CADERNO DE PRÁTICAS EM LABORATÓRIO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA · 18 PRÁTICA 15 - Osmose em...
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GOVERNO DO ESTADO DO PARANÁ
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO NÚCLEO REGIONAL DA EDUCAÇÃO DE
APUCARANA
CADERNO DE PRÁTICAS
EM LABORATÓRIO
DE CIÊNCIAS DA NATUREZA
NRE/APUCARANA
2016
APRESENTAÇÃO
O Núcleo Regional da Educação de Apucarana apresenta o documento Caderno
de Práticas em Laboratório de Ciências da Natureza, onde estão compiladas atividades
que foram realizadas durante encontros de estudo em 2016, para professores de Biologia
e Ciências sob jurisdição.
Para a construção deste caderno para fins pedagógicos, foram utilizados
vários livros didáticos, sites de IES e de revistas, licença Creative Commons e o Portal da
Educação.
Selecionamos práticas, normas que envolvem o trabalho no laboratório escolar,
bem como a sua utilização nas aulas práticas, como a organização dos equipamentos, do
ambiente e cuidados referentes ao uso desse espaço, com o intuito de subsidiar os
professores que acreditam que as aulas práticas fazem a diferença no aprendizado de
seus educandos.
A proposta de realizar atividades práticas conduz ao desenvolvimento de noções
básicas de percepção, coleta de dados, interpretação dos fenômenos, uso de
metodologia científica, convivência em equipe, além do aprimoramento da lógica, do
pensamento crítico e reflexivo sendo um fator determinante, pois favorece uma
aprendizagem mais eficiente na medida em que torna o aprendizado mais significativo.
Norma Salomão Castilho Maria Onide Ballan Sardinha
Técnico-pedagógica de Biologia Chefe do NRE/Apucarana
CHEFE DO NÚCLEO REGIONAL DA EDUCAÇÃO DE APUCARANA
PROFª MARIA ONIDE BALLAN SARDINHA
COORDENADORA DA EQUIPE DE EDUCAÇÃO BÁSICA DE APUCARANA
PROFª SANTA ELENI PAULINO
ORGANIZADORA
PROFª NORMA SALOMÃO CASTILHO
COORDENAÇÃO DE DESIGN
SAMUEL DELGOBO
COORDENAÇÃO DE REVISÃO
ANA BRITICI VALÉRIO
COLABORADORES
GRACIANA FREITAS PALIOTO
JULIANO DELGADO
IRONICE DA FONSECA
DAIANE LUIZA VOLPATO
DENISE CANESIN MARQUES
EDIANE ZACARIAS
EDNA APARECIDA PEDERSOLI
ELIS CRISTINA CORRER
ELISABETE PELISSARI BISPO PONTARA
ELSA TEREZINHA DA CUNHA NARANHO
ISABEL CRISTINA AMBRÓSIO MARQUETE
IVONE LOPES AIRES
JANICE ALINE FOLEIS
LUCIANA MARIA DA SILVA
MARILANE DE JESUS FERREIRA
ROSANGELA MACULAN CARRENHO
SOLANGE CRISTINA BERTASSO
WANDERSON ANDRADE ABRÃO
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 5
2 NORMAS DE TRABALHO EM LABORATÓRIO ..................................................... 6
3 NORMAS RELATIVAS À AULA PRÁTICA ............................................................. 7
4 PRÁTICA 1: CONSTATANDO A ATIVIDADE DOS LEVEDOS .............................. 8
5 PRÁTICA 2: ABERTURA E FECHAMENTO DOS ESTÔMATOS ........................ 10
6 PRÁTICA 3 - EXTRAÇÃO DO DNA DO MORANGO E DA BANANA E MODELO
DIDÁTICO DO DNA COM JUJUBA .......................................................................... 12
7 PRÁTICA 4: ÁCIDOS OU BASES ........................................................................ 16
8 PRÁTICA 5: PILHA ELÉTRICA DE BATATAS ..................................................... 17
9 PRÁTICA 6: VELA ACESA PRECISA DE AR ...................................................... 18
10 PRÁTICA 7: REINVENTANDO OS “Rs” ........................................................... 19
11 PRÁTICA 8 - OBSERVAÇÃO DE ROBERT HOOKE ......................................... 20
12 PRÁTICA 9 - CASCATA DE FUMAÇA .............................................................. 21
13 PRÁTICA 10 - CORES EM ERUPÇÃO ............................................................. 22
14 PRÁTICA 11 - IDENTIFICAÇÃO DE NÚCLEO E NUCLÉOLO .......................... 23
15 PRÁTICA 12 - CICLOSE EM FOLHAS DE ELÓDEA ......................................... 24
16 PRÁTICA 13:ORGANIZANDO OS CROMOSSOMOS HUMANOS:IDIOGRAMA25
17 PRÁTICA 14 - OS FUNDAMENTOS DA HEREDITARIEDADE -
Teste de paternidade ................................................................................................ 35
18 PRÁTICA 15 - Osmose em pimentão verde ....................................................... 42
19 PRÁTICA 16: Reação ativada pela voz .............................................................. 43
20 PRÁTICA 17 - Jogo da Memória: “Onde está a Organela”? .............................. 45
21 REFERÊNCIAS .................................................................................................. 47
5
1 INTRODUÇÃO
O espaço do laboratório é um local de aprendizagem como um todo, sendo
uma grande oportunidade para exercitar habilidades, como: cooperação,
concentração, organização, manipulação de equipamentos, bem como o registro dos
dados observados, vivenciando o método científico.
As aulas práticas passam a fazer parte de um processo de ensino pensado e
estruturado pelo professor, exigindo planejamento e preparo, inclusive do local onde
possam acontecer, não ficando restritas ao espaço de laboratório. As aulas, desta
forma, não são apenas experimentais ou apenas teóricas, (PARANÁ, 2008, p. 53)
Segundo Santos, o nosso principal papel como professores, na promoção de
uma aprendizagem significativa, é desafiar os conceitos já aprendidos, para que
eles se reconstruam mais ampliados e consistentes, tornando-se assim mais
inclusivos em relação a novos conceitos.
Segundo as DCE de Ciências, as atividades práticas contribuem “para a
superação de obstáculos na aprendizagem de conceitos científicos, não somente
por propiciar interpretações, discussões e confrontos de ideias entre os estudantes,
mas também pela natureza investigativa” (PARANÁ, 2008a, p. 71).
6
2 NORMAS DE TRABALHO EM LABORATÓRIO
É extremamente importante que o aluno siga todas as instruções dadas pelo
professor, no que diz respeito às técnicas e medidas de segurança no laboratório,
pois as atividades experimentais, para serem bem-sucedidas ou produtivas,
requerem vários cuidados.
1. Verificar, com antecedência a atividade do dia, visto que cada aluno deve vir para
o laboratório teoricamente preparado.
2. Quando um aluno recebe a incumbência de trazer determinado material, deve
fazer com que o material chegue ao laboratório mesmo que venha a faltar a aula.
3. Apresentar-se de avental para a aula prática. É fundamental, no trabalho de
laboratório o uso de avental, de preferência de mangas compridas.
4. Não levar para o laboratório, objetos como: pastas, estojos, cadernos e livros de
outras disciplinas. Levar apenas o estritamente necessário ao trabalho a ser ali
realizado.
5. Não trabalhar com material imperfeito, quebrado e nem defeituoso, principalmente
com objetos pontiagudos ou cortantes.
6. A partir do momento em que o aluno receber as instruções, será responsável pelo
que danificar quebrar ou desperdiçar.
7. Não usar a vidraria indiscriminadamente. Para cada substância, usar uma pipeta,
um funil, um conta-gotas, um tubo de ensaio, etc.
8. Conservar limpo o local de trabalho.
9. Durante a aula prática, cada aluno deve limitar-se ao seu local de trabalho. O
aluno não é obrigado a trabalhar sentado, podendo também fazê-lo em pé, nunca
ajoelhado no banco.
10. Somente ao coletar (aluno responsável por levar o material dos armários para a
bancada e vice-versa) de cada grupo, é facultada a entrada na sala de preparo ou
7
acesso aos armários. É aconselhável fazer o revezamento do aluno coletor em cada
aula, mas nunca durante a aula.
3 NORMAS RELATIVAS À AULA PRÁTICA
1. Relacionar o material necessário.
2. Dispor o material sobre a mesa de trabalho, em uma ordem funcional.
3. Colocar os aparelhos a serem usados, em condições de uso.
4. O material recém-preparado deve ser devidamente acondicionado, marcado ou
etiquetado.
5. Seguir, cuidadosamente, o plano ou roteiro.
6. Registrar, fazer desenhos, representações esquemáticas, tudo o que possa
enriquecer a coleta de dados e observações.
7. À medida que for liberando o material, colocá-lo no lugar de origem, respeitando
os critérios de limpeza.
8. Jogar na lixeira, todos os sólidos e pedaços de papel usados. Nunca jogar nas
pias, fósforos, papel de filtro, ou qualquer sólido, ainda que ligeiramente solúvel. Os
restos orgânicos devem ser embrulhados antes de jogados no lixo.
9. Substâncias ácidas não devem ser pipetadas por sucção bucal; procurar acoplar
uma pera de borracha à pipeta. Em última instância, umedecer um algodão e colocá-
lo no bocal da pipeta. Fazer a sucção através dele.
10. Ao lidar com vidrarias, proceder com muito cuidado para evitar quebras e cortes
perigosos.
11. Fim da aula prática, nunca esquecer de conferir o material utilizado.
12. Recolocar tudo em seus devidos lugares. Ao final das aulas práticas, tudo deve
ser deixado em perfeita ordem, tal como foi encontrado no início e como deve ser
mantido no decorrer dos trabalhos.
13. Lavar as mãos com água e sabão antes de sair do laboratório.
8
4 PRÁTICA 1: CONSTATANDO A ATIVIDADE DOS LEVEDOS
Objetivo
Constatar a fermentação realizada pala levedura que constitui o fermento biológico.
MATERIAL NECESSÁRIO PARA O EXPERIMENTO
5 tubos de ensaio Água com açúcar
5 bexigas de borracha Etiquetas para identificar os tubos
Barbante ou elástico de ensaio
1 pacote de fermento biológico seco
PROCEDIMENTO
1. Dissolva o fermento em um pouco de água, de preferência filtrada.
2. No tubo 1, coloque água com açúcar.
3. No tubo 2, coloque água com açúcar.
4. No tubo 3, coloque água com fermento dissolvido.
5. Nos tubos 4 e 5, coloque água com açúcar e o fermento dissolvido.
6. Ferva durante alguns minutos o conteúdo do tubo 5. ( este procedimento deve
ser executado pelo (a) professor (a), devido a risco de queimaduras)
7. Etiquete os tubos 1, 2, 3, 4 e 5, indicando seus conteúdos e ajuste uma
bexiga à boca de cada um, amarrando-a firmemente com barbante ou
elástico.
8. Deixe o conjunto por algumas horas em um ambiente aquecido e observe o
que acontece com as bexigas.
9
Fonte: Castilho/2016 – Atividade dos levedos
Discussão:
1. Podemos dizer que ocorreu alguma reação química em algum dos frascos?
Justifique:_____________________________________________________
______________________________________________________________
2. Observe e anote que reação ocorreu nos tubos 4 e 5.
______________________________________________________________
3. Observe e anote o que ocorreu no tubo 5.
______________________________________________________________
10
5 PRÁTICA 2: ABERTURA E FECHAMENTO DOS ESTÔMATOS
Fonte: Castilho/2016 - Estômatos
Relato:
1. Primeiramente, deve-se explicar aos estudantes a importância dos estômatos na
epiderme das folhas.
2. Depois, com auxílio de uma pinça de ponta fina, destaque um pedaço de
epiderme inferior de folhas para observação de estômatos ao microscópio.
Dobre uma folha de modo a quebrá-la e destaque um pedaço de epiderme com a
pinça, colocando-o na lâmina de microscopia com uma gota de água, cubra com a
lamínula.
Utilize inicialmente o menor aumento para localizar os estômatos. Passe para o
aumento maior e observe a forma típica das células estomáticas, as únicas da
epiderme em que há cloroplastos. Façam desenho esquemático dos estômatos e os
comparem com as ilustrações dos livros.
Desenho:
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3. FATORES ENVOLVIDOS NA ABERTURA E NO FECHAMENTO DOS
ESTÔMATOS
Condições ambientais Comportamento do estômato
Intensidade luminosa
Alta
Baixa
Concentração de
CO²
Alta
Baixa
Suprimento de água
Alta
Baixa
4. Respondam as questões abaixo
(PUC-SP) O estômato é uma estrutura encontrada na epiderme foliar, constituída
por duas células denominadas células-guarda. Estas absorvem água quando há
grande concentração de íons potássio em seu interior, o que leva o estômato a se
abrir. Se o suprimento de água na folha é baixo, ocorre saída de íons potássio das
células-guarda para as células vizinhas e, nesse caso, as células-guarda tornam-se:
a) flácidas, provocando o fechamento do estômato.
b) flácidas, provocando a abertura do estômato.
c) flácidas, não alterando o comportamento do estômato.
d) túrgidas, provocando o fechamento do estômato.
e) túrgidas, provocando a abertura do estômato.
5. O estômato é uma estrutura formada por células e uma pequena abertura,
denominada de ostíolo, por onde entram gases importantes para a planta. A
abertura do ostíolo é determinada por mudanças que ocorrem:
a) nas células-guarda.
b) nas células subsidiárias.
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c) nas células epidérmicas típicas.
d) nas células parenquimáticas.
e) nas células do xilema.
6 PRÁTICA 3 - EXTRAÇÃO DO DNA DO MORANGO E DA BANANA E MODELO
DIDÁTICO DO DNA COM JUJUBA
Relato: Extração do DNA do morango e modelo didático do DNA com jujuba.
Preparação
01. 3 ou 4 Morangos
02. Saco plástico tipo zip
03. Tubo de ensaio
04. Filtro de papel
05. Coador
06. Detergente incolor
07. Sal
08. Álcool gelado
09. Palito de madeira (para churrasco)
10. Água morna
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Como Fazer:
Coloque os morangos, sem os cabinhos e as folhas, dentro do saco plástico e feche.
Por fora, amasse-os bem.
Adicione uma colher rasa de detergente, uma pitada de sal e um pouco de água
morna.
Amasse um pouco mais os morangos para misturar tudo muito bem.
Coe essa mistura para dentro de um copo alto.
Pegue uma quantidade de álcool que seja mais ou menos igual ao volume de suco
que está dentro do copo. Adicione o álcool aos poucos, deixando escorrer pela
lateral do copo para formar uma camada acima da mistura com fruta.
Aguarde um pouco e veja o DNA se formando na parte que separa as duas
camadas (ou fases). Com o palito, você pode "pescar" o DNA. Depois, misture tudo,
usando o palito e veja o DNA se formando.
Fonte: Castilho/2016 – DNA do morango
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Extraindo o DNA da banana -
Preparação
01. 1 banana
02. Saco plástico tipo zip
03. Tubo de ensaio
04. Peneira
05. Detergente incolor
06. Sal
07. Álcool gelado
08. Palito de madeira (para churrasco)
09. Água morna
Como Fazer:
Coloque a banana em um recipiente que possa amassá-la.
Adicione em um copo uma colher rasa de detergente, uma pitada de sal e um pouco
de água morna.
Adicione a banana e misture tudo muito bem.
Coe essa mistura para dentro de um copo alto.
Pegue uma quantidade de álcool que seja mais ou menos igual ao volume de suco
que está dentro do copo. Adicione o álcool aos poucos, deixando escorrer pela
lateral do copo para formar uma camada acima da mistura com fruta.
Aguarde um pouco e veja o DNA se formando na parte que separa as duas
camadas (ou fases). Com o palito, você pode "pescar" o DNA. Depois, misture tudo
usando o palito e veja o DNA se formando.
Retire um pouco dos filamentos e coloque-os em uma lâmina, pingue uma gota da
solução extratora, cubra com uma lamínula e, em seguida, observe ao microscópio.
Desenhe em forma de esquema o observado.
A objetiva com que se consegue visualizar a estrutura do DNA ao microscópio, é a
de 40 vezes.
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Proposta de aula – Modelo didático do DNA
Nesta proposta você montará um modelo didático, utilizando balas de goma
(jujubas) para melhor ilustrar a estrutura do DNA. Para montar o seu modelo de
DNA, você precisará de:
-balas de goma (jujubas) que representarão as bases nitrogenadas
-palitos de dente que representarão as ligações de hidrogênio
-arame fino e maleável que representará o açúcar e o fosfato
Organize as jujubas, separando-as por cores. Serão utilizadas quatro cores de
balas, cada uma representando uma base nitrogenada. Coloque as jujubas no
arame e utilize os palitos (três em cada ligação) para unir os pares de bases que
combinam entre si. No final, é só torcer os arames com jujubas ligados pelos palitos
e formar uma dupla hélice.
Fonte: Castilho/2016 - Modelo didático do DNA
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7 PRÁTICA 4: ÁCIDOS OU BASES
Objetivo: Identificar o caráter ácido ou básico de algumas soluções do cotidiano.
MATERIAL NECESSÁRIO PARA O EXPERIMENTO:
5 tubos de ensaio Pinça metálica
Estante para os tubos de ensaio Detergente
Solução de fenolftaleína Refrigerante (soda limonada)
Papel universal Vinagre
Papel universal Creme dental
Água Leite
PROCEDIMENTO
1. Coloque em cada tubo de ensaio os conteúdos indicados na tabela
abaixo.
2. Utilizando a pinça metálica, mergulhe e retire em seguida, uma fita de
papel universal em cada tubo de ensaio. Faça anotações na tabela.
3. Repita o procedimento 2, utilizando papel universal.
4. Coloque em cada tubo 3 gotas de indicador fenolftaleína. Faça anotações
na tabela.
Tubo Conteúdo Papel
universal
Fenolftaleín
a
Ácido/base
1 Vinagre
2 Creme dental + água
3 Refrigerante
4 Detergente + água
5 Leite
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8 PRÁTICA 5: PILHA ELÉTRICA DE BATATAS
OBJETIVO
Construir uma pilha elétrica que seja capaz de funcionar um dispositivo eletrônico.
MATERIAL NECESSÁRIO PARA O EXPERIMENTO
2 batatas grandes
2 placas de cobre
2 placas de zinco
5 pedaços de fio de cobre fino
1 esponja de aço
1dispositivo eletrônico
PROCEDIMENTO
5. Limpe bem as placas de cobre e de zinco com a esponja de aço.
6. Em cada uma das batatas, insira uma placa de zinco e uma placa de
cobre.
7. Conecte os dois conjuntos, ligando com o fio de cobre a placa de zinco de
uma batata com a placa de cobre da outra batata.
8. As placas que ainda não foram conectadas são os terminais da pilha de
batata.
9. Ligue os terminais, utilizando os fios de cobre, em um dispositivo
eletrônico e verifique o funcionamento do mesmo.
Fonte: Castilho/2016 – Pilha Elétrica de Batatas
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9 PRÁTICA 6: VELA ACESA PRECISA DE AR
OBJETIVO
Perceber a necessidade da presença de oxigênio para fazer a combustão da vela, e
observar a diminuição de pressão no interior da garrafa que foi utilizada no
experimento.
MATERIAL NECESSÁRIO PARA O EXPERIMENTO
Prato fundo
Vela
Porca de ferro grande
Fósforo
Garrafa pet
PROCEDIMENTO
1. Encha o prato com água, até a borda.
2. Coloque o toco de vela no centro da porca de ferro e coloque o conjunto na água
do prato.
3. Acenda a vela e coloque a garrafa sem fundo no prato, como indica a figura. A
seguir, tape a garrafa com a tampa da própria garrafa.
Observe todos os fenômenos que ocorrem.
Fonte: www.feiradeciencias.com.br
19
10 PRÁTICA 7: REINVENTANDO OS “Rs”
Objetivo:
Repensar os cuidados com o meio ambiente, através da reciclagem,
observação do meio, destacando a importância das plantas para os
demais seres vivos e para o planeta. Conscientizar os alunos da
importância de se evitar água parada, combatendo a proliferação do
mosquito AEDES AEGYPTI.
Procuramos então desenvolver nossa prática de laboratório, reciclando
diferentes materiais como: garrafas pet, tecidos ou barbante velhos, utilizando
pequena quantidade de terra, redução no consumo de água e diferentes plantas
para o cultivo, podendo ser observados a reprodução e o replantio de mudas, além
de ser um vaso que evita a proliferação do mosquito aedes aegypti.
Materiais necessários:
Garrafas pet, preferência as de coca-cola;
Tecidos velhos ou barbante;
Terra, água e mudas de plantas para replantio;
Etiquetas para identificação das plantas;
Fonte: Castilho/2016 – Reinventando os Rs
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Procedimento:
- Coloque para brotar folhas de violetas ou adquira mudas de hortaliças, etc.
- Recorte as garrafas, encaixe de modo que fiquem sobrepostas, sem deixar espaço,
evitando a entrada de insetos.
- Coloque um feixe de barbante ou fitas de tecidos saindo pelo bico e acrescente a
terra, fazendo o plantio ou replantio de mudas.
- Na parte inferior, coloque água de modo que o barbante ou tecidos em contato
fiquem embebidos.
11 PRÁTICA 8 - OBSERVAÇÃO DE ROBERT HOOKE
Fonte: Castilho/2016 – Célula da Cortiça
Objetivo:
Repetir como Robert Hooke descobriu a célula.
Material:
lâmina de barbear, lâmina, lamínula, conta-gotas, água, cortiça (rolha) e
microscópio.
Procedimento:
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1. Com a lâmina de barbear, realizar vários cortes transparentes na cortiça.
2. Com um conta-gotas depositar uma gota de água no centro da lâmina
3. Colocar o pedaço de cortiça no centro da lâmina
4. Cobrir com a lamínula
5. Levar ao microscópio e observar a cada aumento ocorrido.
Atividades:
1. Desenhe a cortiça em todos os aumentos
2. Pesquise sobre a descoberta da célula
12 PRÁTICA 9 - CASCATA DE FUMAÇA
Material
- uma garrafa pet de 2 litros transparente.
- uma folha de papel sulfite.
- fósforo ou vela;
Neste experimento, será demonstrado que a fumaça, trocando calor com um
canudo de papel, diminui sua temperatura, e aumenta sua densidade. E, através da
força gravitacional, a fumaça se acumula na parte inferior da garrafa. Com a
diminuição de temperatura, a fumaça absorverá umidade.
22
13 PRÁTICA 10 - CORES EM ERUPÇÃO
Material:
- placa de petri
- corantes azul, vermelho e amarelo
- detergente
- leite integral
Neste experimento, observa-se que, ao pingar o detergente no corante dentro do
leite, as moléculas de gorduras são destruídas, assim as cores se movimentam, e
originam demais cores, secundárias e terciárias.
Fonte: Castilho/2016
Cores em Erupção
23
14 PRÁTICA 11 - IDENTIFICAÇÃO DE NÚCLEO E NUCLÉOLO
Materiais:
Fígado bovino fresco;
Lâmina;
Lamínula;
Azul de metileno;
Microscópio ótico;
Procedimento:
1. Tocar levemente com uma lâmina na superfície do fígado bovino; deixar secar as
células sobre a lâmina; corar o material por 5 minutos com Azul de metileno; cobrir
com lamínula e observar ao MO em 4X, 10X e 40X;
2. Esquematize o que foi observado.
3. Qual a importância do núcleo para uma célula?
4.O que o nucléolo representa em uma célula eucarionte?
Fonte: Castilho/2016 – Observação de núcleos e nucléolos
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15 PRÁTICA 12 - CICLOSE EM FOLHAS DE ELÓDEA
Relato:
Esta prática possibilita aos alunos observar nas folhas da Elódea um processo
interessante que ocorre no interior de suas células, a ciclose.
Fonte: Castilho/2016 – Célula de Elódea
MATERIAL NECESSÁRIO PARA O EXPERIMENTO
ramo de Elódea papel de filtro (filtro de café)
(planta de aquário) álcool
microscópio acetona
lâminas e lamínulas água filtrada
pinça pequenos vidros ou copinhos de café
palito etiquetas
sal
PROCEDIMENTO
1- Retirar, com auxílio de pinça ou bisturi, uma folha da Elódea;
2- Depositar o corte sobre uma lâmina de vidro;
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3- Pingar uma gota de água sobre o corte;
4- Cobrir o material com a lamínula de vidro;
5- Observar ao microscópio;
6- Desenhar e colorir.
16 PRÁTICA 13: ORGANIZANDO OS CROMOSSOMOS HUMANOS: IDIOGRAMA
Material: tesoura e cola.
Introdução
A análise de cromossomos humanos é hoje realizada rotineiramente em
qualquer serviço de aconselhamento genético. Técnicas modernas permitem
preparar lâminas de microscopia com os cromossomos bem individualizados,
condição fundamental para estudá-los.
O conjunto cromossômico de uma célula é o cariótipo. Nas lâminas de
microscopia, cada conjunto cromossômico é fotografado, e os cromossomos são
recortados individualmente da foto. Em seguida, eles são comparados, identificados
e colados sobre uma folha de papel. Essa montagem constitui o idiograma. Neste
número, sugerimos uma atividade de reconhecimento de cromossomos humanos
desenhados e de montagem de um idiograma. O padrão de bandeamento
apresentado nos desenhos segue as normas definidas no 4º Congresso
Internacional de Genética Humana, realizado em Paris, em 1971.
Neste material, apresentamos as informações necessárias para que os
estudantes montem um idiograma humano normal, semelhante aos utilizados pelos
geneticistas ao estudar eventuais desordens cromossômicas nos pacientes.
Para a montagem do idiograma, cada estudante ou grupo de estudantes deve
receber cópias da página de atividades com os cromossomos para recortar e do
gabarito onde o idiograma será montado.
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A atividade propiciará aos estudantes oportunidade de se familiarizar com
conceitos relativos ao número, forma e classificação dos cromossomos de forma
lúdica.
O processo para identificar os cromossomos é quase um jogo de seguir pistas
e simula o grau de detalhamento necessário ao trabalho do citogeneticista, na
pesquisa de possíveis anormalidades cromossômicas e genéticas.
Apresentamos, a seguir, a descrição dos cariótipos de três pacientes
portadores de anomalias cromossômicas.
O cariótipo nº 1 é de um homem afetado pela síndrome de Down, ou
mongolismo. O cariótipo nº 2 é de uma mulher normal portadora de uma
translocação equilibrada entre os cromossomos 15 e 21. O cariótipo nº 3 é de uma
mulher afetada pela síndrome de Turner.
Sugerimos como atividade complementar, a montagem de um idiograma
humano normal, o que tornará mais fácil o trabalho de análise dos cariótipos
aberrantes.
CARIÓTIPO Nº 1
HOMEM AFETADO PELA SÍNDROME DE DOWN (MONGOLISMO)
A síndrome de Down ou mongolismo é uma anomalia humana congênita,
causada pela trissomia do cromossomo de número 21. As células da pessoa
afetada, neste caso do sexo masculino, apresentam 47 cromossomos. Pessoas
portadoras dessa síndrome manifestam um conjunto de características: retardo
mental, traços faciais mongoloides, prega típica na palma da mão, semelhante à dos
símios (prega simiesca), e expectativa de vida reduzida. A frequência de
nascimentos de crianças com mongolismo é da ordem de 1/700 nascidas vivas
(mais ou menos 0,14%). A causa mais comum dessa anomalia é a não-disjunção
(isto é, a não-separação) dos cromossomos 21 durante a meiose, o que leva à
formação de gametas portadores de dois cromossomos 21.
CARIÓTIPO Nº 2
MULHER PORTADORA DE TRANSLOCAÇÃO EQUILIBRADA ENTRE OS
CROMOSSOMOS 15 E 21
Na espécie humana, pode ocorrer translocação entre um cromossomo 15 e
um cromossomo 21, resultante de quebras simultâneas nos "braços" curtos desses
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cromossomos, que se soldam em posição trocada. Surgem, assim, dois
cromossomos translocados, um com os braços longos dos cromossomos 15 e 21 e
outro com os braços curtos (o qual se perde). A pessoa portadora da translocação,
neste caso do sexo feminino, é normal, mas pode gerar descendentes afetados pelo
mongolismo. Na página seguinte apresentamos o esquema do processo meiótico de
pessoas com esse tipo de translocação, chamada equilibrada porque seu portador é
normal, uma vez que possui praticamente todo o material genético dos
cromossomos 15 e 21 reunido no cromossomo translocado.
CARIÓTIPO Nº 3
MULHER AFETADA PELA SÍNDROME DE TURNER
A síndrome de Turner é uma anomalia humana congênita, causada pela
ausência de um cromossomo do par sexual. As pessoas afetadas são sempre do
sexo feminino e apresentam 45 cromossomos em suas células, sendo 44
autossomos e apenas um cromossomo sexual X. Características típicas de mulheres
com essa anomalia são: pescoço alado, isto é, com expansões laterais de pele,
estreitamento da artéria aorta e baixa estatura. As gônadas não se diferenciam e
não produzem hormônios, de modo que a mulher afetada não menstrua e seus
pelos pubianos não se desenvolvem. A frequência de nascimentos de meninas com
síndrome de Turner é da ordem de 1/2500 nascidas vivas (mais ou menos 0,04%). A
causa mais comum desse distúrbio é a não-disjunção (isto é, a não-separação) dos
cromossomos sexuais durante a meiose, o que leva à formação de gametas
deficientes quanto ao cromossomo sexual.
35
17 PRÁTICA 14 - OS FUNDAMENTOS DA HEREDITARIEDADE - Teste de
paternidade
Introdução
Essa aula propõe a simulação de um teste de paternidade por meio da
análise de fragmentos de DNA da criança, de sua mãe falecida e de três homens,
um deles o pai biológico da criança.
2. O experimento
2.1 Materiais
• Papel;
• Lápis ou caneta;
• Tesoura.
2.2 Procedimento
Oriente previamente os alunos para que realizem uma pesquisa em casa ou
na biblioteca sobre como os testes de paternidade são atualmente realizados: qual
material biológico costumam usar, o que extraem dele, se necessitam de grande
quantidade de material e em que se baseia a análise dos resultados do teste.
Inicie a atividade com uma discussão sobre os fundamentos da
hereditariedade.
Cada pessoa tem um padrão DNA particular. Um filho herda 50% de suas
moléculas de DNA da mãe e 50% do pai. No núcleo de cada célula somática (célula
dos tecidos que constituem o corpo) há 23 pares de cromossomos homólogos: 23
desses cromossomos vieram do óvulo e os outros 23, do espermatozoide. A união
do óvulo com o espermatozoide deu origem ao zigoto. Esse zigoto originou o
embrião e depois o feto que um dia fomos.
Cada cromossomo é constituído de uma molécula de DNA e de proteínas,
portanto, em cada célula somática há 46 moléculas de DNA.
O teste de paternidade compara o DNA dos pais com o do filho, com
probabilidade de 99,9% de acerto para determinação da paternidade.
Simplificadamente, nessa técnica, o DNA dos indivíduos é isolado e
multiplicado por meio de uma técnica denominada Reação em Cadeia da
Polimerase - PCR, na qual são realizados ciclos de alteração de temperatura e
usadas enzimas, fragmentos para iniciar a síntese de DNA e nucleotídeos que
possibilitarão que uma pequena quantidade de DNA seja aumentada muitas vezes.
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Após essa etapa de amplificação, o DNA é quebrado em fragmentos através das
chamadas enzimas de restrição, que são capazes de clivar regiões específicas das
moléculas de DNA. Esses fragmentos são separados por tamanho e não por sua
sequência de bases (ou nucleotídeos), através da técnica de eletroforese, gerando
uma espécie de imagem fotográfica semelhante a um código de barras. Esse
“código de barras” é a “impressão digital” do indivíduo. Os resultados são
comparados, podendo identificar os pais do indivíduo. Vale lembrar que o exame de
DNA não compara a informação genética dos indivíduos, mas apenas os tamanhos
dos fragmentos obtidos de suas moléculas de DNA.
O teste é feito pelo DNA com sangue, de onde são obtidos os leucócitos, ou
fio de cabelo. Em caso de pai falecido, extrai-se o DNA dos ossos e dos dentes do
corpo, desde que o material não tenha sido prejudicado pelo calor (cremação, por
exemplo).
Nessa aula, será simulado um teste de paternidade, de maneira simplificada,
com o objetivo de subsidiar a discussão sobre os princípios de transmissão de
características hereditárias.
Proponha um caso:
Caio é um menino de 5 anos. Sua mãe faleceu há um ano atrás e três
homens afirmam ser seu pai. Foi realizado um teste de paternidade para tirar a
prova.
No anexo 2 do Roteiro de Trabalho estão os supostos fragmento de DNA dos
envolvidos (Filho, mãe, suposto pai 1 (P1), suposto pai 2 (P2) e suposto pai 3 (P3).
Peça para os alunos completarem as fitas de DNA com as respectivas bases
complementares dos fragmentos dos DNA dos envolvidos (Anexo 2 do Roteiro de
Trabalho); Os passos da simulação consistem em
1. Quebrar o DNA em fragmentos pela enzima de restrição.
Considere agora que a enzima de restrição utilizada reconhece a sequência
de bases GG e que “corta” o DNA entre o primeiro e o segundo G.
Nota: Lembre-se que, após a etapa de amplificação, o “cromossomo”, uma
estrutura identificável pela sua forma, tamanho e constituída de uma molécula de
DNA específica, deixa de existir. No final desse processo, o que se obtém é uma
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mistura composta de todas as moléculas de DNA, que constituíam todos os
cromossomos das células do indivíduo.
Quando a sequência GG for encontrada, faça um traço vertical separando G
de G, como no exemplo da figura 1.
Figura 1: Sequência hipotética de DNA exemplificando o traço separando G de G.
As duas sequências indicam as duas fitas de DNA da molécula.
Corte com uma tesoura (representa a enzima de restrição), a fita de DNA
onde foram feitos os traços verticais, obtendo, assim, fragmentos de DNA (Figura 2);
Figura 2: Sequência hipotética de DNA, exemplificando o corte em que foram feitos
os traços
Conte o número de pares de bases nitrogenadas de cada fragmento e
marque no verso da fita.
Figura 3: Frente e verso do fragmento formado pela quebra da sequência hipotética
de DNA mostrada nas figuras 1 e 2.
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2. Separação dos fragmentos por eletroforese:
Preparo do Gel
O gel é representado pela tabela 1.
Corrida do DNA
Após cortados os fragmentos, pintar os quadrados (representação das
bandas), de acordo com os fragmentos originados na coluna representativa do
material de coleta recebido (Tabela 1).
O DNA possui uma carga negativa, logo, os pares de base (pb) se
deslocarão, no sentido de aproximação do cátodo (polo positivo), e afastamento do
ânodo (polo negativo). Como os fragmentos possuem a mesma carga, eles serão
separados por tamanho no gel. Quanto menor o fragmento, mais fácil passará nos
espaços do gel e migrará mais rapidamente.
No caso proposto, o suposto pai é o sujeito 3. As bandas do DNA do filho que
não correspondem ao DNA da mãe, correspondem ao DNA do suposto pai 3.
Chame atenção para a banda do DNA da mãe que contém 5 pares de base (linha 5,
coluna 1). Ela é mais grossa que as demais, pois é mais densa, ou seja, possuem
vários fragmentos iguais.
Referência:
RODRIGUES, Bianca Caroline Rossi. TRANSMISSÃO DA VIDA ÉTICA E
MANIPULAÇÃO GÊNICA: Teste de paternidade. 2011. Projeto EMBRIAO -
Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP. Disponível em:
<http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/19866/48_E_6_1_6_
paternidade.pdf?sequence=2>. Acesso em: 20 out. 2016.
PRÁTICA LABORATORIAL DE BIOLOGIA:
Teste de paternidade
Objetivo da aula prática
Essa aula propõe a simulação de um teste de paternidade por meio da análise de
fragmentos de DNA da criança, de sua mãe falecida e de três homens, um deles o
pai biológico da criança.
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Procedimento
Abaixo, propomos um caso para ser resolvido, simulando um teste de paternidade.
Caso:
Caio é um menino de 5 anos Sua mãe faleceu e três homens afirmam ser seu pai.
Foi realizado um teste de paternidade para tirar a prova.
Em anexo estão os supostos fragmento de DNA dos envolvidos (Filho, mãe, suposto
pai 1 (P1), suposto pai 2 (P2) e suposto pai 3 (P3).
1. Completar as fitas de DNA com as respectivas bases complementares dos
fragmentos dos DNA dos envolvidos (Anexo);
2. Quebrar em fragmentos pela enzima de restrição:
Considere agora que a enzima de restrição utilizada reconhece a sequência de
bases GG e que “corta” o DNA entre o primeiro e o segundo G.
Quando a sequência GG for encontrada, faça um traço vertical separando G de G;
Corte, com uma tesoura (representa a enzima de restrição), a fita de DNA em que
foram feitos os traços verticais, obtendo, assim, fragmentos de DNA;
Conte o número de pares de bases nitrogenadas de cada fragmento e marque no
verso da fita.
3. Separação dos fragmentos por eletroforese:
Preparo do Gel
O gel é representado pela tabela 1.
Corrida do DNA
Após cortados os fragmentos, pintar os quadrados (representação das bandas) de
acordo com os fragmentos originados, na coluna representativa do material de
coleta recebido (Tabela 1).
O DNA possui uma carga negativa, logo, os pares de base se deslocarão no sentido
de aproximação do cátodo e afastamento do ânodo. Como os fragmentos possuem
a mesma carga, eles serão separados por tamanho no gel. Quanto menor o
fragmento, mais fácil passará nos espaços do gel e migrará mais rapidamente.
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Tabela 1: Quadro representativo de um gel de eletroforese. Os códigos horizontais
na primeira linha da tabela representam as amostras a serem aplicadas no gel. Os
números de 1 a 30 representam os pares de bases (pb) que ficarão retidos no gel.
Questões:
1. Como é transmitido o material genético dos pais para os filhos?
2. Por que metade das bandas dos pais coincidem com as do filho?
3. Quem é o suposto pai?
4. Cite algumas características humanas que você considera que são hereditárias.
Justifique sua resposta.
ANEXO 1 – TABELA 1
MÃE FILHO PAI 1 PAI 2 PAI 3
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
AMOSTRAS DE DNA
+
−
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ANEXO 2 – AMOSTRA DE DNA
ESQUEMA DO GEL ( PARA OS RESULTADO DOS PROFESSORES)
A T A G C T C C A T G G C C C A A C T A G C T A C C T C G A
C G A A A A T G C C A A A C C A A C T A G C T A C C T C G A
A A G G C T A C A T A G A T C C T T C A A C T A T G T C G A
T A T G C G G A A C T G A A A C T T G C C G T A T G T C G A
A T A G C T C C A T G G C C C T T T C G G C T A C G T C G A
FILHO
MÃE
SUPOSTO PAI 1
SUPOSTO PAI 2
SUPOSTO PAI 3
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18 PRÁTICA 15 - Osmose em pimentão verde
Objetivo: Observar a osmose em filetes de pimentão, com diferentes concentrações
de sal.
Material: pimentão verde, água destilada ou filtrada, sal, bisturi, placas de petri
Duração: 1h
Encaminhamento Metodológico:
1.Com o bisturi, corte cuidadosamente 9 filetes de pimentão, retos, do tamanho mais
ou menos ao de um palito de fósforo;
2. Mantenha a película em uma das faces dos filetes. Ela é praticamente
impermeável. Por ali não haverá troca de água com o meio externo.
3. Coloque 3 filetes em cada placa de petri numerada (ou outro recipiente). Na 1ª
placa, adicione somente água filtrada; na 2ª placa, adicione uma pitada de sal com a
água; e, na 3ª placa, adicione duas pitadas de sal com a água.
4. Após 30 minutos, você poderá observar as diferentes curvaturas dos filetes, que
indicarão a entrada ou a saída de água nas células do pimentão.
Resultado esperado:
Na placa 1 – As células recebem água e aumentam de tamanho e o filete de
pimentão curva para fora.
Na placa 2 – As células ganham e perdem a mesma quantidade de água. O filete de
pimentão fica reto.
Na placa 3 – As células perdem água para o meio e encolhem. O filete de pimentão
curva para dentro.
Fonte: Castilho/2016 – Osmose em pimentão
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ATIVIDADES:
1. Como fica o pimentão em cada placa de petri? Faça um desenho de cada
placa observada.
2. Explique o que aconteceu em cada uma. (qual processo).
1.__________________________________________________________________
___________________________________________________________________
2.__________________________________________________________________
___________________________________________________________________
3.__________________________________________________________________
___________________________________________________________________
19 PRÁTICA 16: Reação ativada pela voz
Materiais e reagentes:
1 erlenmeyers
1 rolha de borracha
Álcool etílico
Azul de bromotimol ou fenolftaleína
Hidróxido de sódio
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Procedimento:
Neste experimento são adicionadas 4 gotas do indicador fenolftaleína ou azul de
bromotimol a 25 mL de álcool etílico em um erlenmeyer. A seguir, acrescenta-se
uma ou duas gotas de solução 1 mol/L de NaOH.
Então, é solicitado a um aluno que pronuncie algumas palavras na "boca" do
recipiente que contém a solução, pode pedir para assoprar simplesmente. Observe a
reação.
Discussão:
O resultado observado após algumas palavras, é a mudança na coloração da
solução.
A explicação para este fato é a seguinte: Quando o hidróxido de sódio (base) é
adicionado à solução contida no erlenmeyer, esta se torna básica, e a cor do
indicador é a coloração característica de base. Durante o processo da respiração,
quando expiramos, liberamos boa quantidade de gás carbônico, que é um óxido
ácido. Este gás em meio aquoso produz ácido carbônico. Quando alguma palavra é
pronunciada bem perto do erlenmeyer, injetamos grande quantidade de ar, contendo
gás carbônico, e este, em contato com a água, produz ácido carbônico,
neutralizando a pequena quantidade de base. A produção desse ácido vai
neutralizando a solução que, inicialmente, é básica. O efeito visual da neutralização
é a solução mudar sua coloração.
OBS:
O azul de bromotimol apresenta coloração azul em meio básico, amarela em meio
ácido
e verde em meio neutro.
A fenolftaleína apresenta coloração rosa em meio básico e incolor em meio ácido.
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20 PRÁTICA 17 - Jogo da Memória: “Onde está a Organela”?
Objetivo: Auxiliar no processo de desenvolvimento do aprendizado do conteúdo
célula, estimulando o raciocínio e integrando os alunos.
Material: cartolina ou papel cartão, cola, tesoura sem ponta, folha de sulfite, papel
contacte transparente.
Duração: 3 horas
Encaminhamento Metodológico: Antes de propor esse jogo em sala de aula, é
necessário o professor ter abordado conceitos básicos do conteúdo célula, bem
como suas estruturas e funções. O professor deverá dividir a sala em grupos (2 a 4
jogadores cada grupo).
Confecção do jogo: O professor deverá confeccionar o nº de jogos, de
acordo com o nº de alunos da turma ou poderá confeccionar o jogo com os próprios
alunos, dividindo-os em grupos. Poderá estipular o tempo de jogo. Ex.: 20min.
Deverá imprimir os quatro tipos de cartas propostas e colar no papel cartão ou
cartolina, seguindo as instruções:
9. As cartas de cor laranja possuem os nomes das organelas citoplasmáticas;
10. As cartas de cor azul possuem as imagens das organelas citoplasmáticas; (as
imagens foram obtidas no site http://images.google.com.br)
11. As cartas de cor vermelha possuem as funções das organelas citoplasmáticas;
12. As cartas de cor verde possuem as estruturas das organelas citoplasmáticas;
O professor deverá colar o papel contacte transparente em cada carta do jogo
para maior durabilidade.
Como jogar: O professor poderá propor o jogo para a sala, aumentando o
grau de dificuldade, conforme a intenção.
Por exemplo: primeiro joga-se com apenas dois tipos de cartas, as de cor
laranja (contendo os nomes) e as de cor azul (contendo as imagens). Segundo,
joga-se com três tipos de cartas, as de cor laranja (contendo os nomes), as de cor
azul (contendo as imagens) e as de cor vermelha (contendo as funções). Terceiro,
joga-se com quatro tipos de cartas, as de cor laranja (contendo os nomes), as de cor
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azul (contendo as imagens), as cartas de cor vermelha (contendo as funções) e as
cartas de cor verde (contendo as estruturas).
A seguir, as orientações de como jogar formando quadras, as mesmas
orientações devem ser seguidas para formar trios e duplas.
3. Embaralhar as cartas com as mesmas cores separadamente;
4. Dispor as cartas viradas para baixo uma ao lado da outra, cada cor em uma
coluna, formando quatro colunas;
5. Uma jogada consiste em virar uma carta laranja, uma carta azul, uma carta
vermelha e uma carta verde;
6. Todos visualizam as cartas viradas;
7. Se forem correspondentes, o aluno formará uma quadra e deverá guardá-la
com ele;
8. Se as cartas viradas não formarem correspondência, acabou a jogada,
virando novamente as cartas no seu lugar;
10. Os alunos deverão observar as cartas viradas (memorizando e fixando o
conteúdo) para as jogadas seguintes;
11.O jogo continuará com o próximo a jogar, que procederá da mesma forma que o
anterior;
12.Ganha quem tiver mais quadras relacionadas corretamente ao final do tempo
estipulado pelo professor ou se todas as cartas forem relacionadas;
OBS: As imagens, as funções e as estruturas das organelas citoplasmáticas são
correspondentes ao lugar ocupado pelos nomes de cada uma. Ex. A primeira
organela é o retículo endoplasmático rugoso, logo, a primeira imagem, a primeira
função e a primeira estrutura pertencem ao retículo endoplasmático rugoso. E assim
sucessivamente.
Este jogo é uma adaptação do “Jogo da memória: Onde está o Gene?”
Disponível em http://geneticanaescola.com.br/vol-iv2-artigo-05/ Acesso em 30/10/14
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21 REFERÊNCIAS
AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Fundamentos da Biologia Moderna. São Paulo: Moderna, 1990. CABRAL, Fernando Viana. Técnicas Fundamentais de Laboratório. MARCHAN, Geisiele. Extraíndo o DNA do Morango. Disponível em: <http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=fef&cod=_extraindoodnadomorango> Acesso em: 16 ago. 2016. Extraíndo o DNA do Morango. Aprendendo química. Disponível em: <http://aprendendo-quimica.blogspot.com.br/2011/12/extracao-caseira-do-dna-do-
morango.html>. Acesso em: 16 ago. 2016. RODRIGUES, Bianca Caroline Rossi. Transmissão da Vida Ética e Manipulação Gênica: Teste de Paternidade. 2011. Projeto EMBRIAO - Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP. Disponível em: <http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/19866/48_E_6_1_6_paternid
ade.pdf?sequence=2>. Acesso em: 20 out. 2016.
Dicionário Rossetti de Química, www.rossetti.eti.br/dicuser/index2.asp.
O trabalho em ambientes quentes,
www.laraio.com.br/Trabalho%20em%20Locais%20Quentes.htm.
https://portugal.alphafm.org/document/o-raio-passo-a-passo-5759421
Física na Escola, v. 4, n. 2, 2003 O Raio Passo a Passo p.