实验一普通光学显微镜的使用及细菌形态的观察
实验一 普通光学显微镜的使用和细菌形态观察
实验一普通光学显微镜的使用和细菌形态观察一、实验目的1．了解普通光学显微镜的构造和原理。
2．学习并掌握普通光学显微镜——油镜的使用方法。
3．利用油镜观察细菌的形态和构造。
二、实验原理微生物学研究用的普通光学显微镜通常有低倍物镜（16mm，10×）高倍物镜（4mm，40-45×）和油镜（1.8mm，95-100×）三种。
油镜常标有黑圈或红圈（或白圈），它是三者中放大倍数最大的。
使用油镜时，油镜与其他物镜的不同是载玻片与接物镜之间，不是隔一层空气，而是隔一层油质，称为油浸系。
这种油常选用香柏油，因香柏油的折射率n＝1.52，与玻璃基本相同。
当光线通过载玻片后，可直接通过香柏油进入物镜而不发生折射。
如果玻片与物镜之间的介质为空气，则称为干燥系；当光线通过玻片后，受到折射发生散射现象，进入物镜的光线显然减少，这样视野的照明度就减低了（图Ⅰ-1）。
图Ⅰ-1油镜的原理图Ⅰ-2 镜口角利用油镜不但能增加照明度；更主要的是能增加数值口径。
因为显微镜的放大效能由其数值孔径决定的。
所谓数值孔径，即光线投射到物镜上的最大角度（称镜口角）的一半正弦，乘上玻片与物镜间介质折射率所得的乘积，可用下列公式表示：NA=nsinθ数值孔径的大小又是衡量一台显微镜分辨力强弱的依据；分辨力是指显微镜能辨别物体两点间最小距离的能力。
可分辨两点之间的最小距离=λ/2NA＝λ/2nsinθ式中λ：所用光源波长；θ：为物镜镜口角的半数，取决于物镜的直径和工作距离。
n：玻片与物镜间介质的折射率，空气（n=1.0）、水（n=1.33）、香柏油（n=1.52）、玻璃（n=1.52）等。
nSinθ：数值孔径（NA），是决定物镜性能的最重要指标。
由上述可知若n值和α角越大则NA越大或光波波长越短，则显微镜的分辨力越大（图Ⅰ-2）。
三、实验器材1．仪器：显微镜。
2．材料：标本片（大肠杆菌、葡萄球菌、链球菌、八叠球菌、炭菌杆菌的芽孢和荚膜、细菌三形涂片），香柏油，二甲苯，擦镜纸等。
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五、实验结果
绘图，记录所观察到的细菌三种 基本形态。
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六、问题与讨论
1、使用高倍镜与油镜调焦时应注意什么？ 2、使用油镜时，在载玻片和镜头之间加滴 什么油？起什么作用？ 3、什么是物镜的同焦现象？它在显微镜观 察中有什么意义？
下次实验：细菌简单染色法与革兰氏染色法
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3.根据使用者个人情况，调节双目显微镜的目镜
双目显微镜的目镜间距可以适当调节，使其与观察者两个眼睛瞳
孔的距离相符。
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（二）显微观察
1.低倍镜观察
将标本片放在载物台上，用标本夹夹住，调节标 本移动螺旋，使目的物处于物镜的正下方。
调节粗调螺旋，使物镜（10×）与标本靠近，眼 睛在侧向注视物镜，防止物镜和载玻片相碰。
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三、实验器材
显微镜、擦镜纸、双层瓶（香柏油、二甲 苯）等。
细菌三型标本片（球菌、杆菌、螺旋菌）
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四、操作步骤
（一）观察前的准备
1.取镜和安放
置显微镜于平稳的实验台上，镜座距实验台边沿约为3~4cm。镜 检者姿势要端正。
2.光源调节
安装在镜座内的光源灯可通过调节电流或电压来获得适当的照明 亮度，使视野内的光线均匀，亮度适宜。
光学系统由目镜、物镜、聚光器、光源、滤 光片、虹彩光圈等组成
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普 通 光 学 显 微 镜 基 本 构 造
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油镜的工作原理
滴加镜油的作用 （1） 增加照明亮度 （2） 增加显微镜的分辨率
分辨率（最小可分辨距离）=λ/2NA
式中λ=光波波长 ； NA=物镜的数值孔径值
NA= n·sin(α/2 )
以保证光洁度 3.观察标本时，必须依次用低、高倍镜，最后
实验一光学显微镜的使用与微生物观察
实验一光学显微镜的使用与微生物观察第一节普通光学显微镜的使用一、实验目的1、了解普通光学显微镜的基本构造和工作原理。
2、学习并掌握普通光学显微镜，重点是油镜的使用技术和维护知识。
3、在油镜下观察微生物的几种基本形态。
二、基本原理（一）普通光学显微镜的构造普通光学显微镜由机械系统和光学系统两部分组成（图1-1）。
1、机械系统机械系统包括镜座、镜臂、镜筒、物镜转换器、载物台、调节器等。
（1）镜座：它是显微镜的基座，可使显微镜平稳地放置在平台上。
（2）镜臂：用以支持镜筒，也是移动显微镜时手握的部位。
（3）镜筒：它是连接接目镜（简称目镜）和接物镜（简称物镜）的金属圆筒。
镜筒上端插入目镜，下端与物镜转换器相接。
镜筒长度一般固定，通常是160mm。
有些显微镜的镜筒长度可以调节。
（4）物镜转换器：它是一个用于安装物镜的圆盘，位于镜筒下端，其上装有3～5个不同放大倍数的物镜。
为了使用方便，物镜一般按由低倍到高倍的顺序安装。
转动物镜转换器可以选用合适的物镜。
转换物镜时，必须用手旋转圆盘，切勿用手推动物镜，以免松脱物镜而招致损坏。
（5）载物台：载物台又称镜台，是放置标本的地方，呈方形或圆形。
载物台上装有压片夹，可以固定被检标本；有标本移动器，转动螺旋可以使标本前后和左右移动。
有些标本移动器上刻有标尺，可指示标本的位置，便于重复观察。
（6）调节器：调节器又称调焦装置，由粗调螺旋和细调螺旋组成，用于调节物镜与标本间的距离，使物像更清晰。
粗调螺旋转动一圈可使镜筒升降约10mm，细调螺旋转动一圈可使镜筒升降约0.1mm。
图1-1 普通光学显微镜的构造1. 镜座2. 镜臂3. 镜筒4. 转换器5. 载物台6. 压片夹7. 标本移动器8. 粗调螺旋9. 细调螺旋 10. 目镜 11. 物镜 12. 虹彩光阑（光圈）13. 聚光器14. 反光镜2、光学系统光学系统包括目镜、物镜、聚光器、反光镜等。
（1）目镜：它的功能是把物镜放大的物像再次放大。
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对未来学习的展望
01
深入学习微生物学
本次实验让我对微生物学产生了浓厚的兴趣，未来我将深入学习微生物
学的相关知识，了解更多关于细菌、病毒等微生物的特性、分类和应用。
02
探索微生物在自然界中的作用
微生物在自然界中发挥着重要作用，未来我将进一步探索微生物在生态
系统中的作用和意义，了解其在环境保护、生物防治等方面的应用。
分析并记录观察结果。
02
CHAPTER
普通光学显微镜的使用
显微镜的基本结构
物镜
将观察物象放大，同样有多种 倍率可选，如4X、10X、40X 等。
聚光镜
常有5X、 10X、40X等倍率选择。
载物台
放置和固定观察样本。
调焦旋钮
调节焦距，使物象清晰。
显微镜的操作方法
显微镜应存放在干燥、通风的 地方，避免阳光直射和高温。
03
CHAPTER
细菌三形的观察
细菌的形态分类
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02
03
球菌
呈球形或近似球形，直径 一般在1μm左右。
杆菌
呈杆状或近似杆状，长度 一般在2-3μm，宽度在 0.5-1μm。
螺旋菌
呈弯曲的杆状或螺旋状， 长度一般在2-6μm，宽度 在0.3-0.6μm。
细菌的染色与观察
染色原理
利用染料与细菌细胞壁结 合，使细菌着色，以便在 显微镜下观察。
常用染色法
革兰氏染色、抗酸染色等。
观察方法
将染色后的细菌涂布在载 玻片上，盖上盖玻片，用 显微镜观察其形态和染色 情况。
细菌三形的观察实例
球菌
金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等。
杆菌
大肠杆菌、结核分枝杆菌等。
环境工程微生物学实验
实验器材
（1）活材料：培养18h的大肠杆菌（E. coli）培养液。 （2）培养基和试剂：牛肉膏蛋白胨液体培养基14支 (每支10ml)，浓缩5倍的牛肉膏蛋白胨培养基。无菌 酸溶液(甲酸：乙酸：乳酸=3：1：1)。 （3）器材：1ml无菌吸管、摇床、冰箱、光电比色计、 标签等。
实验方法
1、接种：按无菌操作法用吸管向每管准确加入0.2 ml 的大肠杆菌培养液。 2、培养：将接种后的培养管置于摇床上，在37℃下 振荡培养。其中9支培养管分别于培养的0、1.5、3、5、 7、9、12、24和36h后取出，放冰箱中贮存，待测定。 3、比浊：以未接种的牛肉膏蛋白胨液体培养基调零 点，在光电比色计上，选用520～560nm波长进行比浊， 从最稀浓度的菌悬液开始，依次测定。
实验步骤
1．将肉膏胨淀粉琼脂培养基加热融化，待冷至45℃左右倒入无 菌培养皿内(每皿约10～
15毫升)，共倒3个，静置待冷凝即成平板。
2．在无菌操作条件下，用接种环分别挑取大肠杆菌和活性污泥 各一环分别在4个平板上各点种4个点。倒置于37℃恒温箱内培 养24～48h。
3．观察结果，取出平板，分别在2个平板内菌落周围滴加碘液， 观察菌落周围颜色的变化。若在菌落周围有一个无色的透明圈， 说明该细菌产生淀粉酶并扩散到基质中去。若菌落周围仍为蓝 色，说明该细菌不产生淀粉酶。
实验器材
1．培养基：牛肉膏蛋白胨琼脂培养基。 2．仪器：电炉、恒温水浴锅．恒温培养箱．放大 镜。 3．试剂：硫代硫酸钠溶液。 4．其他用品：无菌采样瓶，9ml无菌水试管，无菌 培养皿(直径9cm)，无菌移液管等。
实验步骤
1．水样采取 2．细菌总数测定 (1) 水样稀释：根据水样受有机物或粪便污染的程度，可用无
3．高倍镜观察
实验一显微镜的使用及细菌形态观察
03
实验时间安排不够合理
本次实验时间安排较为紧张，导致部分同学在规定时间内未能完成实验。
建议合理安排实验时间，确保同学有足够的时间进行实验操作和观察。
对未来实验的展望与计划
拓展观察对象
了解细菌的基本形态
学习识别不同种类的细菌，了解其基 本形态特征，如球形、杆形、螺旋形 等。
通过观察不同细菌的形态，理解其在 生物学和医学领域的应用价值。
学习细菌的观察与识别
掌握细菌的染色和观察方法， 了解常用的染色技术和原理。
学习使用显微镜观察细菌的形 态、大小、排列等特征，提高 实验操作技能和观察能力。
04
革兰氏阳性菌
在显微镜下观察到革兰氏阳性 菌呈圆形或椭圆形的外观，细
胞壁厚，表面光滑。
革兰氏阴性菌
革兰氏阴性菌呈杆状或球状， 细胞壁薄，表面粗糙。
大肠杆菌
大肠杆菌呈杆状，两端钝圆， 无芽孢和鞭毛。
葡萄球菌
葡萄球菌呈葡萄串状排列，无 芽孢和鞭毛。
细菌形态特征的描述与分类
根据革兰氏染色结果，可以将细 菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴
性菌两类。
根据细菌的形状、大小、排列方 式等特征，可以初步判断细菌的
种类。
不同种类的细菌具有不同的形态 特征，如球菌、杆菌、螺旋菌等。
实验结论的总结与归纳
通过观察显微镜下细菌的形态特 征，可以初步判断细菌的种类。
革兰氏染色是区分革兰氏阳性菌 和革兰氏阴性菌的重要方法。
了解不同种类细菌的形态特征对 于临床诊断和治疗具有重要意义。
增强团队合作意识
在实验过程中，我与同学们相互协作， 共同完成实验任务，增强了团队合作 意识。
实验一普通光学显微镜的使用及细菌三形观察
实验一普通光学显微镜的使用及细菌三形观察引言：显微镜是一种重要的生物学工具，能够放大物体，使我们能够观察到细小的结构。
其中，光学显微镜是最常见和广泛使用的显微镜之一、在本实验中，我们将学习使用普通光学显微镜，并观察细菌的三种形态。
材料和方法：1.准备细菌涂片。
准备一份细菌涂片，将其放在显微镜载片上。
2.放置载片。
将细菌涂片置于载片上，用显微镜夹子固定。
3.调整镜头。
在显微镜上选择合适的目镜和物镜，通常在使用40倍至100倍的物镜进行观察。
将镜头调整到最低位置，然后慢慢向上调整，直到能够看到细菌。
4.调整光源。
用光源照亮样品，然后通过调整光源的亮度和方向，使样品清晰可见。
5.调整焦距。
通过转动焦点调整器，使细菌变得清晰。
如果观察中出现模糊或扭曲的图像，重新调整焦距。
6.观察并拍照。
使用目镜和物镜逐步放大细菌，并观察它们的形态特征。
如果需要，可以使用相机拍摄细菌的图像以作进一步分析和记录。
结果：经过实验观察发现，细菌的形态分为以下三种：1.球形（球菌）：球形菌又称为球菌，其形状近似一个圆球。
球菌通常呈现出单个细胞独立生长的特点，例如葡萄球菌。
2.杆形（杆菌）：杆菌是一类细菌，其形状呈长棍状。
杆菌通常呈现出链状生长的特点，例如大肠杆菌。
3.螺旋形（螺旋菌）：螺旋菌的形状呈螺旋状。
螺旋菌有时会呈现出较长或较短的螺旋形态，例如鼠疫杆菌。
讨论：本实验使用普通光学显微镜观察了细菌的三种形态，即球形、杆形和螺旋形。
这些形态特征对于鉴定和分类细菌非常重要，因为形态可以反映细菌的生态和代谢特征。
球形细菌通常是在湿润的环境中生长并繁殖。
由于其小尺寸和圆滑的表面，球形细菌对于机体的作用较小，通常是人体正常菌群的一部分。
此外，一些病原细菌如葡萄球菌等也具有球形。
球形细菌在显微镜下通常呈圆形或椭圆形，并且可以在荧光显微镜下染色以增强可见性。
杆菌是一类常见的细菌，其形状与一根棍子类似。
杆菌通常生活在土壤、水体和生物体的表面。
光学显微镜的使用及菌体观察
实验光学显微镜的使用及菌体观察一、实验原理1.普通光学显微镜是一种精密的光学仪器。
当前使用的显微镜都是由一套透镜组成的。
普通光学显微镜通常能将物体放大 1500-2000倍。
分辨率（可辨出两点间最小距离），公式如下：D=0.5λ/n*sinα/2公式中：λ为所用光源波长；α为物镜镜口角；n为玻片与物镜间介质的折射率。
最短可见光450nm。
空气n=1.0；水n=1.33；香柏油n=1.52。
光学显微镜在最短波长450nm，用油镜其最大的分辨率为0.18μm。
肉眼正常德分辨率为0.25mm。
因此光学显微镜有效的最高总放大倍数能达到1000~1500倍。
根据上式，可通过：（1）减低波长；（2）增大折射率；（3）加大镜口角来提高分辨力。
紫外线作光源的显微镜和电子显微镜就是利用短光波来提高分辨力以检视较小的物体的。
数值孔径（numeri cal apeatu re简写为NA）是物镜的主要参数，是决定物镜性能的最重要指标。
数值孔径可用下式表示：N A= n* sinα/2镜口角α总是小于180°。
因为空气的折射率为1，所以干燥物镜的数值孔径总是小于1，一般为0.05~0.95；油浸物镜如用香柏油（折射率为1.515）浸没，则数值孔径最大可接近1.5。
虽然理论上数值孔径的极限等于所用浸没介质的折射率，但实际上从透镜的制造技术看，是不可能达到这一极限的。
通常在实用范围内，高级油浸物镜的最大数值孔径是1.4。
2. 细菌的涂片和染色是微生物学实验中的一项基本技术。
细菌的细胞小而透明，在普通的光学显微镜下不易识别，必须对它们进行染色，从而能更清楚地观察到其形态和结构。
常用碱性染料进行简单染色，因为在中性、碱性或弱酸性溶液中，细菌细胞常带负电荷，而碱性染料电离时，其分子的染色部分带正电荷，因此碱性染料的染色部分很容易与细菌结合使细菌着色。
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眼睛侧向注视物镜，防止物镜和载玻片相碰。找到目的物后， 将它移至视野正中处。
2）高倍镜观察（40×）：旋动转换器换高倍镜观察。 3）油镜观察（100×）：下降载物台，在载玻片上滴一滴香柏
油，将油镜移至正中，缓慢调节粗调螺旋使油镜头浸在油中，
刚好贴近载玻片。然后再用细准焦螺旋微微向上调即可。
四、操作步骤
实验报告格式
一、实验项目名称 二、实验目的 三、实验基本原理 四、主要仪器设备及耗材 五、实验步骤 六、实验数据及处理结果 七、思考讨论题
六、思考与讨论
1、显微镜的构造分哪几部分？各部分有什么作用？ 2、用油镜观察时应注意那些问题？在载玻片和镜 头之间加滴什么油？起什么作用？ 3、什么是物镜的同焦现象？它在显微镜观察中有 什么意义？
下次实验项目名称：细菌的简单染色和革兰氏染色
增加照明亮度
油镜的放大倍数可达100× ，放大倍数这样大的镜 头，焦距很短，直径很小，但所需要的光照强度却最大。
二、显微镜的基本结构及油镜的 工作原理
2、油镜的工作原理
1）增加照明亮度 2) 增加数值孔径(NA)，提高显微镜的分辨率
三、实验器材
1、标本片：细菌三形片 2、试剂：香柏油、二甲苯 3、仪器及其它用具：显微镜、擦镜纸等
四、操作步骤
1、观察前的准备
放置好显微镜
调节光
夹上标本片
2、显微观察
1）低倍镜观察（10×）：调节粗调螺旋，使物镜与标本靠近，
一、目的与要求
• 了解显微镜的构造和各部分的作用，掌握显微镜的
使用方法 • 学习并掌握油镜的原理和使用方法 • 了解细菌的三种基本形态
二、显微镜的基本结构及油镜的工 作原理
1、普通光学显微镜的基本结构
普通光学显微镜的构造可分为两部分： 1）机械装置：镜座、镜筒、镜臂、物镜转换器、载物
台、标本移动螺旋、粗调螺旋和细调螺旋等部件组成。 2）光学系统：目镜、物镜、聚光器、虹彩光圈、光源
3、显微镜用毕后的处理
拔掉电源插头
下降载物台
取干净擦镜纸拭去镜
头上的香柏油
取干净擦镜纸蘸少许二甲苯擦去镜头上
的残留油迹
取干净擦镜纸擦去残留的二甲苯
将
显微镜的各部位还原，物镜转成“八”字形，擦干净镜体，
罩上防尘罩。
五、实验数据及处理结果
绘出你在油加显微镜的分辨率
显微镜的分辨率或分辨力（resolution or resolving power）是指显微镜能辨别两点之间的最小距离的能力。从 物理学角度看，光学显微镜的分辨率受光的干涉现象及所用 物镜性能的限制，可表示为：
分辨率D＝
2NA
式中：λ=光波波长，NA=物镜的数值孔径值。
光学显微镜的光源不可能超出可见光的波长范围（0.4～ 0.7 μm），而数值孔径则取决于物镜的镜口角和玻片与镜 头间介质的折射率，可表示为：NA=n·sinθ 。 式中θ为光 线最大入射角的半数。它取决于物镜的直径和焦距，一般来 说在实际应用中最大只能达到120°，而n为介质折射率。由 于香柏油的折射率（1.52）比空气及水的折射率（分别为 1.0和1.33）要高，因此以香柏油作为镜头与玻片之间介质 的油镜所能达到的数值孔径（NA一般在1.2～1.4）要高于低 倍镜、高倍镜等物镜（NA都低于1.0）。若以可见光的平均 波长0.55μm来计算，数值孔径通常在0.65左右的高倍镜只 能分辨距离不小于0.4μm的物体，而油镜的分辨率却可达到 0.2 μm左右。
等组成
普 通 光 学 显 微 镜 基 本 构 造
在显微镜的光学系统中，物镜的性能最为关 键，它直接影响着显微镜的分辨率。而在普通光 学显微镜配置的几种物镜中，油镜的放大倍数最 大，对微生物学研究最为重要。与其他物镜相比， 油镜的使用比较特殊，需在载玻片和镜头之间加 滴镜油，这主要又有如下两方面的原因：
从承载标本的玻片透过来的光线，因介质密度不同（从 玻片进入空气，再进入镜头），有些光线会因折射或全反射， 不能进入镜头，致使在使用油镜时会因射入的光线较少，物 像显现不清。所以为了不 使通过的光线有所损失， 在使用油镜时需在油镜和 玻片之间加入与玻璃的折 射率（n =1.55）相仿的 镜油（通常使用香柏油， 其折射率n =1.52）。