酸鹽斜面培養(yǎng)基中。
2.置于37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)18-24h后觀察結(jié)果。 三、預(yù)期結(jié)果 大腸桿菌：-（無(wú)菌苔生長(zhǎng)，培養(yǎng)基不變色）。
枯草芽孢桿菌：+（有菌苔生長(zhǎng)，培養(yǎng)基變色）。 Ⅵ 淀粉利用實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)原理 微生物對(duì)大分子物質(zhì)如淀粉不能直接利用，必須依靠產(chǎn)生的胞外酶將大分子物質(zhì)分解，才能被微生物吸收利用。有些細(xì)菌有合成淀粉酶的能力，可以分泌胞外淀粉酶，淀粉酶可水解淀粉為麥芽糖和葡萄糖，淀粉水解后遇碘不再變藍(lán)色。 二、實(shí)驗(yàn)步驟 1.分別結(jié)合總大腸桿菌、枯草芽孢桿菌至同一個(gè)淀粉固體培養(yǎng)基上，并在平板的反面進(jìn)行標(biāo)記；注意接種長(zhǎng)度盡量相等。
2..置于37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)18-24h后觀察細(xì)菌的生長(zhǎng)情況，滴入少量魯氏碘液，輕輕旋轉(zhuǎn)平板使碘液均勻鋪滿整個(gè)平板。
3.觀察結(jié)果，如菌苔周圍出現(xiàn)無(wú)色透明圈，說(shuō)明淀粉被水解，為陽(yáng)性（+）；透明圈的大小反應(yīng)細(xì)菌水解淀粉能力的強(qiáng)弱。 三、預(yù)期結(jié)果 大腸桿菌：-，枯草芽孢桿菌：+。 四、注意事項(xiàng) 1.該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中所涉及菌種是作為生理生化反應(yīng)的對(duì)比菌種，重點(diǎn)注意避免發(fā)生交叉污染和標(biāo)記錯(cuò)亂的現(xiàn)象。
2.使用酒精燈時(shí)需要特別注意操作安全，70%乙醇、乙醚等化學(xué)試劑可以燃燒，需要遠(yuǎn)離明火。單糖發(fā)酵試驗(yàn)部分，在接種后需要注意請(qǐng)緩搖動(dòng)試管時(shí)避免氣泡進(jìn)入倒置小管中；吲哚試驗(yàn)部分，乙醚萃取過(guò)程一定要充分和靜置，再沿管壁滴加吲哚試劑以避免破壞已分層界面。
例如，一種微生物能利用另一種微生物所分解的產(chǎn)物，或者一種微生物的產(chǎn)物可抑制或殺死另一種微生物。
不同細(xì)菌由于所含的酶系統(tǒng)不完全相同，因而對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解能力及代謝產(chǎn)物亦不一致，所以，微生物的生理生化反應(yīng)也被作為細(xì)菌鑒定和分類的主要內(nèi)容之一。
本節(jié)內(nèi)容中有4個(gè)是用來(lái)快速鑒別大腸桿菌和產(chǎn)氣腸桿菌，多用于水的細(xì)菌檢查，常合稱為IMViC試驗(yàn)。
IMViC是吲哚試驗(yàn)（indol test）、甲基紅試驗(yàn)（methyl red test，MR試驗(yàn)）、伏-波試驗(yàn)（Vogen-Prokauer test，V-P試驗(yàn)）和檸檬酸鹽利用試驗(yàn)（citrate test）4個(gè)實(shí)驗(yàn)的縮寫，其中，i是在英文中為了發(fā)音方便而加上去的。
Ⅰ 單糖發(fā)酵試驗(yàn)
