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3.1D: Ampliación y resolución - Biología

3.1D: Ampliación y resolución - Biología


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La ampliación es la ampliación de una imagen; la resolución es la capacidad de diferenciar dos objetos.

Objetivos de aprendizaje

  • Definir ampliación y resolución

Puntos clave

  • La ampliación es la capacidad de hacer que los objetos pequeños parezcan más grandes, como hacer visible un organismo microscópico.
  • La resolución es la capacidad de distinguir dos objetos entre sí.
  • La microscopía óptica tiene límites tanto para su resolución como para su aumento.

Términos clave

  • discos aireados: En óptica, el disco Airy (o disco Airy) y el patrón Airy son descripciones del punto de luz mejor enfocado que puede hacer una lente perfecta con una apertura circular, limitada por la difracción de la luz.
  • difracción: la ruptura de una onda electromagnética cuando pasa por una estructura geométrica (por ejemplo, una rendija), seguida de la reconstrucción de la onda por interferencia

La ampliación es el proceso de agrandar algo solo en apariencia, no en tamaño físico. Esta ampliación se cuantifica mediante un número calculado también llamado "ampliación". ”El término aumento se confunde a menudo con el término“ resolución ”, que describe la capacidad de un sistema de imágenes para mostrar detalles en el objeto que se está fotografiando. Si bien un gran aumento sin alta resolución puede hacer visibles microbios muy pequeños, no permitirá que el observador distingaEntre microbios o partes subcelulares de un microbio. En realidad, por lo tanto, los microbiólogos dependen más de la resolución, ya que quieren poder determinar diferencias entre microbios o partes de microbios. Sin embargo, para poder distinguir entre dos objetos bajo un microscopio, el espectador debe primero ampliar hasta un punto en el que la resolución se vuelva relevante.

La resolución depende de la distancia entre dos puntos radiantes distinguibles. Un sistema de formación de imágenes microscópicas puede tener muchos componentes individuales, que incluyen una lente y componentes de grabación y visualización. Cada uno de estos contribuye a la resolución óptica del sistema, al igual que el entorno en el que se realizan las imágenes. Los sistemas ópticos reales son complejos y las dificultades prácticas a menudo aumentan la distancia entre fuentes puntuales distinguibles.

Con aumentos muy altos con luz transmitida, los objetos puntuales se ven como discos borrosos rodeados de anillos de difracción. Estos se denominan discos Airy. El poder de resolución de un microscopio se toma como la capacidad de distinguir entre dos discos de Airy estrechamente espaciados (o, en otras palabras, la capacidad del microscopio para revelar claramente detalles estructurales adyacentes). Es este efecto de difracción el que limita la capacidad de un microscopio para resolver detalles finos. El alcance y la magnitud de los patrones de difracción se ven afectados por la longitud de onda de la luz (λ), los materiales refractivos utilizados para fabricar la lente del objetivo y la apertura numérica (NA) de la lente del objetivo. Por tanto, existe un límite finito más allá del cual es imposible resolver puntos separados en el campo objetivo. Esto se conoce como límite de difracción.


Diferencia entre resolución y aumento en forma tabular

La resolución y el aumento son dos términos utilizados en óptica que están relacionados entre sí. La diferencia básica entre resolución y aumento es que la resolución es la capacidad de separar dos objetos cercanos, mientras que el aumento es el medio de aumentar el tamaño del objeto.


Resumen de la charla

La resolución de un microscopio se puede definir como la distancia más pequeña a la que dos objetos pequeños todavía pueden verse como objetos separados. Esta conferencia analiza varios criterios de resolución, los factores que influyen en la resolución en los planos lateral y axial, y cómo muestrear una imagen de manera adecuada utilizando una cámara o un microscopio confocal, de modo que se mantenga la resolución óptica completa.

Preguntas

  1. Tiene un objetivo de 100 & # 2151.4na, sin aumento adicional en su microscopio y puede elegir entre 4 cámaras diferentes, que varían en tamaño de píxel. ¿Qué cámara debería elegir para cumplir con el criterio de muestreo de Nyquist, asumiendo que su límite de resolución está descrito por el criterio de Rayleigh y trabaja con una luz de 500 nm?
    1. Píxeles de 16 micrones
    2. Píxeles de 10 micrones
    3. Píxeles de 6,5 micrones
    4. Píxeles de 4.0 micrones
    1. 64 & # 21564 mm
    2. 128 & # 215128 micrones
    3. 64 & # 21564 micrones
    4. 40 & # 21540 micrones
    1. Mayor longitud de onda
    2. Mayor índice de refracción del medio de inmersión.
    3. Lente con mayor apertura numérica
    4. Lente con menor apertura numérica
    5. Lente con mejor corrección cromática

    Respuestas

    1. B (o C): Criterio de Rayleigh: 0,61 * lambda / NA - & gt 0,61 * 500 / 1,4 = 218 nm. Un aumento de 100x conduce a 21,8 micrones en el plano de la cámara. Muestreo de Nyquest: 2 píxeles por elemento que se puede resolver - & gt 21,8 / 2 = 10,9 micrones de píxeles. La cámara B (píxeles de 10 micrones) satisfará a Nyquist, la cámara C dará 3 píxeles por elemento resoluble.
    2. C: criterio de Rayleigh: 0,61 * 575 / 1,4 = 251 nm. Nyquist: 2 píxeles por elemento que se puede resolver y gt 125 nm por píxel. 512 & # 215512 píxeles & GT 64 & # 21564 micrones
    3. B y C

    Ampliación y resolución de amplificación en microscopía electrónica de luz y amplificación (Edexcel A level Biology B)

    Profesor de ciencias de oficio, ¡también se me ha encontrado enseñando matemáticas y educación física! Sin embargo, por extraño que parezca, mi verdadero amor es diseñar recursos que puedan ser utilizados por otros profesores para maximizar la experiencia de los estudiantes. Pienso constantemente en nuevas formas de involucrar a un estudiante con un tema y trato de implementarlo en el diseño de las lecciones.

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    Esta lección con todos los recursos describe cómo se pueden lograr la ampliación y la resolución mediante microscopía óptica y electrónica. El atractivo PowerPoint y los recursos que lo acompañan se han diseñado para cubrir el contenido del punto 2.1 (vi) de la especificación Edexcel A-level Biology B y también se presenta brevemente la importancia de la tinción de muestras para que los estudiantes estén preparados para la siguiente lección.

    Para promover la participación y el enfoque a lo largo de esta lección, el PowerPoint contiene una competencia de cuestionarios con 7 rondas. Las rondas de preguntas que se encuentran en esta lección presentarán los poderes de la lente del objetivo, los nombres de las partes de un microscopio óptico y enfatizarán algunos de los otros términos clave, como resolución. La ronda final verifica su comprensión de los diferentes números que se mencionaron en la lección, es decir, las diferentes magnificaciones y resoluciones máximas. Se toma tiempo para explicar el significado de estos dos términos microscópicos para que los estudiantes puedan reconocer su importancia al considerar los orgánulos que se encontraron anteriormente en el tema 2. Al final de la lección, los estudiantes podrán explicar cómo un microscopio óptico utiliza la luz para formar una imagen y comprenderá cómo los electrones transmitidos a través de una muestra oa través de la superficie formarán una imagen con un TEM o un SEM, respectivamente.

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    Ampliación y resolución

    La ampliación es la ampliación de una imagen. La resolución es la capacidad de diferenciar dos objetos.

    Objetivos de aprendizaje

    Definir ampliación y resolución

    Conclusiones clave

    Puntos clave

    • La ampliación es la capacidad de hacer que los objetos pequeños parezcan más grandes, como hacer visible un organismo microscópico.
    • La resolución es la capacidad de distinguir dos objetos entre sí.
    • La microscopía óptica tiene límites tanto para su resolución como para su aumento.

    Términos clave

    • discos aireados: En óptica, el disco Airy (o disco Airy) y el patrón Airy son descripciones del punto de luz mejor enfocado que puede hacer una lente perfecta con una apertura circular, limitada por la difracción de la luz.
    • difracción: la ruptura de una onda electromagnética cuando pasa por una estructura geométrica (por ejemplo, una rendija), seguida de la reconstrucción de la onda por interferencia

    El envejecimiento de los tejidos y la pérdida de la visión: Son micrografías de una sección de un ojo humano. Usando algoritmos informáticos y otra tecnología, el panel de la derecha tiene una resolución más alta y, por lo tanto, es más claro. Cabe señalar que ambos paneles tienen el mismo aumento, pero el panel de la derecha tiene una resolución más alta y brinda más información sobre la muestra. Las etiquetas representan varias partes del ojo humano: membrana de Bruch (B) coroides (C) epitelio pigmentario de la retina (RPE) y bastoncillos de la retina (R). La barra de escala es 2um.

    La ampliación es el proceso de agrandar algo solo en apariencia, no en tamaño físico. Esta ampliación se cuantifica mediante un número calculado también denominado & # 8220 ampliación. & # 8221 El término aumento a menudo se confunde con el término & # 8220 resolución & # 8221, que describe la capacidad de un sistema de imágenes para mostrar detalles en el objeto que se está fotografiando. Si bien un gran aumento sin alta resolución puede hacer visibles microbios muy pequeños, no permitirá que el observador distinga Entre microbios o partes subcelulares de un microbio. En realidad, por lo tanto, los microbiólogos dependen más de la resolución, ya que quieren poder determinar diferencias entre microbios o partes de microbios. Sin embargo, para poder distinguir entre dos objetos bajo un microscopio, el espectador debe primero ampliar hasta un punto en el que la resolución se vuelva relevante.

    La resolución depende de la distancia entre dos puntos radiantes distinguibles. Un sistema de formación de imágenes microscópicas puede tener muchos componentes individuales, que incluyen una lente y componentes de grabación y visualización. Cada uno de estos contribuye a la resolución óptica del sistema, al igual que el entorno en el que se realizan las imágenes. Los sistemas ópticos reales son complejos y las dificultades prácticas a menudo aumentan la distancia entre fuentes puntuales distinguibles.

    Con aumentos muy altos con luz transmitida, los objetos puntuales se ven como discos borrosos rodeados de anillos de difracción. Estos se denominan discos Airy. El poder de resolución de un microscopio se toma como la capacidad de distinguir entre dos discos de Airy estrechamente espaciados (o, en otras palabras, la capacidad del microscopio para revelar claramente detalles estructurales adyacentes). Es este efecto de difracción lo que limita la capacidad de un microscopio para resolver detalles finos. El alcance y la magnitud de los patrones de difracción se ven afectados por la longitud de onda de la luz (λ), los materiales refractivos utilizados para fabricar la lente del objetivo y la apertura numérica (NA) de la lente del objetivo. Por tanto, existe un límite finito más allá del cual es imposible resolver puntos separados en el campo objetivo. Esto se conoce como límite de difracción.


    Tipos de microscopios

    1. Microscopio compuesto


    Con mucho, el tipo de microscopio más popular, el microscopio compuesto utiliza dos lentes para lograr un aumento de hasta 1000x o 2000x. Las muestras están retroiluminadas y pueden verse utilizando un ocular monocular o binocular.

    Puede encontrar microscopios compuestos de una forma u otra en hogares, laboratorios de ciencias e incluso hospitales. Curiosamente, fue el trabajo de Robert Hooke utilizando uno de los primeros microscopios compuestos el que inspiró la invención del microscopio simple.

    2. Microscopio confocal

    Al proporcionar una resolución más alta que un microscopio compuesto, un microscopio confocal permite imágenes 2D o 3D del tema. Se inserta en el microscopio un portaobjetos que contiene una muestra teñida. Luego, la muestra se escanea con una luz láser y, con la ayuda de un espejo dicromático, aparece en un monitor de computadora.

    A medida que la luz láser penetra más profundamente que la luz normal, el usuario puede obtener una mirada muy detallada de los objetos opacos hasta donde el láser puede penetrar, o el interior de objetos más translúcidos. Este tipo de microscopio es útil en biología celular, así como en diversas aplicaciones médicas.

    3. Microscopio de fluorescencia

    Para este microscopio se utiliza una luz de alta energía y longitud de onda corta, que excita los electrones de ciertas moléculas. Estos electrones cambian brevemente a una órbita superior. Cuando se acomodan, emiten una luz (visible) de baja longitud de onda y baja energía.

    La cantidad de resolución espacial es limitada, pero el microscopio es lo suficientemente potente como para detectar la presencia de una sola molécula. Si bien la fluorescencia fue descrita por primera vez en 1852 por Sir George G. Stokes, su uso casi esencial en biología y ciencia biomédica no se exploró hasta la década de 1930.

    4. Microscopio electrónico de barrido (SEM)

    Un microscopio electrónico utiliza electrones en lugar de luz, lo que permite una resolución increíble. Los microscopios electrónicos de barrido se utilizan exclusivamente para ver la superficie de un objeto.

    El objeto debe deshidratarse y luego cubrirse ligeramente con un material altamente conductor como oro o paladio. Un haz de electrones enfocados rebota en la muestra de una manera similar al sonar.

    Los datos resultantes se traducen en una imagen en blanco y negro en la pantalla de una computadora con una resolución elegida por el usuario. Estos microscopios tienen una amplia gama de usos científicos tanto en ciencias físicas como médicas.

    5. Microscopio de sonda de barrido

    Este microscopio óptico utiliza una sonda física para examinar la muestra. El escaneo se realiza mediante un método de trama (línea por línea). Como resultado, los escaneos pueden llevar algún tiempo pero producen imágenes de computadora de alta calidad.

    Estos tienen un aumento más limitado que los microscopios electrónicos, pero no requieren vacío. Otra gran ventaja es que la muestra se puede estimular y se pueden observar las reacciones o respuesta, así como las propiedades de la specimina.

    En uso desde 1986, los microscopios de sonda de barrido no solo se valoran en los campos de la biología y la química, sino también en la física.

    6. Microscopio simple

    Como su nombre lo indica, este es el tipo de microscopio más básico. Fue creado en el siglo XVII por Antony van Leeuwenhoek e incluye una única lente convexa y un portamuestras.

    Capaz de aumentar de 200x a 300x. Esta forma de microscopio rara vez se usa en la actualidad.

    7. Microscopio estéreo

    A veces denominado microscopio de disección, este tipo supera la necesidad de portaobjetos, lo que permite al usuario estudiar objetos opacos. Si bien el aumento es de solo 300x, los usuarios pueden ver e incluso manipular objetos 3D.

    Los microscopios estereoscópicos se utilizan no solo para la ciencia biológica y médica, sino que a menudo se pueden encontrar en campos electrónicos como la creación de circuitos. La herramienta funciona con dos trayectorias ópticas configuradas en diferentes ángulos, lo que permite una vista detallada de la superficie incluso de objetos vivos o inanimados.

    8. Microscopio electrónico de transmisión (TEM)

    La contraparte del SEM, un microscopio de transmisión utiliza muestras ultrafinas preparadas en un portaobjetos. Una vez recubierto con un material de alta conductividad, el portaobjetos de muestra se escanea al vacío.

    Esto permite que los electrones pasen a través del objeto con el haz reflejado por las partes más densas. Como resultado, la imagen en blanco y negro permite un alto grado de ampliación y resolución.

    Estos microscopios son útiles en una amplia gama de campos, desde la ciencia física y biológica hasta la medicina forense. También es de gran utilidad en el desarrollo de nanotecnología y análisis metalúrgico.

    9. Microscopio UV

    Usando luz ultravioleta producida por un arco de mercurio o un quemador de xenón, los microscopios UV pueden obtener el doble de resolución que los microscopios de luz visible. Las imágenes se fotografían o escanean con un sensor digital para evitar dañar los ojos del observador.

    10. Microscopio de rayos X

    Utilizados en la observación de células vivas, los microscopios de rayos X utilizan radiación electromagnética para crear imágenes muy detalladas. Este tipo de microscopio es popular tanto en la investigación biológica como en la metalurgia.


    Ampliación y resolución de amplificador (Edexcel Int. A-level Biology)

    Profesor de ciencias de oficio, ¡también se me ha encontrado enseñando matemáticas y educación física! Sin embargo, por extraño que parezca, mi verdadero amor es diseñar recursos que puedan ser utilizados por otros profesores para maximizar la experiencia de los estudiantes. Pienso constantemente en nuevas formas de involucrar a un estudiante con un tema y trato de implementarlo en el diseño de las lecciones.

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    Esta lección con todos los recursos describe cómo se pueden lograr la ampliación y la resolución mediante microscopía óptica y electrónica. El atractivo PowerPoint y los recursos que lo acompañan se han diseñado para cubrir el contenido de los puntos 3.7 (i) y amp (ii) de la especificación de Biología de nivel A de Edexcel International y también considera cómo se tiñen las muestras.

    Para promover la participación y el enfoque a lo largo de esta lección, el PowerPoint contiene una competencia de cuestionarios con 7 rondas. Las rondas de preguntas que se encuentran en esta lección presentarán los poderes de la lente del objetivo, los nombres de las partes de un microscopio óptico y enfatizarán algunos de los otros términos clave, como resolución. La ronda final verifica su comprensión de los diferentes números que se mencionaron en la lección, es decir, las diferentes magnificaciones y resoluciones máximas. Se toma tiempo para explicar el significado de estos dos términos microscópicos para que los estudiantes puedan reconocer su importancia al considerar los orgánulos que se encontraron anteriormente en el tema 3. Al final de la lección, los estudiantes podrán explicar cómo un microscopio óptico utiliza la luz para formar una imagen y comprenderá cómo los electrones transmitidos a través de una muestra oa través de la superficie formarán una imagen con un TEM o un SEM, respectivamente.

    Obtenga este recurso como parte de un paquete y ahorre hasta un 36%

    Un paquete es un paquete de recursos agrupados para enseñar un tema en particular, o una serie de lecciones, en un solo lugar.

    Tema 3: Estructura celular, reproducción y desarrollo del amplificador (Edexcel International A-level Biology)

    Las lecciones sobre locus y ligamiento, meiosis, expresión génica diferencial y transporte de proteínas dentro de las células se han subido de forma gratuita y, al descargarlas, podrá observar el detalle de la planificación que se incluye en todas las lecciones que se incluyen en este paquete. . Esta intrincada planificación asegura que los estudiantes estén comprometidos y motivados mientras se cubre el contenido detallado del tema 3 (Estructura celular, Reproducción y Desarrollo) de la especificación de Biología de nivel A de Edexcel International. Los PowerPoints de 12 lecciones y los recursos que los acompañan contienen una amplia gama de actividades que cubren los siguientes puntos de especificación del tema 3: * Todos los organismos vivos están hechos de células * Las células de organismos multicelulares están organizadas en tejidos, órganos y sistemas de órganos * La ultraestructura de las células eucariotas * La función de los orgánulos en las células animales eucariotas * El papel del aparato de Golgi y RER en el transporte de proteínas dentro de las células * La ultraestructura de las células procariotas * Ampliación y resolución en microscopios de luz y electrónicos * El locus del gen es la ubicación de un gen en un cromosoma * El enlace de genes en un cromosoma * El papel de la meiosis para asegurar la variación genética * Comprender cómo los gametos de mamíferos están especializados para sus funciones * El papel de la mitosis y el ciclo celular en el crecimiento y la reproducción asexual * El significado de los términos célula madre, pluripotente, totipotente, mórula y blastocisto * Las decisiones que deben tomarse sobre el uso de ste células m en terapias médicas * Las células se especializan a través de la expresión diferencial de genes * Un gen puede dar lugar a más de una proteína a través de cambios postranscripcionales en el ARNm * El fenotipo es la interacción entre el genotipo y el medio ambiente * Algunos fenotipos se ven afectados por múltiples alelos o por herencia poligénica Debido a los detalles incluidos en todas estas lecciones, se estima que se necesitarán más de 6 semanas de tiempo de enseñanza de nivel A asignado para completar la enseñanza del paquete


    Centrándose en objetos microscópicos

    Comience con lentes limpias:

    Es importante que las lentes del microscopio estén muy limpias. Antes de mirar a través de un microscopio, use papel para lentes para limpiar suavemente los lentes.

    Comience con aumento de baja potencia:

    Empiece siempre por ver el objeto a través de una lente de baja potencia. Dependiendo de cuán pequeño sea el objeto, comience con el escaneo o el objetivo de baja potencia.

    Usando lentes de objetivo de baja potencia, centre el objeto objetivo en el campo de visión y enfoque tanto como sea posible, primero usando el enfoque grueso y luego ajustando la claridad de la imagen con el enfoque fino.

    Una vez que el objeto esté enfocado, cambie a la siguiente potencia objetivo más alta. No cambie el enfoque ni manipule las perillas de enfoque de ninguna manera mientras cambia los objetivos.

    Ajustes para el objetivo de inmersión en aceite:

    Sin cambiar el ajuste de alta potencia, gire al objetivo de inmersión en aceite. Se agrega una gota de aceite en el portaobjetos. La boquilla se gira de manera que el objetivo de inmersión en aceite toque la gota de aceite. Abra completamente el diafragma iris. Utilice solo ajustes finos para enfocar.

    La importancia de Par focal:

    Se dice que un conjunto de objetivos en un microscopio son parfocales si el espectador puede cambiar de uno a otro y aún tener la muestra casi enfocada. Esta es una característica muy conveniente, porque a medida que aumenta el aumento, incluso las pequeñas manipulaciones de la perilla de enfoque pueden desenfocar una muestra.

    Después de cambiar a un objetivo más alto (como alto secado o inmersión en aceite), el espectador solo necesita manipular la perilla de enfoque fino. Nunca manipule el enfoque grueso durante la inmersión en aceite. Manipular el enfoque grueso a alta potencia puede romper la lente contra el portaobjetos, dañando potencialmente el endoscopio y la muestra.


    AP Lab 1 Osmosis Sample 3

    Los átomos y las moléculas están en constante movimiento. Esta energía cinética hace que las moléculas choquen entre sí y se muevan en diferentes direcciones. Este movimiento es el combustible para la difusión. La difusión es el movimiento aleatorio de moléculas desde un área de mayor concentración a un área de menor concentración. Esto ocurrirá hasta que las dos áreas alcancen un equilibrio dinámico. Cuando se alcance este equilibrio dinámico, la concentración de moléculas será aproximadamente igual y no habrá movimiento neto de moléculas después de este punto. Las moléculas seguirán en movimiento, pero las concentraciones seguirán siendo las mismas.

    La ósmosis es un tipo especial de difusión en la que el agua se mueve a través de una membrana selectivamente permeable. Una membrana selectivamente permeable permite la difusión solo de ciertos solutos (la sustancia que se está disolviendo) y agua, el solvente más común (una sustancia que se disuelve). La membrana selectivamente permeable más común es la membrana celular. El agua se mueve de un área de alto potencial hídrico a un área de bajo potencial hídrico. El potencial hídrico es la medida de la energía libre del agua en una solución y está representado por el símbolo ψ (psi). El potencial hídrico se ve afectado por dos factores físicos: la adición de un soluto (ψs) y el potencial de presión (ψp). La adición de solutos a una concentración reducirá el potencial hídrico de ese soluto, lo que hará que el agua se mueva hacia el área. El movimiento del agua es directamente proporcional al potencial de presión. El potencial hídrico se puede determinar mediante la ecuación:

    El agua pura tiene un potencial hídrico de cero. La adición de solutos hará que el valor del potencial hídrico sea negativo, mientras que un aumento en el potencial de presión provocará un valor del potencial hídrico más positivo.

    Hay tres relaciones que pueden ocurrir entre dos soluciones. Cuando dos soluciones tienen concentraciones iguales de soluto, son isotónicas y no se produce ningún movimiento neto de soluto. Tampoco hay movimiento neto de agua. Si las dos soluciones difieren en las concentraciones de soluto, serán hipertónicas o hipotónicas. La solución hipertónica tiene una menor concentración de soluto. El agua saldrá de una solución hipertónica, mientras que el soluto entrará (subiendo el gradiente de concentración, similar al potencial hídrico). Esto depende de las cualidades selectivas de la membrana. En lo que respecta a las células, esto hará que la célula se arrugue o se vuelva flácida. La solución hipotónica tiene una mayor concentración de soluto y, por lo tanto, tiene menos agua. Esta solución ganará agua, mientras pierde soluto. Este movimiento entre las soluciones hipotónica e hipertónica continuará hasta que se alcance el punto de equilibrio dinámico. Una célula hipertónica también puede sufrir plasmólisis. La plasmólisis es la contracción del citoplasma en una célula vegetal en respuesta a la difusión de agua fuera de la célula. Cuando una célula está hipotónica, puede lisarse. En las células vegetales, crea una presión de turgencia contra las paredes celulares que evita que la planta se marchite.

    Además de la ósmosis y la difusión, las moléculas y los iones pueden moverse mediante transporte activo. Este proceso incluye el uso de ATP para impulsar moléculas dentro o fuera de una célula. El transporte activo se usa generalmente para mover moléculas contra un gradiente de concentración, desde un área de baja concentración a un área de mayor concentración de moléculas.

    En este experimento, la difusión y la ósmosis ocurrirán hasta que se alcance el equilibrio dinámico. Este experimento se realiza en una condición teórica sin otras variables que afecten el movimiento del soluto, excepto el potencial hídrico.

    Este ejercicio requiere un tubo de diálisis de 30 cm de 2,5 cm, un vaso de precipitados de 250 ml, agua destilada, 2 pinzas para tubo de diálisis, 15 ml de solución de glucosa al 15% / almidón al 1%, 4 trozos de cinta de glucosa, 4 ml de solución de Lugol (yodo potásico -Yoduro o IKI), y reloj o temporizador.

    Este experimento requiere seis tiras de tubo de diálisis de 30 cm, un vaso de precipitados de 250 ml, 12 pinzas para tubo de diálisis, seis tazas de agua destilada, balanza, cronómetro o reloj, toallas de papel y aproximadamente 25 ml de cada una de estas soluciones: agua destilada, 0,2 M glucosa, 0,4 M de glucosa, 0,6 M de glucosa, 0,8 glucosa y 1,0 M de glucosa.

    Este experimento requiere una papa grande, un descorazonador de papa (de unos 3 cm de largo), un vaso de precipitados de 250 ml, una toalla de papel, una balanza, seis tazas, un cuchillo y aproximadamente 100 ml de cada una de estas soluciones: agua destilada, 0,2 M de glucosa, 0,4 Glucosa M, glucosa 0,6 M, glucosa 0,8 y glucosa 1,0 M.

    Este experimento requiere una calculadora, papel, lápiz y papel cuadriculado.

    Este experimento requiere piel de cebolla, tinte, microscopio, portaobjetos, cubreobjetos, agua salada (15%) y agua del grifo.

    Primero, sumerja el tubo de diálisis en agua destilada durante 24 horas. Retire el tubo y ate un extremo con la abrazadera (gire el extremo del tubo unas 7 veces y doble el extremo sobre sí mismo, deslícelo en la abrazadera). Luego, abra el otro extremo del tubo (frotando el extremo entre los dedos) y llénelo con la solución de glucosa / almidón. Utilice la cinta de glucosa y registre el cambio de color de la cinta y el color de la bolsa. Ate el extremo con la abrazadera del tubo (deje un espacio vacío, pero sin aire). Llene el vaso de precipitados con agua destilada y agregue los 4 ml de solución de Lugol, registre el cambio de color. Utilice el grifo de glucosa para comprobar si hay glucosa en el agua (registro). Coloque el tubo de diálisis en el vaso de precipitados y déjelo reposar durante unos 30 minutos. Retire la bolsa y registre el cambio en el agua y el color de la bolsa. Utilice los dos últimos trozos de cinta de glucosa para medir la glucosa en el agua y la bolsa y registre los resultados.

    Primero, remoje el tubo de diálisis durante aproximadamente 24 horas. Ate un extremo de cada tubo con las abrazaderas. A continuación, llene cada tubo con una solución diferente (agua destilada, .2 M de glucosa, .4 M de glucosa, .6 M de glucosa, .8 de glucosa y 1.0 M de glucosa) y ate el extremo (deje un espacio vacío, pero sin aire ). Pese cada tubo por separado y registre las masas. Remoje los tubos en vasos separados llenos de agua destilada durante unos 30 minutos. Retire el tubo, séquelo, vuelva a pesar y registre la masa.

    Primero, corte la papa en discos de 3 cm. Utilice el descorazonador de patatas y extraiga 24 núcleos (no obtenga ninguno). Pese 4 núcleos juntos y registre la masa. Llene cada taza con una solución diferente (agua destilada, .2 M de glucosa, .4 M de glucosa, .6 M de glucosa, .8 de glucosa y 1.0 M de glucosa). En cada taza ponga 4 núcleos de papa y déjela reposar durante la noche. Saque los núcleos y séquelos. Registre el cambio de masa. Calcule la información y compare.

    Primero, determine el potencial de soluto de la solución de glucosa, el potencial de presión y el potencial de agua. Luego, grafica la información dada sobre los núcleos de calabacín.

    Primero, prepare un portaobjetos húmedo de piel de cebolla teñida. Observe con un microscopio óptico y dibuje lo que son las células. Agregue unas gotas de la solución salina, observe y dibuje el cambio.


    Diferentes tipos de microscopios:

    Microscopía de luz:

    Esta es la forma de microscopía más antigua, simple y más utilizada. Las muestras se iluminan con luz, que se enfoca con lentes de vidrio y se visualiza con el ojo o una película fotográfica. Las muestras pueden estar vivas o muertas, pero a menudo es necesario teñirlas con un tinte de color para que sean visibles. Hay muchas tinciones diferentes disponibles que tiñen partes específicas de la célula como ADN, lípidos, citoesqueleto, etc. Todos los microscopios ópticos de hoy son microscopios compuestos, lo que significa que utilizan varias lentes para obtener un gran aumento. La microscopía óptica tiene una resolución de aproximadamente 200 & # 160 nm, que es lo suficientemente buena para ver las células, pero no los detalles de los orgánulos celulares. Ha habido un resurgimiento reciente en el uso de microscopía óptica, en parte debido a las mejoras técnicas, que han mejorado drásticamente la resolución mucho más allá del límite teórico. Por ejemplo microscopio fluorescente tiene una resolución de aproximadamente 10 & # 160 nm, mientras que microscopía de interferencia tiene una resolución de aproximadamente 1 nm. & # 160

    Componentes de un microscopio óptico


    Todos los microscopios ópticos modernos diseñados para ver muestras mediante luz transmitida comparten los mismos componentes básicos de la trayectoria de la luz, enumerados aquí en el orden en que la luz viaja a través de ellos:

    • Fuente de luz, luz o espejo (7)
    • Lente de diafragma y condensador (8)
    • Objetivo (3)
    • Lente ocular (ocular) (1)


    Además, la gran mayoría de microscopios tienen los mismos componentes 'estructurales':

    • Torreta de objetivo (para sujetar varios objetivos) (2)
    • Stage (para contener la muestra) (9)
    • Rueda de enfoque para mover el escenario (4 - ajuste grueso, 5 - ajuste fino)

    Estas entradas están numeradas según la imagen de la derecha.

    Preparación de muestras de portaobjetos

    • Fijación: Los productos químicos conservan el material en condiciones reales. No deforma la muestra.
    • Deshidración: Se eliminó el agua de la muestra con etanol. Particularmente importante para la microscopía electrónica porque las moléculas de agua desvían el haz de electrones que difumina la imagen.
    • Incrustación: Soporta el tejido en cera o resina para que se pueda cortar en secciones delgadas. Seccionando Produce cortes muy finos para el montaje. Las secciones se cortan con un microtomo o un ulramicrotomo para hacerlas de unos pocos micrómetros (microscopía óptica) o nanómetros (microscopía electrónica) de espesor.
    • Tinción: La mayor parte del material biológico es transparente y necesita tinción para aumentar el contraste entre las diferentes estructuras. Se utilizan diferentes tinciones para diferentes tipos de tejidos. El azul de metileno se usa a menudo para células animales, mientras que el yodo en solución de KI se usa para tejidos vegetales.
    • Montaje: El montaje en una diapositiva protege el material para que sea adecuado para su visualización durante un período prolongado.

    Investigación práctica sobre el tamaño y la escala de tejidos microscópicos.

    Esta práctica se centra en la técnica del microscopio y el uso de retículas y micrómetros de escenario para determinar el tamaño y la escala en células y tejidos biológicos.

    1. Utilice un microscopio equipado con una retícula ocular y un micrómetro de escenario
    2. Calibre la retícula del ocular con el micrómetro de escenario
    3. Utilice la retícula calibrada para determinar el tamaño real de las muestras microscópicas
    4. estimar la precisión de una medición
    5. Usa la retícula para determinar las escalas.
    6. Comprender la importancia de repetir o validar un conjunto de resultados.

    Información de seguridad No hay riesgos particulares en esta práctica, sin embargo, debe seguir las reglas de su laboratorio.

    Información de contexto • La medición del tamaño de la muestra con un microscopio se realiza utilizando una retícula de ocular. Se trata de un disco de vidrio o plástico con 8 divisiones grabadas en su superficie, que se inserta en la lente del ocular. • El tamaño de la retícula del ocular permanece constante, a pesar de que la imagen visualizada cambiará de tamaño dependiendo de si se utilizan lentes de objetivo de alta o baja potencia. Por ejemplo, una celda vista con el objetivo x40 parecerá mucho más grande que cuando se ve con el objetivo x10. Sin embargo, debido a que la retícula está en el ocular, no cambiará su tamaño. Por lo tanto, el valor de cada una de las divisiones en la retícula del ocular varía con el aumento de la lente del objetivo.

    • Un micrómetro de platina es una regla de vidrio o plástico grabada con mucha precisión que se coloca en la platina del microscopio de modo que la escala de retícula del ocular se superponga a la escala del micrómetro de platina. La escala suele ser de 1 mm dividida en 100 divisiones independientes, de modo que cada división equivale a 10 micrómetros (10 μm).

    • Es necesario calibrar la retícula del ocular con el micrómetro de platina colocado en la platina del microscopio para cada lente objetivo utilizada.

    Observará una TS de los tejidos vegetales a través de un microscopio y utilizará una retícula ocular y un micrómetro de escenario para determinar el tamaño de algunas de las estructuras.

    • Lea la información anterior.

    • Asegúrese de comprender los principios del uso de una retícula ocular y un micrómetro de escenario antes de continuar con la investigación.

    1. Se le ha proporcionado un microscopio óptico compuesto con lentes de objetivo de alta y baja potencia y una lente ocular que ha sido equipada con una retícula. También se le ha proporcionado un micrómetro de escenario.

    2. Ahora debe calibrar la retícula del ocular. Coloque el micrómetro de la platina en la platina del microscopio y enfoque usando la lente del objetivo de baja potencia para que la escala de la retícula se superponga sobre la escala del micrómetro de la platina.

    3. Mueva el micrómetro de escenario hasta que el inicio o la línea cero de cada escala coincida (alineado)

    4. Mire a lo largo de la escala hasta encontrar otro punto coincidente.

    5. Ahora se puede calcular la relación entre las dos escalas. En la escala que se muestra, hay 17 divisiones en la escala del micrómetro del escenario que se alinean con 7 divisiones en la escala de cuadrícula. Entonces 17/7 = 2.42857 unidades. Cada unidad en la escala micrométrica del escenario es de 10 micrómetros (10 μm). Por lo tanto, cada división en la escala de la retícula es de 24,2857 micrómetros redondeados a 24,3 μm.

    6. Utilice el procedimiento descrito anteriormente para determinar el tamaño de cada división en la retícula del ocular utilizando la lente del objetivo de baja potencia de su microscopio.

    7. Repita el procedimiento para determinar el tamaño de cada división cuando utilice la lente de objetivo de alta potencia.

    1. Se le proporciona una sección transversal teñida a través de parte de la raíz de una planta dicotiledónea.

    2. Examine la muestra utilizando el microscopio de baja potencia.

    3. Haga un dibujo en planta grande para mostrar la distribución de los tejidos, etiquetando la estela (haz vascular).

    4. Utilice la retícula del ocular para medir el ancho del haz vascular en su punto más ancho en unidades de retícula y luego calcule el ancho real del haz vascular en milímetros y micrómetros.

    5. Dibuje una línea recta en su dibujo a través del haz vascular para mostrar dónde tomó su medida. Escribe la dimensión en tu dibujo junto a la línea.

    6. Haga un dibujo de alto aumento para mostrar un grupo de cuatro vasos del xilema desde el interior del haz vascular.

    7. Utilice la retícula del ocular para medir el ancho del vaso del xilema en su punto más ancho en unidades de retícula y luego calcule el ancho real del vaso en micrómetros, recordando utilizar la calibración adecuada de la retícula del ocular para el objetivo de alta potencia. .

    8. Dibuje una línea recta en su dibujo a través del vaso del xilema para mostrar dónde tomó su medida. Escribe la dimensión en tu dibujo junto a la línea.

    9. Mire sus dos medidas y verifique su precisión. El tamaño real del vaso del xilema debe ser más pequeño que el tamaño del haz vascular aunque parezca más grande con la lente del objetivo de alta potencia.

    10. Ahora va a determinar el aumento de su dibujo de los vasos del xilema. Use una regla para medir la longitud de la línea que trazó a través del vaso del xilema. Utilice su conocimiento del tamaño real de la embarcación para calcular la ampliación de su dibujo. Escribe tu respuesta x en la esquina inferior derecha de tu dibujo.

    • Compare sus resultados con los de otros miembros de la clase y verifique la coherencia de las lecturas.


    • ¿Algún miembro de la clase tuvo resultados anómalos? ¿Cuáles son las posibles causas de un resultado tan anómalo en esta investigación?


    • Escriba su procedimiento incluyendo una discusión sobre los beneficios de comparar sus resultados con otros estudiantes.

    Microscopio de electrones

    Esto utiliza un haz de electrones, en lugar de radiación electromagnética, para "iluminar" la muestra. Esto puede parecer extraño, pero los electrones se comportan como ondas y se pueden producir fácilmente (usando un cable caliente), enfocados (usando electroimanes) y detectados (usando una pantalla de fósforo o una película fotográfica). Un haz de electrones tiene una longitud de onda efectiva de menos de 1 nm, por lo que se puede utilizar para resolver una pequeña ultraestructura subcelular. The development of the electron microscope in the 1930s revolutionised biology, allowing organelles such as mitochondria, ER and membranes to be seen in detail for the first time.

    [1]Nucleolus [2]Nucleus (3) Ribosomes (little dots) (4) vesicle (5) rough endoplasmic reticulum (ER) (6) Golgi apparatus (7) Cytoskeleton (8) smooth endoplasmic reticulum (ER) (9) mitochondria (10) vacuole (11) cytosol (not cytoplasm as that includes all the organelles) (12) lysosome (13) centrioles within centrosome

    The main problem with the electron microscope is that specimens must be fixed in plastic and viewed in a vacuum, and must therefore be dead. Other problems are that the specimens can be damaged by the electron beam and they must be stained with an electron-dense chemical (usually heavy metals like osmium, lead or gold). Initially there was a problem of artefacts (i.e. observed structures that were due to the preparation process and were not real), but improvements in technique have eliminated most of these.

    There are two kinds of electron microscope. los transmission electron microscope (TEM) works much like a light microscope, transmitting a beam of electrons through a thin specimen and then focusing the electrons to form an image on a screen or on film. This is the most common form of electron microscope and has the best resolution. los scanning electron microscope (SEM) scans a fine beam of electron onto a specimen and collects the electrons scattered by the surface. This has poorer resolution, but gives excellent 3-dimentional images of surfaces.

    • Thin sections of specimen are needed for transmission electron microscopy as the electrons have to pass through the specimen for the image to be produced.  
    •  This is the most common form of electron microscope and has the best resolution 

    • Electrons are reflected off the surface of the specimen as it has been previously coated in heavy metals. 
    • It is these reflected electron beams that are focussed of the fluorescent screen in order to make up the image.  
    • Larger, thicker structures can thus be seen under the SEM as the electrons do not have to pass through the sample in order to form the image. This gives excellent 3-dimensional images of surfaces 
    • However the resolution of the SEM is lower than that of the TEM.

    Comparison of the light and electron microscope

    Light Microscope Electron Microscope
    Cheap to purchase (£100 – 500) Expensive to buy (over £ 1 000 000).
    Cheap to operate. Expensive to produce electron beam.
    Small and portable. Large and requires special rooms.
    Simple and easy sample preparation. Lengthy and complex sample prep.
    Material rarely distorted by preparation. Preparation distorts material.
    Vacuum is not required. Vacuum is required.
    Natural colour of sample maintained. All images in black and white.
    Magnifies objects only up to 2000 times Magnifies over 500 000 times.
    Specimens can be living or dead Specimens are dead, as they must be fixed in plastic and viewed in a vacuum
    Stains are often needed to make the cells visible The electron beam can damage specimens and

    they must be stained with an electron-dense chemical