INFORME LABORATORIO Nº 3: Diversidad Celular Procarionte y Eucariontes

Universidad de Santiago de Chile.

Facultad de Química y Biología

LABORATORIO N° 3 Diversidad Celular Procarionte y Eucarionte

(y Fundamentos adicionales de Microscopía Óptica)

Profesor de Laboratorio: Dr Pablo Gutiérrez T.

Autor: Daniver Morales Nejaz

1. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE Objetivo general

• Comprender las capacidades del microscopio óptico compuesto como tecnología, específicamente el poder de magnificación, el poder de resolución y el poder de penetración.

Objetivos específicos

1. Reconocer la estructura celular de seres vivos tanto unicelulares como multicelulares.

2. Comparar distintos procesos que involucran movimiento a nivel celular, como el movimiento ciliar y flagelar de seres unicelulares, y el movimiento de organelos como los cloroplastos en el citoplasma (ciclosis) del tejido vegetal de la planta Elodea.

3. Discriminar los pasos que contempla el proceso de tinción de células para su observación en el microscopio óptico compuesto, específicamente la tinción Gram de células bacterianas.

2. INTRODUCCION

El ojo humano puede distinguir visualmente dos puntos adyacentes si están separados 100 - 200 micrones, (µm), a una distancia de 25 centímetros, cm. Por ejemplo, no es posible para el ojo humano distinguir dos puntos adyacentes que estén separados 90 µm, por lo que serán vistos como un solo punto. Este hecho tiene como consecuencia una pérdida de detalle visual cuando dos puntos están a distancias por debajo de los 100-200 µm.

El concepto de Resolución se refiere a la capacidad para distinguir dos objetos individuales que están en cercanía como objetos separados, de lo contrario se verán como un solo objeto. En la Figura 1 (Fig. 1) se presenta una secuencia de pares de puntos/objetos que ilustra el hecho de que mientras más cerca esté un par de puntos más difícil se torna el distinguirlos como puntos separados. En efecto, al observar el par de puntos más pequeños a una distancia creciente desde el papel hará que estos no sean resueltos por el ojo como objetos separados, sino que serán visibles como un solo punto.

Figura 1. Ilustración de la capacidad de resolución del ojo humano. Una secuencia de pares de puntos con distinta separación entre cada punto que compone el par. Nuestros ojos al observar el par de puntos ubicados al extremo derecho de la secuencia podrán distinguirlos como dos puntos separados mientras los ojos y el papel estén cercanos. A mayor separación entre los ojos y el papel el par de puntos del extremo derecho hará que no sean resueltos por el sistema visual pasando a ser distinguidos como un solo punto.

Un segundo ejemplo nos permite reconocer el fenómeno de resolución de objetos adyacentes, ejemplificado por un cuadrado compuesto por múltiples líneas verticales (Fig. 2).

Figura 2. Ilustración del poder de resolución del sistema visual humano utilizando un patrón con líneas verticales. Esta figura muestra dos patrones, el cuadrado superior constituido por líneas verticales y el cuadrado inferior de un color gris uniforme. Al final de la guía se provee la figura ajustada al tamaño de una página, la cual puede ser impresa para observar la experiencia a una escala en que las líneas verticales del cuadrado superior están distancias 2 mm. En este caso, al ubicarse un sujeto a unos 5 metros de la figura podrá observar que los dos cuadrados se ven idénticos, con el mismo tono de gris, no pudiendo distinguirse la separación de las líneas del cuadrado superior, en forma progresiva a medida que la distancia aumenta de 1 metro a 5 metros aproximadamente.

El microscopio óptico compuesto es una tecnología que es una extensión de nuestro sistema visual para poder resolver objetos que están en unidades de distancia pequeñas como para ser distinguibles con nitidez por el ojo humano. ¿Cuánto es necesario magnificar un objeto contenido en una muestra para que pueda ser distinguido por el sistema visual? Una característica distintiva del microscopio óptico compuesto es que está diseñado con dos clases de lentes que magnifican: los lentes oculares y los lentes objetivos. Los microscopios de docencia usualmente constan de lentes oculares que proveen una magnificación de 10 veces (10 X), mientras que los cuatro tipos de lentes objetivos suelen magnificar 4X (o 5X), 10X, 40X y 100X. El factor que determina la cantidad en que una imagen es magnificada es el poder de magnificación del lente objetivo. La magnificación visual total proveída por el microscopio está dada por la multiplicación entre la magnificación que proporciona el lente objetivo y la que provee el lente ocular. En consecuencia, la máxima magnificación de un microscopio óptico compuesto diseñado con estas características es 1000 X. Considerando que el microscopio óptico compuesto da un máximo de resolución de alrededor de 0,2 µm, será necesario magnificar la imagen unas 1000 veces (1000 X) para poder llevar 0,2 µm a 200 µm.

Un concepto importante que permite que la magnificación de la imagen del especímen pueda ir acompañada de mayores detalles visuales es el Poder de Resolución, que es la capacidad del instrumento para poder distinguir dos puntos adyacentes como separados en el eje y (mismo plano focal). Si la imagen del especímen siendo magnificada no fuese acompañada de la resolución se obtendría una magnificación vacía, en que la imagen sería posible verla agrandada pero sin que estuviese acompañada de mayores detalles visuales. Un concepto relacionado con el Poder de Resolución es el llamado Límite de Resolución, que es la distancia mínima entre dos puntos/objetos para que estos puedan distinguirse como separados. El límite de resolución de un microscopio óptico compuesto depende de la longitud de onda siendo utilizada para iluminar la muestra y la apertura numérica la cual es una propiedad del lente que mide la amplitud del cono de luz que puede recoger dicho lente. En el siguiente recuadro, Fig 3, se muestra la fórmula que relaciona el límite de resolución con la longitud de onda y la apertura numérica

Figura 3. Relación matemática entre el límite de resolución, la apertura numérica de las lentes y la longitud de onda utilizada para iluminar el especímen.

Por otra parte, el concepto de Poder de Penetración se refiere a la capacidad del microscopio óptico para poder distinguir dos objetos adyacentes en el eje z como separados, es decir, en distintos

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