La observación al microscopio
Yessenia raspa una capa transparente de una cebolla del mercado de Danlí, la pone bajo el microscopio de su colegio y descubre una cuadrícula de celdas que a simple vista no existe. Las células no se ven sin ayuda, así que hace falta un instrumento que las agrande cientos de veces. Usarlo bien no es automático: tiene sus piezas, sus pasos y sus trucos. Y su historia: hace unos 350 años nadie sabía que existían las células. Los microscopios también sirven para estudiar la célula vegetal, como en esta clase.
Partes del microscopio
El que usted utiliza en el laboratorio del colegio es un microscopio óptico compuesto: «compuesto» porque combina dos lentes (el ocular y el objetivo) y «óptico» porque trabaja con luz visible. Para ver las células con nitidez necesita sostener la preparación, iluminarla y enfocarla. ¿Qué piezas hacen cada cosa?
| Pieza | Función |
|---|---|
| Ocular | Lente por la que usted mira; suele aumentar $10\times$. |
| Objetivos | Lentes cerca de la muestra ($4\times$, $10\times$, $40\times$); se cambian girando el revólver. |
| Platina y pinzas | Sostienen el portaobjetos y permiten moverlo. |
| Foco de luz y diafragma | Iluminan la muestra y regulan cuánta luz pasa. |
| Brazo y base | Dan estabilidad y unen todas las piezas. |
| Tornillos macrométrico y micrométrico | Suben o bajan para enfocar: uno de forma gruesa y otro fina. |
Dónde se mira y dónde se coloca la muestra
Las únicas partes con lentes son el ocular (por donde usted mira) y los objetivos (cerca de la muestra, montados en el revólver). La muestra se coloca sobre la platina, justo sobre el orificio por donde pasa la luz, y se sujeta con las pinzas.
Portaobjetos y cubreobjetos
El portaobjetos es la lámina de vidrio rectangular donde se coloca la muestra. El cubreobjetos es una laminilla de vidrio muy delgada que se pone encima: aplana la muestra, evita que se seque y protege la lente del objetivo del líquido.
Cuidado del microscopio
En el esquema del microscopio óptico hay tres partes señaladas con «?». Escriba el nombre de cada una y explique su función.
En el esquema del microscopio óptico hay tres partes señaladas con «?». Escriba el nombre de cada una y explique su función.
Nombre las dos partes del microscopio que contienen lentes y explique por dónde se mira y dónde se coloca la muestra.
Nombre las dos partes del microscopio que contienen lentes y explique por dónde se mira y dónde se coloca la muestra.
Describa cómo se debe transportar un microscopio del armario a la mesa de trabajo para no dañarlo: qué partes se agarran y con cuántas manos.
Describa cómo se debe transportar un microscopio del armario a la mesa de trabajo para no dañarlo: qué partes se agarran y con cuántas manos.
El aumento total
Cuando mira por el ocular, la imagen pasa por dos lentes: primero la agranda el objetivo y luego el ocular agranda esa imagen ya agrandada. Por eso los aumentos se multiplican.
Qué cambia al subir de objetivo
Cuando pasa de un objetivo a otro de mayor aumento, la imagen se ve más grande, pero la zona de la muestra que cabe en el campo es menor y llega menos luz al ojo. Por eso, al cambiar de objetivo conviene abrir un poco el diafragma.
Un microscopio tiene un ocular de $10\times$ y objetivos de $4\times$, $10\times$ y $40\times$. Calcule el aumento total que se consigue con cada objetivo y explique con…
Un microscopio tiene un ocular de $10\times$ y objetivos de $4\times$, $10\times$ y $40\times$. Calcule el aumento total que se consigue con cada objetivo y explique con cuál de ellos hay que empezar siempre la observación y por qué.
Un microscopio tiene un ocular de $10\times$ y un objetivo de $20\times$. Calcule el aumento total. Si cambia a un objetivo de $40\times$, explique qué ocurre con el…
Un microscopio tiene un ocular de $10\times$ y un objetivo de $20\times$. Calcule el aumento total. Si cambia a un objetivo de $40\times$, explique qué ocurre con el tamaño de la imagen, con la zona de la muestra que llega a ver y con la cantidad de luz.
Preparar una muestra
El microscopio óptico funciona porque la luz atraviesa lo que observas. Por eso la muestra debe ser muy fina y transparente, y muchas veces se tiñe: un colorante resalta estructuras que casi no se ven al natural. En el laboratorio del colegio se usan el lugol (una tinción de color café o ámbar que destaca el núcleo de las células de cebolla) y el azul de metileno (colorea de azul el núcleo, por ejemplo en células de la mejilla).
Muestra húmeda casera y muestra permanente
Una muestra húmeda se prepara en el momento: por ejemplo, un pelo o una fibra de tela se coloca sobre el portaobjetos con una gota de agua y se cubre con el cubreobjetos. Dura poco tiempo. Una muestra permanente de laboratorio viene fijada, teñida y sellada, y se conserva por años.
Las células de la mejilla
Para ver células del epitelio bucal, se raspa suavemente el interior de la mejilla con un palillo limpio y se extiende una capa muy fina sobre el portaobjetos. Se agrega una gota de azul de metileno y se cubre. Si la capa es gruesa, hay burbujas, falta colorante, se pone demasiado o se observa directo con $40\times$, solo se ven manchas azules sin forma.
Seguridad en el laboratorio
Ordene 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…
Ordene 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) añadir 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? Ponga un ejemplo de tinción que se use en el laboratorio del colegio.
¿Para qué se tiñen muchas muestras antes de observarlas al microscopio? Ponga un ejemplo de tinción que se use en el laboratorio del colegio.
Explique qué son el portaobjetos y el cubreobjetos y para qué sirve cada uno al preparar una muestra.
Explique qué son el portaobjetos y el cubreobjetos y para qué sirve cada uno al preparar una muestra.
Describa cómo prepararía una muestra húmeda de un pelo o de una fibra de su suéter para verla al microscopio: qué materiales usaría y en qué orden actuaría. ¿Qué…
Describa cómo prepararía una muestra húmeda de un pelo o de una fibra de su suéter para verla al microscopio: qué materiales usaría y en qué orden actuaría. ¿Qué diferencia hay entre esa preparación casera y una muestra permanente de laboratorio?
Nombre tres normas de seguridad del trabajo con muestras biológicas y tintes en el laboratorio del colegio y explique el motivo de cada una.
Nombre tres normas de seguridad del trabajo con muestras biológicas y tintes en el laboratorio del colegio y explique el motivo de cada una.
En la práctica de observación de células del epitelio bucal teñidas con azul de metileno, un grupo solo distingue manchas azules sin forma. Proponga al menos tres…
En la práctica de observación de células del epitelio bucal teñidas con azul de metileno, un grupo solo distingue manchas azules sin forma. Proponga al menos tres errores que pueden haber cometido al preparar la muestra y explique cómo repetiría la práctica para que salga bien.
Enfocar correctamente
Esto se hace así por seguridad. Con poco aumento, el objetivo queda lejos de la preparación y hay margen para equivocarte. Con mucho aumento, la lente queda casi pegada al cubreobjetos.
Si cambia de objetivo, la imagen puede quedar algo borrosa: reenfoque solo con el tornillo micrométrico y abra un poco el diafragma para tener más luz.
¿Por qué hay que enfocar primero con el objetivo de menor aumento y reservar el tornillo micrométrico para los objetivos mayores? Explique qué puede ocurrir si se usa el…
¿Por qué hay que enfocar primero con el objetivo de menor aumento y reservar el tornillo micrométrico para los objetivos mayores? Explique qué puede ocurrir si se usa el tornillo macrométrico con el objetivo de $40\times$.
Usted ha enfocado una célula con el objetivo de $10\times$ y cambia al de $40\times$: la imagen queda algo borrosa y más oscura. Explique qué tornillo debe usar para…
Usted ha enfocado una célula con el objetivo de $10\times$ y cambia al de $40\times$: la imagen queda algo borrosa y más oscura. Explique qué tornillo debe usar para reenfocar (y cuál no debe tocar) y qué ajuste de la iluminación puede mejorar la imagen.
Cuando la imagen se ve mal
A veces mira por el ocular y la imagen no ayuda. Piense en dos preguntas: ¿llega suficiente luz?, ¿está la muestra donde debe estar?
| Problema | Causas posibles | Qué hacer (sin cambiar de objetivo) |
|---|---|---|
| Imagen muy oscura | Diafragma casi cerrado o foco con poca intensidad | Abra el diafragma y suba la intensidad del foco |
| Imagen muy oscura | Muestra demasiado gruesa o con demasiado colorante | Prepare otra muestra más fina o con menos tinción |
| Solo se ve un fragmento | Muestra mal centrada sobre el orificio de la platina | Mueva el portaobjetos con las pinzas hasta centrarla |
| Solo se ve un fragmento | Muestra pequeña, con burbujas o sin suficiente líquido | Vuelva a preparar con la muestra bien extendida y sin burbujas |
La imagen invertida
El microscopio óptico invierte la imagen: se ve girada 180° (arriba y abajo, izquierda y derecha intercambiados). Por eso, si usted empuja la preparación hacia la derecha, la imagen parece moverse hacia la izquierda. Al seguir un microorganismo que nada, debe mover la preparación en sentido contrario al que parece.
Al observar una muestra, la imagen se ve muy oscura y solo se aprecia un fragmento de lo preparado. Indique dos causas posibles de cada problema y qué haría usted para…
Al observar una muestra, la imagen se ve muy oscura y solo se aprecia un fragmento de lo preparado. Indique dos causas posibles de cada problema y qué haría usted para corregirlas sin cambiar de objetivo.
La imagen del microscopio está invertida. Si empuja con cuidado la preparación hacia la derecha mientras mira, razone hacia dónde parecerá moverse la imagen en el ocular…
La imagen del microscopio está invertida. Si empuja con cuidado la preparación hacia la derecha mientras mira, razone hacia dónde parecerá moverse la imagen en el ocular y qué consecuencia práctica tiene esto cuando sigue a un microorganismo que se desplaza.
Al observar la letra «e» recortada de un periódico, en el microscopio se ve girada 180° (al revés y del revés). Prediga cómo se verá la letra «p» antes de mirarla,…
Al observar la letra «e» recortada de un periódico, en el microscopio se ve girada 180° (al revés y del revés). Prediga cómo se verá la letra «p» antes de mirarla, explique por qué ocurre esta inversión y describa cómo comprobaría su predicción.
El campo de visión
El campo de visión es el círculo que usted ve por el ocular. Mientras más aumentas, menos muestra cabe en él. Cada vez que el aumento se multiplica por un número, el diámetro del campo se divide entre ese mismo número.
Tamaño real y tamaño aparente
El aumento solo hace que la imagen se vea más grande: el tamaño real de la célula no cambia. Para hallar el tamaño real, compare la célula con el campo de visión: si ocupa la mitad de un campo de $0.6\ \text{mm}$, mide $0.3\ \text{mm}$. Nunca se multiplica por el aumento.
Diseñar una comparación
Para comparar el tamaño de las células de dos zonas (por ejemplo, la punta de una raíz de cebolla y el bulbo), prepare una muestra de cada zona y observe ambas con el mismo objetivo. Mida el campo, cuente cuántas células caben en fila y calcule el tamaño de cada una. Anote los datos en una tabla (zona, células en fila, tamaño) y repita con al menos 10 células por zona para obtener un promedio fiable.
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 $0.25\ \text{mm}$…
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, estime cuántas células en fila cabrían a lo ancho del campo y razone qué le ocurrirá al diámetro del campo al cambiar al objetivo de $40\times$.
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…
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. Su 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) Identifique el error conceptual de su razonamiento y explique la diferencia entre el tamaño real y el tamaño aparente aumentado.\nb) Calcule el tamaño real correcto de la célula en milímetros y en micrómetros ($1\ \text{mm} = 1\,000\ \mu\text{m}$).\nc) Si colocara células idénticas una detrás de otra en fila, ¿cuántas cabrían a lo largo de un centímetro de una regla?
Usted quiere comprobar si las células de la zona de crecimiento de una raíz de cebolla son más pequeñas que las del bulbo. Diseñe la práctica: qué dos preparaciones…
Usted quiere comprobar si las células de la zona de crecimiento de una raíz de cebolla son más pequeñas que las del bulbo. Diseñe la práctica: qué dos preparaciones hará, cómo estimará el tamaño de las células con el campo de visión, qué tabla de datos usará y cuántas células medirá para que la comparación sea fiable.
De las primeras lentes al microscopio electrónico
Los microscopios han cambiado muchísimo desde las primeras observaciones.
| Época | Instrumento y observación |
|---|---|
| 1600s | Primeros microscopios con una o dos lentes. En 1665 Robert Hooke observó una lámina de corcho y vio celdillas: las llamó «células». |
| 1670s | Antonie van Leeuwenhoek, con lentes pequeñas muy bien pulidas, vio protozoos y bacterias en el agua: fue la primera vez que alguien observó microorganismos vivos. |
| 1800s | Los microscopios ópticos compuestos mejoran; se formula la teoría celular y se descubre el papel de las bacterias en las enfermedades. |
| 1930s en adelante | El microscopio electrónico usa haz de electrones en lugar de luz y logra aumentos de cientos de miles de veces. Por primera vez se ven los virus y el interior de las células con detalle. |
| Microscopio óptico | Microscopio electrónico | |
|---|---|---|
| Qué usa | Luz y lentes de vidrio | Haz de electrones |
| Qué se ve bien | Células, protozoos, bacterias (aunque pequeñas) | Orgánulos, bacterias con detalle y virus |
| Muestra | Puede estar viva | Muerta, muy delgada y en vacío |
| Imagen | A color (con tinción) | En blanco, negro y grises |
Gracias a estos instrumentos sabemos que las bacterias son células sencillas y que los virus son aún más pequeños y no son células.
Lo que el microscopio nos dice de la nutrición
Al microscopio usted ve que cada célula es una unidad que vive: necesita nutrientes y oxígeno, y produce residuos. Una célula de su cuerpo no puede salir a buscar su comida. Alguien se la tiene que llevar. De eso se encarga la nutrición: el conjunto de procesos con los que el organismo obtiene de los alimentos los nutrimentos y el oxígeno que necesita, los transporta a todas las células y elimina los residuos que se generan.
En ella trabajan coordinados cuatro aparatos: el digestivo (descompone los alimentos y absorbe los nutrimentos), el respiratorio (toma oxígeno del aire y expulsa dióxido de carbono), el circulatorio (la sangre transporta todo hasta las células) y el excretor (elimina residuos, como los de la orina).
¿Qué hay que hacer al terminar una práctica de microscopía? Ordene y explique estas tareas: apagar la luz, limpiar las lentes con el papel especial, retirar y desechar…
¿Qué hay que hacer al terminar una práctica de microscopía? Ordene y explique estas tareas: apagar la luz, limpiar las lentes con el papel especial, retirar y desechar la muestra, guardar el microscopio y lavarse las manos.
Resumen
Vuelva al principio: las células de cebolla de Yessenia se ven porque la luz atraviesa una capa fina, teñida y bien enfocada, y porque dos lentes multiplican el aumento.