Apresentação sobre plantas transgénicas

1. FACULDADE DE CIÊNCIAS DA UNIVERSIDADE DO PORTO
SEMINÁRIO SOBRE A DIDÁCTICA E METODOLOGIA DA BIOLOGIA
EXPERIÊNCIA EDUCATIVA – ENSINO SECUNDÁRIO
BIOTECNOLOGIA NA ESCOLA

2. 3
Aulas
previstas
.Referir sucintamente aplicações práticas da
engenharia genética, salientando a sua
aplicação ao nível da Agricultura. E na
produção de alimentos geneticamente
modificados.
.Projecção e interpretação de esquemas
representativos da transformação mediada
por Agrobacterium tumefaciens:
Manipulação genética natural e o Sistema
binário.
.Conhecer a transformação por
bombardeamento de partículas e as
vantagens da sua aplicação.
.Salientar as vantagens e limitações dos
métodos de transformação de plantas.
.Realização da actividade prática:”
Transferência Natural de Genes –
Agrobacterium tumefaciens “.
.Perante a leitura, análise e discussão de
artigos veiculados nos meios de informação
(nomeadamente jornais e internet) destacar
a importância da engenharia genética na
modificação e melhoramento da diversidade
dos seres vivos por intervenção directa no
genoma.
.Referir que no âmbito da aplicação desta
tecnologia algumas situações representam
progresso e benefício enquanto outras terão
de ser controladas rigorosamente ou então
rejeitadas. Discutir a necessidade de se
estabelecerem limites éticos nas aplicações
práticas.
.Agrobacterium
tumafaciens
.OGM’s (Organismos
geneticamente
modificados)
.Plantas transgénicas
.Transformação
.Bombardeamento de
partículas
.Compreender o mecanismo
de transferência de genes e
modificação do património
genético.
.Identificar as diferentes
etapas do mecanismo.
.Compreender a importância
que a engenharia genética
desempenha na obtenção de
novas variedades de plantas.
. HEREDITARIEDADE
.GENÉTICA APLICADA -
princípios básicos de
Engenharia Genética.
- Organismos
geneticamente modificados –
aplicação na Agricultura.
ESTRATÉGIAS
TERMOS E
CONCEITOS
OBJECTIVOSCONTEÚDOS
Tabela 1: Planeamento da experiência educativa do Ensino Secundário (11º. Ano)

3. 1º. MOMENTO

4. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
REVISÃO DO CONCEITO DE BIOTECNOLOGIA
Biotecnologia:
Nome dado a um grande número de tecnologias, no domínio da
Agricultura, Indústria e Medicina, que utiliza organismos vivos
(microrganismos, plantas ou animais) ou então parte deles (ex:
células isoladas ou proteínas) de modo a obter novos produtos.

5. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
ÁREAS DE APLICAÇÃO DA BIOTECNOLOGIA
. Remoção de herbicidas
. Degradação de pesticidas
Ambiente
. Cereais resistentes a doenças
. Resistência a pesticidas
. Bio-insecticidas
. Fixação do azoto
Agricultura
Proteínas: . Insulina
. Albumina sérica humana
. Hormona humana de crescimento
. Activador plasminogénico de tecidos
. Factores de coagulação do sangue
Vacinas: . Hepatite B
. Herpes
. Gripe
. Malária
Medicina

6. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
REFERÊNCIA A NOTÍCIAS
Na dúvida não coma transgénicos
in: Jornal de Notícias; 2 de Abril de 2000
Luz verde para os alimentos geneticamente modificados
in: www.sic.pt, 21 de Agosto de 2002

7. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
RECONHECIMENTO DA APLICAÇÃO DA BIOTECNOLOGIA ÀS PLANTAS -
BIOTECNOLOGIA VEGETAL -
PLANTAS TRANSGÉNICAS
Plantas transgénicas
Plantas transformadas, que possuem nas suas células um gene
introduzido de novo.

8. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
EXISTÊNCIA DE DIVERSIDADE DE TÉCNICAS NA BIOTECNOLOGIA
VEGETAL
- ENGENHARIA GENÉTICA -
Engenharia Genética
Consiste na criação de uma nova molécula de DNA, geralmente
pela recombinação de DNA de diferentes organismos, por meios
artificiais, utilizando enzimas de restrição, e a consequente produção
de muitas cópias de DNA recombinante.
Vantagens da engenharia genética

9. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
Delimitação do problema a estudar:
- Métodos e procedimentos específicos da engenharia genética de plantas.
- Aplicações desenvolvidas e aplicações em estudo.
REVISÃO DE CONCEITOS:
- DNA
- Cromossoma
- Gene
- Vector
- Hospedeiro
- Dador
- Plasmídio
- Enzima de restrição
- Transformação

10. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
TRANSFORMAÇÃO MEDIADA POR Agrobacterium tumefaciens
- Manipulações genéticas naturais -
- Características de Agrobacterium tumefaciens
Plasmídio
Ti
Genoma T DNA

11. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
- Caracterização do plasmídio Ti
ori
T- DNA
vir
Limite direitoLimite esquerdo
Catabolismo
das opinas

12. - Descrição do processo de transformação
Núcleo
Poro nuclear
Plasmídio
Ti
Genoma
Indução dos
genes vir
T DNA
Núcleo
Poro nuclear
Plasmídio
Ti
Genoma
Proteínas vir T-DNA
integrado no
genoma nuclear
T-DNA excisado
Agrobacterium
Fenóis
Secretados
Célula vegetal num
tecido ferido

13. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
Tumor
Transferência do
plasmídio Ti para a
célula vegetal
- Descrição do processo de transformação

14. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
TRANSFORMAÇÃO MEDIADA POR Agrobacterium tumefaciens
-Sistema Binário -
- Dificuldades de manipular moléculas grandes.
- Alteração da zona do T-DNA: - possui limites direito e esquerdo;
- eliminação dos genes tumorais e do
gene da opina são substituídos
pelos genes de interesse.
- Sistema binário: - genes vir e T-DNA estão presentes em plasmídios
independentes.

15. Núcleo
Poro nuclear
Vector de
clonagem binário
Transformação
Amplificação do vector:
clonagem em E.coli
Isolamento
Transformação
Plasmídio helper
Genes vir

16. A OBTENÇÃO DE PLANTAS TRANSGÉNICAS em laboratório

33. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
TRANSFORMAÇÃO POR BOMBARDEAMENTO DE PARTÍCULAS
-Também designado de
biolística
- Transformar cereais não
atacados por Agrobacterium
tumefaciens.

49. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
PROPOR A REALIZAÇÃO DO TRABALHO PRÁTICO
- Método compatível com as condições físicas da escola.
- Como se deve fazer?
- Qual o material que deve ser utilizado?

50. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
trabalho de casa
- Fornecimento de notícias veiculadas na internet e na imprensa
escrita

51. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO

52. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO

53. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO

54. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
- Os alunos devem reflectir para cada uma das aplicações:
. Alteração da qualidade nutricional;
. Contribuição para acabar com a fome;
. Consequências ambientais;
. Impacto económico
. Avaliar riscos e benefícios da sua aplicação;
. Manifestar opinião acerca da concordância ou não com a
aplicação em causa.

55. 2º. MOMENTO

56. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
DIVISÃO DA TURMA EM GRUPOS
INFORMAR OS ALUNOS ACERCA DAS PRECAUÇÕES
ESPECIAIS
LEITURA DO PROTOCOLO

57. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
ESTRUTURA DA SALA DE AULA
1
2
3
4
5

58. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
TRANSFERÊNCIA NATURAL DE GENES
- Agrobacterium tumefaciens -
OBJECTIVOS:
Com a realização desta actividade prática a planta Bryophyllum ou
Kalanchoe sp. (ambas propagam-se muito facilmente e crescem
rapidamente) é infectada com a estirpe selvagem de Agrobacterium
tumefaciens. Em quatro semanas é possível observar um tumor (crown
gall).

59. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
OBJECTIVOS (continuação):
A. Modo de infecção:
- ferir a planta e infectá-la imediatamente com Agrobacterium
tumefaciens;
- ferir a planta, e no dia seguinte espalhar sobre essa superfície
Agrobacterium tumefaciens;
- ferir a planta e infectá-la com Agrobacterium tumefaciens. A
superfície ferida é coberta com um pedaço de toalhete de papel
húmido;
- ferir a planta no entanto não deve ser infectada com a bactéria;
- aplicar Agrobacterium tumefaciens a uma planta não ferida.
B. Locais de infecção
- caule
- superfície da folha

60. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
PREPARAÇÃO
1. Propagação das plantas hospedeiras (os alunos podem mesmo
fazê-lo em casa, se tiverem condições para tal).
2. Preparação do meio nutritivo e as culturas de Agrobacterium
tumefaciens. As culturas devem ser preparadas pelo menos 2
semanas antes de serem utilizadas.
ORGANIZAÇÃO
Crescimento das plantas hospedeiras: 4 meses.
Preparação da cultura de Agrobacterium: 2 semanas.
Infecção das plantas com Agrobacterium: 20 minutos.
Observação do crescimento do tumor: 3 a 4 minutos.

61. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
Material
(que deve estar em cada grupo)
- Água esterilizada
- Ansa de inoculação
- Agulha
- Microscópio óptico
- Tesouras
- Etiquetas
- Marcador
- Fita adesiva
- Toalhas de papel
- Etanol
- Cultura de A.tumefaciens (em agar nutritivo)
- Plantas Kalanchoe (Bryophyllum)
- Bico de Bunsen

62. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
PROCEDIMENTO
1. Cada planta deve ser identificada com a
data e com o tratamento que vai receber.
Também se podem identificar os locais da
planta que são infectados com o recurso a fita
adesiva.
2. Após o tratamento, as plantas devem ser
colocadas num local iluminado e devem ser
mantidas húmidas.
3. Observar e registar o desenvolvimento do
tumor durante as semanas seguintes (4-6).
Após este tempo os tumores devem ser
observados ao microscópio e comparados
com órgãos da planta que não foram
infectados.

63. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
PROCEDIMENTO (continuação)
Modo de infecção com Agrobacterium tumefaciens
TRATAMENTO 1
1. Mergulhar a agulha em álcool e levá-la ao rubro
pelo calor do bico de Bunsen. Ferir a superfície
da planta uma ou mais vezes, com a agulha.
2. Infectar as feridas com Agrobacterium. Primeiro
deve esterilizar-se, ao rubro pelo calor a ansa de
inoculação e deixá-la arrefecer um pouco.
Posteriormente introduz-se a ansa no interior do
frasco com a cultura e deve retirar-se um pouco
de material biológico. Este material é espalhado
na superfície da ferida. Após este procedimento a
ansa deve ser esterilizada novamente.
Etanol:
Inflamável
Bico de Bunsen
Ferir a planta com
agulha esterilizada
Esterilização da
agulha
Aplicar a bactéria à
ferida
Cultura de
A.tumefaciens
Levar ao rubro a
ansa de inoculação
antes e após a sua
utilização

64. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
PROCEDIMENTO
TRATAMENTO 2
1. Ferir a planta (como indicado no tratamento 1).
2. Espalhar Agrobacterium ao longo da área infectada após 24h.
TRATAMENTO 3
1. Ferir e infectar a planta (como indicado no tratamento 1).
2. Cortar a toalhas de papel em pequenos pedaços e humedecer em
água esterilizada. Colocá-los sobre a ferida e prendê-los com fita adesiva.
O papel deve ser mantido húmido durante 2 dias.
Modo de infecção com Agrobacterium tumefaciens

65. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
PROCEDIMENTO
TRATAMENTO 4
1. Ferir a planta (como indicado no tratamento 1) no mesmo local que a planta
1 (superfície da folha) e também num segundo local. As feridas não são
infectadas com Agrobacterium.
TRATAMENTO 5
1. Não ferir a planta.
2. Aplicar Agrobacterium, utilizando uma ansa de inoculação esterilizada, a
um ou mais locais da superfície não ferida.
Modo de infecção com Agrobacterium tumefaciens

66. Etanol:
Inflamáve
l
Bico de
Bunsen
Ferir a planta
com agulha
esterilizada
Esterilização da
agulha
Aplicar a bactéria
à ferida
Cultura de
A.tumefaciens
Levar ao rubro a
ansa de
inoculação antes
e após a sua
utilização
2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
DIVISÃO DE TAREFAS
DISCUSSÃO INTRA-GRUPO (antes da execução da experiência)
DISCUSSÃO (durante e após a execução da experiência)
INTRA-GRUPO:
- Reflectir sobre os procedimentos que estão a executar e o porquê da sua
realização.
- Perceber o que acontece a nível microscópico.
- Previsão dos resultados.
INTER-GRUPO
- Partilha de opiniões

67. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
RECOLHA DOS RESULTADOS (DURANTE 3-4 SEMANAS)
- Elaboração e preenchimento de uma tabela-resumo
1º. DIA DE VISUALIZAÇÃO DO
TUMOR
PRESENÇA DE
TUMOR
TRATAMENTO

68. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS
RETIRAR CONCLUSÕES

69. 3º. MOMENTO

70. 3º. MOMENTO: SÍNTESE
ESTRUTURA DA SALA DE AULA

71. 3º. MOMENTO: SÍNTESE
FORMAÇÃO DE GRUPOS
BREVE DISCUSSÃO INTRA-GRUPO
Discussão das implicações dos alimentos transgénicos
(âmbito social, ambiental, económico, ambiental e ético)

72. 3º. MOMENTO: SÍNTESE
Estas permitem:
. Melhoramento das características agronómicas:
Resistência a insectos – Plantas Bt
Resistência a herbicidas
Alteração da maturação dos frutos
Tolerância a condições ambientais adversas.
. Melhoramento das qualidades nutritivas:
Aumento dos níveis de metionina
Aumento dos níveis de Vitamina E
. Aumento da produção.
. Manipulação da Pigmentação floral.
BENEFÍCIOS:

73. 3º. MOMENTO: SÍNTESE
HOMEM
- Alergias;
- Aumento das substâncias tóxicas;
- Aumento da resistência a antibióticos;
- Alteração do metabolismo humano.
RISCOS :
AMBIENTE
- Aparecimento de efeitos imprevistos e desconhecidos;
- Mudança no consumo de herbicidas;
- Aparecimento de “super” ervas daninhas;
- Alteração do metabolismo humano;
- Redução da biodiversidade.

74. 3º. MOMENTO: SÍNTESE
RISCOSBENEFÍCIOSAPLICAÇÃO
PREENCHIMENTO DE UMA TABELA RESUMO

76. AVALIAÇÃO
AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM DO ALUNO
AVALIAÇÃO DA LIÇÃO
Informal: - Empenhamento (Interesse, Participação, Atenção);
- Cooperação (cumprimento das regras do trabalho de
grupo);
- Responsabilidade (Respeito, Compreensão de normas
sociais);
- Iniciativa (Intervenção na resolução de problemas);
- Autonomia (Capacidade de executar projectos diversos);
- Organização (Recolha de dados e utilização da informação).
Formal
- Envolvimento, entusiasmo e interesse comunicado pelos alunos

77. SEMINÁRIO SOBRE A DIDÁTICA E METODOLOGIA DA BIOLOGIA
EMERÊNCIA RAQUEL DA SILVA MENDONÇA TEIXEIRA
FACULDADE DE CIÊNCIAS DA UNIVERSIDADE DO PORTO
PORTO, 12 DE DEZEMBRO DE 2002