Licht- und Elektronenmikroskopie
Lektion auswählen
Molekularbiologie
Gentechnik
Genetik
Gene
Evolution Mensch
Mechanismen der Evolution
Belege für die Evolution
Nachhaltigkeit
Populationsökologie
Ökosystem: Vorgänge & Beziehungen
Grundbegriffe der Ökologie – Biotop & Biozönose
Der Kohlenstoffkreislauf & Kohlenstoffspeicher
Lokale Stoffkreisläufe im Wald
Konkurrenz, Koexistenz & Gesellschaft
Nahrungsbeziehungen – Räuber-Beute, Parasit-Wirt oder symbiotisch
Entstehung einer ökologische Nische durch Umweltfaktoren
Trophiestufen, Biomasse, Produzenten & Konsumenten
Einfluss von Umweltfaktoren auf Tiere und Pflanzen
Ökosystem Wald – Aufbau & Organismen
Ökosystem Gewässer – Arten & Bewohner
Hormone
Nervenzellen
Energieumwandlung
Energiehaushalt – Speicherung & Bereitstellung von Energie
Stoffwechselreaktionen – Überblick über unterschiedliche Abläufe
Resorption von Nährstoffen bei der Verdauung
Abbauender Stoffwechsel – Zellatmung & ATP-Synthese
Energie- und Baustoffwechsel – Vorgänge und Beispiele
Aufbauender Stoffwechsel: Photosynthese
Biomembranen
Zellbiologie
Verhaltensforschung
Nervenzellen
Evolution Mensch
Mechanismen der Evolution
Belege für die Evolution
Nachhaltigkeit
Populationsökologie
Molekularbiologie
Gentechnik
Vererbung
Genetik
Gene
Energieumwandlung
Energiehaushalt – Speicherung & Bereitstellung von Energie
Stoffwechselreaktionen – Überblick über unterschiedliche Abläufe
Resorption von Nährstoffen bei der Verdauung
Abbauender Stoffwechsel – Zellatmung & ATP-Synthese
Energie- und Baustoffwechsel – Vorgänge und Beispiele
Aufbauender Stoffwechsel: Photosynthese
Biomembranen
Erklärvideo
Zusammenfassung
Licht- und Elektronenmikroskopie
Das Wichtigste in Kürze
Mikroskope sind Geräte, mit denen wir sehr kleine Objekte heranzoomen oder vergrößern können. Sie sind sehr nützlich, um Zellen zu betrachten, da sie so klein sind, dass wir sie mit bloßem Auge nicht sehen können.
Arten von Mikroskopen
Mikroskope werden verwendet, um Zellen sehr viel detaillierter zu betrachten. Verschiedene Arten von Mikroskopen liefern unterschiedlich viele Details über die Struktur einer Zelle und ihrer Bestandteile.
Lichtmikroskope
Es gibt verschiedene Arten von Mikroskopen, aber meistens wirst Du ein Lichtmikroskop verwenden. Dabei wird ein Licht von der Unterseite des Mikroskops nach oben auf die Linse gestrahlt, mit der Du die Zelle betrachtest. Mit Lichtmikroskopen kannst Du einige Strukturen wie den Zellkern oder die Zellmembran erkennen; um kleinere Strukturen oder die inneren Details einer Struktur zu erkennen, musst Du leistungsfähigere Mikroskope verwenden.
Elektronenmikroskope
Elektronenmikroskope sind viel ausgefallener als Lichtmikroskope. Du wirst sie in der Schule nicht sehen, aber es ist wichtig zu wissen, wie sie funktionieren. Elektronenmikroskope können viel weiter in die Zellen hineinzoomen als Lichtmikroskope - so weit, dass wir mit ihnen das Innere von Unterstrukturen wie Mitochondrien und Ribosomen sehen können. Mit Lichtmikroskopen können wir zwar Mitochondrien sehen, aber nicht ihre innere Struktur.
Elektronenmikroskope funktionieren jedoch nur, wenn sich die Probe in einem Vakuum befindet; da es keine Luft gibt, kann die Probe nicht leben. Deshalb können wir zelluläre Prozesse nicht mit einem Elektronenmikroskop untersuchen. Elektronenmikroskopische Bilder sind außerdem nur schwarz-weiß, obwohl sie später digital mit Farbe versehen werden können.
Mikroskopische Berechnungen
Mithilfe von Mikroskopbildern können wir mit der folgenden Formel herausfinden, wie groß die Zelle oder die Unterstrukturen in Wirklichkeit sind:
Bei Berechnungen ist es jedoch wichtig, dass wir die richtigen Einheiten verwenden. Wenn wir die Größe eines Bildes messen, tun wir das normalerweise in Zentimetern oder Millimetern. Die tatsächliche Größe einer Zelle ist jedoch oft viel kleiner - wir messen sie in Mikrometern () oder Nanometern (). Deshalb müssen wir wissen, wie wir zwischen den Einheiten umrechnen können.
Aufbau eines Mikroskops
Die meisten Zellen sind kleiner als 100 µm. Das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges reicht nicht aus, um 2 Objekte dieser Größenordnung zu unterscheiden.
Lichtmikroskop
Ein Mikroskop besteht aus mindestens zwei Linsen. Die Linse im Objektiv hat eine geringe Brennweite, damit das zu beobachtende Objekt sehr nahe an das Objektiv gebracht werden kann.
Diese Linse erzeugt ein Zwischenbild, das durch die zweite Linse im Okular vergrößert wird. Das virtuelle Bild ist größer als das reale Bild. Durch diese Technik können wir eine Auflösungsgrenze von 0,2 µm erreichen. Das Auflösungsvermögen ist auch von der Wellenlänge des Lichts abhängig. Je kürzer die Wellenlänge, desto geringer kann die Mindestentfernung zweier Punkte sein, die noch getrennt erkannt werden.
Skizze des Strahlengangs beim Mikroskop:
1. Auge: Durch die Linse des Auges wird das vergrößerte Bild auf die Netzhaut projiziert.
2. Sehwinkel: Der Sehwinkel wird durch das Linsensystem vergrößert.
3. Okular
4. Zwischenbild
5. Objektiv
6. Objekt
7. Kondensor: bündelt das Licht der Lichtquelle
8. Lichtquelle
Elektronenmikroskop
Anstelle von Licht wird ein hochenergetischer Elektronenstrahl durch metallische Blenden und magnetische Linsen fokussiert. Es gibt zwei unterschiedliche Typen von Elektronenmikroskopen, das Transmissionselektronenmikroskop (TEM) und das Rasterelektronenmikroskop (REM). Elektronenmikroskope erreichen eine gegenüber Lichtmikroskopen 1000 Mal höhere Vergrößerung. In der folgenden Tabelle sind die Unterschiede dieser beiden Mikroskop-Typen aufgeführt.
|
|
|---|---|
Im Grunde wie ein Lichtmikroskop, gebündelte Elektronenstrahlen ermöglichen ein Durchschauen durch das Objekt | Das Objekt wird mit einem sehr dünnen Elektronenstrahl abgetastet (ungefähr 10 nm) |
Ein Detektor registriert Elektronen, welche das Objekt durchdringen | Ein Detektor registriert durch den Elektronenstrahl herausgeschossene Sekundärelektronen |
Liefert zweidimensionales Bild | vermittelt einen guten räumlichen Eindruck |
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Was kann ein Elektronenmikroskop?
Elektronenmikroskope können Dinge 1000 mal mehr vergrößern als Lichtmikroskope.
Wie groß sind Zellen?
Zellen sind meist weniger als 100 µm groß.
Wie funktioniert ein Lichtmikroskop?
Licht wird von der Unterseite des Mikroskops durch die zu beobachtende Zelle nach oben auf die Linsen (Okular und Objektiv) gestrahlt. Du siehst nun ein vergrößertes Bild der Zelle.