Laboratorio virtual de microscopía: retículo y células

Este laboratorio virtual de microscopía sigue la práctica obligatoria (required practical) de AQA GCSE Biology sobre el uso del microscopio óptico, y la calibración del retículo ocular que hacen los estudiantes de A-level y del IB antes de medir células. Los estudiantes hacen una preparación temporal de epidermis de cebolla, enfocan de menor a mayor aumento, calibran el retículo ocular con un micrómetro de platina para cada objetivo y usan esa calibración para medir una célula en micrómetros. En una clase obtienen una tabla de calibración, una célula medida y una razón clara de por qué hay que calibrar el retículo.

Relación con el currículo

• AQA GCSE Biology 4.1.1.5 (microscopía) y su práctica obligatoria: usar un microscopio óptico para observar, dibujar y rotular células vegetales y animales, con aumento = tamaño de la imagen ÷ tamaño real.
• AQA A-level Biology 3.2.1.3 (métodos de estudio de las células): calibrar un retículo ocular con un micrómetro de platina, y la resolución de los microscopios óptico y electrónico.
• IB Biology A2.2.2 (destrezas de microscopía) y NGSS MS-LS1-1 (estándar de EE. UU.: los seres vivos están formados por células).

Simulic no está afiliado a AQA, al IB ni a ningún organismo examinador, ni cuenta con su respaldo.

Antes del laboratorio (5 min)

Pide a los estudiantes que se comprometan con una predicción, en papel o como pregunta 1 del enlace de clase:

"A ×10, una división del ocular cubre 10,4 µm de la preparación. Giras el objetivo ×40 hasta su sitio. ¿Cuánto de la preparación cubre ahora una división del ocular?"

Muchos estudiantes dicen "lo mismo, la escala no se ha movido". Ese es el sentido del laboratorio: el retículo está en el ocular, así que se ve igual con cualquier aumento, pero la muestra que hay debajo se amplía más.

Método en la simulación

La simulación se abre en la pestaña Microscopio con epidermis de cebolla. Calibra primero y después prepara la muestra de cebolla, porque al cambiar de muestra empieza una preparación nueva.

1. Micrómetro de platina. En Muestra, elige Micrómetro de platina y pulsa Poner en la platina. Sube la platina con el tornillo macrométrico hasta que la imagen se vea nítida a ×4 (la lectura dice "La imagen está enfocada").
2. Calibra ×4, ×10 y ×40. Para cada objetivo, arrastra la preparación hasta que coincidan las líneas 0 de las dos escalas. Busca una línea del retículo que coincida exactamente con una línea del micrómetro, lo más lejos posible del 0 (usa Lupa ×4). Introduce los dos números y 1 división del ocular = divisiones del micrómetro × 10 µm ÷ divisiones del ocular, y pulsa Comprobar. A ×40 usa solo el tornillo micrométrico.
3. Preparación de cebolla. En Muestra, elige Epidermis de cebolla + yodo. Elige la opción correcta en cada paso: yodo, una capa muy fina, bajar el cubreobjetos a 45°, secar con papel, poner en la platina. Enfoca a ×4 y luego gira a ×10.
4. Mide. Activa el Retículo ocular. Sin arrastrar la preparación, cuenta las divisiones a lo largo de la célula que está bajo la + roja. Introduce las divisiones y la longitud real, y pulsa Anotar. La simulación comprueba los dos números.
5. Arrastra la preparación hasta otras dos células, mídelas y lee la media bajo la tabla.

Objetivo	Divisiones del ocular	Divisiones del micrómetro	1 división del ocular (µm)
×4
×10
×40

Célula	Objetivo	Longitud (divisiones del ocular)	Longitud real (µm)
Bajo la + (sin mover)	×10
2	×10
3	×10

Resultados esperados

Todos los valores salen de la simulación.

Objetivo	Calibración que coincide	1 división del ocular	Campo de visión
×4	35 divisiones del ocular = 91 del micrómetro	26,0 µm	unos 4690 µm
×10	48 divisiones del ocular = 50 del micrómetro (o 96 = 100)	10,4 µm	unos 1880 µm
×40	96 divisiones del ocular = 25 del micrómetro	2,60 µm	unos 470 µm

• Los valores no son exactamente 25, 10 y 2,5 µm. El aumento real de cada objetivo está unos pocos por ciento por debajo de su etiqueta, y por eso el retículo se calibra para cada objetivo. La simulación acepta lecturas con un margen del 3 %.
• La célula de cebolla bajo la + mide unas 17 divisiones a ×10: 17 × 10,4 ≈ 181 µm. A ×40 la misma célula abarca unas 69 divisiones (69 × 2,60 ≈ 180 µm).
• Las demás células de cebolla miden de 170 a 340 µm de largo y de 53 a 71 µm de ancho, así que la media de tres células suele quedar entre 220 y 290 µm.

Preguntas para los estudiantes

1. (Predicción, se repite después del laboratorio) A ×40, ¿cuánto de la preparación cubre una división del ocular?
2. Durante la calibración, ¿qué longitud es fija y se conoce antes de empezar?
3. Calibra el retículo para el objetivo ×40. ¿Cuánto vale una división del ocular en µm?
4. Sin mover la preparación, mide la célula de cebolla bajo la + a ×10. ¿Cuál es su longitud real?
5. Un compañero se salta la calibración y supone que una división vale 2,5 µm a ×40. Explica el problema.

Respuestas para el docente: (1) Unos 2,6 µm, la cuarta parte del valor a ×10. (2) Una división del micrómetro de platina, 10 µm. (3) 2,60 µm (se acepta de 2,52 a 2,68). (4) Unos 181 µm (se acepta de 169 a 193). (5) El aumento real del objetivo no coincide con su etiqueta, así que 2,5 µm es un 4 % demasiado pequeño. La célula saldría de 69 × 2,5 ≈ 173 µm en lugar de 180 µm: un error sistemático en todas las medidas.

Ideas erróneas frecuentes

• "La escala del retículo está en µm." Sus divisiones no tienen un tamaño fijo. Solo significan algo después de calibrar, y su valor cambia con el objetivo.
• "Más aumento siempre muestra más detalle." La resolución limita el detalle. La pestaña Óptico y electrónico muestra que los ribosomas (unos 25 nm) siguen invisibles en un microscopio óptico por mucho que amplíes.
• "Los círculos con borde negro son células." Son burbujas de aire atrapadas al dejar caer el cubreobjetos plano. Pruébalo a propósito en la simulación.

Ampliación

• Pestaña Aumento: practica M = I ÷ A con conversiones de mm a µm. La simulación avisa de las respuestas que fallan por un factor de 1000.
• Pestaña Óptico y electrónico: compara la resolución del microscopio óptico (unos 200 nm), el MEB y el MET, y explica por qué solo el MET muestra la bicapa de la membrana.

Preguntas frecuentes

¿Sustituye esto a la práctica obligatoria?

No. Las prácticas obligatorias de AQA deben hacerse a mano. Usa la simulación para enseñar la calibración antes del laboratorio real, o con los estudiantes que se lo perdieron. Consulta laboratorios virtuales frente a laboratorios físicos.

¿Por qué mi grupo obtiene 10,4 µm y no 10 µm?

En este modelo, el aumento real de cada objetivo está un poco por debajo de su etiqueta, como ocurre con las lentes reales. Esa pequeña diferencia es justo lo que corrige la calibración.

¿Pueden los estudiantes saltarse la preparación?

Sí. En los valores iniciales de tu enlace de clase, marca "Preparación ya hecha, en la platina y enfocada". Mantén los pasos de la preparación si quieres que los estudiantes vean el efecto de cada error.

Simulaciones y guías relacionadas

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