为了提高观察效果，被观察的对象也要进行处理。开始，微生物学家在用光学显微镜观察细菌的时候，由于悬浮在液体中的细胞既微小又透明，观察起来非常困难。后来发现细胞可以用染料染色，而且不同的细胞结构对不同染料有特异的反应，甚至不同种类微生物对同种染料的着色情况也不同医`学教育网搜集整理。
最著名的例子是丹麦科学家革兰（Chriatian，Gram）在1884年发明的一项重要的观察细菌的方法。这个方法是把细菌涂在载玻片上在酒精灯上烘干，用结晶紫染色，再用碘液处理，然后用酒精浸洗，看细胞是否能保留染料。结果发现有些细菌能保持紫色，另一些却褪色。这种现在仍然在广泛使用的革兰氏染色反应对于细菌的鉴定具有很高的价值，而且后来发现根据这个染色反应区分的革兰氏阳性细菌（能够保留染料，故细菌呈紫色）和革兰氏阴性细菌（不能保留染料而被番红花红染成红色）在许多生理特性上有区别，例如革兰氏阳性细菌对青霉素和磺胺类药物特别敏感。现在知道这是因为两类细菌的细胞壁有很大的差异。
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