Relatório da Aula Prática 1: Microscopia Ótica

Marcos Vinícius da Silva Cardoso – BV3008495

Emily Bueno da Silva – BV3043428

Cassiana Maria Leite de Souza – BV3032884

Licenciatura em Ciências Naturais – Laboratório Interdisciplinar de Biologia e Física

Laboratório de Ciências 3 – Bloco A – IFSP-SBV

Resumo. A microscopia tem sido fundamental para a biologia e as ciências da saúde desde sua invenção no século XVI,

principalmente após a identificação da célula por Robert Hooke em 1665. O microscópio óptico, que amplia imagens por

incidência de luz que atravessa o material é essencial nos laboratórios, sendo a base do experimento percorrido neste

trabalho. No experimento, analisou-se a rolha de cortiça, evidenciando sua estrutura celular morta porosa, a epiderme da

Tradescantia, observando-se células vegetais vivas, com estômatos e cloroplastos, e uma amostra de saliva, que revelou a

estrutura celular, núcleo e mitocôndrias. Os resultados reforçam a importância da microscopia para visualizar estruturas

invisíveis a olho nu e destacar diferenças entre células vegetais e animais e células vivas e mortas, e observar organelas.

Palavras chave: microscopia ótica, células, organelas, lentes, física ótica.

1- Introdução

A microscopia tem se mostrado uma das principais

ferramentas para o progresso da biologia e das ciências

da saúde. Desde que os holandeses Hans e Zacharias

Jansen criaram o primeiro microscópio, no final do

século XVI, esse dispositivo possibilitou a visualização

de estruturas imperceptíveis a olho nu, transformando

nosso entendimento da vida em nível celular.

Um momento crucial na história da microscopia foi a

identificação da célula por Robert Hooke em 1665, que

estabeleceu as bases para a teoria celular, que foi

posteriormente desenvolvida por Matthias Schleiden em

1838 e por Theodor Schwann 1839.

O avanço das observações levou à criação de

diversos tipos de técnicas para análise. O microscópio

óptico, ou conhecido como microscópio de luz, emprega

lentes e iluminação para aumentar imagens de estruturas

microscópicas e continua a ser amplamente usado em

laboratórios de ensino e pesquisa.

O seu funcionamento é baseado na interação da luz

com o objeto e na refração da luz ao passar pelas lentes.

O aumento final proporcionado pelo microscópio óptico

resulta da multiplicação da ampliação da lente objetiva

pela ocular, permitindo ampliações que vão de 40x a

1000x, conforme o modelo utilizado.

Um microscópio óptico funciona utilizando lentes

para ampliar a imagem de objetos pequenos. A luz passa

através do objeto e é focalizada por uma lente objetiva,

que, quando focalizada corretamente, forma uma

imagem nítida ampliada. Essa imagem é então

visualizada através de uma lente ocular.

Cada lente possui uma ampliação e, por serem

convergentes, invertem a imagem que passa por elas. Ao

passar a luz pelas lentes objetiva e oculares, a imagem é

ampliada por ambas, tornando a ampliação real uma

multiplicação das duas. Além disso, a imagem é

invertida por duas vezes, o que torna a imagem direita,

ao ser observada.[2]

Figura 1: Representação de como a luz chega aos olhos.

A microscopia óptica está intimamente ligada aos

princípios da física, especialmente à óptica. A forma

como a luz se comporta ao passar por materiais com

diferentes índices de refração e a criação de imagens

reais e virtuais são fenômenos-chave para entender

como esse equipamento.

Além disso, a clareza da imagem observada está

relacionada à resolução do microscópio, que é limitada

pelo comprimento de onda da luz visível.

Neste estudo, foram explorados diversos aspectos da

microscopia óptica: a identificação de suas partes, o

princípio da formação de imagens e a técnica adequada

de foco. Conceitos físicos e biológicos ligados à

ampliação e à resolução de imagens foram apresentados,

permitindo uma compreensão mais clara da estrutura e

do funcionamento do microscópio.

Com os resultados, foi possível examinar e analisar

detalhes estruturais de pequenas amostras de células

vegetais e animais, vivas e mortas, ressaltando a

relevância desse instrumento no ensino de ciências.

2 - Procedimento Experimental

Materiais:

Microscópio Estereoscópio (Lupa)

Lâmina Lamínula

Placa de Petri Bisturi

Conta-gotas Pinça

Água Azul de metileno

Rolha de cortiça Folha de Tradescantia

Pré-visualização parcial do texto

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Marcos Vinícius da Silva Cardoso – BV Emily Bueno da Silva – BV Cassiana Maria Leite de Souza – BV Licenciatura em Ciências Naturais – Laboratório Interdisciplinar de Biologia e Física Laboratório de Ciências 3 – Bloco A – IFSP-SBV Resumo. A microscopia tem sido fundamental para a biologia e as ciências da saúde desde sua invenção no século XVI, principalmente após a identificação da célula por Robert Hooke em 1665. O microscópio óptico, que amplia imagens por incidência de luz que atravessa o material é essencial nos laboratórios, sendo a base do experimento percorrido neste trabalho. No experimento, analisou-se a rolha de cortiça, evidenciando sua estrutura celular morta porosa, a epiderme da Tradescantia , observando-se células vegetais vivas, com estômatos e cloroplastos, e uma amostra de saliva, que revelou a estrutura celular, núcleo e mitocôndrias. Os resultados reforçam a importância da microscopia para visualizar estruturas invisíveis a olho nu e destacar diferenças entre células vegetais e animais e células vivas e mortas, e observar organelas. Palavras chave: microscopia ótica, células, organelas, lentes, física ótica. 1- Introdução A microscopia tem se mostrado uma das principais ferramentas para o progresso da biologia e das ciências da saúde. Desde que os holandeses Hans e Zacharias Jansen criaram o primeiro microscópio, no final do século XVI, esse dispositivo possibilitou a visualização de estruturas imperceptíveis a olho nu, transformando nosso entendimento da vida em nível celular. Um momento crucial na história da microscopia foi a identificação da célula por Robert Hooke em 1665, que estabeleceu as bases para a teoria celular, que foi posteriormente desenvolvida por Matthias Schleiden em 1838 e por Theodor Schwann 1839. O avanço das observações levou à criação de diversos tipos de técnicas para análise. O microscópio óptico, ou conhecido como microscópio de luz, emprega lentes e iluminação para aumentar imagens de estruturas microscópicas e continua a ser amplamente usado em laboratórios de ensino e pesquisa. O seu funcionamento é baseado na interação da luz com o objeto e na refração da luz ao passar pelas lentes. O aumento final proporcionado pelo microscópio óptico resulta da multiplicação da ampliação da lente objetiva pela ocular, permitindo ampliações que vão de 40x a 1000x, conforme o modelo utilizado. Um microscópio óptico funciona utilizando lentes para ampliar a imagem de objetos pequenos. A luz passa através do objeto e é focalizada por uma lente objetiva, que, quando focalizada corretamente, forma uma imagem nítida ampliada. Essa imagem é então visualizada através de uma lente ocular. Cada lente possui uma ampliação e, por serem convergentes, invertem a imagem que passa por elas. Ao passar a luz pelas lentes objetiva e oculares, a imagem é ampliada por ambas, tornando a ampliação real uma multiplicação das duas. Além disso, a imagem é invertida por duas vezes, o que torna a imagem direita, ao ser observada.[2] Figura 1: Representação de como a luz chega aos olhos. A microscopia óptica está intimamente ligada aos princípios da física, especialmente à óptica. A forma como a luz se comporta ao passar por materiais com diferentes índices de refração e a criação de imagens reais e virtuais são fenômenos-chave para entender como esse equipamento. Além disso, a clareza da imagem observada está relacionada à resolução do microscópio, que é limitada pelo comprimento de onda da luz visível. Neste estudo, foram explorados diversos aspectos da microscopia óptica: a identificação de suas partes, o princípio da formação de imagens e a técnica adequada de foco. Conceitos físicos e biológicos ligados à ampliação e à resolução de imagens foram apresentados, permitindo uma compreensão mais clara da estrutura e do funcionamento do microscópio. Com os resultados, foi possível examinar e analisar detalhes estruturais de pequenas amostras de células vegetais e animais, vivas e mortas, ressaltando a relevância desse instrumento no ensino de ciências. 2 - Procedimento Experimental Materiais: Microscópio Estereoscópio (Lupa) Lâmina Lamínula Placa de Petri Bisturi Conta-gotas Pinça Água Azul de metileno Rolha de cortiça Folha de Tradescantia

Papel-toalha Hastes de algodão Utilização do microscópio: Para utilizar o microscópio, a lâmina com a amostra deve ser colocada sobre a platina e mantida firme pelas presilhas. Em seguida, a observação deve começar utilizando a lente objetiva de menor aumento (geralmente 4x), ajustando a imagem inicialmente com o parafuso macrométrico e aprimorando a nitidez com o parafuso micrométrico. Após a primeira focalização, é possível aumentar o nível de ampliação trocando para objetivas mais potentes, como 10x ou 40x, sempre ajustando o foco com cuidado para evitar qualquer dano ao material. Além disso, é fundamental regular a iluminação por meio do diafragma e do condensador, garantindo assim uma visualização mais nítida da amostra.[1] Observação da Rolha: Colocou-se, em uma Placa de Petri, uma rolha de cortiça, que foi observada a olho nu. Tirou-se uma foto e anotou-se o que pôde ser observado. Com um bisturi, cortou-se um pedaço bem fino da cortiça. O material foi colocado em uma Placa de Petri e observado na lupa. Também foi tirada uma foto, através das lentes, e anotadas as observações, assim como no procedimento anterior. Em seguida, colocou-se o pedaço de cortiça em uma lâmina, adicionou-se uma gota de água e, por fim, a lamínula. A lâmina foi, então, colocada na platina do microscópio para observação, utilizando as lentes objetivas de 4x e 10x (produzindo um aumento real de 40x e 100x, respectivamente). Para cada lente, também foi tirada uma foto e anotadas as características. Observação da epiderme de uma folha: Extraiu-se, com uma pinça, um pequeno pedaço da epiderme inferior (de coloração lilás) da folha de Tradescantia. Logo após, colocou-se a amostra sobre a lâmina, pingou-se 1 gota d’água e, por fim, a lamínula em cima. Em seguida a lâmina foi fixada na platina do microscópio e observou-se a amostra com as objetivas de 4x, 10x e 40x (dando um aumento real de 40x, 100x e 400x, respectivamente. Para cada lente, foram tiradas fotos e anotadas as características. Observação das células presentes na boca: Com uma haste com ponta de algodão, coletou-se uma amostra de saliva que foi depositada em uma lâmina. Colocou-se sobre a amostra uma gota de azul de metileno e finalizou com uma lamínula. Em seguida, fixou-se a lâmina na platina do microscópio e a amostra foi observada com as lentes objetivas de 4x, 10x e 40x. Registrou-se o que foi visualizado. Após cada análise, foi feito um desenho à mão, representando o que foi visto. 3 - Resultados e Discussão A rolha de cortiça é um material homogêneo e elástico, com uma estrutura semelhante a uma colmeia, ela é impermeável, isolante térmica e elástica e pode ser maciça ou aglomerada. É feita da casca do sobreiro, que é prensada e seca ao ar livre. Cada centímetro cúbico de cortiça contém aproximadamente 40 milhões de células. Nesta análise, foi usada uma rolha de cortiça cônica, normalmente utilizada para lacrar garrafas de vinho. Ao observar a amostra de rolha no estereoscópio, com uma ampliação de aproximadamente 25x, é possível se perceber sua composição porosa e seu aspecto celular com poucos detalhes, além de perceber que o material é composto por diversas camadas prensadas. Figura 2: Cortiça com aumento de 25 vezes. Após a análise na lupa, essa mesma amostra foi analisada no microscópio. Neste nível de ampliação, de 40x, foi possível perceber sua estrutura celular de forma mais ampla, podendo, inclusive, se perceber que as células da cortiça estão vazias, por estarem mortas e que mantiveram suas estruturas celulares ainda assim. Figura 3: Cortiça com aumento de 40 vezes. Por fim, foi feita a análise com aumento de 100x, onde puderam ser analisadas suas camadas porosas nas

Figura 8: Epiderme da Tradescantia com aumento de 400 vezes. Na imagem capturada, foi possível perceber um estômato aberto, à esquerda, e um semiaberto, à direita. Foi possível perceber, também, que as células-guarda em si não são verdes, mas estão repletas de cloroplastos, organelas verdes pela clorofila presente, responsáveis por fazer a fotossíntese. Assim como no caso da rolha de cortiça, foi feito um desenho representativo, mostrando tudo o que pôde ser visto durante a análise. Figura 9: Desenho representativo da epiderme da Tradescantia. Para a última análise, foi usada uma amostra de saliva, com o objetivo de identificar e observar células animais. Preparou-se a amostra em uma lâmina com uma gota de azul de metileno. O corante é importante, pois a amostra salivar é transparente, portanto, sua função é ser utilizado como corante para contrastar as membranas plasmáticas em relação às outras substâncias presentes na saliva. Com o primeiro aumento, de 40 vezes, foram observados pequenos pontinhos em azul, mas não ficou claro se eram células ou apenas impurezas na amostra, pois não foi possível observar nenhuma estrutura. Figura 10: Amostra de saliva com aumento de 40 vezes. Já utilizando a lente objetiva de aumento de 10x (totalizando 100x de aumento), foi possível observar as células em azul claro, com um pontinho em azul mais escuro, sendo este o núcleo. Figura 11: Amostra de saliva com aumento de 100 vezes. O azul do núcleo é mais escuro, pois a luz passa por quatro camadas de membrana plasmática antes de ser observada (entrada e saída da célula e entrada e saída do núcleo). Quanto mais vezes a luz é absorvida em determinado ponto, mais escura a amostra se aparenta. Por fim, utilizando o aumento de 400x, foi possível observar também pequenos pontos menores mais escuros. Os pequenos pontos escuros são mitocôndrias, responsáveis por fornecer energia para a célula, por meio da respiração celular. São nas mitocôndrias que ocorre a formação das moléculas de ATP, a partir do ADP, gás oxigênio e a energia provida inicialmente da glicose consumida, assim liberando gás carbônico no processo. Esse processo é essencial para as células, pois é antagônico ao processo de fotossíntese e necessário para o uso da energia da glicose pela célula. Inclusive, ambos cloroplastos e mitocôndrias possivelmente tiveram

origem semelhante, por endossimbiose, onde bactérias foram absorvidas por células primitivas.[1]

Fotossíntese : 6 CO 2 + 6 H 2 O Luz

→

C 6 H 12 O 6 + 6 O 2

Respiração : C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 Energia

→

6 CO 2 + 6 H 2 O

Figura 12: Reação da fotossíntese e reação da respiração. Figura 13: Amostra de saliva com aumento de 400 vezes. Foi feito um recorte da imagem acima para mostrar com mais detalhes a célula observada. Os limites da célula, do núcleo e das mitocôndrias podem ser vistos claramente. Como o recorte digital foi feito aproximadamente na proporção de 1:10, a ampliação real da imagem abaixo foi de aproximadamente 4000 vezes. Figura 14: Recorte da figura 12, mostrando célula da mucosa bucal. Assim como nas amostras anteriores, também foi feito um desenho representativo do que foi observado na célula, a partir do recorte da imagem. Figura 15: Desenho representativo da célula da mucosa bucal. 4 - Conclusão A partir das análises realizadas nas três amostras (rolha de cortiça, epiderme da Tradescantia e saliva), foi possível observar e estudar as estruturas celulares de materiais de origem vegetal e animal. Na rolha de cortiça, observou-se sua estrutura porosa e celular, com células vazias e mortas, além de sua composição porosa. Na epiderme da Tradescantia , foi possível observar a estrutura celular hexagonal, estômatos e vacúolos, além de cloroplastos nas células estomáticas. Na saliva, observou-se a presença de células animais, com núcleo e mitocôndrias. Os resultados mostraram a eficácia da microscopia óptica em revelar detalhes estruturais em diferentes escalas, desde a observação da estrutura de organização das células vegetais até a visualização de pequenas organelas das células eucariontes, como mitocôndrias e cloroplastos. Essa investigação reforça a importância da microscopia óptica como ferramenta fundamental no ensino de ciências, demonstrando a importância da abordagem interdisciplinar do ensino de ciências, especificamente dos fundamentos de ótica que permitiram a visualização em nível microscópico. 5 - Referências [1]:https://tga.blv.ifmt.edu.br/media/filer_public/fa/0b/ fa0bc9ab-8966-439a-a0b9-3716c90da16b/ junqueira_e_carneiro_-biologia_celular- biologia_celular_e_molecular-_9ed.pdf [2]:https://www.yumpu.com/pt/document/read/ 65353417/vol-410-ed-d-halliday-r-resnick [3]:https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/ estomatos.htm

Relatório da Aula Prática 1: Microscopia Ótica, Manuais, Projetos, Pesquisas de Biofísica

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