7.1 Apêndice I Actividades de Investigação
7.1.1 Actividades de Investigação
Módulo inicial: Diversidade na Biosfera
Tema: Identificação dos constituintes básicos das células
Nome:________________________________________ Nº:_______ Turma:______ Trabalho Laboratorial
Identificação de biomoléculas em diferentes materiais biológicos
Embora os organismos vivos apresentem uma grande diversidade, todos eles são compostos por células, verificando-se assim uma unidade estrutural e funcional na vida.
As células revelam também uma unidade biológica a nível químico, uma vez que são constituídas pelos mesmos grupos de biomoléculas, com composição química semelhante.
Na constituição dos seres vivos, além das biomoléculas, a água, não sendo exclusiva destes, é a substância mais abundante na célula, desempenhando aí um papel fundamental, na medida em que permite a ocorrência de reacções químicas essenciais.
Sendo a nossa alimentação constituída por seres vivos da cadeia alimentar a que pertencemos, pretendemos determinar a presença ou a ausência de alguns constituintes básicos dos seres vivos, já estudados.
Trabalho proposto:
1. Cada grupo deverá escolher um material biológico (alimento ou parte). 2. Identifica o problema subjacente a esta actividade.
3. Formula a(s) hipótese(s) para responder ao teu problema. 4. Realiza os testes de acordo com o protocolo fornecido: Material
Vidro de relógio Material biológico Pipetas Sulfato de cobre anidro Tubos de ensaio Licor de Fehling (A + B) Suporte para tubos de ensaio Hidróxido de sódio Mola de madeira Sulfato de cobre Lamparina Sudão III Espátula Água iodada Papel de filtro Ácido nítrico Pipetador Amónia Fósforos
Procedimento
A – Pesquisa de água
1- Coloca uma pequena quantidade do material a analisar num vidro de relógio. 2- Deita sobre este uma pequena porção sulfato de cobre anidro.
3- Observa e regista os resultados. B – Pesquisa de glícidos
B1 – Pesquisa de açúcares redutores
1- Coloca num tubo de ensaio 2 ml do material a analisar ou uma quantidade aproximada se este não for líquido.
2- Pipeta para o tubo 2 ml de Licor de Fehling (1 ml de solução A e 1 ml de solução B). 3- Leva o conteúdo do tubo à chama da lamparina, com o auxílio da pinça de madeira, até que entre em ebulição.
4- Observa e regista os resultados. B2 – Pesquisa de amido
1- Coloca num tubo de ensaio 2 ml do material a analisar ou uma quantidade aproximada se este não for líquido.
2- Deita sobre o material algumas gotas de água iodada. 3- Observa e regista os resultados.
C – Pesquisa de Proteínas C1 – Reacção do biureto
1- Coloca num tubo de ensaio 2 ml do material a analisar ou uma quantidade aproximada se este não for líquido.
2- Pipeta para o tubo 2 ml de hidróxido de sódio. 3- Adiciona, de seguida, 3 gotas de sulfato de cobre. 4- Observa e regista os resultados.
C2 – Reacção xantoproteica
1- Coloca num tubo de ensaio 2 ml do material a analisar ou uma quantidade aproximada se este não for líquido.
2- Junta uma gota de ácido nítrico concentrado e aquece moderadamente. 3- Depois de arrefecer junta três gotas de amónia.
D – Pesquisa de Lípidos1
1- Coloca num tubo de ensaio 2 ml do material a analisar ou uma quantidade aproximada se este não for líquido.
2- Coloca 4 gotas do corante Sudão III. 3- Observa e regista os resultados.
4- Interpreta e discute os resultados, tendo por base o Quadro I – Pesquisa de biomoléculas com recurso a testes expeditos.
5- Comunica a(s) conclusão(ões) do trabalho realizado pelo teu grupo. 6- Elabora um relatório científico desta actividade.
Sugere-se que na discussão, (no relatório da actividade) se comparem os resultados obtidos com a composição química dos materiais biológicos obtida através da bibliografia.
* Os lípidos podem, também, ser detectados com recurso a outros dois processos:
1- Prova da emulsão
As gorduras são emulsionadas na presença de solventes orgânicos como o éter, o álcool ou a benzina, e não são solúveis em água.
2- Prova da mancha do papel
A presença de lípidos pode ser detectada no papel pela formação de uma mancha translúcida, que persiste e aumenta quando aquecida à chama de uma lamparina. É usada para gorduras sólidas e líquidas.
1
Quadro 1 Pesquisa de biomoléculas com recurso a testes expeditos
Biomoléculas
pesquisadas Reagente (s)
adicionado (s) Resultado positivo Resultado
negativo
Água Sulfato de cobre
anidro
O sulfato de cobre toma uma cor azul
forte
O sulfato de cobre mantém uma cor azul esbranquiçada Açúcares redutores Licor de Fehling (levado à ebulição) Forma-se um precipitado cor de tijolo que se deposita
no fundo do tubo.
A mistura mantém uma cor azul
Amido
Solução de água iodada ou Soluto
de Lugol
Cora de azul Cor acastanhada
Proteínas (reacção do biureto) Solução de hidróxido de sódio (10%) + Sulfato de cobre (1%) A mistura adquire uma cor violeta
A mistura adquire uma cor azul
Proteínas (reacção xantoproteica) Ácido nítrico concentrado + Amónia
Com o ácido forte e posterior aquecimento
forma-se um coágulo amarelo. Após alcalinização com
uma base, fica alaranjado. A mistura adquire uma cor esbranquiçada (ou levemente amarela) Lípidos*
Sudão III Diferenciam-se as gotículas de lípidos com uma coloração rosa-avermelhado.
Observa-se uma coloração uniforme
Unidade 1: Obtenção de matéria
Tema: Obtenção de matéria pelos seres heterotróficos
Nome:________________________________________ Nº:_______ Turma:_______ Actividade de investigação
Transporte de substâncias através de membranas
Considera os seguintes dados:
- colocaram-se gotas de sangue fresco em três tubos de ensaio, com meios diferentes;
- relativamente aos glóbulos vermelhos, obtiveram-se os resultados apresentados na figura 1.
Figura1. Aspecto das células colocadas em três meios diferentes (adaptado de Soares, Serra & Almeida, 2004).
1. Qual o problema que estes dados te sugerem?
2. Com o seguinte material: batata ou cenoura, furador, 3 gobelés de 100 ml de capacidade, água destilada, solução de cloreto de sódio a 6,5%, solução de cloreto de sódio a 20%, 2 gobelés de 400 ml, balança, varetas, procura responder ao problema que colocaste.
Para isso:
2.1. Planeia uma actividade investigativa, em que apresentes: 2.1.1. a(s) hipótese(s);
2.1.2. o protocolo experimental, com o material que efectivamente vai ser usado e o modo de proceder, com a descrição detalhada e explícita da metodologia para
a execução do trabalho, de forma a permitir a repetição correcta dos ensaios por quem nisso fique interessado.
2.1.3. Chama a tua professora e discute a planificação que elaboraste.
2.2. Executa o protocolo que planeaste em 2.1. 2.3. Regista os resultados.
2.4. Interpreta os resultados, com base nos conhecimentos prévios e comparando com a bibliografia sobre o assunto.
2.5. Indica as variáveis (dependente e independente) envolvidas neste trabalho.
2.6. Tira conclusões (houve confirmação da hipótese? Obtiveste a resposta ao problema?).
2.7. Que outras questões/investigações os resultados obtidos suscitam? Formula novas hipóteses baseadas nos resultados da experiência realizada.
3. Elabora um relatório científico onde analises criticamente a investigação que realizaste.
4. Comunica a(s) conclusão(ões) do trabalho realizado pelo teu grupo.
Referências bibliográficas:
Unidade 1: Obtenção de matéria
Tema: Obtenção de matéria pelos seres autotróficos
Nome:_________________________________________ Nº:______ Turma:_______
Actividade de investigação
Observação da fluorescência da clorofila
Dados:
A luz branca é composta por um conjunto de ondas electromagnéticas de todos os comprimentos de onda do espectro visível (abrangendo do violeta, aproximadamente 380 nm, ao vermelho, aproximadamente 750 nm). A figura 1 representa o espectro electromagnético, evidenciando as radiações visíveis pela visão humana.
Figura 1. Espectro electromagnético (adaptado de Oliveira, Ribeiro & Silva, 2007).
Muitas das lâmpadas de luz branca (100W) emitem também radiação ultravioleta, cujo comprimento de onda é inferior a 400nm.
Quando um fotão (partícula de energia da radiação electromagnética) incide numa molécula com capacidade para o captar (por exemplo, pigmentos fotossintéticos), a energia que ele transporta é usada por alguns electrões dessa molécula que passam, assim, para níveis energéticos superiores, afastando-se do núcleo. Este processo, que dura menos de 10-15 segundos, faz com que a molécula fique no “estado excitado”. A figura 2 esquematiza a excitação molecular provocada pela absorção de luz.
Figura 2. A absorção de luz pelas moléculas pode provocar a sua excitação molecular (adaptado de Oliveira, Ribeiro & Silva, 2007).
Quanto menor o comprimento de onda, maior a energia que o fotão transporta. A energia captada pode ser emitida sob a forma de luz (fluorescência), de calor, ou ambas, fazendo a molécula voltar ao estado de menor energia – estado fundamental.
As substâncias fluorescentes ao absorverem radiação na gama do ultravioleta emitem-na quase instantaneamente, contudo, devido à perda de parte da energia, a radiação emitida tem um comprimento de onda superior à radiação absorvida, situada na zona do visível.
Nos cloroplastos encontram-se os pigmentos fotossintéticos, moléculas responsáveis pela captura da energia solar utilizada na fotossíntese. Se a energia transmitida pelo fotão for muito elevada, o electrão pode ser transmitido para uma outra molécula aceitadora de electrões, ou seja, os electrões excitados podem ser cedidos a outras moléculas vizinhas.
Uma molécula excitada reagindo com outra, cede-lhe um electrão, tal como sucede na fotossíntese. Nesta situação não ocorre fluorescência.
Quando uma molécula perde um electrão sua carga eléctrica aumenta (por exemplo, pode passar de nula para positiva), ficando oxidada. O aceitador de electrões, pelo contrário, fica reduzido. O aceitador de electrões, como provoca a oxidação do outro composto, denomina-se agente oxidante. Este conjunto de reacções designa-se por oxidação - redução.
Triturando folhas verdes (de espinafres, de agriões ou de outras plantas verdes), num almofariz com um pouco de areia e adicionando um solvente orgânico, como por exemplo, a acetona, o álcool ou o éter, obtém-se uma solução de “clorofila bruta” que contém vários pigmentos fotossintéticos que, assim, foram libertados dos cloroplastos.
1. Qual o problema que estes dados te sugerem?
2. Formula a(s) hipótese(s) que te permita(m) responder ao problema inicial. 3. Planeamento da actividade experimental:
3.1. Planeia uma actividade experimental que permita observar o comportamento das clorofilas numa solução de “clorofila bruta” e numa suspensão de cloroplastos intactos, quando sobre elas incide luz branca (lâmpada de 100W).
Para isso, elabora o protocolo experimental, com o material que efectivamente vai ser usado e o modo de proceder, com a descrição detalhada e explícita da metodologia para a execução do trabalho, de forma a permitir a repetição correcta dos ensaios por quem nisso fique interessado.
3.2. Chama a tua professora e discute a planificação que elaboraste. 3.3. Executa o protocolo que planeaste em 3.1.
4. Regista os resultados.
5. Interpreta os resultados recorrendo a bibliografia sobre o assunto.
6. Indica quais as variáveis (dependente e independente) envolvidas no trabalho.
7. Tira conclusões (houve confirmação da hipótese? Obtiveste a resposta ao problema?). 8. Que outras questões/investigações os resultados obtidos suscitam? Formula novas hipóteses baseadas nos resultados da experiência realizada.
9. Elabora um relatório científico, onde analises criticamente a investigação que realizaste.
10. Comunica a(s) conclusão(ões) do trabalho realizado pelo teu grupo.
Referências bibliográficas:
Oliveira, O., Ribeiro, E. & Silva, J. C. (2007). Biodesafios 10/11. Vol. 2. Porto: Edições ASA.