微生物综合实验设计方案生技121+第八组.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流微生物综合实验设计方案生技121+第八组.精品文档.土壤中产淀粉酶芽孢杆菌的筛选及其淀粉酶活力的测定生技121班吴金明 闫瑞强 邝毅璋 李北娇 邓其芬关键词:淀粉酶 芽孢杆菌 淀粉酶活力一、综述: 淀粉酶是淀粉降解酶。它们广泛存在于微生物、植物和动物体中。将淀粉及相关的聚合物分解为带有具体淀粉分解酶特征的产品。淀粉酶广泛存在于动植物和微生物中,是最早用于工业生产并且迄今仍是用途最广、产量最大的酶制剂产品之一。淀粉酶种类繁多,特点各,可应用于造纸、印染、酿造、果汁和食品加工、医药、洗涤剂、工业副产品及废料的处理、青贮饲料及微生态制剂等多种领域。
2、在酿造发酵工业如酒精生产、啤酒制造、发酵原料液化及糖化工艺过程中均有重要价值,如添加淀粉酶分布非常广泛,是人们经常研究的一种酶。从纺织工业到废水处理,这些酶都有不同规模的应用。 常见产淀粉酶的主要为芽孢杆菌属。其中的常见产淀粉酶的芽孢杆菌菌种有:地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌、凝结芽孢。由于芽孢杆菌属是一类好氧或兼性厌氧、产生抗逆性内生抱子的杆状细菌,许多为腐生菌,主要分布于土壤和植物体表面及水体中。所以此次实验从土壤中分离产淀粉酶的芽孢杆菌。二、实验目的要求掌握从土壤中筛选产淀粉酶菌株的原理及方法;学会微生物分离纯化原理及方法和技术;学会掌握产淀粉酶活力测定的原理和方
3、法。培养学生的综合应用微生物实验方法的能力培养学生自行设计实验流程、综合分析问题解决问题和判断实验结果的能力三、实验原理自然界中,土壤是微生物生活最适宜的环境。土壤具有微生物进行生长繁殖和生命活动中所需的各种条件。土壤中微生物的数量因土壤类型、季节、土层深度与层次等不同而异。一般地说,在土壤表面,由于日光照射及干燥等因素的影响,微生物不易生存,离地表10 cm30 cm的土层中菌数最多,随土层加深,菌的数量减少。从混杂微生物群体中获得只含有某一种或某一株微生物的过程称为微生物分离与纯化。平板分离法普遍用于微生物的分离与纯化。其基本原理是选择适合与待分离微生物的生长条件,如营养成分、酸碱度、温度
4、和氧等要求,或加入某种抑制剂造成只利于该微生物生长,而抑制其他微生物生长的环境,从而淘汰一些不需要的微生物。从微生物群体中经分离生长在平板上的单个菌落并不一定保证是纯培养。因此,纯培养的确定除观察其菌落特征外,还要结合显微镜检测个体形态特征后才能确定,有些微生物的纯培养要经过一系列分离与纯化过程和多种特征鉴定才能得到。为了获得某种微生物的纯培养,一般是根据该微生物对营养、酸碱度、氧等条件要求不同,而供给它适宜的培养条件,或加入某种抑制剂造成只利于此菌生长,而抑制其他菌生长的环境,从而淘汰其他一些不需要的微生物,再用稀释涂布平板法或平板划线分离法等分离、纯化该微生物,直到得到纯菌株。在自然界的土
5、壤中有可能分布着能产淀粉酶的芽孢杆菌,通过土样稀释、加热土壤悬液杀非芽孢细菌、平板分离可获得细菌的单菌落,经革兰氏染色、芽孢染色可判断分离菌株是否为芽孢杆菌,将单菌落点接含有淀粉的平板,凡是具有产淀粉酶能力的的芽孢杆菌能水解淀粉,从而在淀粉平板上菌落周围会出现水解圈,滴加碘液,未水解的淀粉呈蓝色,水解圈无色。由此可将产淀粉酶能力的菌株分离,分离后再进一步划线纯化,对分离出的各菌株可通过形态观察及染色,得到纯培养的芽孢杆菌。根据从伯杰式细菌学手册芽孢杆菌属中检索到的芽孢杆菌的生理生化特点,选取能从土壤中分离到的芽孢杆菌种为标准菌种,通过对目的菌种进行多项生理生化实验,对比伯杰式手册的实验结果,从
6、而鉴定出目的菌的种别。 芽孢杆菌属的共同特征是:革兰氏阳性;接触酶阳性;水解淀粉;VP试验阳性;不产生吲哚;苯甲氨酸不脱氨;分解酪素;不分解酪氨酸;不产生二羟丙酮;营养体的最高生长温度大约从25到75以上;最低生长温度大约5到45;生长最低pH值,从7.58到2左右;耐盐范围从低于2%的NaCl到25%NaCl;营养明胶(22)7天内液化1厘米或1厘米以上。枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌在糖发酵试验用阿拉伯糖,木糖和甘露糖代替葡萄糖可产酸;作为营养生长的最低限培养基是无维生素的,但含有葡萄糖、柠檬酸盐和一个氨态盐作为唯一的碳源和氮源四、实验材料和试剂图书馆和生化楼附近的土壤、无菌防水纸袋,草酸铵结
7、晶紫染色液,路戈尔氏碘液,95乙醇,石炭酸复红染液,香柏油,二甲苯,5孔雀石绿染色液,显微镜,载玻片,盖玻片,接种环,酒精灯,擦镜纸,试管,培养皿,滴管,洗瓶,吲哚试剂,乙醚,40NaOH,无菌玻璃涂棒,无菌培养皿,无菌试管,三角瓶,烧杯,玻璃棒,移液管,移液枪,恒温培养箱,超净工作台,高压蒸汽灭菌箱。营养琼脂:蛋白胨1g、牛肉膏0.3g、氯化钠0.5g、琼脂1.5 2.0g、蒸馏水100ml、将除琼脂以外的各成分溶解于蒸馏水内,加入15%氢氧化钠溶液约2mL,校正pH至7.27.4。加入琼脂,加热煮沸,使琼脂溶化。糖发酵培养基:蛋白质0.4g,氯化钠1g,K2HPO40.04g,溴麝香草酚蓝
8、水溶液0.4ml,葡萄糖2g,水200ml蛋白质0.4g,氯化钠1g,K2HPO40.04g,溴麝香草酚蓝水溶液0.4ml,乳糖2g,水200ml淀粉牛肉膏蛋白胨琼脂培养基:可溶性淀粉0.4g,牛肉膏0.6g,蛋白胨2g,水200ml,氯化钠1g,琼脂3.6g,PH7.2-7.4葡萄糖蛋白胨培养基:葡萄糖1g,蛋白胨1g,氯化钠1g,水200ml,PH7.2-7.4蛋白胨水培养基:蛋白胨2g,氯化钠1g,水200ml,PH7.2-7.4西蒙斯氏柠檬酸盐培养液:柠檬酸钠0.4g,氯化钠1g,1溴麝香草酚蓝水溶液10ml,琼脂3-4g,水200ml,MgSO47H2O 0.04g,KHPO43H2
9、O 0.2g,(NH4)2HPO4 0.2g耐盐培养基:蛋白胨1g 牛肉膏0.3 g 氯化钠2g 琼脂1.5 2.0g 蒸馏水100ml 蛋白胨1g 牛肉膏0.3 g 氯化钠5g 琼脂1.5 2.0g 蒸馏水100ml 蛋白胨1g 牛肉膏0.3 g 氯化钠7g 琼脂1.5 2.0g 蒸馏水100ml 蛋白胨1g 牛肉膏0.3 g 氯化钠10g 琼脂1.5 2.0g 蒸馏水100ml 蛋白胨1g 牛肉膏0.3 g 氯化钠15g 琼脂1.5 2.0g 蒸馏水100ml明胶培养基:蛋白胨 1g 牛肉膏0.6g 明胶2.4g 水200ml pH 6.87.0酪氨酸水解培养基:5%2-酪氨酸10mL 营
10、养琼脂100mL.用时再混匀.运动性穿刺培养基: 蛋白胨2g 牛肉膏0.6g 氯化钠1g 琼脂0.8-1.2g 水200ml (pH7.27.4)酪素水解培养基:20g脱脂奶粉200mL蒸馏水;6g琼脂,200mL蒸馏水.分开灭菌,现配现用.硝酸盐培养基:硝酸钾0.02g,蛋白胨0.5g,蒸馏水100ml,ph7.4,分装试管5ml丙二酸盐培养基: 丙二酸盐0.3g,酵母浸膏0.1g,Nacl0.2g,硫酸铵0.2g,K2HPO40.06g 、K2H2PO4,水100ml,pH6.8,高压灭菌备用,0.2%溴麝香酚兰乙醇1.25ml氰化钾培养基: 蛋白胨1g,氯化钠0.5g,磷酸二氢钾0.02
11、25g,磷酸氢二钠0.564g,蒸馏水100ml,0.5%氰化钾溶液2ml,pH7.6醋酸铅试纸培养基:蛋白胨1g,胱氨酸0.1g,硫酸钠0.1g,水100ml,ph7.0-7.4,滤纸剪成0.51.0cm宽,用5%-10%de 醋酸铅浸湿,烘干,置于培养皿备用。马尿酸钠培养基:马尿酸钠1g、肉浸液100mL (将马尿酸钠溶解于肉浸液内,分装于小试管内,并于管壁画一横线。以标志管内液面高度,高压灭菌12120min。)三氯化铁(FeCl36H2O)12g,溶于2%盐酸溶液100mL中即成。试剂: (1)2% 淀粉溶液 (2) 0.4mol/L 氢氧化钠 (3) pH5.6 柠檬酸缓冲液:称取柠
12、檬酸 20.01g ,溶解后定容至 1000mL ,为 A 液。称取柠檬酸钠 29.41g ,溶解后定容至 1000mL ,为 B 液。取 A 液 13.7mL 与 B 液 26.3mL 混匀,即为 pH5.6 之缓冲液。 (4) 3,5- 二硝基水杨酸:精确称取 1g3,5- 二硝基水杨酸溶于 20mL 1mol/L 氢氧化钠中,加入 50mL 蒸馏水,再加入 30g 酒石酸钾钠,待溶解后用蒸馏水稀释至 100Ml ,盖紧瓶塞,防止 CO 2 进入。 五、实验步骤和方法(一)纯培养的获得1、土壤的采集取两个土壤样点,用酒精消毒过的小铲子铲土,取其土表10cm处的土壤部分,用无菌纸袋装好,编号
13、并记录土壤附近的环境条件。土样序号地理位置颜色气味湿度周围植被1靠近图书馆河边的附近草地黄褐色青草味较大杂草2生化楼附近的草地红色青草味较大杂草2、分离纯化2.1梯度稀释两个土样分别取5g,放入各自装有45mL无菌水的三角瓶,振荡10min,即为稀释10-1的土壤悬浮液。每个环境的土样装1个锥形瓶,记好第一组第二组。 将锥形瓶加塞、包扎、摇匀(无菌室里),利用恒温水浴装置80左右水浴,水浴锅温度恒定后维持20min(制悬液时就应先开始加热),制成10-1 g/ml的土壤悬液再分别另取装有9mL无菌水试管8支,用记号笔编上10-2、10-3、10-4、10-5各两支。取已稀释成10-1土壤液,振
14、荡后静止0.5min,用无菌吸管吸取1mL土壤悬液加入10-2的无菌水的试管中,并在试管内轻轻反复吹吸数次,使之充分混匀,即成10-2土壤稀释液。同法从10-2的试管中吸取1mL稀释液加入编号为10-3的无菌水试管中,混匀后即为10-3土壤稀释液,依次连续稀释为10-4、10-5土壤稀释液。选择稀释度10-2、10-3、10-4,加热8020min处理稀释液以杀死无芽孢细菌,浓缩芽孢杆菌。2.2稀释涂布平板法是将已熔化并冷却至约50(减少冷凝水)的琼脂培养基, 先倒入无菌培养皿中, 制成8个无菌平板,在平板底部写好组别、稀释度等。待充分冷却凝固后,将两组不同稀释度的悬液抽取约1ml滴加在对号的
15、平板上,再用三角形无菌玻璃涂棒涂布,使菌液均匀分散在整个平板表面, 倒置温箱培养后挑取单个菌落。2.3平板划线法是将已熔化并冷却至约50(减少冷凝水)的琼脂培养基, 先倒入无菌培养皿中, 制成8个无菌平板,在平板底部写好组别、稀释度等。 平板凝固后,各组分别用接种环以无菌操作挑取平板上长出的单菌落分区划线,先在平板培养基的一边作第1次平行划线34条,再转动培养皿约60角,并将接种环上剩余物烧掉,待冷却后通过第1次划线部分作第2次平行划线,再用同法通过第2次平行划线部分作第3次平行划线和通过第3次平行划线部分作第4次平行划线。划线完毕,盖上皿盖,倒置于2829C温室中培养约20h.。再继续分区划
16、线2-3次,以获得较纯的菌种。结合镜检个体形态特征,以此确定该菌株为纯培养若没有获得纯培养,继续进行分区划线,再镜检,直到获得纯培养。镜检时可将非杆菌的菌落剔除掉。将纯化得到的单菌落每样都分为两部分,其中一部分接种到培养基内,用以保存菌种,另一部分用来做实验。(二)初步鉴定1、形态学检验革兰氏染色法 将每个菌落都做一张涂片、干燥及固定初染:在做好的涂面上滴加草酸铵结晶紫染液,染1-2分钟,倾去染液,流水冲洗至无紫色。媒染:先用新配的路哥氏碘液冲去残水,而后用其覆盖涂面1分钟,后水洗。脱色:除去残水后,滴加95%酒精进行脱色约25秒,后立即用流水冲洗。复染:滴加番红染色液,染2分钟,水洗后用吸水
17、纸吸干。 镜检:观察染色结果图。再次确定每个菌落都为杆菌,若有不是杆菌的菌落,则剔除掉。芽孢染色法将已确定为杆菌的菌落进行芽孢染色法,检出有芽孢的杆菌。制备菌液:加1-2滴蒸馏水于试管中,从斜面挑取2-3环的菌苔于试管中并充分打匀,制成浓稠的菌液。加染色液:加5%孔雀绿2-3滴于试管中用接种环搅拌,使其充分混合。加热:将此试管浸于沸水浴中,加热15-20分钟。涂片:从试管底部挑菌液于洁净的玻片上,涂成薄膜,晾干。固定:将涂片通过微火3次。脱色:水洗,直到流出的水中无绿色为止。复染:加番红染色2-3分钟后,倾去染色液,不用水洗,直接用吸水纸吸去余水,于酒精灯火焰上烘干。镜检:用油镜观察,筛选出有
18、芽孢的杆菌菌落。2、生理生化实验淀粉水解实验(淀粉牛肉膏蛋白胨琼脂培养基)以18-24h的纯培养物,涂布接种于淀粉琼脂斜面或平板(一个平板可分区划“+“字接种,)或直接移种于淀粉肉汤中,于361培养24-48h,或于20培养5天。然后将碘试剂直接滴浸于培养表面,若为液体培养物,则加数滴碘试剂于试管中。立即检视结果,阳性反应(淀粉被分解)为琼脂培养基呈深蓝色、菌落或培养物周围出现无色透明环、或肉汤颜色无变化。阴性反应则无透明环或肉汤呈深蓝色。以此筛选出产淀粉酶的菌株。淀粉水解是逐步进行的过程,因而试验结果与菌种产生淀粉酶的能力、培养时间,培养基含有淀粉量和pH等均有一定关系。培养基pH必须为中性
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- 微生物 综合 实验设计 方案 121 第八
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