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11° grado · Biología
La biología celular · La célula y su organización

La observación de la célula

Imagina que tomas una gota de agua de la laguna de Tiscapa, en Managua, y la miras al microscopio del laboratorio del colegio. Ves protozoos nadando, pero si intentas distinguir su membrana o sus organelos, solo hay una masa transparente sin detalle. ¿Qué cambia entre la luz y los electrones para que se necesiten dos tipos de microscopio tan distintos? Lo resolveremos al final de la página.

Microscopía óptica y electrónica

Comparación en corte de un microscopio óptico, donde la luz visible de una lámpara atraviesa una muestra viva y se enfoca con lentes de vidrio hasta el ojo, y un microscopio electrónico de transmisión, donde un haz de electrones viaja en una columna en vacío, atraviesa una muestra muerta y deshidratada y se enfoca con lentes electromagnéticas hasta una pantalla fluorescente. Microscopio óptico (MO) Microscopio electrónico (ME) de transmisión (MET) ojo lente ocular lente objetivo muestra viva (portaobjetos) condensador lámpara (luz visible) cañón de electrones lente condensadora muestra muerta y deshidratada lente objetivo lente proyectora columna en vacío pantalla fluorescente luz visible · lentes de vidrio permite observar células vivas haz de electrones · vacío lentes electromagnéticas (bobinas)
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Distingue entre microscopía óptica y microscopía electrónica: qué utiliza cada una para «iluminar» la muestra, qué tipo de estructuras permite observar cada técnica y si…

Distingue entre microscopía óptica y microscopía electrónica: qué utiliza cada una para «iluminar» la muestra, qué tipo de estructuras permite observar cada técnica y si es posible observar células vivas con ellas.

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La lupa binocular

En el laboratorio del colegio también hay una lupa binocular. Tiene dos oculares, uno para cada ojo, y dos caminos ópticos ligeramente distintos dentro del instrumento, de modo que cada ojo recibe una imagen desde un ángulo algo diferente; por eso la imagen se ve en relieve, tridimensional. Su aumento es menor que el del microscopio (entre $10\times$ y $40\times$), pero permite observar objetos enteros y gruesos, sin cortarlos: una hoja, una flor, un insecto o una semilla del huerto escolar. Se usa con luz que ilumina desde arriba o desde abajo.

El microscopio óptico y su aumento

Al mirar una preparación de cebolla con distintas combinaciones de lentes, el tamaño de las células cambia mucho. ¿Cómo determinan juntos el objetivo y el ocular el tamaño final de lo que ves?

Microscopio óptico visto de perfil con ocular, revólver con objetivos, platina, tornillos de enfoque y fuente de luz; el objetivo forma una imagen real ampliada dentro del tubo y el ocular la amplía de nuevo, de modo que ocular 10× por objetivo 100× da un aumento total de 1000×. ocular imagen real revólver objetivo platina fuente de luz tornillos macrométrico y micrométrico ocular 10× × objetivo 100× = 1000× aumento total
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Nombra las partes básicas de un microscopio óptico (ocular, objetivos, platina, tornillos macrométrico y micrométrico y fuente de luz) e indica la función de cada una de…

Nombra las partes básicas de un microscopio óptico (ocular, objetivos, platina, tornillos macrométrico y micrométrico y fuente de luz) e indica la función de cada una de ellas.

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Explica la diferencia entre aumento y poder de resolución de un microscopio y razona por qué aumentar mucho una imagen sin mejorar la resolución (el llamado «aumento…

Explica la diferencia entre aumento y poder de resolución de un microscopio y razona por qué aumentar mucho una imagen sin mejorar la resolución (el llamado «aumento vacío») no permite distinguir más detalles.

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El poder de resolución

Si amplías en la computadora una foto de mala calidad, se hace enorme, pero no aparecen detalles nuevos. ¿Por qué el aumento no sirve si el instrumento no distingue dos puntos muy cercanos?

Escala comparativa de resolución que confronta los límites del ojo humano (0.1 mm), el microscopio óptico (200 nm) y el microscopio electrónico de transmisión (0.2 nm) con el tamaño de células, bacterias, virus y moléculas. MET · desde 0.2 nm MO · desde 200 nm ojo · desde 0.1 mm átomo proteína ribosoma virus bacteria célula eucariota huevo de rana 0.1 nm1 nm10 nm 100 nm1 µm10 µm 100 µm1 mm escala logarítmica

Limitaciones prácticas del microscopio electrónico frente al óptico: es muy caro y voluminoso, exige muestras muertas, deshidratadas y en vacío, y su preparación es larga y puede producir artefactos. Las imágenes son en blanco y negro (los colores se añaden después por computadora).

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El esquema muestra una escala de tamaños con los límites de resolución del ojo humano, del microscopio óptico (MO) y del microscopio electrónico de transmisión (MET).…

El esquema muestra una escala de tamaños con los límites de resolución del ojo humano, del microscopio óptico (MO) y del microscopio electrónico de transmisión (MET). Indica qué instrumento necesitarías para observar con detalle: a) un virus de la gripe; b) una bacteria; c) un ribosoma; d) una célula de la piel. Justifica cada elección a partir del esquema.

MET · desde 0.2 nm MO · desde 200 nm ojo · desde 0.1 mm átomo proteína ribosoma virus bacteria célula eucariota huevo de rana 0.1 nm 1 nm 10 nm 100 nm 1 µm 10 µm 100 µm 1 mm escala logarítmica
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El microscopio electrónico revela organelos y virus que el óptico no puede mostrar. Explica a qué propiedad del haz de electrones se debe su mayor poder de resolución y…

El microscopio electrónico revela organelos y virus que el óptico no puede mostrar. Explica a qué propiedad del haz de electrones se debe su mayor poder de resolución y señala dos limitaciones prácticas de la microscopía electrónica frente a la óptica.

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Un equipo de investigación quiere comprobar si las bacterias de una muestra están infectadas por bacteriófagos. Diseña el estudio: elige la técnica de microscopía…

Un equipo de investigación quiere comprobar si las bacterias de una muestra están infectadas por bacteriófagos. Diseña el estudio: elige la técnica de microscopía adecuada, justifica la elección frente a las alternativas y describe qué esperaría observar el equipo si la infección se estuviera produciendo.

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La preparación de la muestra

Casi todo lo que hay en una célula es transparente. Para verlo hay que preparar la muestra, y la preparación cambia según el microscopio.

Esquema comparativo de la preparación de muestras: en microscopía óptica, corte fino y tinción; en microscopía electrónica, fijación, deshidratación, inclusión en resina, corte ultrafino y contraste con metales pesados. microscopía óptica corte fino + tinción microscopía electrónica fijación deshidratación inclusión en resina corte ultrafino contraste con metales pesados
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La mayoría de las muestras biológicas se tiñen antes de observarlas al microscopio óptico. Explica dos razones para teñir una muestra y nombra un colorante de uso…

La mayoría de las muestras biológicas se tiñen antes de observarlas al microscopio óptico. Explica dos razones para teñir una muestra y nombra un colorante de uso frecuente en el laboratorio escolar.

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Vuelve al principio: en la gota de la laguna, la luz visible no puede separar estructuras menores de unos $200$ nm, así que la membrana y los organelos no se resuelven; los electrones, con una longitud de onda mucho menor, sí lo lograrían, pero solo con células muertas, deshidratadas y en vacío.

Resumen

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