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在細胞學方面：由于超薄切片技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，人類利用電鏡對細胞進行了更深入的研究，觀察到了過去無法看清楚的細胞超微結(jié)構(gòu)。例如，用電鏡觀察到了生物膜的三層結(jié)構(gòu)以及細胞內(nèi)的各種細胞器的形態(tài)學結(jié)構(gòu)等。電鏡在發(fā)現(xiàn)和識別病毒方面起到了重要作用：許多病毒，尤其是腫瘤病毒就是用電鏡發(fā)現(xiàn)的。電鏡也為病毒的分類提供了最直觀的依據(jù)，例如肆虐全球的SARS病毒就是首先在電鏡下觀察到并確認是病毒而不是支原體的。

在臨床病理診斷方面：生物體發(fā)生疾病都會導致細胞發(fā)生形態(tài)和功能上的改變，通過對病變區(qū)細胞的電鏡觀察就可以為疾病診斷提供有力依據(jù)。例如目前電鏡在腎活檢、腫瘤診治中發(fā)揮了重要作用。電鏡技術(shù)與生命科學中新興起的技術(shù)相結(jié)合，促進了新技術(shù)的應用。例如電鏡技術(shù)與免疫學技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生了免疫電鏡技術(shù)，它可以對細胞表面及細胞內(nèi)部的抗原進行定位，可以了解抗體合成過程中免疫球蛋白的分布情況等。