环境微生物实验教案环境微生物实验教案.doc

实验一显微镜使用与细菌染色法 一、实验目的 1．学习掌握显微镜的结构、功能和使用方法。 2．学习掌握细菌简单染色和革兰氏染色方法。 二、显微镜的结构与功能 1．显微镜的结构 显微镜有机械装置和光学系统两大部分组成。机械装置主要作用是使光学系统， 紧固在一个光轴直线上，而且可精确地调节各光学系统部件之间的距离，使显微镜产 生清晰的物象。其组成包括：①镜座和镜臂；②镜筒；③物镜转换器；④载物台；⑤调焦装置（粗调节器和细调节器）。光学系统使显微镜最主要地部分，起分辨和放大目的物地作用。其组成包括：①目镜；②物镜；③集光器；④反光镜；⑤光源（自然光源和电光源）。 光学显微镜基本结构： 1. 照明灯(Lamp)2. 聚光器(Condenser)3. 载物台和切片夹(Mechanical stage and specimenretainer)4. 推进器(Mechanicalstage adjustment knob)5. 物镜(Objectives) 6. 粗细螺旋(Course andfine focus knob)7. 目镜(Oculars)8. 照相机等接口(Connection to camera, etc.) 2．显微镜的成像原理 标本得到足够的照明由标本反射或折射出的光线经物镜进入使光轴与水平面倾 斜45 度的棱镜，在目镜的焦平面上，即在目镜的视场光阑处，成放大的侧光实像，该实像在经目镜的接目透镜放大成虚像，所以人们看到的实虚像。 3．分辨力与数值孔径 显微镜的光学技术参数包括：数值孔径、分辨率、放大率、焦深、视场宽度、覆 盖差、工作距离等等。这些参数并不都是越高越好，它们之间是相互联系又相互制约的，在使用时，应根据镜检的目的和实际情况来协调参数间的关系，但应以保证分辨率为准。 1． 数值孔径 数值孔径（又称开口率numerical aperture 简写NA）是物镜和聚光镜的主要技术参数，是判断两者（尤其对物镜而言）性能高低的重要标志。其数值的大小，分别标刻在物镜和聚光镜的外壳上。 数值孔径是光线投射到物镜上的最大开口角度一半的正弦，乘上标本与物镜间介质的折射率的乘积。用公式表示如下：NA=nsinu/2 成正比，与焦点的距离成反比。显微镜观察时，若想增大NA 值，孔径角是无法增大的，唯一的办法是增大介质的折射率n 值。基于这一原理，就产生了水浸物镜和油浸物镜，因介质的折射率n 值大于1，NA 值就能大于1。 2． 分辨率 显微镜的分辨率是指能被显微镜清晰区分的两个物点的最小间距，。其计算公式 是σ = λ/NA 式中σ 为最小分辨距离；λ 为光线的波长；NA 为物镜的数值孔径。可见物镜的分辨率是由物镜的NA 值与照明光源的波长两个因素决定。NA 值越大，照明光线波长越短，则σ 值越小，分辨率就越高。 要提高分辨率，即减小σ 值，可采取以下措施 （1） 降低波长λ 值，使用短波长光源。（2） 增大介质n 值以提高NA 值（NA=nsinu/2）。（3） 增大孔径角u 值以提高NA 值。（4） 增加明暗反差。 3． 放大率和有效放大率 由于经过物镜和目镜的两次放大，所以显微镜总的放大率应该是物镜放大率和目 镜放大率的乘积。显然，和放大镜相比，显微镜可以具有高得多的放大率，并且通过调换不同放大率的物镜和目镜，能够方便地改变显微镜的放大率。放大率也是显微镜的重要参数，但也不能盲目相信放大率越高越好。显微镜放大倍率的极限即有效放大倍率。分辨率和放大倍率是两个不同的但又互有联系的概念。当选用的物镜数值孔径不够大，即分辨率不够高时，显微镜不能分清物体的微细结构，此时即使过度地增大放大倍率，得到的也只能是一个轮廓虽大但细节不清的图像，称为无效放大倍率。反之如果分辨率已满足要求而放大倍率不足，则显微镜虽已具备分辨的能力，但因图像太小而仍然不能被人眼清晰视见。所以为了充分发挥显微镜的分辨能力，应使数值孔径与显微镜总放大倍率合理匹配。 4．镜头的识别 低倍、高倍和油镜接物镜的识别方法，可直接读它上面刻的倍数，简便方法是低 倍镜较短，高倍镜较长，油镜更长且上面刻有黑圈。使用时一定要识别清楚，不可认错，否则在转换物镜时会碰压镜头，损坏物镜的危险。放大倍数越高的接物镜它的焦距越小，工作距离也越小，因此油镜观察时镜头和玻片极为接近，使用时应该注意。 三、实验方法 1．用枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）作简单染色： 涂片→干燥→固定→染色→镜检 （1）涂片：在玻片中央滴一滴蒸馏水，然后取菌少许，洗入蒸馏水滴中，做成薄薄一层。 （2）干燥：细菌涂片一般应让他自然风干。有时为使它干得快些，可以把涂片小心在酒精灯火焰上微微加热烘干。 （3）固定：细菌涂片常用火焰固定法。即将涂片不快不慢地在火焰上通过2-3 次，菌体受热固着于玻片上。 （4）