第二章 显微镜

微生物学第二章

显微技术普通光学显微镜暗视野显微镜相差显微镜荧光显微镜倒置显微镜显微镜的种类及原理透射电子显微镜扫描电子显微镜扫描隧道显微镜基础知识普通光学显微镜的基本结构由2部分构成：①光学系统：由物镜和目镜组成，是显微镜的主体。②机械装置：用于固定材料和观察方便，包括镜台(载物台)、调节器和、物镜转换器(旋转器)。与其他物镜不同，油镜需在载玻片与镜头之间加滴镜油:1.增加显微镜的分辨率油镜的分辨率可达到0.2μm左右。2.增加照明亮度油镜的放大倍数可达100x，焦距很短，直径很小，但所需要的光照强度却最大。为了不使通过的光线有所损失，必须造又精于加入与玻璃的折射率（n=1.55）相仿的镜油。通常用香柏油（n=1.52）.显微镜的分辨率:

也称为分辨力，它是指能把两个物点辨清的最小距离，分辨距离越大，则分辨率越低。所以，分辨率是以分辨距离来表示的。其计算公式为:D=0.61入/NAN·A·=n·sina/2

式中D为分辨率，入为光波波长，NA为物镜的数值孔径值(镜口率),a为镜口角。

在物镜上，有数值孔径值(NA)的标志，它反应该镜头分辨力的大小，其数字越大，表示分辨率越高，各物镜的镜口率如下表：物镜镜口率(NA)工作距离(mm)10×0.257.6340×0.650.50100×1.400.198显微镜的总放大倍数等于目镜和物镜放大倍数的乘积，公式为:M=K1xK2暗视野显微镜

暗视野显微镜的聚光镜中央有挡光片，使照明光线不直接进人物镜，只允许被标本反射和衍射的光线进入物镜，因而视野的背景是黑的，物体的边缘是亮的。利用这种显微镜能见到小至4-200nm的微粒子，分辨率可比普通显微镜高50倍。

相差显微镜荧光显微镜和普通显微镜有以下的区别：1.照明方式通常为落射式，即光源通过物镜投射于样品上；2.光源为紫外光，波长较短，分辨力高于普通显微镜；3.有两个特殊的滤光片，光源前的用以滤除可见光，目镜和物镜之间的用于滤除紫外线，用以保护人目。荧光显微镜荧光显微镜照片（微管呈绿色、微丝呈红色、核呈蓝色）

倒置显微镜

透射电子显微镜

（TEM）JEM-1011透射电子显微镜

1933年Ruska发明了以电子束为光源的透射电子显微镜电子束，并且电子束的波长与发射电子束的电压平方根成反比，也就是说电压越高波长越短。目前TEM的分辨力可达0.2nm。内质网透射电镜图（伪彩色）

冰冻蚀刻电镜照片

透射电子显微镜工作示意图（左）和照片（右）

扫描电子显微镜

JEOL扫描电子显微镜人类血细胞SEM照片

显微操作技术

尼康NT-88NE显微操作/注射仪

1.大小

2.形态和排列3.染色性4.特殊结构及其数量、位置：鞭毛、荚膜、芽孢、孢子等。第三节显微镜下的微生物金黄色葡萄球菌基本形态的观察链球菌霍乱弧菌大肠杆菌特殊构造的观察Ⅰ变形杆菌鞭毛特殊构造的观察Ⅱ圆褐固氮菌荚膜芽孢染色结果（芽孢呈绿色，营养体及芽孢囊呈红色）特殊构造的观察Ⅲ大小用测微尺在显微镜下进行测量，以微米(μm)为单位。大小细菌大小测量结果的影响因素个体差异；干燥、固定后的菌体会一般由于脱水而比活菌体缩短1/3-1/4；染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；环境条件，如培养基中渗透压的改变也会导致细胞大小的变化。细菌的形态和排列球状杆状螺旋状基本形态原核微生物1、球菌细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。葡萄球菌：细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的群体，犹如一串葡萄。如：金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus)杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮状、竹节状等；按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、栅状、“八”字状等。短杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌2、杆菌3、螺形菌弧菌螺旋菌螺旋体菌螺旋菌(spirilla)螺旋状的细菌称为螺旋菌。

根据其弯曲情况分为：

弧菌（vibrio)：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形

例：霍乱弧菌、逗号弧菌

螺旋菌(spirillum)：螺旋满2—6环，螺旋状

例：干酪螺菌

螺旋体(spirochaeta)：旋转周数在6环以上，菌体柔软。例：梅毒密螺旋体Vibriocholerae柄细菌的特征形态电镜照片。a）双鞘不粘杆菌；b）游离臂微菌；c）普氏绿臂菌；d）柄杆菌鞘衣菌Sphaerotilusnatans（a）相差显微镜照片（b）透射电镜超薄切片

a）星形细菌（Stella，astar-shapedbacterium）；b）方形细菌（square-shapedbacteria）。左为模式图，右为照片

介于细菌和真菌之间，而更接近于细菌的原核生物。它是一类具有丝状分枝的单细胞，主要以外生孢子的形式繁殖，革兰氏阳性，与细菌同属原核微生物。放线菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状呈放射状生长，并因此而得名。放线菌有特殊的土霉味。

分布：含水量较低、有机物丰富、呈微碱性的土壤中。估计每克土壤中约含放线菌孢子107个。放线菌Actinomycetes概述应用：

a、能产生大量的、种类繁多的抗菌素。

b、放线菌还是酶类、维生素的生产菌；

c、有的放线菌有固氮能力；

d、具有较强的分解复杂有机物的能力，对于土壤肥力的提高有重要作用。1、营养菌丝匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。一般无隔膜，直径0.2-0.8mm，长度差别很大，有的可产生色素。2、气生菌丝营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，叠生于营养菌丝上，可覆盖整个菌落表面。在光学显微镜下观察，颜色较深，直径较粗（1-1.4mm），有的产色素。3、孢子丝气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异，常被作为对放线菌进行分类的依据。放线菌孢子丝类型：二级轮生一级轮生丛生松螺旋紧螺旋钩状真菌单细胞真菌－酵母菌丝状真菌－霉菌大型真菌－蕈菌真菌酵母菌（Yeast）

酵母菌是多形的、不运动的单细胞真核微生物。能发酵糖类产能，细胞壁常含甘露聚糖，常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中，无性繁殖主要是出芽生殖。1.重要的微生物资源酵母菌是人类的第一种“家养微生物”酿造工业：酒类的生产、果汁发酵食品工业：面包、馒头的制作医药工业：核苷酸、CoA、细胞色素C、凝血质和维生素等生化药物和试剂饲料工业：单细胞蛋白（SCP）－－－“人造肉”化学工业：有机酸、酒精、脂肪酸和甘油等2.重要的科研模式微生物啤酒酵母（Saccharomycescerevisae）第一个完成全基因组序列测定的真核生物（1996）.酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、圆柱、梨形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。其细胞直径一般是细菌的10倍左右。酵母菌无鞭毛，不能游动。酵母菌的细胞形态酵母菌的形态和大小霉菌（mold）霉菌（mold）是丝状真菌的一个俗称，通常指那些菌丝体较为发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。1.

有用物品的生产与人类的关系霉菌同人类的生产、生活关系密切，是人类实践活动中最早认识和利用的一类微生物。风味食品、酒精、抗生素（青霉素、灰黄霉素）、有机酸（柠檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等）、酶制剂(淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等)、维生素、甾体激素等在农业上用于饲料发酵、植物生长刺激素（赤霉素）、杀虫农药（白僵菌剂）等。霉菌可使食品、纺织品、皮革、木材、纸张、光学仪器、电工器材和照相材料等发霉。2.食物、工农业制品的霉变3.引起动植物疾病霉菌是植物最主要的病原菌，引起各种植物的传染性病害，Eg.

马铃薯晚疫病、稻瘟病和小麦锈病等。Eg.我国在1950年发生的麦锈病和1974年发生的稻瘟病，使小麦和水稻分别减产了60亿公斤。全世界平均每年由于霉变而不能食（饲）用的谷物约占2%。霉菌易引起动物和人体传染病，Eg.

皮肤癣症等；另有少部分霉菌可产生毒性很强的真菌毒素，Eg.黄曲霉毒素（aflatoxin）等。霉菌的形态结构

霉菌的菌体由分枝或不分枝的菌丝（hyphae)构成。菌丝是真菌营养体的基本单位。

菌丝是中空管状结构，直径一般3～10μm，有分枝，有隔膜或无隔膜。许多菌丝分枝连接，相互交织在一起所构成的形态称菌丝体（mycelium)。菌丝体及其各种分化形式由许多菌丝相互交织而成的一个菌丝集团称菌丝体营养菌丝体——密布在固体营养基质内部，主要执行吸收营养物功能的菌丝体气生菌丝体——伸展到空间的菌丝体这两类菌丝体在长期的进化中，因其自身的生理