arquivo - Sistema CPV

Manual
Orientações Metodológicas para o Professor
B iologia – E nsino M édio – C aderno 4
de
Abordagem dos assuntos
A apostila 4 aborda a parte final de Citologia e Histologia Animal.
A Citologia é finalizada com o estudo do núcleo e da divisão celular, conteúdos fundamentais para o estudo de Genética, que se
inicia logo após o término de Histologia, no caderno seguinte.
Um conceito fundamental para que o aluno possa organizar adequadamente as informações estudadas é o de ciclo celular. É
imperativo que o aluno tenha clara a alternância dos dois estados básicos de funcionamento das células em geral: interfase e
divisão. Iniciamos, então, o estudo do núcleo interfásico, com atenção redobrada sobre a cromatina. O estudo dos cromossomos
interfásicos que formam a cromatina relaciona a sua duplicação com a replicação semiconservativa das moléculas de DNA, já
estudada anteriormente. Definições importantíssimas são abordadas para que os alunos possam entender a relação entre genes
e cromossomos, por meio da noção de locus gênico e genes alelos, conceitos fundamentais para o futuro estudo de genética.
Em seguida destacamos a alteração dos cromossomos (condensação), que acontece quando as células entram no período de
divisão celular, e a consequente individualização e possibilidade de visualização dos mesmos. Isso posto, introduzimos a
noção de cariótipo e ploidia. É muito importante que o aluno tenha claras as definições de cromátides irmãs bem como as de
cromossomos homólogos, para que possam assimilar a diferença entre divisão equacional (se dá por meio da separação das irmãs)
e reducional (com a separação dos cromossomos homólogos). Além disso, há textos relacionando os conceitos vistos com temas
de Biotecnologia (genômica e proteômica), além de um pequeno texto relacionando as descobertas de Mendel com as posteriores
descobertas sobre cromossomos.
Depois disso, fazemos uma descrição mais pormenorizada da estrutura citológica dos cromossomos e abordamos a determinação
cromossômica do sexo. Com isso, completam-se os conteúdos que darão ao aluno os conhecimentos fundamentais sobre a
relação entre cariótipo e padrões hereditários. É fundamental que o aluno adquira a noção de que indivíduos de uma mesma
espécie compartilham um conjunto comum de cromossomos, isto é, compartilham o mesmo cariótipo, mas que isso não impede
uma diversificação intraespecífica fundamentada na noção de que cada gene pode apresentar uma quantidade de variações —
os alelos — que produzem diferentes variedades de um mesmo caráter. Essa noção deve ser reforçada e complementada, pelo
fato de que novos alelos de um certo gene podem surgir por mutações (aleatórias), aumentando a variabilidade genética da
espécie. Aproveitamos para abordar novamente (esses conceitos já foram mencionados no estudo dos ácidos nucleicos) a teoria
neodarwinista, acentuando que novos alelos produzem novos efeitos sobre os organismos que, por sua vez, serão submetidos à
seleção natural. Entretanto, não é recomendável que aprofundemos o estudo sobre a evolução das espécies nesse momento, já
que ele será realizado mais apropriadamente após o término da Genética.
Não custa relembrar que a abordagem repetida de certos temas centrais em Biologia, como a Evolução das Espécies assim
como aqueles relacionados a Tecnologias, é feita propositalmente para que os alunos possam conquistar um conhecimento
progressivamente mais completo e abrangente desses temas, assim como estabelecer de forma organizada as várias conexões
entre as diferentes partes das Ciências Biológicas. Com isso, nossos alunos poderão conquistar as competências e as habilidades
relativas ao verdadeiro conhecimento sobre a vida em seus diversos atributos.
Além disso, há também, um pequeno estudo de mutações cromossômicas, com o intuito de ilustrar a importância do cariótipo
como padrão de construção genética das espécies; mostrando que alterações individuais do padrão cariotípico da espécie trazem
consequências sobre as características somáticas. Assim, não há preocupação em descrever de maneira mais completa os diferentes
tipos de mutação, tarefa a ser cumprida ao final dos assuntos a respeito de Genética.
Em seguida, é abordado o estudo da divisão celular. É muito comum que os alunos descrevam os eventos da mitose e da meiose
de maneira decorativa, isto é, eles tentam memorizar a sequência de fenômenos por meio das fases. Entretanto, nós, professores,
podemos estimulá-los e dirigi-los para outra abordagem, mais dinâmica. Na mitose, por exemplo, o evento principal é a separação
simétrica das cromátides irmãs que ocorre na anáfase. A maioria dos eventos anteriores consiste na preparação para que esse
fenômeno central (separação das irmãs) possa acontecer com sucesso. Os eventos posteriores (telófase) finalizam a mitose com
uma transição para um novo período de interfase. Uma sugestão é, primeiramente, descrever os eventos e sua sequência lógica
e, depois, introduzir a divisão em fases. Assim, deve ficar claro para o aluno que decorar os eventos de cada fase é semelhante
a tentar decorar fotografias de um gol em um jogo de futebol; isto é, quando vemos uma sequência de fotos sobre um evento,
como o gol do time do coração, não queremos decorar como o autor do gol superou os zagueiros e chutou a bola para longe do
alcance do goleiro, mas queremos entender como foi que o gol saiu, e, para isso, tentamos, através das fotos, imaginar o lance por
inteiro para entender como ele aconteceu. Assim, a divisão celular pode ser demonstrada por meio de fases, para facilitar a sua
compreensão, e não apenas para a simples memorização dos eventos, como se estes não tivessem uma sequência lógica. Dessa
forma, estaremos possibilitando que o aluno conquiste um conhecimento verdadeiro sobre divisão celular.
CPV
manBiocad04
1
2
Manual
de
Orientações Metodológicas
para o
Professor
Importante também destacar os fenômenos meióticos que
aumentam a variabilidade gênica das espécies. A segregação
independente dos cromossomos homólogos permite que os
alunos entendam a segunda lei de Mendel e sua principal condição
de validade — os genes se segregam independentemente de
quando estão localizados em diferentes tipos de cromossomos.
Já a permutação (cross over) recombina genes ligados (linkage)
e é, portanto, pré-requisito fundamental para o estudo dos
trabalhos de T.Morgan com ligação gênica.
Sites
O próximo assunto a ser discutido é a gametogênese humana. É
importante destacar as diferenças entre gametas masculinos e
femininos, para que as particularidades da espermatogênese e
ovogênese sejam contextualizadas. Esse estudo demanda que o
aluno memorize o nome dos diferentes estágios celulares como
as gônias, citos primários e secundários etc. Cabe alertar para
o fato de que os vestibulares, pelo menos até recentemente,
valorizam o domínio desses nomes, mas é provável que essa
tendência mude com as novas propostas de vestibulares, em
que a memorização de nomes seja cada vez mais desvalorizada.
www.gen.cam.ac.uk/Research/Glover/galleries/meiosis8.html
O caderno chega ao seu final com a histologia animal. É um
estudo descritivo em que aparece mais uma oportunidade de
desenvolver a capacidade do aluno em observar detalhes. Nesse
sentido, a exposição de fotografias e esquemas dos diferentes
tipos de tecidos para que o aluno, após uma devida orientação
geral, possa descrever as principais características distintivas
de cada tipo, seria uma forma produtiva para a abordagem
desse assunto. Podemos ainda aproveitar a oportunidade para
chamar a atenção dos alunos sobre a utilidade dos desenhos
feitos a partir das lâminas de microscopia. Muitas vezes
os alunos nos questionam sobre a profusão de desenhos e
esquemas que aparecem nos livros e apostilas. Com o estudo de
histologia, podemos esclarecer que, muitas vezes, um desenho
representativo de um tecido ou qualquer outra estrutura biológica,
esclarece detalhes, acentuando contrastes e favorecendo a
percepção de detalhes que nem sempre são tão evidentes na
observação da estrutura em si. Sites com fotos e ilustrações
são indicados no item sites.
Bibliografia
Atividades Extras
As aulas de laboratório de citologia são especialmente úteis na
observação dos cromossomos e estágios das divisões celulares.
O treinamento para o uso de microscópios é importante para
que os alunos tenham um mínimo de vivência nas práticas
de preparação de amostras (mesmo que se utilize lâminas
compradas, já preparadas), e algum conhecimento das técnicas
básicas de observação de amostras microscópicas. Lâminas
de histologia animal também podem ser usadas com o mesmo
fim. Se não houver disponibilidade de microscópios, material
extraído da internet pode ser usado para substituir a vivência
de laboratório.
CPV
manBIOcad04
kvhs.nbed.nb.ca/gallant/biology/mitosis_phases.html
www.sciencecentric.com/news/article.php?q=07091003
a c a d e m ic.b r o ok ly n .c u ny.e d u / biolog y/ bio 4f v/ p a ge /
molecular%20biology/mitosis.html
faculty.clintoncc.suny.edu/faculty/michael.gregory/files/
Bio%20101/Bio%20101%20Laboratory/Mitosis/mitosis.htm
homepage1.nifty.com/scilla/sonota/ityou/meiosis.jpg
biology.unm.edu/ccouncil/Biology_124/Summaries/Sex.html
ghr.nlm.nih.gov/handbook/illustrations/chromosomestructure
www.accessexcellence.org/RC/VL/GG/sex_chromosomes.php
http://micro.magnet.fsu.edu/cells/nucleus/chromatin.html
www.faculty.biol.ttu.edu/carr/Default.asp
www.sobiologia.com.br/conteudos/Histologia/epitelio.php
Histologia Básica. 11a ed. Luiz Carlos Uchoa Junqueira. Editora
Guanabara (2008).
Histologia. 1a ed. Alvin G. Telser. Editora Elsevier (2008).
Citologia, Histologia e Anatomia Microscópica.
Wolfgang Khunel. Editora Artmed (2005).
Manual
de
Orientações Metodológicas
GABARITO
Citologia – BUIGUI0210
01.B 02.E 03.C 04.D 05.B 06.D
07.B 08.B 09.C 10.A 11. C 12.B
13.D 14.C
15.04 + 08 + 16 = 28
16.A 17.B 18.D 19.E 20.B 21.E
22.C 23.E
24.Os termos cromossomo e cromatina referem-se ao material
genético, ou seja, aos filamentos formados por DNA e proteínas
que ocorrem no núcleo.
Cromossomo é o filamento duplicado e condensado que pode ser
observado durante o processo de divisão celular.
Cromatina é o conjunto de filamentos descondensados no núcleo
da célula que não está se dividindo, em intérfase.
25.C 26.B 27.D 28.D 29.A 30.B
31.C 32.E 33.A
34.a) A transcrição ocorre no núcleo, ao nível dos cromossomos.
A tradução ocorre no citoplasma, ao nível dos ribossomos.
b) Sem a região organizadora do nucléolo não haverá RNA
ribossômico, matéria prima para a produção destes organoides
e, consequentemente, cessará a síntese de proteínas na célula.
35.B
36.Uma das células será montada utilizando-se o núcleo com nucléolo
bem desenvolvido e o citoplasma com grande quantidade de
organelas. Esta célula tem uma intensa atividade metabólica, com
elevada síntese de proteínas, uma vez que o nucléolo desenvolve-se
quando sintetiza grande quantidade de ribossomos.
A outra célula será montada utilizando-se o núcleo com muita
heterocromatina e o citoplasma com poucas organelas. Neste
caso, a célula tem baixa atividade metabólica devido ao fato de a
heterocromatina ser inativa no que diz respeito à expressão gênica.
37.a) Cariotipagem consiste na análise numérica e estrutural dos
cromossomos. É realizada pelo estudo dos cromossomos de
células presentes no líquido amniótico, a partir do 16a semana
de gestação.
b) O exame em questão pode diagnosticar com segurança
várias anomalias, tais como as síndromes de Down, Turner,
Klinefelter, Edwards, Patau etc., além de malformações
congênitas, como micro e macrocefalia e também anencefalia.
38.C 39.D 40.A
41.a) As células que estão na interfase são a 4 e a 5.
Características da interfase:
– duplicação do DNA;
– intenso trabalho celular, com grande síntese proteica;
– grande consumo de energia na forma de ATP;
– duplicação dos componentes celulares;
– consequente aumento do volume celular.
b) Na figura 7, a célula está na fase em que os cromossomos estão
no meio da célula, formando a placa equatorial.
c) A citocinese ocorre na célula da figura 9.
Características: a citocinese, ou divisão citoplasmática, nas
células vegetais, devido à presença da parede celular, é feita
pela lamela média, que se forma do centro para a periferia. Por
esse motivo, a citocinese vegetal é denominada centrífuga.
42.C 43.B 44.A 45.C
para o
Professor
3
46.V – V – F – V – V
47.D 48.B 49.E 50.C 51.A
52.a) Ao final da 1a, 2a e 3a divisões mitóticas sofridas pela célula
somática, a quantidade de DNA nuclear em cada célula filha é
igual a X.
b) A quantidade de DNA nuclear observada no início da mitose
de todas as células é igual a 2X.
53.a) A duplicação do DNA ocorre na interfase, representada pela
fase A.
b) Em A, B, C e D, cada célula contém duas cópias do gene H.
Na fase E, cada célula contém uma cópia do gene H.
54.a) Está ocorrendo meiose.
A figura 1 mostra o esquema de uma anáfase reducional
típica, com separação de cromossomos homólogos.
A figura 3 mostra uma prófase reducional, com sinapse.
A figura 4 mostra uma metáfase reducional, com os
cromossomos pareados e posicionados no equador celular.
b) A sequência de números que indica a ordem em que acontecem
as etapas sucessivas do processo de divisão é 3; 4; 1; 2 e 5.
c) Ocorrem eventos que promovem variabilidade genética nas
seguintes fases:
prófase I (desenho 3), em que pode ocorrer o crossing-over;
anáfase I (desenho 1), em que ocorre a segregação
independente de cromossomos.
55.B
56.a) Figura A – corresponde à metáfase da mitose, porque os
quatro cromossomos constituídos por duas cromátides cada,
não pareados, ocupam o equador do fuso mitótico.
Figura B – corresponde à metáfase II da meiose, porque
os cromossomos, em número de dois, estão duplicados e
dispostos na região equatorial do fuso.
Figura C – corresponde à metáfase I da meiose, porque os
cromossomos, em número de quatro, estão duplicados,
pareados e dispostos na placa equatorial.
b) A seta indica a região do centrômero, estrutura responsável
pela fixação do cromossomo nas fibras do fuso acromático e
também pelo deslocamento dos cromossomos-filhos para os
polos opostos da célula.
57.A
58.F – F – V – F – V
59.C 60.E 61.D 62.B 63.E 64.B
65.A 66.C 67.D 68.E 69.B 70.D
71.D 72.02 + 04 + 16 + 64 = 86 73.C 74.B
75.a) Os animais têm 2n = 63 cromossomos, porque são resultantes
da união de espermatozoide (com n = 31 cromossomos) e
óvulo (com n = 32 cromossomos).
b) Os cromossomos do burro e da mula são de duas espécies
diferentes e, portanto, não ocorre pareamento dos chamados
cromossomos homólogos, impossibilitando a meiose e a
gametogênese.
76.D 77.C 78.A 79.D 80.E 81.D
82.C 83.C 84.B
85.a) I: Prófase I
II: Metáfase I
III: Anáfase I
IV: Prófase II
V: Metáfase II
VI: Telófase II
manBIOcad04
CPV
4
Manual
de
Orientações Metodológicas
b) No final da divisão meiótica, as porcentagens dos genótipos
são: AB (25%); Ab (25%); aB (25%); ab (25%).
c) Considere dois dos seguintes eventos:
— Crossing over (ou permuta): ruptura (ou quebra) casual
entre cromátides e consequente troca do material gênico
entre as cromátides homólogas; ocorre na prófase I.
— Mutação somática: erro durante a duplicação do DNA,
que modifica a sequência de nucleotídeos, seja por adição,
seja por substituição, seja por supressão de bases. Como
ocorre em células germinativas, são passadas para os
descendentes, portanto são mutações somáticas.
— Separação aleatória de cromossomos homólogos na meiose
I: os cromossomos não seguem um padrão de separação.
86.a) Durante a ovulogênese, 1 ovócito primário origina 1 óvulo e 3
corpúsculos polares.
b) O espermatócito primário é uma célula diploide (2n = 20),
que dá origem aos espermatozoides através da meiose. Os
espermatozoides resultantes de uma divisão reducional terão
10 cromossomos (células haploides).
c) O espermatozoide é reduzido e possui o flagelo, utilizado para
sua movimentação até chegar ao óvulo.
O gameta feminino é imóvel e possui grande quantidade de
substâncias de reserva (vitelo) em seu citoplasma.
87.C 88.C 89.C 90.B
Histologia Animal – BIOGUI0310
01.A 02.B 03.A
04.08 + 16 = 24
05.E 06.D 07.D 08.B 09.C 10.B
11.E 12.C 13.A 14.B 15.A
16.a) As células desse tecido denominam-se adipócitos, que
armazenam os lipídios.
b) O tecido adiposo garante a homeotermia e a reserva energética.
17.a) O macrófago pertence ao tecido conjuntivo e sua principal
função é a fagocitose (defesa).
b) O osteoclasto pertence ao tecido ósseo e sua principal função
é a reabsorção (ou remodelação) óssea.
CPV
manBIOcad04
Anotações:
para o
Professor