La observación al microscopio
Valentina raspa una capa transparente de una cebolla de la feria vecinal, la pone bajo el microscopio de su liceo y descubre una cuadrícula de celdas que a simple vista no existe. Las células no se ven a simple vista, 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. También hay otro instrumento, la lupa, que sirve para ver objetos más grandes. Y la historia: hace unos 350 años nadie sabía que existían las células.
Partes del microscopio
El que usás en el laboratorio del liceo 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 necesitás sostener la preparación, iluminarla y enfocarla. ¿Qué piezas hacen cada cosa?
| Pieza | Función |
|---|---|
| Ocular | Lente por la que mirás; 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. |
La lupa (estereoscópica o binocular) aumenta mucho menos que el microscopio, pero permite mirar objetos enteros, como una hoja o un insecto, sin cortarlos. Para ver células hace falta el microscopio. En el laboratorio del liceo se trabaja con guardapolvo, y el microscopio se transporta siempre con dos manos: una agarra el brazo y la otra sostiene la base. Nunca se lo agarra por el ocular ni se lo arrastra por la mesa.
| 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 «?». Escribí el nombre de cada una y explicá su función.
En el esquema del microscopio óptico hay tres partes señaladas con «?». Escribí el nombre de cada una y explicá su función.
Nombrá las dos partes del microscopio que contienen lentes y explicá por dónde se mira y dónde se coloca la muestra.
Nombrá las dos partes del microscopio que contienen lentes y explicá por dónde se mira y dónde se coloca la 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.
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.
El aumento total
Cuando mirás 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 $40\times$. Calculá el aumento total que se consigue con cada objetivo y explicá con…
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.
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…
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 invertida
El microscopio óptico da una imagen invertida: se ve girada 180°, al revés y del revés. Además, el movimiento también se invierte: si empujás la preparación hacia la derecha, la imagen parece moverse hacia la izquierda. Esto pasa porque las lentes cruzan los rayos 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…
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.
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…
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.
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 liceo se usan el lugol (una tinción de color marrón 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).
Montaje húmedo y muestras permanentes
Si la muestra es un pelo, una fibra de tela o una gota de agua de charco, se hace un montaje húmedo: se coloca sobre el portaobjetos con una gota de agua y se cubre con el cubreobjetos. Es una preparación casera y dura poco. Una muestra permanente de laboratorio está cortada en láminas muy finas, teñida y fijada, y se conserva años.
Si la tinción solo muestra manchas sin forma, puede ser que la muestra sea muy gruesa, que haya demasiado colorante, que tenga burbujas o que esté mal enfocada. Se repite con menos material, una gota de colorante y el cubreobjetos inclinado.
Seguridad en el laboratorio
En el laboratorio del liceo se trabaja con bioseguridad: usá guardapolvo para proteger la ropa de los colorantes; no probés ni acerqués a la boca ningún material; lavate las manos al terminar, porque las muestras pueden tener microorganismos; y tratá con cuidado el vidrio, que se rompe y corta.
Al terminar la práctica: apagá la luz, retirá y desechá la muestra, limpiá las lentes con papel especial, guardá el microscopio y lavate las manos.
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…
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 del liceo.
¿Para qué se tiñen muchas muestras antes de observarlas al microscopio? Poné un ejemplo de tinción que se use en el laboratorio del liceo.
Explicá qué son el portaobjetos y el cubreobjetos y para qué sirve cada uno al preparar una muestra.
Explicá qué son el portaobjetos y el cubreobjetos y para qué sirve cada uno al preparar una muestra.
¿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…
¿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.
Describí cómo prepararías una muestra húmeda de un pelo o de una fibra de tu buzo para verla al microscopio: qué materiales usarías y en qué orden actuarías. ¿Qué…
Describí cómo prepararías una muestra húmeda de un pelo o de una fibra de tu buzo 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 tintes en el laboratorio del liceo y explicá el motivo de cada una.
Nombrá tres normas de seguridad del trabajo con muestras biológicas y tintes en el laboratorio del liceo y explicá el motivo de cada una.
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.
Al cambiar de objetivo, la imagen puede quedar algo borrosa y más oscura: reenfocá solo con el micrométrico y abrí un poco el diafragma.
¿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…
¿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 $40\times$.
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…
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.
Cuando la imagen se ve mal
A veces mirás por el ocular y la imagen no ayuda. Pensá 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 | Abrí el diafragma y subí la intensidad del foco |
| Imagen muy oscura | Muestra demasiado gruesa o con demasiado colorante | Preparalá de nuevo, más fina o con menos tinción |
| Solo se ve un fragmento | Muestra mal centrada sobre el orificio de la platina | Movela con las pinzas hasta centrarla |
| Solo se ve un fragmento | Muestra pequeña, con burbujas o sin suficiente líquido | Volvé 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. Indicá dos causas posibles de cada problema y qué harías para…
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.
El campo de visión
El campo de visión es el círculo que ves por el ocular. Mientras más aumentás, 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. Atención: el aumento es cuánto se agranda la imagen; no es el tamaño real. Para hallar el tamaño real de una célula no se multiplica por el aumento: se compara con el campo de visión (la mitad de un campo de 0,4 mm son 0,2 mm reales). En una microfotografía, el tamaño real se calcula con la barra de escala indicada en la imagen.
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…
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 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. 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…
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 fiable.
Reto del tema. Imaginá que colaborás con el museo de ciencias de tu departamento diseñando una ficha divulgativa sobre la vida microscópica en el hogar. 1. Búsqueda de…
Reto del tema. Imaginá que colaborás con el museo de ciencias de tu departamento diseñando una ficha divulgativa sobre la vida microscópica en el hogar.
-
Búsqueda de muestras reales: Accedé al banco de imágenes libres de Ceibal (ANEP) o a la fototeca de la Facultad de Ciencias de la UdelaR. 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.
-
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.
-
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.
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) | 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.
Lo que el microscopio nos dice de la nutrición
Al microscopio ves que cada célula es una unidad que vive: necesita nutrientes y oxígeno, y produce residuos. Una célula de tu 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 nutrientes 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 nutrientes), 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).
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…
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.
Resumen
Volvé al principio: las células de cebolla de Valentina se ven porque la luz atraviesa una capa fina, teñida y bien enfocada, y porque dos lentes multiplican el aumento.