Mikroskopie im virtuellen Labor: Zellgröße messen

Aktualisiert am 2026-10-07

Diese Mikroskopie im virtuellen Labor folgt dem Pflichtversuch (required practical) von AQA GCSE Biology zum Lichtmikroskop und der Kalibrierung des Okularmikrometers, die Lernende im A-Level und im IB vor dem Messen von Zellen durchführen. Die Lernenden stellen ein Frischpräparat aus Zwiebelhaut her, stellen von schwacher zu starker Vergrößerung scharf, kalibrieren das Okularmikrometer für jedes Objektiv mit einem Objektmikrometer und messen mit dieser Kalibrierung eine Zelle in Mikrometern. Eine Stunde ergibt eine Kalibriertabelle, eine gemessene Zelle und eine klare Begründung, warum das Okularmikrometer kalibriert werden muss.

Mikroskopier-Labor – Präparate, Kalibrierung, Zellgröße und Elektronenmikroskope

Lehrplanbezug

AQA GCSE Biology 4.1.1.5 (Mikroskopie) und der zugehörige Pflichtversuch: Pflanzen- und Tierzellen mit dem Lichtmikroskop beobachten, zeichnen und beschriften, mit Vergrößerung = Bildgröße ÷ tatsächliche Größe.
AQA A-level Biology 3.2.1.3 (Methoden der Zellforschung): Kalibrieren eines Okularmikrometers mit einem Objektmikrometer sowie das Auflösungsvermögen von Licht- und Elektronenmikroskop.
IB Biology A2.2.2 (Mikroskopiertechniken) und NGSS MS-LS1-1 (US-Standard: Lebewesen bestehen aus Zellen).

Simulic ist weder mit AQA noch mit dem IB oder einer anderen Prüfungsstelle verbunden und wird von ihnen nicht unterstützt.

Vor dem Experiment (5 min)

Lassen Sie die Lernenden sich auf eine Vorhersage festlegen, auf Papier oder als Frage 1 des Klassenlinks:

„Bei ×10 entspricht ein Okularteilstrich 10,4 µm auf dem Präparat. Sie schwenken das ×40-Objektiv ein. Wie viel vom Präparat deckt ein Okularteilstrich jetzt ab?“

Viele Lernende sagen „gleich viel, die Skala hat sich ja nicht bewegt“. Genau darum geht es im Versuch: Das Okularmikrometer liegt im Okular und sieht deshalb bei jeder Vergrößerung gleich aus, aber das Objekt darunter wird stärker vergrößert.

Durchführung in der Simulation

Die Simulation öffnet im Reiter Mikroskop mit Zwiebelhaut. Kalibrieren Sie zuerst und stellen Sie danach das Zwiebelpräparat her, denn ein Wechsel der Probe beginnt ein neues Präparat.

Objektmikrometer. Stellen Sie die Probe auf Objektmikrometer und klicken Sie auf Auf den Tisch legen. Heben Sie den Tisch mit dem Grobtrieb an, bis das Bild bei ×4 scharf ist (die Anzeige meldet „Das Bild ist scharf.“).
×4, ×10 und ×40 kalibrieren. Verschieben Sie für jedes Objektiv das Präparat, bis die 0-Striche beider Skalen übereinanderliegen. Suchen Sie möglichst weit von 0 entfernt einen Okularteilstrich, der genau auf einem Objektteilstrich liegt (nutzen Sie die Lupe ×4). Tragen Sie beide Zahlen und 1 Okularteilstrich = Objektteilstriche × 10 µm ÷ Okularteilstriche ein und klicken Sie auf Prüfen. Benutzen Sie bei ×40 nur den Feintrieb.
Zwiebelpräparat. Stellen Sie die Probe auf Zwiebelhaut + Iod-Kaliumiodid. Wählen Sie bei jedem Schritt die richtige Option: Iod-Kaliumiodid, eine sehr dünne Schicht, das Deckglas im 45°-Winkel absenken, absaugen, auf den Tisch legen. Stellen Sie bei ×4 scharf und wechseln Sie dann zu ×10.
Messen. Schalten Sie das Okularmikrometer ein. Zählen Sie, ohne das Präparat zu verschieben, die Teilstriche entlang der Zelle unter dem roten +. Tragen Sie die Teilstriche und die tatsächliche Länge ein und klicken Sie auf Eintragen. Die Simulation prüft beide Zahlen.
Verschieben Sie das Präparat zu zwei weiteren Zellen, messen Sie sie und lesen Sie den Mittelwert unter der Tabelle ab.

Objektiv	Okularteilstriche	Objektteilstriche	1 Okularteilstrich (µm)
×4
×10
×40

Zelle	Objektiv	Länge (Okularteilstriche)	Tatsächliche Länge (µm)
Unter dem + (nicht verschoben)	×10
2	×10
3	×10

das Objektmikrometer bei ×10 mit übereinanderliegenden 0-Strichen und der Kalibriertabelle, die für ×10 richtig, 10,42 µm, anzeigt

Erwartete Ergebnisse

Alle Werte stammen aus der Simulation.

Objektiv	Kalibrierung mit Deckung	1 Okularteilstrich	Sehfeld
×4	35 Okular- = 91 Objektteilstriche	26,0 µm	etwa 4690 µm
×10	48 Okular- = 50 Objektteilstriche (oder 96 = 100)	10,4 µm	etwa 1880 µm
×40	96 Okular- = 25 Objektteilstriche	2,60 µm	etwa 470 µm

Die Werte sind nicht genau 25, 10 und 2,5 µm. Die tatsächliche Vergrößerung jedes Objektivs liegt einige Prozent unter der Beschriftung, deshalb wird das Okularmikrometer für jedes Objektiv kalibriert. Die Simulation akzeptiert Ablesungen innerhalb von 3 %.
Die Zwiebelzelle unter dem + ist bei ×10 etwa 17 Teilstriche lang: 17 × 10,4 ≈ 181 µm. Bei ×40 umfasst dieselbe Zelle etwa 69 Teilstriche (69 × 2,60 ≈ 180 µm).
Andere Zwiebelzellen sind 170 bis 340 µm lang und 53 bis 71 µm breit, der Mittelwert aus drei Zellen liegt also meist zwischen 220 und 290 µm.

Fragen für die Lernenden

(Vorhersage, nach dem Versuch erneut gestellt) Wie viel vom Präparat deckt ein Okularteilstrich bei ×40 ab?
Welche Länge ist beim Kalibrieren fest vorgegeben und schon vorher bekannt?
Kalibrieren Sie das Okularmikrometer für das ×40-Objektiv. Wie viele µm entspricht ein Okularteilstrich?
Messen Sie, ohne das Präparat zu verschieben, die Zwiebelzelle unter dem + bei ×10. Wie groß ist ihre tatsächliche Länge?
Ein Partner lässt die Kalibrierung weg und nimmt bei ×40 einen Teilstrich mit 2,5 µm an. Erklären Sie das Problem.

Antworten für Lehrkräfte: (1) Etwa 2,6 µm, ein Viertel des Werts bei ×10. (2) Ein Teilstrich des Objektmikrometers, 10 µm. (3) 2,60 µm (akzeptiert 2,52 bis 2,68). (4) Etwa 181 µm (akzeptiert 169 bis 193). (5) Die tatsächliche Vergrößerung des Objektivs weicht von der Beschriftung ab, daher sind 2,5 µm etwa 4 % zu klein. Die Zelle käme auf 69 × 2,5 ≈ 173 µm statt 180 µm: ein systematischer Fehler in jeder Messung.

Häufige Fehlvorstellungen

„Die Skala des Okularmikrometers ist in µm.“ Ihre Teilstriche haben keine feste Größe. Sie bekommen erst durch die Kalibrierung eine Bedeutung, und der Wert ändert sich mit dem Objektiv.
„Stärkere Vergrößerung zeigt immer mehr Details.“ Das Auflösungsvermögen begrenzt die Details. Der Reiter Licht und Elektronen zeigt, dass Ribosomen (etwa 25 nm) im Lichtmikroskop unsichtbar bleiben, egal wie weit man vergrößert.
„Kreise mit schwarzem Rand sind Zellen.“ Das sind Luftblasen, eingeschlossen, weil das Deckglas flach fallen gelassen wurde. Probieren Sie es in der Simulation absichtlich aus.

Erweiterung

Reiter Vergrößerung: M = I ÷ A mit Umrechnung von mm in µm üben. Die Simulation weist auf Antworten hin, die um den Faktor 1000 danebenliegen.
Reiter Licht und Elektronen: das Auflösungsvermögen von Lichtmikroskop (etwa 200 nm), REM und TEM vergleichen und erklären, warum nur das TEM die Doppelschicht der Membran zeigt.

Häufige Fragen

Ersetzt das den Pflichtversuch?

Nein. Pflichtversuche von AQA müssen von Hand durchgeführt werden. Nutzen Sie die Simulation, um die Kalibrierung vor dem Nasslabor zu unterrichten, oder für Lernende, die gefehlt haben. Siehe virtuelle Labore und echte Labore im Vergleich.

Warum erhält meine Gruppe 10,4 µm und nicht 10 µm?

In diesem Modell liegt die tatsächliche Vergrößerung jedes Objektivs etwas unter der Beschriftung, wie bei echten Linsen. Genau diesen kleinen Unterschied gleicht die Kalibrierung aus.

Können die Lernenden das Herstellen des Präparats überspringen?

Ja. Setzen Sie in den Startwerten Ihres Klassenlinks das Häkchen bei „Präparat fertig, auf dem Tisch und scharf gestellt“. Behalten Sie die Schritte zur Präparatherstellung bei, wenn die Lernenden die Folgen jedes Fehlers sehen sollen.