Exercícios: A observação ao microscópio

No esquema do microscópio ótico há três componentes assinalados com «?». Escreve o nome de cada um e explica a respetiva função.

Ordena os passos para preparar uma amostra de células de cebola: (a) cobrir com a lamela com cuidado para não formar bolhas de ar, (b) colocar uma fina película de cebola sobre a lâmina, (c) adicionar uma gota de soluto de lugol para corar, (d) retirar o excesso de líquido com papel de filtro.

Para que serve corar muitas amostras antes de as observar ao microscópio? Dá um exemplo de um corante utilizado no laboratório da escola.

Nomeia as duas partes do microscópio que contêm lentes e explica por onde se espreita e onde se coloca a amostra.

Explica o que são a lâmina e a lamela e para que serve cada uma na preparação de uma amostra.

Descreve como se deve transportar um microscópio desde o armário até à bancada de trabalho para não o danificar: que partes se seguram e com quantas mãos.

O que é necessário fazer ao terminar uma aula prática de microscopia? Ordena e explica estas tarefas: desligar a luz, limpar as lentes com papel especial, retirar a amostra e colocá-la no lixo, arrumar o microscópio e lavar as mãos.

Para observar algo ao microscópio ótico é necessário cortá-lo em películas muito finas. Explica por que razão a amostra deve permitir a passagem da luz e o que acontece se for demasiado espessa.

Um microscópio possui uma ocular de $10\times$ e objetivas de $4\times$, $10\times$ e $40\times$. Calcula a ampliação total obtida com cada objetiva e explica com qual delas se deve iniciar sempre a observação e porquê.

Ao observar uma amostra, a imagem surge muito escura e só se consegue ver uma parte do que foi preparado. Indica duas causas possíveis para cada problema e o que farias para os corrigir sem mudar de objetiva.

Por que razão se deve focar primeiro com a objetiva de menor ampliação e reservar o parafuso micrométrico para as objetivas maiores? Explica o que pode acontecer se se utilizar o parafuso macrométrico com a objetiva de $40\times$.

Um microscópio possui uma ocular de $10\times$ e uma objetiva de $20\times$. Calcula a ampliação total. Se mudares para uma objetiva de $40\times$, explica o que acontece ao tamanho da imagem, à área da amostra que consegues ver e à quantidade de luz.

A imagem fornecida pelo microscópio é invertida. Se deslocares suavemente a preparação para a direita enquanto observas, explica para onde parecerá mover-se a imagem na ocular e que consequência prática tem este facto ao seguir um microrganismo em movimento.

Focaste uma célula com a objetiva de $10\times$ e passaste para a de $40\times$: a imagem ficou ligeiramente desfocada e mais escura. Explica que parafuso deves utilizar para voltar a focar (e qual não deves mexer) e que regulação da iluminação pode melhorar a imagem.

Descreve como prepararias uma preparação extemporânea de um cabelo ou de uma fibra de uma camisola para a observar ao microscópio: que materiais usarias e em que ordem procederias. Que diferença existe entre essa preparação simples e uma preparação definitiva de laboratório?

Indica três regras de segurança relativas ao trabalho com amostras biológicas e corantes no laboratório da escola e explica a razão de ser de cada uma.

Com a objetiva de $10\times$ (ampliação total de $100\times$), o campo de visão mede cerca de $1{,}5\ \text{mm}$ de diâmetro. Se uma célula de cebola medir cerca de $0{,}25\ \text{mm}$ de comprimento, faz uma estimativa de quantas células alinhadas caberiam ao longo do campo e deduz o que acontecerá ao diâmetro do campo de visão ao mudar para a objetiva de $40\times$.

Uma equipa de investigação quer filmar em tempo real como um protozoário unicelular nada e captura bactérias numa gota de água estagnada e, ao mesmo tempo, fotografar com todo o detalhe a estrutura interna dos vírus que infetam essas bactérias. Um estudante propõe utilizar unicamente um microscópio eletrónico de transmissão para atingir ambos os objetivos. Avalia fundamentadamente a sua proposta: explica por que razão não é possível observar o protozoário vivo com este aparelho e determina que microscópio deve ser utilizado em cada caso e porquê.

Na aula prática de observação de células do epitélio bucal coradas com azul-de-metileno, um grupo apenas distingue manchas azuis indefinidas. Aponta pelo menos três erros que possam ter sido cometidos na preparação da amostra e explica como repetirias o procedimento para obter um bom resultado.

Um colega observa uma preparação ao microscópio a $400\times$. O campo de visão com essa objetiva mede $0{,}4\ \text{mm}$ de diâmetro e a célula que ele observa ocupa aproximadamente metade desse diâmetro. O teu colega afirma: «Como o microscópio amplia $400$ vezes e a célula ocupa $0{,}2\ \text{mm}$, o seu tamanho real deve ser $0{,}2 \times 400 = 80\ \text{mm}$, mede quase oito centímetros!».\na) Identifica o erro concetual do seu raciocínio e explica a diferença entre o tamanho real e o tamanho aparente ampliado.\nb) Calcula o tamanho real correto da célula em milímetros e em micrómetros ($1\ \text{mm} = 1\,000\ \mu\text{m}$).\nc) Se colocasses células idênticas umas a seguir às outras em fila, quantas caberiam ao longo de um centímetro de uma régua?

Pretendes verificar se as células da zona de crescimento da raiz de uma cebola são mais pequenas do que as do bolbo. Planifica a atividade laboratorial: que duas preparações irás fazer, como estimarás o tamanho das células através do campo de visão, que tabela de registo de dados utilizarás e quantas células irás medir para que a comparação seja fiável.

Ao observar a letra «e» recortada de um jornal, ela surge no microscópio rodada a 180° (de pernas para o ar e invertida). Prevê como se verá a letra «p» antes de a observares, explica a causa desta inversão e descreve de que forma confirmarias a tua previsão.

Analisa os seguintes dados sobre o limite de resolução (a distância mínima para distinguir dois pontos separados) de três instrumentos:\n• Olho humano: $0{,}1\ \text{mm}$ ($100\ \mu\text{m}$).\n• Microscópio ótico composto: $0{,}2\ \mu\text{m}$.\n• Microscópio eletrónico: $0{,}0002\ \mu\text{m}$.\n\nDispões de quatro amostras biológicas:\n1. Uma célula vegetal de cebola ($100\ \mu\text{m}$).\n2. Uma bactéria ($2\ \mu\text{m}$).\n3. Um vírus da gripe ($0{,}1\ \mu\text{m}$).\n4. A membrana plasmática de uma célula ($0{,}008\ \mu\text{m}$).\n\na) Deduz de que instrumento precisas, no mínimo, para distinguir cada uma das quatro amostras.\nb) Justifica, a partir destes dados, por que razão nos séculos XVII e XVIII já se conseguiram observar células e bactérias, mas a existência e estrutura dos vírus não pôde ser demonstrada até à invenção do microscópio eletrónico no século XX.

Numa loja online anuncia-se um «Microscópio ótico escolar com ampliações até $50\,000\times$ que permite observar vírus e moléculas por apenas 30 €».\na) Utilizando a analogia de ampliar uma fotografia digital com pouca resolução (onde apenas se obtêm píxeis maiores, mas nenhum detalhe novo), refuta por que razão esse anúncio é enganoso e prevê o que verias na realidade ao tentar forçar tantas ampliações com luz visível.\nb) Explica que alteração física fundamental o microscópio eletrónico traz em relação ao ótico para conseguir superar esse limite e mostrar com nitidez estruturas de apenas alguns nanómetros.

Desafio do tema. Imagina que colaboras com o museu de ciências da tua região criando uma ficha informativa sobre a vida microscópica em casa.

1. Pesquisa de amostras reais: Acede a um banco de imagens livres (por exemplo, da Ciência Viva) ou a uma fototeca científica. Descarrega duas micrografias reais: uma bactéria (Lactobacillus do iogurte) e uma célula vegetal (epiderme de cebola). Regista as ampliações e a barra de escala indicada.

2. Medição e análise: Mede com a tua régua a célula na foto e, aplicando a escala gráfica, calcula o seu tamanho real em micrómetros ($1\text{ }\mu\text{m} = 0,001\text{ mm}$). Elabora uma tabela comparativa onde reúnas: dimensões reais calculadas (ex. $1,8\text{ }\mu\text{m}$ face a $120,5\text{ }\mu\text{m}$), tipo celular (procariota ou eucariota) e presença ou ausência de núcleo visível, parede celular e citoplasma.

3. Relatório final: Redige uma proposta fundamentada (máximo $1$ página) explicando por que razão a célula é a unidade de vida em ambos os organismos, por que razão diferem ao microscópio e que vantagens oferece este instrumento para as estudar.

Será valorizado:

• Identificação e classificação rigorosa das estruturas celulares procariotas e eucariotas.

• Correção no cálculo do tamanho celular real a partir da escala do microscópio.

• Clareza conceptual ao justificar que a célula é a unidade funcional e estrutural dos seres vivos.