雖然各種類型的顯微鏡能夠觀察到微生物的各種形態結構，但一般實驗室常用的是普通光學顯微鏡。由于細菌體積小且透明，在活體細胞內又含有大量的水分，因此，對光線的吸收和反射與水溶液相差不大。當把細菌懸浮在水滴內，放在顯微鏡下觀察時，由于與周圍背景沒有顯著的明暗差，難于看清它們的形狀，更談不上識別其細微結構。而經過染色，就可借助顏色的反襯作用比較清楚地看到菌體形態，亦即菌體表面及內部結構著色與背景形成鮮明對比，這樣便可在普通光學顯微鏡下清晰地觀察到微生物的形狀和結構，而且還可以通過不同的染色反應來鑒別微生物的類型和區分死、活細菌等，因此，微生物染色技術是觀察微生物形態結構的重要手段。
本實驗通過對細菌的染色觀察，使同學們在掌握細菌染色技術的基礎上，了解各種其他的染色制片技術；觀察微生物的各種形態結構，以鞏固課堂知識，增強感性認識。
一、目的要求
1．學習微生物涂片、染色的基本技術，掌握細菌的單染色方法及無菌操作技術。
2．鞏固顯微鏡的使用方法。
二、基本原理
1.簡單染色法：所謂單染色法是利用單一染料對細菌進行染色的一種方法。此法操作簡便，適用于菌體一般形態的觀察。
在中性、堿性或弱酸性溶液中，細菌細胞通常帶負電荷，所以常用堿性染料進行染色。堿性染料并不是堿，和其他染料一樣是一種鹽，電離時染料離子帶正電，易與帶負電荷的細菌結合而使細菌著色。例如，美藍（亞甲藍）實際上是氯化亞甲藍鹽，它可被電離成正、負離子：
帶正電荷的染料離子可使細菌細胞染成藍色。常用的堿性染料除美藍外，還有結晶紫（crystal violet）、堿性復紅（basicfu-chsin）、番紅（又稱沙黃，safranine）等。
細菌體積小，較透明，如未經染色常不易識別，而經著色后，與背景形成鮮明的對比，使易于在顯微鏡下進行觀察。
2.革蘭氏染色法：是1884年由丹麥病理學家C.Gram所創立的。革蘭氏染色法可將所有的細菌區分為革蘭氏陽性菌（G+）和革蘭氏陰性菌（G—）兩大類，是細菌學上最常用的鑒別染色法。該染色法所以能將細菌分為G+菌和G—菌，是由這兩類菌的細胞壁結構和成分的不同所決定的。
G—菌的細胞壁中含有較多易被乙醇溶解的類脂質，而且肽聚糖層較薄、交聯度低，故用乙醇脫色時溶解了類脂質，增加了細胞壁的通透性，使初染的結晶紫和碘的復合物易于滲出，結果細菌就被脫色，再經復紅復染后就成紅色。
G+菌細胞壁中肽聚糖層厚且交聯度高，類脂質含量少，經脫色劑處理后反而使肽聚糖層的孔徑縮小，通透性降低，因此細菌仍保留初染時的顏色。
革蘭氏染色需用四種不同的溶液：堿性染料（basic dye）初染液；媒染劑（mordant）；脫色劑（decolorising
agent）和復染液（counterstain）。堿性染料初染液的作用象在細菌的單染色法基本原理中所述的那樣，而用于革蘭氏染色的初染液一般是結晶紫（crystal
violet）。媒染劑的作用是增加染料和細胞之間的親和性或附著力，即以某種方式幫助染料固定在細胞上，使不易脫落，碘（iodine）是常用的媒染劑。脫色劑是將被染色的細胞進行脫色，不同類型的細胞脫色反應不同，有的能被脫色，有的則不能，脫色劑常用95％的酒精（ethanol）。復染液也是一種堿性染料，其顏色不同于初染液，復染的目的是使被脫色的細胞染上不同于初染液的顏色，而未被脫色的細胞仍然保持初染的顏色，從而將細胞區分成G+和G-兩大類群，常用的復染液是復紅。
三、器材
1、活材料：培養24小時的大腸桿菌和葡萄球菌。
2、染色液和試劑：堿性美蘭、結晶紫、碘液、95%酒精、石炭酸復紅 、蒸餾水、乙醚-乙醇混合液、香柏油。
3、器材：廢液缸、洗瓶、載玻片、接種杯、酒精燈、擦鏡紙、顯微鏡。
四、操作步驟
1、簡單染色：
（1）涂片：取干凈載玻片一塊，在載玻片中央加一滴蒸餾水，按無菌操作法取大腸桿菌涂片，調勻并涂成薄膜，注意滴生理鹽水時不宜過多，涂片必須均勻，做成濃菌液，注意取菌不要太多。
（2）晾干：讓涂片自然晾干或者在酒精燈火焰上方文火烘干。