en RED ando 2010-2011 Del átomo al universo – de lo pequeño a lo más complejo en RED ando 2010-2011 Del átomo al universo – de lo pequeño a lo más complejo La red celular/8 La red celular/1 6 1 CURIOSEANDO: HISTORIA DEL MICROSCOPIO El microscopio se inventó, hacia 1610, por Galileo Galilei, según los italianos, o por Jansen, en opinión de los holandeses. La palabra microscopio fue utilizada por primera vez por los componentes de la "Accademia dei Lincei" una sociedad científica a la que pertenecía Galileo y que publicaron un trabajo sobre la observación microscópica del aspecto de una abeja. Marcelo Malpighi MATERIAL DEL LABORATORIO En general, todo laboratorio cuenta con unos instrumentos y un equipamiento determinados, que varían en función del objeto de estudio que se quiera trabajar. Aquí presentamos los materiales que vamos a utilizar en la práctica de hoy: Portaobjetos: pieza Cubreobjetos: lámina rectangular de cristal cuadrada, muy delgada, que sobre la que se coloca la se coloca sobre la muestra a muestra a observar. observar. Frasco lavador: contiene Pinzas de disección: agua destilada y se utiliza permiten sujetar y manipular para lavar muestras de pequeño tamaño Galileo Galilei Sin embargo las primeras publicaciones importantes en el campo de la microscopia aparecen en 1660 y 1665 cuando Marcelo Malpighi prueba la teoría de Harvey sobre la circulación sanguínea al observar al microscopio los capilares sanguíneos y Hooke publica su obra Micrographia. Bisturí: permite realizar cortes en tejidos blandos A mediados del siglo XVII un comerciante holandés, Antony van Leenwenhoek, utilizando microscopios simples de fabricación propia describió por primera vez protozoos, bacterias, espermatozoides y glóbulos rojos. Microscopio: permite observar estructuras muy pequeñas que no son visibles a simple vista. Se compone de dos partes. § Parte óptica: lentes que aumentan e iluminan la muestra: Ocular: aumenta 10 veces la imagen que procedente el objetivo. Es por donde miramos. Objetivos: lentes que aumentan la muestra. Puede haber varios y generalmente son de 4, 10 y 40 aumentos. Condensador: conjunto de lentes que concentran la luz en un punto. Diafragma: regula la cantidad de luz que recibe la muestra Fuente de luz: bombilla que proporciona luz a la muestra § Parte mecánica: sujeta la parte óptica y permiten enfocar la imagen Platina: lugar donde se coloca la muestra Revólver: pieza giratoria que sostiene los diferentes objetivos Tornillo macrométrico: sube y baja la platina para enfocar la imagen Tornillo micrométrico: permite afinar el enfoque realizado con el micrométrico Pie o base: soporte sobre el que descansa el microscopio. Las mejoras mas importantes de la óptica surgieron en 1877 cuando Ernst Abbe publica su teoría del microscopio y por encargo de Carl Zeiss mejora la microscopía de inmersión sustituyendo el agua por aceite de cedro lo que permite obtener aumentos de 2000X. A principios de los años 30 se había alcanzado el limite teórico para los microscopios ópticos no consiguiendo estos, aumentos superiores a 500X o 1000X sin embargo existía un deseo científico de observar los detalles de estructuras celulares (núcleo, las mitocondrias, etc.) Ernst Ruska El microscopio electrónico de transmisión (T.E.M.) fue el primer tipo de microscopio electrónico desarrollado; éste utiliza un haz de electrones en lugar de luz para enfocar la muestra consiguiendo aumentos de 100.000X. Fue desarrollada por Max Knoll y Ernst Ruska en Alemania en 1931. Posteriormente, en 1942 se desarrolla el microscopio electrónico de barrido (SEM). 1 Ciencias de la Naturaleza de 1º ESO, Editorial Edebé, Barcelona, 2007 http://www.edebe.com/educacion/ficha.asp?id=7614&ccaa=16 6 http://personales.mundivia.es/mggalvez/micro2.htm Cuentagotas: utilizado para añadir reactivos en pequeñas cantidades a una muestra en RED ando 2010-2011 Del átomo al universo – de lo pequeño a lo más complejo en RED ando 2010-2011 La red celular/2 La red celular/7 ¿DE QUÉ TAMAÑOS ESTAMOS HABLANDO?5 PREPARACIÓN DE MUESTRAS2 Por su pequeño tamaño, las células y los microorganismos no pueden ser observados y por ello recurrimos al uso de microscopios. Tan pequeño es su tamaño, que para medirlos no se utiliza el milímetro ya que tendríamos que usar cifras con muchos decimales: à Por ejemplo el virus de la gripe mide 0,000025 mm. OBJETIVO: descubrir que seres completamente diferentes tenemos una estructura básica común, la célula, reconociendo las peculiaridades específicas de células animales y vegetales. 1.- Tejido epidérmico de cebolla - De la parte interior cóncava de una de las capas de la cebolla, con la ayuda de las pinzas desprende la membrana transparente que está adherida. Con la ayuda de un palillo, extiéndela sobre un portaobjetos que tenga unas gotas de agua. - Coloca el portaobjetos sobre varias capas de papel absorbente para no manchar la mesa, escurre el agua y añade unas gotas de azul de metileno. Espera 5 minutos para que actúe bien la tinción. - Sobre el fregadero, lava la muestra con un hilo de agua hasta que no salga colorante. Añade una gota de agua, coloca el cubreobjetos encima de la muestra y seca la preparación con cuidado con el papel absorbente. - Observa la muestra al microscopio enfocando progresivamente con los objetivos de mayor aumento. 2.- Células epiteliales de mucosa bucal humana3 - Con un palillo raspa suavemente el interior de tu carrillo. Extiende sobre un portaobjetos lo que has recogido con el palillo. Parece que no hay nada, pero espera y verás. - Coloca el portaobjetos sobre varias capas de papel absorbente para no manchar la mesa y añade una gota de azul de metileno. Deja actuar la tinción durante 5 minutos. - Sobre el fregadero, lava la muestra con un hilo de agua hasta que se vea clara. Añade una gota de agua, coloca el cubreobjetos. - Observa la muestra al microscopio enfocando progresivamente con los objetivos de mayor aumento. Epidermis de cebolla Del átomo al universo – de lo pequeño a lo más complejo SUBMÚLTIPLOS DE UNIDADES DE MEDIDA: Para evitar manejar cifras con tantos decimales, se utilizan unidades más pequeñas que el milímetro: el micrómetro (mm) à milésima parte de un milímetro 1 mm = 1000 mm ßà 1 mm = 0,001 mm el nanómetro (nm) à millonésima parte de un milímetro 1 mm = 1000000 nm ßà 1 nm = 0,000001 mm à Así el virus de la gripe mide 0,000025 mm ó 25 nm Este gráfico muestra una comparativa de tamaños así como la resolución de los microscopios ópticos y electrónicos. NOTACIÓN CIENTÍFICA: Otra forma de representar de forma abreviada números muy pequeños es con la notación científica; es una cifra decimal, formada por una parte entera de un solo dígito distinto de 0 y una parte decimal multiplicada por una potencia de 10. à Así el virus de la gripe mide 0,000025 mm ó 2,5 · 10-5 mm Célula epitelial de mucosa bucal * Nota: la notación científica también se utiliza para representar números muy grandes. Por ejemplo la distancia de la Tierra al Sol es de 150000000km ó 1,5 · 108 km. 2 http://www.santjosepobrer.com/devuitatres/ATC/practicas%20celulas%20cebolla.pdf http://www.santjosepobrer.com/devuitatres/ATC/practicas%20mucosa%20bucal.pdf 3 Imágenes sacadas de: http://www.santjosepobrer.com/devuitatres/ATC/practicas%20celulas%20cebolla.pdf http://www.santjosepobrer.com/devuitatres/ATC/practicas%20mucosa%20bucal.pdf 5 http://web.educastur.princast.es/cpr/nalon_caudal/downloads/losmetodosdeestudiodelacelulacuaderno1.doc en RED ando 2010-2011 Del átomo al universo – de lo pequeño a lo más complejo en RED ando 2010-2011 Del átomo al universo – de lo pequeño a lo más complejo La red celular/6 La red celular/3 ¿CUÁNTO MIDE UNA CÉLULA? EL MICROSCOPIO ÓPTICO4 Lee detenidamente la página 7 del documento y después contesta las siguientes cuestiones: Teniendo en cuenta la descripción de las partes de un microscopio hecha en la página 1 del documento, identifica en este dibujo las partes de un microscopio óptico. Una célula epitelial humana mide 40 mm: - ¿Cuánto mide en milímetros (mm)? - ¿Cuánto mide en nanómetros (nm)? La bacteria Escherichia coli mide 1 mm: - ¿Cuánto mide en milímetros (mm)? - ¿Cuánto mide en nanómetros (nm)? El virus VIH mide 0,1 mm: - ¿Cuánto mide en milímetros (mm)? - ¿Cuánto mide en nanómetros (nm)? ¿A qué cifra corresponde la expresión 5,2 · 10-4 mm? ¿Cómo escribirías en notación científica la cifra 0,000000043 mm? 4 http://www.iesabastos.org/archivos/daniel_tomas/laboratorio/Microscopio/microscopio.html en RED ando 2010-2011 Del átomo al universo – de lo pequeño a lo más complejo en RED ando 2010-2011 Del átomo al universo – de lo pequeño a lo más complejo La red celular/4 La red celular/5 Dibuja lo que ves en cada caso calculando el número de aumentos al que estás observando la muestra en cada momento. Ten en cuenta que: Nº aumentos totales = Nº aumentos ocular x Nº aumentos objetivo Dibuja lo que ves en cada caso calculando el número de aumentos al que estás observando la muestra en cada momento. Ten en cuenta que: Nº aumentos totales = Nº aumentos ocular x Nº aumentos objetivo OBSERVACIÓN DE MUESTRAS OBSERVACIÓN DE MUESTRAS Tejido epidérmico de cebolla: Describe qué estructuras distingues Aumento total = _____ x _____ = _____ Ocular Objetivo Células epiteliales de mucosa bucal: Describe qué estructuras distingues Aumento total = _____ x _____ = _____ Ocular Objetivo Aumento total = _____ x _____ = _____ Aumento total = _____ x _____ = _____ Ocular Ocular Objetivo Objetivo Aumento total = _____ x _____ = _____ Aumento total = _____ x _____ = _____ Ocular Ocular Objetivo Objetivo