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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA INSTITUTO DE BIOLOGIA CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS Botânica MANUAL DE PRÁTICAS ~ 2 ~ OBJETIVOS O manual de práticas desenvolvido pelos alunos da disciplina PIPE-6 – Práticas Integradas de Pesquisa e Ensino do Curso de Ciências Biológicas noturno da Universidade Federal de Uberlândia com a orientação da professora Dra. Ana Silvia Franco Pinheiro Moreira oportuniza o desenvolvimento de práticas didáticas para serem utilizadas por professores de ensino médio. Assim, serão apresentadas as possibilidades de um planejamento e desenvolvimento dessas práticas com utilização de materiais acessíveis, de forma a evitar dependência do laboratório e de seus materiais visto que os mesmos são inacessíveis e/ou ausentes em muitas escolas e dificultam a execução das práticas no ensino de botânica. Agradecimento especial à Dayana N. Carvalho por ter cedido as imagens e ao Cleidson A. Andrade pela formatação do trabalho. ~ 3 ~ SUMARIO 1 - POTENCIAL HIDRICO...................................................................................................5 1.1 - POTENCIAL HÍDRICO EM PIMENTÃO....................................................................5 2 - PROPRIEDADES DA ÁGUA.............................................................................................7 2.1 – ADESÃO............................................................................................................................7 2.2 – COESÃO/TENSÃO SUPERFICIAL..............................................................................8 2.3 – CAPILARIDADE ............................................................................................................9 Autores: Dayana Nascimento Carvalho, Érika Bezerra de Melo Riceto e Lívia Borges dos Santos 3 - ADSORÇÃO........................................................................................................................10 3.1 – ADSORÇÃO COM GIZ ................................................................................................10 3.2 – ADSORÇÃO COM CARVÃO ......................................................................................11 Autores: Gabriella Rodrigues Carvalho, Maria Fernanda de Oliveira Ferreira e Uiara Costa Rezende 4 – METABOLISMO DO NITROGÊNIO – NODULAÇÃO..............................................13 4.1 – USO DE INOCULANTE................................................................................................13 Autores: Aline Geni Vieira, Cleidson de Araújo Andrade, Gabriela Júlia Sarkis e Priscila Mendes Borges 5 – FOTOSSINTESE ..............................................................................................................16 5.1 – LIBERAÇÃO DE CO2...................................................................................................16 5.2 - TRANSPIRAÇÃO...........................................................................................................18 5.3 – DETECÇÃO DE PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS...........................................19 Autores: Caroline Rodrigues Estevão, Eduardo Almeida Freitas e Jonas José Mendes Aguiar ~ 4 ~ 6 – TRANSLOCAÇÃO PELO FLOEMA ............................................................................21 6.1 – PREPARAÇÃO DE LUGOL ........................................................................................21 6.2 – PRESENÇA DE AMIDO EM FOLHAS VARIEGADAS..........................................22 Autores: Jaqueline Fernandes Quirino, Lucas Oliveira Araújo Pena e Nayara Luchini Xavier 7 – GERMINAÇÃO DE SEMENTES ...................................................................................25 7.1 – GERMINAÇÃO DE SEMENTES..........................................................................26 Autores: Geovanna Franco Reis Pacheco Jordão, Liliana Batista Parreira Silveira, Jaqueline Eterna Batista e Thiago dos Santos Seabra 8 – HORMONIOS VEGETAIS: AMADURECIMENTO DE FRUTOS POR INDUÇÃO (ETILENO) .................................................................................................................29 8.1 - INFLUENCIA DA TEMPERATURA, FORMA DE ARMAZENAMENTO E DO HORMONIO ETILENO NO AMADURECIMENTO DE FRUTOS CLIMATÉRICOS E NÃO CLIMATÉRICOS ...............................................................................................31 8.2 – INFLUENCIA DO ETILENO NO AMADURECIMENTO DA BANANA .............33 Autores: Aline Cristine Boaventura, Lucas Soares da Silva, Patrícia do Nascimento, Roberta Tomaz Botta ~ 5 ~ 1 - POTENCIAL HIDRICO 1.1 - POTENCIAL HÍDRICO EM PIMENTÃO O potencial hídrico reflete a quantidade de água existente no interior das células. A absorção ou a perda de água pelas células se dá através das diferenças no seu potencial hídrico num processo denominado osmose. Objetivo: Determinar o potencial hídrico em pequenos pedaços de pimentão, Capsicumannum sp., verificando em que condições ocorrem ganho ou perda de água. Materiais 11 pratos descartáveis Solução Sacarose 1,0 M Pimentão Faca/gilete 2 copos (para armazenamento de solução e de água) Seringa ou copo graduado ~ 6 ~ Procedimentos 1. Preparar uma solução de Sacarose 1,0 M: Em 500 mL de água, dissolver 171,12g de sacarose. Massa molar Sacarose: 342,24g 342,24g 1000 mL X 500 mL X = 171,12 g de sacarose em 500 mL de solução 2. Em cada prato, preparar as soluções de sacarose (0 M; 0,1 M; 0,2 M; 0,3 M; 0,4 M; 0,5 M; 0,6 M; 0,7 M; 0,8 M; 0,9 M e 1,0 M) conforme indicado na tabela. Concentração 0M 0,1M 0,2M 0,3M 0,4M 0,5M 0,6M 0,7M 0,8M 0,9M 1,0M Volume de água 10mL 9mL 8mL 7mL 6mL 5mL 4mL 3mL 2mL 1mL 0mL Volume da Solução Sacarose 1,0M 0mL 1mL 2mL 3mL 4mL 5mL 6mL 7mL 8mL 9mL 10 mL 3. Seccione um pimentão (no sentido longitudinal ) de modo a obter tiras retas de 3 mm de largura e 3 cm de comprimento. As tiras devem ter a cutícula perfeita e serem internamente (o lado oposto da cutícula) homogênea. 4. Coloque 2 tiras de pimentão em cada prato. Após 30 minutos observe o que ocorreu com as tiras do pimentão. Resultados esperados: Nas soluções menos concentradas espera-se que a fatia do pimentão curve pelo lado da epiderme (apresente uma curvatura em forma de “C” ao contrário), pois a fatia apresenta potencial hídrico menor que o meio (que possui só agua: solução hipotônica, maior potencial hídrico). A água irá passar do meio para o tecido. Evidenciando que a que a água passa do maior potencial hídrico para o menor. ~ 7 ~ Nas soluções mais concentradas, as fatias do pimentão irão apresentar uma curvatura em “C” a partir da epiderme. A célula vegetal apresenta potencial hídrico maior que o meio (Solução de sacarose: Hipertônica; Quanto maior a quantidade de soluto, menor o potencial hídrico), e assim evidenciamos, novamente, que a água passa do maior potencial hídrico para o menor, ou seja, do tecido para o meio, resultando a curvatura encontrada no pimentão. Já as concentração entre 0,3 M e 0,5 M não irão apresentar uma curvatura pois as soluções estarão muito próximas do potencial hídrico do pimentão (próximas à isotonia). Questões propostas: 1. Quais as soluções hipertônicase hipotônicas? 2. Qual a solução isotônica em relação ao potencial hídrico do pimentão? 3. Faça um esquema mostrando as situações extremas encontradas. 2 - PROPRIEDADES DA ÁGUA Além de muito importante para nós seres humanos, a água é também é a substância mais abundante em plantas com crescimento ativo, podendo constituir cerca de 90 % do peso fresco de muitos órgãos. Devido as suas propriedades (capilaridade, tensão superficial, grandes forças de adesão e coesão) a água penetra na maioria dos espaços capilares, estabelecendo um meio contínuo através das paredes celulósicas e permeando totalmente o corpo da planta. Objetivo: Evidenciar algumas propriedades da água através da utilização de materiais acessíveis durante o tempo de espera da prática anterior. 2.1 - Adesão Devido à sua polaridade, a água é atraída por muitas outras substâncias, ou seja, é capaz de molhar superfícies formadas por essa substância. É o caso das moléculas de proteínas e os polissacarídeos das paredes celulares, que são também altamente polares. Esta atração entre moléculas diferentes é chamada adesão, e é devida às pontes de hidrogênio que se estabelecem entre moléculas. Materiais 1cordão com comprimento de 20 cm 2 tampinhas perfuradas/2 pedaços isopor 1 palito de churrasco 2 canudos ~ 8 ~ 1 copo de 200 ml descartável Pedaço papel toalha Procedimentos 1. Quebrar o palito ao meio, e colocar encaixar cada pedaço em uma tampinha. 2. Molhar o cordão, de modo que fique parcialmente úmido. 3. Amarrar o pedaço de cordão nos dois palitos. 4. Colocar todo o aparato sobre o papel toalha 5. Com o auxílio dos canudos, jogar gotas de água na superfície da linha. 6. Observar a distribuição em forma de gotículas. 2.2 - Coesão/Tensão Superficial Devido às características físicas e químicas da água forma-se uma tensão superficial. É uma força capaz de manter a água unida, ou coesa, como se uma capa a cobrisse. Objetos leves, como folhas e alguns insetos, não conseguem romper essa camada. Por essa razão, não afundam, e às vezes nem se molham. Materiais 1 Lacre de garrafa 1 copo 50 ml descartável (com óleo) 1 vasilha descartável 150 ml de água 20 ml de óleo Procedimentos 1. Colocar 150 ml de água na vasilha e em seguida colocar o lacre. ~ 9 ~ 2. Observar. 3. Retirar o lacre e inserir 20 ml de óleo. 4. Observar a formação de uma superfície entre ambas devido à tensão superficial. 2.3 - Capilaridade É a tendência que algumas substâncias apresentam de subirem ou descerem por paredes de tubos finos (tubos capilares) ou de se deslocar por curtos espaços existentes em materiais porosos. Esse mecanismo permite que os fluidos se desloquem ainda que estejam contra a força gravitacional. Materiais 1copo de 200ml de refrigerante 1 canudo diâmetro fino 1 canudo diâmetro grosso Procedimentos 1. Inserir os dois canudos dentro do copo de 200 ml contendo refrigerante. 2. Observar a subida do líquido em ambos canudos e comparar a rapidez e altura de cada um. Questões propostas: a) Como podemos explicar as gotas da água sobre cordão? b) Por que o lacre se mantém sobre a água? c) Em qual dos canudos a subida do líquido foi maior? Por quê? A quais células/tecidos vegetais se podem associar o canudo? Utilize a caixa de leite ou suco como descarte dos materiais que já foram utilizados. ~ 10 ~ 3 – ADSORÇÃO 3.1 – Adsorção com giz Materiais: Giz branco Canetas hidrocor (canetinhas) de cores sortidas Recipiente raso (ex: copo descartável) Álcool comum Procedimentos: 1. Circular, riscar ou marcar pontos no giz com uma ou mais cores de caneta hidrocor. 2. Coloque no recipiente álcool comercial, até 1 cm da base aproximadamente. 3. Coloque o giz pintado dentro do recipiente, com cuidado para que o álcool não toque a área pintada. 4. O giz deve ficar na posição vertical. Obs.: Pode-se também testar outros materiais coloridos como o batom, por exemplo. Sempre procurando utilizar um solvente adequado. A cromatografia em giz pode ser classificada como cromatografia líquido-sólido ou de adsorção. O giz representa a fase estacionária, enquanto o álcool, a fase móvel. Questões propostas: a) Quais mudanças ocorreram no giz? b) Como você explica o evento observado utilizando os princípios de adsorção? ~ 11 ~ 3.2 – Adsorção com carvão Materiais: Seringa Copo medidor (ou qualquer outro com medidas em ml) 4 copos descartáveis Uma medida equivalente a 5 ml de carvão em pó Papel filtro (ex: filtros descartáveis para café) 1 ml de anilina a base de álcool 20 ml de álcool comercial 100 ml de água Funil (bico de garrafa pet, coador de plástico, etc.) Procedimentos: 1. Prepare uma solução com 1 ml de anilina para 100 ml de água. Agite bem antes de usar. 2. Em um copo coloque o carvão em pó e junte 20 ml da solução aquosa de azul de anilina. 3. Agite bem e filtre essa mistura no papel filtro, colocando no funil, em outro copo. 4. Transfira o funil, contendo papel de filtro impregnado com o resíduo de carvão, para um segundo copo e adicione álcool ao resíduo. Questões propostas: 1. Explique os resultados observados ao filtrar as duas soluções. 2. Que processo semelhante a este pode ocorrer no solo? Explique. ~ 12 ~ Fonte Bibliográfica Prática 3.1 <http://pt.scribd.com/doc/36632872/Roteiro-de-aula-pratica-Osmose-no-pimentao> Acessado em 13/07/2013 <http://www.angelfire.com/ar3/alexcosta0/RelHid/Rhw1.htm> Acessado em 13/07/2013 <http://www.infoescola.com/fisica/coesao-e-adesao-da-agua/> Acessado em 13/07/2013 Prática 3.2 <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc07/exper1.pdf> <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc32_1/10-EEQ-2209.pdf> ~ 13 ~ 4 – METABOLISMO DO NITROGENIO - NODULAÇÃO O nitrogênio é um elemento essencial aos seres vivos, pois faz parte das proteínas e dos ácidos nucléicos, abundante na atmosfera, ocorre como gás (N2), seu aproveitamento pelos seres vivos está na dependência de sua FIXAÇÃO e posterior NITRIFICAÇÃO. A fixação do N2 pode ser feita por radiação ou biofixação, sendo o último mais importante. A fixação é realizada por bactérias e cianobactérias, que podem viver livres no solo ou associados a raízes de plantas. Esses organismos são os únicos que conseguem transformar o N2 atmosférico em uma forma útil aos seres vivos: primeiramente a amônia, que é transformada em nitrito e depois em nitrato que é fixado nas raízes e que retorna ao ciclo novamente. As bactérias nitrificantes (NITROSOMONAS e NITROBACTER) são bactérias autótrofas quimiossintetizantes, transformam nitrito em nitrato, ocorrendo o fenômeno de nitrificação. Utilizam a energia da nitrificação para síntese de substâncias orgânicas. O nitrato pode ser absorvido por vegetais e o nitrogênio nele contido é transferido para os animais através das cadeias alimentares. O nitrogênio deixa o corpo dos organismos por dois processos: excreção de produtos nitrogenados e ou decomposição os organismos mortos. As substâncias nitrogenadas, ureia e ácido úrico, são transformados em amônia por bactérias e fungos decompositores, que degradam proteínas do corpo dos organismos mortos, transformando-as em amônia. Essa é transformada em nitrito depois em nitrato, que se fixam nas raízes das leguminosase reinicia o ciclo do nitrogênio. O inoculante é um material vegetal com cultura de bactérias, com alta concentração celular que fixa o nitrogênio do ar em simbiose com uma planta específica. As vantagens do uso de inoculante são: reduz custo da produção por aumentar a produtividade sem utilizar fertilizantes e recupera solos de baixa fertilidade. Portanto, preserva a microflora e fauna do solo e não provoca danos ao meio ambiente. 4.1- Uso do inoculante A prática tem como objetivo demonstrar uma das fases do ciclo do nitrogênio através do uso de plantas leguminosas como a Leucena e o Feijão. Essas leguminosas formam nódulos de nitrogênio em suas raízes pela simbiose com bactérias fixadoras de ~ 14 ~ nitrogênio. Usaremos o inoculante com o gênero de bactérias Rhizobium, para maximizar a fixação do nitrogênio atmosférico nas raízes de leguminosas. Você pode utilizar o inoculante que encontrar em lojas de agronegócios. O ciclo do nitrogênio é essencial à vida devido sua importância na formação de proteínas e ácidos nucléicos, e é muito abordado em biologia, ecologia e microbiologia. Materiais: Copos plásticos transparentes Plantas (feijão,leucena) Inoculante Amostra de solo orgânico (terra) Etiquetas Pinceis Procedimentos Separe sementes de leguminosa em dois grupos; Aplicar inoculante nas sementes em um dos grupos; Insira a „terra‟‟ em dois copos plástico e identifique-os como grupo controle e o outro com inoculante; Plante a semente com inoculante no copo identificado e no copo controle semente sem inoculante; Colar a etiqueta no copo para identificar o tipo de semente que foi plantada; „‟Batizar‟‟ a planta com nome de sua preferência Regar diariamente ~ 15 ~ Após 2 semanas: Retirar todas as plantas germinadas da terra e limpar as raízes Comparar o numero de nódulos formados na planta controle com a planta com inoculante Questões e atividades propostas 1. Houve formação de nódulos? Quantos? 2. Qual a importância da fixação do nitrogênio para agricultura? 3. Montar um quadro comparativo entre os tipos de leguminosas indicando em quais houve maior fixação de nitrogênio e quantos nódulos formados,comparar com todos da sala (total 13). ~ 16 ~ 5 – FOTOSSINTESE A fotossíntese é o processo pelo qual a planta sintetiza compostos orgânicos a partir da presença de luz, água e gás carbônico. Ela é fundamental para a manutenção de todas as formas de vida no planeta, pois todas as plantas precisam desta energia para sobreviver. Os organismos clorofilados (plantas, algas e certas bactérias) captam a energia solar e a utilizam para a produção de elementos essenciais, portanto o sol é a fonte primária de energia. Os animais não fazem fotossíntese, mas obtém energia se alimentando de organismos produtores (fotossintetizantes) ou de consumidores primários. A fotossíntese pode ser representada pela seguinte equação: luz 6H2O + 6CO2 -> 6O2 + C6H12O6 clorofila A água e o CO2 são pouco energéticos, enquanto que os carboidratos formados são altamente energéticos. Portanto a fotossíntese transforma energia da radiação solar em energia química. Através da fotossíntese as plantas produzem oxigênio e carboidratos a partir do gás carbônico. 5.1 – Liberação de gás carbônico Materiais: - Elodea ou alguma planta aquática - 1 tigela de vidro - 1 funil - 1 tubo de vidro - 1 tubo de ensaio - 1 Sonrisal ou bicarbonato de sódio - 1 fonte de luz artificial (lâmpada incandescente) ~ 17 ~ Procedimentos: - Encha a tigela com água e dissolva o comprimido de Sonrisal ou bicarbonato de sódio; - Arrumar a planta no funil e colocar dentro da tigela; - Encha o tubo de ensaio também com a solução de bicarbonato de sódio; - Encaixe na haste do funil e faça uma marcação no nível de água no tudo de ensaio; ~ 18 ~ - Colocar o experimento o mais próximo de uma fonte de luz. Questões e atividades propostas 1. O que foi observado quando o bicarbonato de sódio foi colocado na água? Qual o motivo desse procedimento? 2. Depois de alguns minutos sobre a luz, observe a planta dentro do funil. Dá para observar a formação de bolhas? O que seriam essas bolhas? 3. O volume dentro do tudo de ensaio aumentou ou diminuiu no decorrer do tempo? Porque isso aconteceu? 5.2 - Transpiração Materiais: - Qualquer planta; - Saco plástico. Procedimentos: - Amarrar em alguns ramos de folhas o saco plástico; - Esperar alguns dias. Questões propostas - O que será observado após alguns dias? - E o ramo de planta o que irá acontecer? - A planta fará ou não fotossíntese? ~ 19 ~ 5.3 – Detecção de pigmentos fotossintéticos Cromatografia é uma técnica físico-química de separação de misturas, baseada no diferencial de migração das substâncias sobre uma fase fixa, chamada de fase estacionária. Neste método há sempre uma substância capaz de fixar em sua superfície a substância que está sendo separada, e um solvente fluido que “arrasta” o material a ser isolado. Um dos primeiros processos usados foi a cromatografia em papel. As substâncias a serem separadas costumam interagir com a celulose do papel, sendo que em razão das suas diferentes constituições, uns migram com maior e outros com menor velocidade. Os pigmentos relacionados à fotossíntese são as clorofilas e os carotenóides. As clorofilas possuem coloração verde-azulada e os carotenóides têm cor alaranjada, mas normalmente são mascarados pelo verde da clorofila. Existem dois tipos de clorofila: a e b. A clorofila “a” ocorre em todos os organismos clorofilados, possui cor verde-azulada e absorve luz na região próxima ao azul e ao violeta. A clorofila “b” é considerada um pigmento acessório, juntamente com os carotenóides e possui cor verde. As plantas de sombra possuem maior quantidade de clorofila “b” em relação à “a”. A clorofila “b” não faz conversão de energia, após absorver luz, transfere para a clorofila “a” a energia captada do fóton para que ela faça a conversão. Materiais: - Folhas de espinafre; - Álcool; - Copos plásticos; - Papel filtro; - Macerador (pote + pilão). Procedimentos: - Coloque as folhas inteiras ou em pedaços no recipiente do macerador limpo, contendo álcool o suficiente para cobrir as folhas. Quanto mais folhas, mais concentrada será a solução. ~ 20 ~ - Coloque a solução (folhas maceradas + álcool) em um copo plástico. - Recorte o papel filtro ao meio e mergulhe na solução, deixando-o imerso aproximadamente 0,5 cm. Questões propostas: 1. O que acontece com o papel em contato com a solução? 2. Após alguns minutos o que é possível observar? 3. Existe alguma disposição das colorações? Qual? 4. Qual é o pigmento mais abundante? ~ 21 ~ 6 – TRANSLOCAÇÃO PELO FLOEMA **O seguinte procedimento é válido para os experimentos 1 e 2 6.1 – Preparaçãodo lugol Em 1829 o médico francês Jean Guillaume Auguste Lugol criou uma solução de iodeto de potássio e iodo elementar em água destilada, onde o iodeto de potássio é adicionado para aumentar a solubilidade do iodo por formação do ânion triatômico I3 - . 2 I2 + I - → I3 - + I2 → I5 - Nomeada de iodo de Lugol, a solução foi usada como desinfetante, anti-séptico e para desinfetar água potável em casos de emergência. Ao longo do tempo descobriu-se que o iodo de Lugol é útil para testar uma série de coisas. Desde testes para amido, rastreio de células cancerígenas vaginais a caracterização da função tiroidiana, o iodo de Lugol tem sido tanto diagnóstico quanto preventivo. Frutas, vegetais e outros compostos orgânicos que contém carboidratos de amido podem ser identificados com a aplicação de iodo de Lugol. Se os carboidratos estiverem presentes nos compostos, estes se tornarão pretos ou azuis escuros quando o iodo de Lugol for aplicado. Amidos mais fáceis de identificar são os provenientes de plantas tais como amilase e amilopectina, ou glicogênio presente em células animais. Materiais: Iodeto de Potássio – 1g Iodo – 0,35g Água destilada (completar a mistura de Iodo e Iodeto até 100mL) Papel filtro Béquer Balança de precisão Bastão de vidro Proveta graduada de 100 mL Funil ~ 22 ~ Frasco âmbar ATENÇÃO: Esta experiência envolve Iodo, um composto tóxico que deve ser manuseado apenas na capela. O professor fica responsável em realizar este experimento. Uma sugestão é que este grave o procedimento e passe o vídeo em sala para os alunos. O Lugol pode também ser encontrado em farmácias ou loja que vendam produtos cirúrgicos por um preço acessível. Procedimentos: Primeiramente pese em Balança de precisão 1g de Iodeto de potássio e 0,35 g de Iodo. Trabalhando em capela: Em um béquer, dissolver o iodeto de potássio na água e acrescentar o iodo. Mexer muito bem até que tudo se dissolva, em seguida filtrar a solução utilizando um funil dois papéis filtro para uma proveta e em seguida transfira a solução para ser guardada em frasco âmbar (evita que iodo receba luz). Recomenda-se guardar o frasco na geladeira para manter a solução conservada. **O procedimento descrito a cima pode ser feito para complementar da pratica que se segue Lugol em frasco âmbar para o procedimento 6.2 – Presença de amido em folhas variegadas A água e os sais minerais são retirados do solo através da raiz da planta e chega até as folhas pelo caule em forma de seiva, denominada seiva bruta. A luz do sol, por sua vez também é absorvida pela folha, através da clorofila, substância que dá a coloração verde das folhas. Então a clorofila e a energia solar transformam os outros ingredientes em glicose. Essa substância é conduzida ao longo dos canais existentes na ~ 23 ~ planta para todas as partes do vegetal. Ela utiliza parte desse alimento para viver e crescer; a outra parte fica armazenada na raiz, caule e sementes, sob a forma de amido. Materiais: Tubo Falcon Lamparina de laboratório ou Ebulidor Álcool etílico 96% Tampa plástica ou bandeja de isopor Solução de Lugol (I2KI) Folha variegada (Folha de Hibisco) Balde ou Bacia ATENÇÃO: Esta experiência envolve o aquecimento do álcool. O professor fica responsável em realizar esta etapa do experimento. Recomenda-se então que o professor realize a parte do experimento que consiste na fervura das folhas, se possível gravando- o e posteriormente apresentando o vídeo aos seus alunos para que estes entendam o experimento em todas as suas etapas, mesmo que não tenham realizado todas elas. Procedimentos: Obtenha uma planta de folha variegada para efetuar o procedimento de fervura (recomenda-se que fiquem folhas sem passar pela fervura para que os alunos possam compará-la com as folhas que foram fervidas e então perderam a coloração). Inicialmente ferva as folhas em água em ebulição até que estas amoleçam (menos de 5 minutos), em seguida coloque-as com álcool em um tubo falcon e coloque este em banho-maria; deixe o álcool etílico em ebulição até que a clorofila seja retirada das folhas. Folhas Variegadas ~ 24 ~ Talvez seja necessário realizar algumas trocas do álcool para que isso ocorra de forma mais eficiente (aproximadamente 4 trocas); a fervura dura aproximadamente 40 minutos. A fervura terá terminado quando todas as folhas estiverem com uma coloração única, que se assemelha a cor branca. Folha variegada sem coloração Coloque então as folhas estendidas sobre uma superfície e trate-as com algumas gotas de Lugol (solução de I2KI). A coloração marrom/azulada indicará a presença de amido. Pede-se para os alunos desenhem a folha antes de pingar o Lugol e novamente façam o desenho da folha após a coloração do Lugol. Além disso, é recomendado que o professor distribua as folhas que não foram fervidas aos alunos para que eles possam compará-las com as folhas coradas pelo Lugol. Comparação de uma folha variegada normal com outra descolorada tratada com Lugol ~ 25 ~ Questões propostas: 1) Quais as zonas que contêm e quais as que não contêm amido? 2) Como as regiões das plantas onde ocorre fotossíntese obtêm as substâncias orgânicas necessárias ao seu crescimento e desenvolvimento? 7 – GERMINAÇÃO DE SEMENTES A germinação é o processo inicial de crescimento e diferenciação embrionária dos organismos vegetais a partir de uma semente ou esporo em condições propícias de desenvolvimento (disponibilidade de água, oxigênio, temperatura adequada, e em alguns casos até mesmo a necessidade natural de indução pirogênica) suficientes para desencadear a quebra da latência (dormência). A princípio, uma semente requer de umidade para amolecer e provocar o rompimento da casca, permitindo a entrada de oxigênio direcionado às células embrionárias, iniciando o fenômeno de embebição. Por meio deste, a água que penetra na semente proporciona reações metabólicas que mobilizam as reservas energéticas contidas nos cotilédones ou endosperma, disponibilizando moléculas energéticas (os carboidratos) às células. Conforme o embrião se desenvolve, consumindo o endosperma, sua estrutura radicular emerge da semente, assumindo com o decorrer do tempo o suprimento do vegetal, absorvendo na região dos pêlos absorventes, água e sais minerais. Em seguida surgindo um caulículo, possuindo gêmulas apicais, precursoras dos primórdios foliares. À medida que as folhas se formam, e passam a realizar fotossíntese, a reserva energética se esgota, e há regressão do cotilédone. A germinação das angiospermas (monocotiledôneas e dicotiledôneas, milho e feijão respectivamente) pode ser classificada de acordo com a posição do cotilédone em relação ao nível do substrato (solo), sendo: Epígea → quando o cotilédone, inserido ao caulículo, volta-se para fora do solo; Hipógea → quando o cotilédone, também preso ao caulículo, permanece sob o solo (enterrado). ~ 26 ~ Sementes de milho 7.1 – Germinação de sementes Materiais: 12 copos descartáveis Agulhas Tesoura quatro caixas de sapato um pouco de terra do próprio jardim da escola algodão suficiente para encher pelo menos 5 copos 10 grãos de feijão 10 grãos milho. Procedimentos: O professor deverá dividir o total de alunos da turma, em cinco grupos: - O primeiro e o segundo grupo irão plantar sementes de monocotilédones (milho) envolvidas em algodão e diretamente na terra; - Os demais grupos serão responsáveispor plantar sementes de dicotiledôneas (feijão) no algodão e diretamente na terra; Mediante orientação do professor, os alunos deverão perfurar o fundo dos vinte copos, utilizando agulha, sendo dois copos por grupo. A perfuração da base dos copos evitará acúmulo de água, quando necessário regar. Isso indica a importância da água na germinação, que no experimento deverá apenas umidificar tanto o algodão quanto a terra, ambos contidos nos copos. Copos descartáveis perfurados e com terra Copos descartáveis perfurados e com algodão ~ 27 ~ Após o plantio, cada grupo deverá colocar um dos exemplares devidamente plantados, em ambiente aberto e iluminado. E o outro copo deverá ser acondicionado dentro da caixa pertencente a seu grupo. É importante que seja efetuada uma abertura (2 cm de diâmetro), em uma das laterais da caixa. Não mexendo na posição dos copos depois de colocados no interior das caixas. A interface da caixa contendo a abertura deverá ficar voltada para um ambiente iluminado. Observação: Cada unidade experimental deverá ser supervisionada diariamente por todos os alunos, observando as etapas de desenvolvimento das sementes e da plântula (planta jovem). Não se esquecendo de regar (com pouca água), o algodão e a terra. Objetivo: Promover o reconhecimento pelos alunos sobre o princípio do ciclo de vida de uma planta (desde a germinação), e a necessidade de elementos fundamentais em seu crescimento (água, nutrientes, luz). Para dar ares mais lúdicos à aula sobre germinação o professor poderá fazer a leitura da estória que segue abaixo. É usado um recurso fantasioso para inspirar a imaginação do aluno sobre o processo germinativo das plantas. Eu semente Quando ainda estava junto à minha mãe, meu futuro ela garantiu... deixou pra mim muita reserva para eu aguentar o mundo hostil. Enquanto a minha hora não chegasse e do meu sono eu não acordasse Para que desnutrido eu não ficasse, o essencial que eu precisasse estaria ali bem perto! E quando chegou a hora, fui desligado, cortado fora! Agora, vou me embora, estou livre para mais longe desbravar. Com esse mundão tão grande...parado aqui perdendo é que eu não posso ficar! No chão duro eu rolei e caí...a queda foi tão forte que até a minha poupa chegou a partir! Mas, ora bolas...nem doeu...Ó não uma ladeira...lá vou eUUUUUUUUU... Caí no brejo, e bem longe eu fui parar...fui encostado em uma beirada, “Ahhh é aqui que eu vou me fixar!” Terra fofinha, água limpinha...Mas sobre mim há tantas ~ 28 ~ camadinhas! A terra eu ainda não consigo alcançar, está muito difícil para atravessar. Preciso de alguém para me libertar! Tanto tempo já faz...acho que ninguém vai vir mais... Tantos dias se passaram e eu já mudei até de cor...e nossa que fedor! Um dia então, dentes afiados começaram as minhas camadas atravessar. Olha! Estou vendo a luz do sol pela primeira vez. E um rosto comprido, focinho bem escurecido, olhos grandes e um pelo vermelho bonito...O que será você? Óh não, no escuro novamente vou entrar...e dessa vez nem tenho as minhas camadinhas para me salvar! Primeiro um escorregador compridoooo, desaguando em uma piscininha, lá tomei um banho com líquidos que me deixaram limpinha! Uauuu, e este lugar com um milhão de voltinhas...Mais um tempinho depois a claridade estou vendo de novo... Iupi... Olá terra...olha eu aqui de novo! Nossa esse passeio me fez bem, Agora tenho terra, sol e água também! E melhor ainda nada de muitas camadinhas para me atrapalhar... A terra me chama, me estico até ela, sinto que estou acordando...consigo tocá-la! Minha primeira raiz, estou para o chão aponta-la. Hummmm, há tanta coisa boa aqui! De água e nutrientes vou fartar...Meu corpo até então guardado, agora está capacitado pra se erguer e na terra um espaço ocupar. ______________________________________________________________________ _ Pensando sobre o que acabei de ler: 1. O texto faz referência a um animal selvagem, que animal é este? E de qual fruto o texto trata? ______________________________________________________________________ _ 2. O que foi necessário para que a semente germinasse? Marque os quadradinhos que correspondem às alternativas certas. ( ) Sol ( ) Luz ( ) Água ( ) Desgaste químico ( ) Fogo ~ 29 ~ Descubra o nome dos processos completando com as vogais. O conjunto de nutrientes deixados pela planta mãe é denominado R_S_RV_. O processo em que a semente ou fruto distancia-se da planta mãe é D_SP_RS_ _. O processo que faz com que os frutos mudem de coloração, cheiro e sabor? M_T_R_Ç_ _. O processo de desgaste por substâncias químicas que é necessário para que algumas sementes venham a germinar é nomeado _SC_R_F_C_Ç_ _. 8 – HORMÔNIOS VEGETAIS: AMADURECIMENTO DE FRUTOS POR INDUÇÃO (Etileno) Os hormônios vegetais são substâncias formadas por moléculas bem pequenas produzidas em certas regiões da planta e que, em pequenas concentrações, geram mudanças metabólicas nas células da mesma. O seu transporte é realizado pelos vasos condutores de seiva (Xilema e Floema). Os principais hormônios vegetais são Auxinas, Giberelinas, Citocininas, Etileno e Ácido Abscísico ~ 30 ~ Quadro com os principais hormônios vegetais Hormônio Local de síntese Transporte Efeitos Auxinas (AIA) Meristema apical (caule), folhas jovens e sementes. Polarizado (do caule para as raízes), através do parênquima, de célula a célula. Estimula a elongação do caule e da raiz, atua no fototropismo e no geotropismo, causa a dominância apical sobre as gemas laterais do caule, atua no desenvolvimento dos frutos, induz a formação de raízes adventícias em estacas, inibe a abscisão de folhas e frutos, estimula a síntese de etileno. Citocininas (cinetina) No ápice das raízes, principalmente. Via xilema, das raízes para o sistema. Afeta o crescimento e a diferenciação das raízes, quebra a dominância apical em gemas laterais (efeito oposto ao da auxina), estimula a divisão e o crescimento celulares, estimula a germinação e a floração, retarda o envelhecimento (cinetina é um tipo de citocinina). Ácido abscísico (ABA) Em folhas maduras (velhas), especial- mente como resposta a estresse hídrico. Pode ser sintetizado em sementes. ABA é exportado a partir das folhas pelo floema. Inibe o crescimento; fecha os estômatos quando falta água; atua na quebra e dormência das sementes. Etileno (C2H4) Em muitos tecidos em resposta ao estresse, especialmente tecidos submetidos à senescência e abscisão (frutos em amadurecimento, folhas velhas..). Sendo um gás, o etileno move-se por difusão do seu local de síntese. Amadurecimento de frutos (especialmente em frutos climatéricos como maçã, bananas e abacates), senescência das folhas e flores; abscisão de folhas e frutos. Hoje, os hormônios vegetais como o etileno são utilizados comercialmente, por exemplo, a queima de serragem libera o gás etileno em câmaras especiais promovendo o amadurecimento de bananas que são colhidas verdes. O amadurecimento de alguns frutos, denominados climatéricos, é estimulado pelo fitormônio etileno. A respiração ~ 31 ~ dos frutos climatéricos atinge um pico que com aumento da produção de etileno os levam a maturação, que pode ocorrer antes ou depois de sua separaçãoda planta mãe. Como exemplos de frutos climatéricos, podemos citar: tomate, caqui, pêssego, manga, melão, abacate, banana, maçã, figo, goiaba, mamão pêra e ameixa. Já nos frutos não climatéricos, a produção de etileno durante a maturação normal é muito reduzida, assim eles não podem ser colhidos antes da sua maturação. Como exemplos de frutos não climatéricos temos: cereja, abacaxi, morango, uva, melancia, laranja, limão e pimenta doce. Objetivos: Conceituar alguns termos referentes à Botânica como: hormônios vegetais principalmente etileno, responsável pelo amadurecimento dos frutos; Fornecer ao professor ferramentas alternativas para tornar seu trabalho mais atrativo, dinâmico e interessante; Demonstrar a influência da temperatura, forma de armazenamento e do etileno no amadurecimento de alguns tipos de frutos; Conhecer técnicas utilizadas pelo comércio para estimular o amadurecimento dos frutos. Comparar o amadurecimento de frutos climatéricos com frutos não climatéricos. 8.1 – Influência da temperatura, forma de armazenamento e do hormônio etileno no amadurecimento de frutos climatéricos e não climatéricos Materiais: • 5 bananas e 5 laranjas no mesmo estágio inicial de “amadurecimento”; • 8 maçãs maduras; • 4 embalagens de plástico e 4 embalagens de papel; • Fita crepe para vedar as embalagens; • Geladeira. ~ 32 ~ Procedimentos: 1. ( 1ª etapa): Deixe uma banana e uma laranja em temperatura ambiente que serão utilizadas como controle; 2. Coloque uma banana e uma maçã numa embalagem plástica (2ªetapa), uma banana e uma maçã numa embalagem de papel. (3ªetapa) 3. Coloque em seguida uma laranja e uma maçã em outra embalagem plástica (4ªetapa) e uma laranja e uma maçã numa outra embalagem de papel (5ªetapa). Vede com fita crepe as quatro embalagens e coloque-as na geladeira. 4. Repita o procedimento acima mantendo as embalagens em temperatura ambiente. É importante utilizar embalagens padronizadas e verificar se as mesmas não possuem orifícios. I. Banana+ maçã em embalagem plástica = (6ª etapa) II. Banana+ maçã em embalagem de papel = (7ª etapa) III. Laranja+ maçã em embalagem plástica = (8ª etapa) IV. Laranja+ maçã em embalagem de papel= (9ª etapa) 5. Observe após 4 dias. 6. Após a observação do experimento acima , anote na tabela abaixo suas análises Questões propostas 1. Em qual dos ambientes (geladeira ou temperatura ambiente) foi observado um maior amadurecimento das bananas (etapas 2, 3, 6 e 7) ? Por quê? 2. Considerando a temperatura ambiente em qual das embalagens ( papel ou plástico) ocorreu um maior amadurecimento da banana junto com a maçã ( 6ª e 7ª etapa)? Por quê? 3. Em relação à pergunta anterior qual o hormônio e o fruto responsável pelo amadurecimento da banana? 4. Nas etapas em que a laranja foi colocada nas embalagens junto com a maçã houve um amadurecimento notável? (etapas 4, 5, 8 e 9) Por quê? ~ 33 ~ 5. A ação do etileno foram maior nos frutos climatéricos ou não-climatéricos? ( na banana ou laranja) 8.2 – Influência do etileno no amadurecimento da banana Materiais • 6 bananas verdes. “mesmo estado de amadurecimento”; • 2 bananas maduras; • 2 sacos plásticos; • Fita adesiva. Procedimentos: 1. Coloque duas bananas verdes em temperatura ambiente que servirão como controle; 2. Coloque uma banana verde e uma banana madura em temperatura ambiente que também servirão como controle; 3. Em seguida repita o procedimento colocando as bananas em saco plástico e vede bem com fita adesiva. I. Banana verde+ banana verde Saco Plástico II. Banana verde+ banana madura Saco Plástico Questões propostas 1. Qual ambiente a banana amadureceu mais rápido ( embalada ou em temperatura ambiente)? 2. Em qual dos sacos plásticos a banana amadureceu mais rápido? ( com a banana verde ou com a banana madura)? Por quê? 3. Qual hormônio é responsável pelo amadurecimento dos frutos? ~ 34 ~ REFERENCIAS http://www.mudi.uem.br/arqmudi/volume_10/numero_02/5-SERT.pdf http://www.fisiologiavegetal.ufc.br/Aulas%20em%20PDF%20PG/Unidade%20XVIII.p df http://www.fisiologiavegetal.ufc.br/Aulas%20em%20PDF/Grad%20Unidade%20IX%2 0-%20Etileno%20-%20O%20Horm%F4nio%20Gasoso.pdf
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