CORSO DI LAUREA IN SCIENZE DELLA FORMAZIONE PRIMARIA ESERCITAZIONI DI BIOLOGIA - Lezione prima parte - Dott.ssa Annamaria Fiarè
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CORSO DI LAUREA IN SCIENZE DELLA FORMAZIONE PRIMARIA
ESERCITAZIONI DI BIOLOGIA
Lezione prima parte
Dott.ssa Annamaria Fiarè
Il MICROSCOPIO e’ uno strumento che consente di osservare oggetti di dimensioni tali da non essere osservabili ad occhio nudo
In generale si ritiene che il MICROSCOPIO serve ad ingrandire cose molto piccole, ma non è sempre così. La funzione principale è quella di permetterci di “distinguere” (termine tecnico risolvere) i particolari di strutture estremamente piccole. L’ ingrandimento dei particolari è una caratteristica secondaria dello strumento
IL POTERE DI RISOLUZIONE di un sistema ottico, consiste nella capacità di distinguere due punti vicini dell’oggetto che stiamo osservando, come due punti distinti fra di loro. IL POTERE DI RISOLUZIONE DELL’ OCCHIO UMANO è 0.1 mm (100 µm), ossia l’occhio umano non può distinguere due punti separati meno di 0.1mm IL POTERE DI RISOLUZIONE del MICROSCOPIO OTTICO è fino a 0. 2µm
100
0, 1 mm
Foto a cura della Dott.ssa Sara Ferrando
Nella pratica usuale si hanno due principali microscopi Microscopio ottico Microscopio elettronico Per ognuno di essi ne esistono di vario tipo
I MICROSCOPI si distinguono principalmente, a seconda
della sorgente adoperata per l'illuminazione del campione
ll MICROSCOPIO OTTICO Il MICROSCOPIO
ELETTRONICO
Utilizza come sorgente la luce Utilizza come sorgente un fascio di
visibile. elettroni di un certo potenziale.
Ha risoluzione tipicamente minore Ha risoluzione molto maggiore di
rispetto al microscopio elettronico quello ottico e permette di rilevare,
oltre all'immagine, anche numerose
E’ generalmente economico. altre proprietà fisiche del campione
Fornisce immagini colori E’ molto complesso e costoso.
Fornisce immagini in bianco e nero
DIMENSIONE STRUTTURE STRUMENTO
0,1mm (100 ) e organi Occhio e lente
superiore
Da 100 µm a 10 Tessuti , cellula Microscopio ottico
µm vegetale
Da 10 µm a 0,2 Cellule, batteri Microscopio ottico
µm ed elettronico
Morfologia Microscopio
Da 0,2 µm a 1nm submicroscopica, elettronico e
ultrastruttura microscopio
biologia molecolare polarizzatore
Inferiore a 1nm Struttura atomica Diffrazione a raggi
e molecolare xIN MICROSCOPIA SI FA USO NORMALMENTE DELLE SEGUENTI UNITA’ DI MISURA: µm (micrometro)= 10 -6 m= 10 -3 mm (0,001mm) nm (nanometro)= 10-9 m= 10-6 mm A (Angstrom) =10-10 m = 10 -7 mm
MICRON
Cellula
vegetale Cellula Cloroplasto
animale Batterio Mitocondrio
Da 1 a 10 da 2- 10
1-2 µm µm µm
20 µm
100 µm
NANOMETRO Ribosoma
Microtubulo
DNA
Membrana plasmatica
Procarioti:
altezza 29 nm
larghezza 21 nm
Eucarioti:
altezza 32 nm
larghezza 22 nm
25 nm 7 nm 2 nmIL MICROSCOPIO UTLIZZATO A SCUOLA DURANTE LE
ESERCITAZIONI E’ DI TIPO OTTICO RELATIVAMENTE SEMPLICE
MICROSCOPIO OTTICO COMPOSTO MICROSCOPIO STEREOSCOPICO
OMICROSCOPIO DA DISSEZIONEIL MICROSCOPIO OTTICO COMPOSTO (composto perché è formato da due lenti disposte in successione lungo il cammino della luce, che servono per realizzare l’ingrandimento dell’immagine) è costituito da : PARTE OTTICA PARTE MECCANICA
1) PARTE OTTICA OCULARI
FONTE
CONDENSATORE
LUMINOSA
OBIETTIVI
DIAFRAMMA
E TORRETTA
AD IRIDE GIREVOLE
DIAFRAMMA
DI CAMPOLa FONTE LUMINOSA nei modelli più recenti è costituita da una lampada a bassa tensione incorporata alla base, che si accende per mezzo di un interruttore. In modelli più vecchi la lampada è separata e la luce viene riflessa sul condensatore da uno specchio
Il DIAFRAMMA DI CAMPO della sorgente di illuminazione, costituito da un diaframma regolabile, regola l’ampiezza del fascio di luce che arriva al condensatore e delimita il campo microscopico visibile, contribuendo in tal modo al controllo della qualità dell’ immagine
In tutti i microscopi ottici moderni al disotto del tavolino portaoggetti è collegato il CONDENSATORE Alcuni microscopi, in particolare quelli privi di fonte luminosa interna, non hanno condensatore. Il condensatore può essere fisso o mobile. Se il microscopio è dotato di condensatore mobile è presente una manopola che ne regola la posizione, esso deve essere regolabile in altezza e lo si deve centrare rispetto all’asse ottico
Il CONDENSATORE è costituito da un sistema di lenti che focalizza la luce proveniente dalla sorgente sul piano del campione che da qui raggiungerà il piano focale posteriore dell’obiettivo. La sua perfetta regolazione è importante per la qualità dell’immagine. (Quando si usano obiettivi a minore ingrandimento esempio 4x o 10x, la lente superiore del condensatore deve stare a 5 mm dal vetrino, ma quando si usa l’obiettivo 40 X (alto ingrandimento) la lente superiore del condensatore deve essere poco al di sotto della sua posizione più alta o circa 2mm sotto il vetrino
Il DIAFRAMMA AD IRIDE del condensatore si usa per regolare l’ampiezza del cono di luce che colpisce il campione. Si può aprire o chiudere mediante la levetta a lato del condensatore.
LEVETTA DIAFRAMMA AD IRIDE
GLI OBIETTIVI sono avvitati su di un supporto denominato TORRETTA GIREVOLE a REVOLVER , che può essere ruotato in modo da permette di alternare gli obiettivi stessi, scegliendo così di volta in volta quello più idoneo.
Ciascun obiettivo è un doppio sistema di lenti convergenti che raccoglie la luce proveniente dal campione e la focalizza sul piano focale creando un’ immagine ingrandita del campione
Ciascun obiettivo può essere costituito da uno dei tipi di lenti descritti di seguito: Lente a scansione (ingrandimento 4 X) Lente a basso ingrandimento (10 X) Lenti ad elevato potere di ingrandimento (ingrandimento 40X, 43X, 53X) Lente ad immersione (100X)
Sul tubo oculare che porta l’obiettivo sono incise alcune scritte: La potenza o ingrandimento di un obiettivo (esempio 40x) L’ Apertura numerica NA (esempio 0.70). Più è alto il valore dell’apertura numerica, migliore è il potere di risoluzione (capacità di distinguere due punti vicini). Se aumenta il potere di ingrandimento, aumenta anche il potere di risoluzione Lunghezza del tubo porta oculare (esempio 160) adattato per il tipo di obiettivo che porta Spessore massimo del vetrino coprioggetto (esempio 0.16) da usare con il tipo di obiettivo presente
La LENTE OCULARE è focalizzata sul piano focale dell’obiettivo. Essa raccoglie la luce proveniente dall’immagine già ingrandita del campione e la proietta sul piano dell’occhio dell’osservatore ingrandendo ancora l’immagine. A volte il tubo che porta oculare è girevole, per facilitare l’osservazione del campione a qualcuno seduto accanto, senza dover spostare il microscopio. Se il microscopio ha un solo oculare è un monoculare, se ci sono due oculari è binoculare
MONOCULARE BINOCULARE
L’OCULARE porta inciso un numero sulla montatura che indica il suo potere di ingrandimento. Questo valore moltiplicato per l’ingrandimento dell’obiettivo da l’ingrandimento totale del microscopio
L’ INGRANDIMENTO TOTALE
È
IL PRODOTTO DELL’ INGRANDIMENTO
DATO DALLE SINGOLE LENTI:
esempio:
Se la lente dell’obiettivo ingrandisce 100 volte (lenti
100x, il massimo solitamente utilizzato) e l’oculare
ingrandisce 10 volte, l’ ingrandimento finale osservato
dall’occhio umano sarà di 1000 volte1) PARTE MECCANICA VITE
MACROMETRICA
STATIVO VITE
TUBO DEL
MICROSCOPIO MACROMETRICA
basamento Braccio
TAVOLINO O PIANO
PORTAOGGETTI
mollette Viti per il
movimentoLo STATIVO garantisce stabilità allo strumento e comprende tutti i delicati meccanismi di regolazione del microscopio. E’ costituito dal: BASAMENTO BRACCIO
Sul tubo del microscopio alla sommità sono inseriti uno o due oculari
Sul TAVOLINO PORTAOGGETTI viene posato il vetrino con il preparato da osservare. Il Tavolino può essere fisso o mobile, quadrangolare o circolare. Se è mobile il tavolino si può spostare verticalmente girando la vite macrometrica e la vite micrometrica oppure si può spostare avanti e indietro o da sinistra verso destra mediante due viti (poste sotto il tavolino in genere a sinistra), il che consente una comoda visione, senza dover toccare il vetrino.
La VITE MACROMETRICA si usa per spostamenti grandi per la messa a fuoco iniziale a piccolo ingrandimento La VITE MICROMETRICA si usa per spostamenti impercettibili e permette di focalizzare con precisione ad alto ingrandimento, Entrambe si trovano situate in posti diversi a seconda del microscopio, insieme oppure separate.
Le MOLLETTE tengono fisso il campione In alcuni microscopi lo spostamento del vetrino è manuale. In altri microscopi per muovere il vetrino nel piano orizzontale, sinistra-destra e avanti indietro, si usano delle manopole.
mollette
oculari
MANOPOLE DELLA
TUBO DEL MESSA A FUOCO
CORPO
OBIETTIVO BRACCIO
PIANO
PORTAOGGETTI BASAMENTOIL MICROSCOPIO STEROSCOPICO O MICROSCOPIO DA DISSEZIONE è una
variante del microscopio ottico. In generale i campioni da osservare al microscopio
ottico sono molto piccoli e si possono quasi considerare bidimensionali. Gli
esemplari di dimensioni più rilevanti, fino a organismi completi, si possono studiare
più facilmente con il MICROSCOPIO STEREOSCOPICO. La dissezione viene
spesso eseguita con questo tipo di microscopio, che è quindi anche detto
MICROSCOPIO DA DISSEZIONE.
Tale microscopio, in realtà, è un doppio microscopio, cioè è dotato di due oculari,
ciascuno dei quali ha il suo corrispondente obiettivo. Come conseguenza di ciò
ognuno degli occhi percepisce un’ immagine indipendente. L’uomo possiede la visione
tridimensionale poiché riceve dai due occhi due immagini lievemente differenti. La
stessa cosa accade nel microscopio da dissezione.
La visione al microscopio ottico invece è bidimensionale poiché esiste un solo obiettivo
per entrambi gli occhi.Lo STEREOSCOPIO è formato più o meno dalle stesse parti di un normale microscopio ottico (sullo stereomicroscopio per esempio non c’è micrometrica). La luce utilizzata per l’osservazione, però, può essere sia trasmessa, attraverso il preparato, come il normale microscopio, che riflessa dalla superficie del campione osservato Se nel microscopio la lampada è incorporata, l’illuminazione si regola attraverso due interruttori: uno per la luce trasmessa ed uno per la luce riflessa
OSSERVAZIONE ALLO STEREOMICROSCOPIO: GONADI DI PESCE
OSSERVAZIONE ALLO STEREOMICROSCOPIO: STAME DI LILIUM
OSSERVAZIONE AL MICROSCOPIO OTTICO: Sezione longitudinale dell’EPIDERMIDE di Tulipa Ingr. Obiettivo 10 x (Ingrand. Totale 100 x)
nucleo Sezione longitudinale
cellula dell’EPIDERMIDE di
Tulipa
Ingr. Obiettivo 40 x
(Ingr. Totale 400 x)
stoma
Cellule di
guardia
cloroplasti
Parete
cellulareOSSERVAZIONE AL MICROSCOPIO OTTICO:
Sezione longitudinale dell’EPIDERMIDE di Tradescantia
Ingr. Obiettivo 10 x (Ingr. Totale 100x)
stoma
Cellule di
guardia
Cellula
tricomiNOSTOC CHE CRESCE SUL SUOLO (OSSERVAZIONE OCCHIO NUDO)
NOSTOC
Osservazione al microscopio ottico obiettivo
Ingr.40 x (Ingr. Totale 400 x)
Colonia di
nostoc
nostocNOSTOC Nostoc è un genere di cianobatteri azotofissatori (REGNO PROCARIOTI) che formano colonie di filamenti, costituiti da cellule rotondeggianti avvolte in una massa gelatinosa. Quando si trovano al suolo le colonie di Nostoc non vengono normalmente notate, mentre dopo una pioggia si ingrossano fino a diventare un ammasso gelatinoso. I batteri di questo genere contengono pigmenti fotosintetici nel loro citoplasma e possono quindi effettuare la fotosintesi.
RISOLVERE IL SEGUENTE QUESITO: 4 mm a quanti µm corrispondono? 1 µm (micrometro)= 10 -6 m = 10 -3 mm= (0,001mm) 1 µm: 0.001mm = x : 4 mm X = 4 mm. 1 µm /0.001mm X= 4000 µm SOLUZIONE: 4 mm = 4000 µm RISOLVERE IL SEGUENTE QUESITO: 4 cm a quanti µm corrispondono?
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