La observación al microscopio
Dania raspa una capa transparente de una cebolla del mercado de Comayagua, 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.
Partes del microscopio
El que usa 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 se 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. |
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.
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.
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.
Preparar una muestra
El microscopio óptico funciona porque la luz atraviesa lo que observa. 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).
La muestra se apoya sobre el portaobjetos, una lámina rectangular de vidrio que la sostiene y que se coloca en la platina. El cubreobjetos es un vidrio muy delgado y pequeño que se pone encima: aplana la muestra, la protege y evita que el objetivo toque el líquido.
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.
Muestras caseras y errores frecuentes
No hace falta un laboratorio para practicar. Una preparación húmeda casera, por ejemplo de un pelo o de una fibra de tela, se hace así: sobre el portaobjetos limpio se coloca una gota de agua, se pone encima la muestra bien extendida y se baja el cubreobjetos inclinado. Sirve para una sola observación porque el agua se evapora y la muestra se seca.
Una muestra permanente de laboratorio viene cortada en láminas finísimas, fijada, teñida y sellada: dura años y se puede volver a observar.
Con las células de la mejilla teñidas con azul de metileno, un grupo ve solo manchas azules sin forma cuando comete errores como estos: raspar demasiado y amontonar capas gruesas, poner demasiado colorante, dejar burbujas, bajar el cubreobjetos de golpe o enfocar directo con $40\times$ sin localizar antes la muestra con $4\times$.
Para observar algo al microscopio óptico hay que cortarlo en láminas muy finas. Explique por qué la muestra debe dejar pasar la luz y qué ocurre si es demasiado gruesa.
Para observar algo al microscopio óptico hay que cortarlo en láminas muy finas. Explique por qué la muestra debe dejar pasar la luz y qué ocurre si es demasiado gruesa.
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?
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 equivocarse. Con mucho aumento, la lente queda casi pegada al cubreobjetos.
¿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 |
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.
El campo de visión
El campo de visión es el círculo que se ve por el ocular. Mientras más se aumenta, 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. Además llega menos luz a la imagen, así que se oscurece y conviene abrir el diafragma.
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.
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 $40\times$.
Tamaño real y escala
El microscopio no cambia el tamaño de la célula: solo la hace ver más grande. El tamaño aparente es lo que se ve con el aumento y el tamaño real es lo que mide la célula en la muestra. Se relacionan así: tamaño aparente = tamaño real × aumento.
Por eso el diámetro del campo, medido sobre la muestra real, sirve de regla: si la célula ocupa una fracción del campo, su tamaño real es esa misma fracción del diámetro. Nunca se multiplica el tamaño real por el aumento para obtenerlo.
En una micrografía (una foto tomada con microscopio) se usa la barra de escala: un segmento dibujado que indica cuánto mide en la realidad. Se mide la barra con la regla y se mide la célula en la foto; el tamaño real sale por proporción.
Para comparar dos tipos de células, por ejemplo las de la zona de crecimiento de una raíz de cebolla y las del bulbo, haga una preparación de cada una, mida el campo con el mismo objetivo y cuente cuántas células caben en fila. Anote en una tabla (preparación, número de la célula, células en fila, tamaño = campo ÷ células en fila). Mida al menos 10 células por preparación y calcule el promedio, porque una sola célula puede ser rara.
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.
Reto del tema. Imagine que colabora con el museo de ciencias de su comunidad diseñando una ficha divulgativa sobre la vida microscópica en el hogar. 1. Búsqueda de…
Reto del tema. Imagine que colabora con el museo de ciencias de su comunidad diseñando una ficha divulgativa sobre la vida microscópica en el hogar.
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Búsqueda de muestras reales: Acceda a un banco de imágenes libres de una universidad (por ejemplo, la UNAH) o de una institución científica reconocida. Descargue dos micrografías reales: una bacteria (Lactobacillus del yogur) y una célula vegetal (epidermis de cebolla). Registre los aumentos y la barra de escala indicada.
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Medición y análisis: Mida con su regla la célula en la foto y, aplicando la escala gráfica, calcule su tamaño real en micrómetros ($1\text{ }\mu\text{m} = 0.001\text{ mm}$). Elabore una tabla comparativa donde recoja: 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.
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Informe final: Redacte 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:
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Identificación y clasificación rigurosa de las estructuras celulares procariotas y eucariotas.
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Corrección en el cálculo del tamaño celular real a partir de la escala del microscopio.
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Claridad conceptual al justificar que la célula es la unidad funcional y estructural de los seres vivos.
La imagen invertida
Las lentes del microscopio invierten la imagen: lo que está arriba se ve abajo y lo que está a la derecha se ve a la izquierda. Es un giro de $180^\circ$, no un simple espejo. Así se explica: los rayos de luz se cruzan al atravesar las lentes.
Tiene una consecuencia práctica: si empuja la preparación hacia la derecha, la imagen parece moverse hacia la izquierda. Para seguir a un microorganismo que se escapa del campo hacia un lado, mueva la preparación hacia ese mismo lado.
Para comprobar la predicción con una letra «p» recortada de un periódico, escriba la letra en un papel, gírelo $180^\circ$ sobre la mesa y compare con lo que ve en el ocular: debe coincidir.
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.
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 protozoarios 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, protozoarios, bacterias (aunque pequeñas) | Organelos, 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.
Cuidado del microscopio y seguridad
Un microscopio es un instrumento delicado y caro. Se cuida desde que se saca del armario hasta que se guarda.
Para transportarlo, agárrelo siempre con las dos manos: una sujeta el brazo y la otra sostiene la base por debajo. Llévelo en posición vertical y cerca del cuerpo. Nunca lo agarre por el ocular, la platina o los tornillos, porque se pueden soltar o descentrar.
También hay normas de seguridad al trabajar con muestras biológicas y tintes: use bata y, si el docente lo indica, guantes, porque el lugol y el azul de metileno manchan la piel y la ropa; no pruebe ni se lleve a la boca ninguna muestra ni colorante, porque pueden ser tóxicos o llevar microorganismos; deseche los vidrios rotos en un recipiente aparte para no cortarse; no mezcle colorantes ni cambie los frascos de lugar, para no equivocarse con su contenido; y lávese las manos al terminar.
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.
¿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.
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.
Resumen
Vuelva al principio: las células de cebolla de Dania se ven porque la luz atraviesa una capa fina, teñida y bien enfocada, y porque dos lentes multiplican el aumento.