IDENTIDADE DOS SERES VIVOS AS FUNÇÕES VITAIS BÁSICAS EXPERIMENTO Construção de modelos tridimensionais de células Aula 3
1. Resumo Esta aula tem como finalidade o estudo da célula, mais especificamente a comparação entre diferentes tipos celulares. Para isso, é proposta a confecção de modelos de células procariótica, eucariótica animal e eucariótica vegetal com o do uso de massa de modelar e isopor (ou massa de modelar e gel de cabelo). Nesta aula, será montado o modelo da célula eucariótica vegetal com os modelos das estruturas celulares confeccionadas na aula anterior e serão discutidas as principais diferenças entre as células confeccionadas. 2. O experimento 2.1 Materiais Modelos das estruturas celulaers feitas na aula anterior; Palitos de dente; Fita adesiva; Tesoura. FOTO 2.2 Procedimento Figura 1: Materiais necessários. Professor, para a montagem dos modelos das células, sugerimos que os alunos sentem em círculo, com os integrantes de cada grupo sentados próximos. (Se isso não for possível, colocar a montagem das células na frente da sala, de forma que todos consigam visualizar). Um grupo de cada vez vai até o centro do círculo (ou à frente da sala) e comenta rapidamente quais modelos de estruturas celulares confeccionou, suas funções e sua localização na célula. Peça para que os grupos responsáveis pela confecção do corpo da célula iniciem essa etapa para que os outros grupos possam inserir suas estruturas celulares no citosol. Em cada fala dos grupos, é possível você perguntar à classe se eles podem contribuir com mais alguma informação a respeito da estrutura celular em questão. Faça observações complementando as informações, se necessário. Em anexo, no final desse roteiro, segue a continuação de sugestão de montagem da célula eucariótica vegetal para o modelo em gel. 2
2.2.1 Protocolo Experimental Sugestão para montagem da célula: CÉLULA EUCARIÓTICA VEGETAL 1. Exemplo de montagem do modelo da célula eucariótica vegetal (Figura 2): Prender os modelos das estruturas celulares com palito de dente no isopor, atentando para sua localização na célula, como mostra a figura 2. A B Figura 2: (A) Fixação do modelo da estrutura celular ao modelo da célula com um palito de dente. (B) Modelo da célula eucariótica vegetal finalizada. Uma vez montados os três modelos de células, faça uma discussão retomando as funções das estruturas celulares. Pergunte para a classe a função de cada uma delas e em seguida levante questões associativas, como Qual a diferença fundamental entre a célula procariótica e as células eucarióticas?, Quais as diferenças entre as células animal e vegetal?, Como podemos relacionar a mitocôndria e os cloroplastos?. Isso evidenciará possíveis dúvidas que eventualmente tenham ficado. 3. Sugestão de roteiro de trabalho A seguir, sugerimos um roteiro de trabalho para ser utilizado na íntegra ou adaptado, e que poderá ser entregue aos alunos. Ele contém todas as orientações necessárias para o desenvolvimento da aula prática e também algumas questões que auxiliarão no fechamento da atividade. 3
PRÁTICA LABORATORIAL DE BIOLOGIA Construção de modelos tridimensionais de células - Aula 3. Nome: N Série: Data: Objetivo da aula prática: Montar a célula eucariótica vegetal com as estruturas celulares confeccionadas na aula anterior e discutir as principais diferenças entre as células confeccionadas. Protocolo Experimental Materiais: Estruturas celulares feitas na aula anterior. Palitos de dente. Procedimento: Montar a célula de acordo com as instruções do professor. Questões: 1. Quais as principais estruturas celulares presentes na célula eucariótica vegetal? 2. Quais as principais diferenças entre as células animal e vegetal? 3. Quais as estruturas presentes nos três tipos células? 4
4. Referências complementares 1. Baralho celular e Cara a cara com a célula. Materiais didáticos do site do Centro de Estudos do Genoma Humano, do IBUSP. Disponível em:http://genoma.ib.usp.br/educacao/materiais_didaticos.php 2. Laminário Virtual. Material educativo do site da Biblioteca Digital de Ciências da Unicamp, que possibilita a visualização dos principais tipos celulares constituintes dos tecidos animais, de suas estruturas básicas e de suas especializações. Disponível em:http://www.bdc.ib.unicamp.br/bdc/visualizarmaterial.php?idmaterial=752 Acesso em 02 de fevereiro de 2009. 3. Minha vida de organela. Programa de áudio em que dois operários (um deles, estudante do período noturno do Ensino Médio) discutem as funções de algumas estruturas celulares, fazendo comparações com a fábrica em que trabalham. Isso leva à percepção de que a célula é uma unidade autônoma e transformadora de matéria e energia. Disponível em: http://www.ib.unicamp.br/lte/bdc/visualizarmaterial.php?idmaterial=786 Acesso em 02 de fevereiro de 2009. 4.Quão grande é? Programa do RIVED com atividade relativa às dimensões das células e dos organismos. Disponível em:http://www.rived.mec.gov.br/site_objeto_ver.php?codobjeto=92 Acesso em 27de janeiro de 2009. 5. Museum of Science Site, em inglês, que apresenta várias fotos de microscopia eletrônica de varredura. Disponível em:http://www.mos.org/sln/sem/ Acesso em 27de janeiro de 2009. 6. Estruturas celulares citoplasmáticas. Recurso do Portal do Professor que apresenta as estruturas celulares citoplasmáticas de uma célula animal com esquemas e imagens vistas pelo microscópio eletrônico de transmissão. Disponível em:http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichatecnica.html?id=10137 7. Organização celular. Texto do Centro de Referência Virtual do Professor, do governo do Estado de Minas Gerais, que apresenta de forma simplificada as principais características da organização celular. Disponível em:http://crv.educacao.mg.gov.br/sistema_crv/index.asp?id_projeto=27&id_objeto=61827&tipo=ob &cp=104331&cb=&n1=&n2=m%f3dulos%20did%e1ticos&n3=ensino%20m%e9dio&n4=biologia&b=s 8. A célula. Texto da Universidade Federal de Viçosa (UFV) que apresenta descrição das funções das estruturas celulares citoplasmáticas. Disponível em:http://www.ufv.br/dbg/labgen/celulas.html 9. A origem das estruturas celulares. Texto publicado pela Editora Saraiva, adaptado a partir de trabalho de pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP), que comenta a possível origem endossimbiôntica de estruturas celulares citoplasmáticas. Disponível em:http://biosonialopes.editorasaraiva.com.br/navitacontent_/userfiles/file/sonialopes_ Powerpoints/SoniaLopes_Textos_Atualiza_o/origem_estruturas celulares.pdf 5
10.The inner life of the cell. Versão legendada (em português) da animação produzida pela Universidade de Harvard. Apesar de sua complexidade conceitual, mostra de forma interessante aspectos do metabolismo celular. Disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=o0zhwjox_eo&feature=playlist&p=6d18517cc56c6cce&index=47 A versão original em inglês pode ser vista, com melhor qualidade, em: http://multimedia.mcb.harvard.edu/media.html 5. Anexos MONTAGEM DE MODELOS CELULARES EM GEL Materiais: Modelos de estruturas celulares feitas na primeira aula; Aquário quadrado de vidro ou pote transparente similar; Gel de cabelo consistente e sem álcool; Papel celofane verde (o mais transparente possível); Pinça (para ajudar a posicionar as estruturas celulares dentro das células); Fita adesiva; Tesoura. Figura 3: Materiais necessários. 6 Procedimento: Professor, para a montagem dos modelos das células, sugerimos que os alunos sentem em círculo, com os integrantes de cada grupo sentados próximos. (Se isso não for possível, colocar a montagem das células na frente da sala, de forma que todos consigam visualizar). Um grupo de cada vez vai até o centro do círculo (ou à frente da sala) e comenta rapidamente quais modelos de estruturas celulares confeccionou, suas funções, e sua localização na célula. Peça para que os grupos responsáveis pela confecção do corpo da célula iniciem essa etapa para que os outros grupos possam inserir suas estruturas celulares no citosol. Em cada fala dos grupos, é possível você perguntar à classe se eles podem contribuir com mais alguma informação a respeito da estrutura celular em questão. Faça observações complementando as informações, se necessário.
Protocolo experimental: Sugestão para montagem da célula: CÉLULA EUCARIÓTICA VEGETAL 1. Exemplo de montagem da célula eucariótica vegetal: a) Parede celular colocar aquário quadrado de vidro em cima de uma mesa posicionada no centro do círculo ou na frente da sala; b) Membrana plasmática forrar a parte interna do aquário com papel celofane verde, prendendo com fita adesiva (Figuras 4A, 4B e 4C); c) Citosol colocar o gel de cabelo dentro do aquário (Figura 5); d) Ribossomos espalhar as miçangas no gel; e) Citoesqueleto: Microtúbulos dispersos pelo citosol; f) Núcleo mencionar também os componentes do núcleo e posicioná-lo na periferia da célula (Figura 6A). Nas células vegetais, é muito comum o núcleo posicionar-se na periferia da célula, pois a porção central em geral está ocupada com o vacúolo. g) Retículo endoplasmático liso e rugoso perto do núcleo conexão das membranas; h) Complexo golgiense perto do Retículo Endoplasmático relação entre sua função e a do retículo; i) Lisossomos perto do Retículo Endoplasmático/Complexo golgiense relação entre as funções ou dispersos no citosol (Figura 6B); j) Vacúolo perto dos Lisossomos/Complexo golgiense função de armazenamento. Aqui você, professor, pode comentar que os vacúolos podem estar presentes em células animais com função de reserva, mas que são mais raros e não têm nomes específicos (Figura 7A); k) Mitocôndrias espalhadas pelo citosol (Figura 7B); l) Cloroplastos espalhados pelo citosol (Figura 8); 7
A B C Figura 4: (A) Colocação do papel celofane no interior do aquário de vidro. (B) Fixação do papel celofane na lateral do aquário de vidro com fita adesiva. (C) Detalhe do recorte e fixação do papel celofane no fundo do aquário. Figura 5: Preenchimento do pote plástico com gel de cabelo consistente e sem álcool, representando o citosol. 8
Construção de modelos tridimensionais de células Aula 3 A B Figura 6: (A) Detalhe do núcleo. (B) Detalhe de um lisossomo aberto. A B Figura 7: (A) Detalhe do vacúolo. (B) Detalhe de uma mitocôndria aberta. Figura 8: Detalhe de um cloroplasto aberto. 9
A Figura 9: (A): Modelo da célula eucariótica vegetal finalizada, com visualização de algumas estruturas celulares. (B) Célula eucariótica vegetal finalizada, com visualização do núcleo periférico. B Uma vez montados os modelos das três células, faça uma discussão retomando as funções das estruturas celulares. Pergunte para a classe a função de cada uma delas e em seguida levante questões associativas, como Qual a diferença fundamental entre a célula procariótica e as células eucarióticas?, Quais as diferenças entre as células animal e vegetal?, Como podemos relacionar a mitocôndria e os cloroplastos?. Isso evidenciará possíveis dúvidas que eventualmente tenham ficado. 10
PRÁTICA LABORATORIAL DE BIOLOGIA Montagem de modelos celulares em gel - Aula 3. Nome: N Série: Data: Objetivo da aula prática: Montar os modelos das células (procariótica e eucariótica animal) a partir dos modelos das estruturas celulares confeccionadas na aula anterior. Protocolo Experimental Materiais: Modelos de estruturas celulares feitas na primeira aula; Aquário quadrado de vidro ou pote transparente similar; Gel de cabelo consistente e sem álcool; Papel celofane verde (o mais transparente possível); Pinça (para ajudar a posicionar as estruturas celulares dentro das células); Fita adesiva; Tesoura. Procedimento: Montar os modelos das células de acordo com as instruções do professor. Questões: 1. Quais as principais estruturas celulares presentes nas células eucarióticas vegetal? 2. Quais as principais diferenças entre as células animal e vegetal? 3. Quais as estruturas celulares presentes nos três tipos células? 11
FICHA TÉCNICA Universidade Estadual de Campinas Reitor: Fernando Ferreira Costa. Vice-reitor: Edgar Salvadori de Decca. Pró-reitor de pós-graduação: Euclides de Mesquita Neto. Instituto de Biologia Diretora: Shirlei Maria Recco Pimentel. Diretor Associado: Flavio Antonio Maës dos Santos. EXECUÇÃO Projeto EMBRIAO Coordenação geral: Eduardo Galembeck. Coordenação de Mídia - Audiovisuais: Eduardo Paiva. Coordenação de Mídia - Software: Eduardo Galembeck. Coordenação de Mídia - Experimentos: Helika A. Chikuchi, Marcelo J. de Moraes e Bayardo B. Torres. Apoio Logístico/Administrativo: Eduardo K. Kimura, Gabriel G. Hornink, Juliana M. G. Geraldi. OBJETO DE APRENDIZAGEM Construção de modelos tridimensionais de células Aula 3 Coordenação do Experimento: Bianca Caroline Rossi Rodrigues. Redação: Ana Luiza de Araujo, Bianca Caroline Rossi Rodrigues, Helika A. Chikuchi e Eduardo Galembeck. Pesquisa: Ana Luiza de Araujo, Bianca Caroline Rossi Rodrigues e Florencia María Piñón Pereira Dias. Revisão de Conteúdo: Daniela Kiyoko Yokaichiya, Marcelo J. de Moraes e Cristiane Zaniratto. Testes de Bancada e captura de Imagens: Ana Luiza de Araujo e Florencia María Piñón Pereira Dias. Edição de Imagem: Florencia María Piñón Pereira Dias. Adequação Linguística: Lígia Francisco Arantes de Souza. Diagramação: Henrique Oliveira e Thais Goes. A Universidade Estadual de Campinas autoriza, sob licença Creative Commons Atribuição 2.5 Brasil - cópia, distribuição, exibição e execução do material desenvolvido de sua titularidade, sem fins comerciais, assim como a criação de obras derivadas, desde que se atribua o crédito ao autor original da forma especificada por ele ou pelo licenciante. Toda obra derivada deverá ter uma Licença idêntica a esta. Estas condições podem ser renunciadas, desde que se obtenha permissão do autor. O não cumprimento desta licença acarretará nas penas previstas pela Lei nº 9.610/98. Laboratório de Tecnologia Educacional Departamento de Bioquímica Instituto de Biologia - Universidade Estadual de Campinas UNICAMP Rua Monteiro Lobato, 255 CEP 13083-862, Campinas, SP, Brasil 12