Ejercicios: La observación al microscopio

En el esquema del microscopio óptico hay tres partes señaladas con «?». Escribí el nombre de cada una y explicá su función.

Ordená los pasos para preparar una muestra de células de cebolla: (a) cubrir con el cubreobjetos con cuidado de que no queden burbujas, (b) colocar una fina capa de cebolla sobre el portaobjetos, (c) agregar una gota de lugol para teñir, (d) retirar el exceso de líquido con papel de filtro.

¿Para qué se tiñen muchas muestras antes de observarlas al microscopio? Poné un ejemplo de tinción que se use en el laboratorio de la escuela.

Nombrá las dos partes del microscopio que contienen lentes y explicá por dónde se mira y dónde se coloca la muestra.

Explicá qué son el portaobjetos y el cubreobjetos y para qué sirve cada uno al preparar una muestra.

Describí cómo se debe transportar un microscopio del armario a la mesa de trabajo para no dañarlo: qué partes se agarran y con cuántas manos.

¿Qué hay que hacer al terminar una práctica de microscopía? Ordená y explicá estas tareas: apagar la luz, limpiar las lentes con el papel especial, retirar y desechar la muestra, guardar el microscopio y lavarse las manos.

Para observar algo al microscopio óptico hay que cortarlo en láminas muy finas. Explicá por qué la muestra debe dejar pasar la luz y qué ocurre si es demasiado gruesa.

Un microscopio tiene un ocular de $10\times$ y objetivos de $4\times$, $10\times$ y $40\times$. Calculá el aumento total que se consigue con cada objetivo y explicá con cuál de ellos hay que empezar siempre la observación y por qué.

Al observar una muestra, la imagen se ve muy oscura y solo se aprecia un fragmento de lo preparado. Indicá dos causas posibles de cada problema y qué harías para corregirlas sin cambiar de objetivo.

¿Por qué hay que enfocar primero con el objetivo de menor aumento y reservar el tornillo micrométrico para los objetivos mayores? Explicá qué puede ocurrir si se usa el tornillo macrométrico con el objetivo de $40\times$.

Un microscopio tiene un ocular de $10\times$ y un objetivo de $20\times$. Calculá el aumento total. Si cambiás a un objetivo de $40\times$, explicá qué ocurre con el tamaño de la imagen, con la zona de la muestra que llegás a ver y con la cantidad de luz.

La imagen del microscopio está invertida. Si empujás con cuidado la preparación hacia la derecha mientras mirás, razoná hacia dónde parecerá moverse la imagen en el ocular y qué consecuencia práctica tiene esto cuando seguís a un microorganismo que se desplaza.

Enfocaste una célula con el objetivo de $10\times$ y cambiás al de $40\times$: la imagen queda algo borrosa y más oscura. Explicá qué tornillo tenés que usar para reenfocar (y cuál no tenés que tocar) y qué ajuste de la iluminación puede mejorar la imagen.

Describí cómo prepararías una muestra húmeda de un pelo o de una fibra de tu suéter para verla al microscopio: qué materiales usarías y en qué orden actuarías. ¿Qué diferencia hay entre esa preparación casera y una muestra permanente de laboratorio?

Nombrá tres normas de seguridad del trabajo con muestras biológicas y colorantes en el laboratorio de la escuela y explicá el motivo de cada una.

Con el objetivo de $10\times$ (aumento total $100\times$) el campo de visión mide unos $1{,}5\ \text{mm}$ de diámetro. Si una célula de cebolla mide unos $0{,}25\ \text{mm}$ de largo, estimá cuántas células en fila cabrían a lo ancho del campo y razoná qué le ocurrirá al diámetro del campo al cambiar al objetivo de $40\times$.

Un equipo de investigación quiere filmar en tiempo real cómo un protozoo unicelular nada y captura bacterias en una gota de agua estancada y, al mismo tiempo, fotografiar con todo detalle la estructura interna de los virus que infectan a esas bacterias. Un estudiante propone utilizar únicamente un microscopio electrónico de transmisión para lograr ambos objetivos. Evaluá razonadamente su propuesta: explicá por qué no es posible observar el protozoo vivo con este aparato y determiná qué microscopio debe emplearse en cada caso y por qué.

En la práctica de observación de células del epitelio bucal teñidas con azul de metileno, un grupo solo distingue manchas azules sin forma. Proponé al menos tres errores que pueden haber cometido al preparar la muestra y explicá cómo repetirías la práctica para que salga bien.

Un compañero observa una preparación al microscopio a $400\times$. El campo de visión con ese objetivo mide $0{,}4\ \text{mm}$ de diámetro y la célula que observa ocupa aproximadamente la mitad de dicho diámetro. Tu compañero asegura: «Como el microscopio aumenta $400$ veces y la célula ocupa $0{,}2\ \text{mm}$, su tamaño real debe ser $0{,}2 \times 400 = 80\ \text{mm}$, ¡mide casi ocho centímetros!».\na) Identificá el error conceptual de su razonamiento y explicá la diferencia entre el tamaño real y el tamaño aparente aumentado.\nb) Calculá el tamaño real correcto de la célula en milímetros y en micrómetros ($1\ \text{mm} = 1\,000\ \mu\text{m}$).\nc) Si colocaras células idénticas una detrás de otra en fila, ¿cuántas cabrían a lo largo de un centímetro de una regla?

Querés comprobar si las células de la zona de crecimiento de una raíz de cebolla son más pequeñas que las del bulbo. Diseñá la práctica: qué dos preparaciones vas a hacer, cómo vas a estimar el tamaño de las células con el campo de visión, qué tabla de datos vas a usar y cuántas células vas a medir para que la comparación sea confiable.

Al observar la letra «e» recortada de un diario, en el microscopio se ve girada 180° (al revés y del revés). Predecí cómo se verá la letra «p» antes de mirarla, explicá por qué ocurre esta inversión y describí cómo comprobarías tu predicción.

Analizá los siguientes datos sobre el límite de resolución (la distancia mínima para distinguir dos puntos separados) de tres instrumentos:\n• Ojo humano: $0{,}1\ \text{mm}$ ($100\ \mu\text{m}$).\n• Microscopio óptico compuesto: $0{,}2\ \mu\text{m}$.\n• Microscopio electrónico: $0{,}0002\ \mu\text{m}$.\n\nTenés cuatro muestras biológicas:\n1. Una célula vegetal de cebolla ($100\ \mu\text{m}$).\n2. Una bacteria ($2\ \mu\text{m}$).\n3. Un virus de la gripe ($0{,}1\ \mu\text{m}$).\n4. La membrana plasmática de una célula ($0{,}008\ \mu\text{m}$).\n\na) Deducí qué instrumento necesitás como mínimo para distinguir cada una de las cuatro muestras.\nb) Justificá, a partir de estos datos, por qué en los siglos XVII y XVIII ya se pudieron observar células y bacterias, pero la existencia y estructura de los virus no se pudo demostrar hasta la invención del microscopio electrónico en el siglo XX.

En una tienda de internet se oferta un «Microscopio óptico escolar con aumentos de hasta $50\,000\times$ que permite observar virus y moléculas por solo 30 pesos».\na) Utilizando la analogía de ampliar una fotografía digital con poca resolución (donde solo se obtienen píxeles más grandes, pero ningún detalle nuevo), rebatí por qué ese anuncio es un engaño y predecí qué verías en realidad al intentar forzar tantos aumentos con luz visible.\nb) Explicá qué cambio físico fundamental aporta el microscopio electrónico respecto al óptico para lograr superar ese límite y mostrar con nitidez estructuras de unos pocos nanómetros.

Reto del tema. Imaginá que colaborás con el museo de ciencias de tu provincia diseñando una ficha divulgativa sobre la vida microscópica en el hogar.

1. Búsqueda de muestras reales: Accedé al banco de imágenes libres del Ministerio de Capital Humano o a la fototeca del CONICET. Descargá dos micrografías reales: una bacteria (Lactobacillus del yogur) y una célula vegetal (epidermis de cebolla). Registrá los aumentos y la barra de escala indicada.

2. Medición y análisis: Medí con tu regla la célula en la foto y, aplicando la escala gráfica, calculá su tamaño real en micrómetros ($1\text{ }\mu\text{m} = 0,001\text{ mm}$). Elaborá una tabla comparativa donde recojas: dimensiones reales calculadas (ej. $1,8\text{ }\mu\text{m}$ frente a $120,5\text{ }\mu\text{m}$), tipo celular (procariota o eucariota) y presencia o ausencia de núcleo visible, pared celular y citoplasma.

3. Informe final: Redactá una propuesta razonada (máximo $1$ página) explicando por qué la célula es la unidad de vida en ambos organismos, por qué difieren al microscopio y qué ventajas ofrece este instrumento para estudiarlas.

Se valorará:

• Identificación y clasificación rigurosa de las estructuras celulares procariotas y eucariotas.

• Corrección en el cálculo del tamaño celular real a partir de la escala del microscopio.

• Claridad conceptual al justificar que la célula es la unidad funcional y estructural de los seres vivos.