Plantas transgénicas

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Apresentação sobre plantas transgénicas

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Plantas transgénicas

  1. 1. FACULDADE DE CIÊNCIAS DA UNIVERSIDADE DO PORTO SEMINÁRIO SOBRE A DIDÁCTICA E METODOLOGIA DA BIOLOGIA EXPERIÊNCIA EDUCATIVA – ENSINO SECUNDÁRIO BIOTECNOLOGIA NA ESCOLA
  2. 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. 3. 1º. MOMENTO
  4. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 10. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO TRANSFORMAÇÃO MEDIADA POR Agrobacterium tumefaciens - Manipulações genéticas naturais - - Características de Agrobacterium tumefaciens Plasmídio Ti Genoma T DNA
  11. 11. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO - Caracterização do plasmídio Ti ori T- DNA vir Limite direitoLimite esquerdo Catabolismo das opinas
  12. 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. 13. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO Tumor Transferência do plasmídio Ti para a célula vegetal - Descrição do processo de transformação
  14. 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. 15. Núcleo Poro nuclear Vector de clonagem binário Transformação Amplificação do vector: clonagem em E.coli Isolamento Transformação Plasmídio helper Genes vir
  16. 16. A OBTENÇÃO DE PLANTAS TRANSGÉNICAS em laboratório
  17. 17. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO TRANSFORMAÇÃO POR BOMBARDEAMENTO DE PARTÍCULAS -Também designado de biolística - Transformar cereais não atacados por Agrobacterium tumefaciens.
  18. 18. 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?
  19. 19. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO trabalho de casa - Fornecimento de notícias veiculadas na internet e na imprensa escrita
  20. 20. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
  21. 21. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
  22. 22. 1º. MOMENTO: PLANIFICAÇÃO
  23. 23. 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.
  24. 24. 2º. MOMENTO
  25. 25. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO DIVISÃO DA TURMA EM GRUPOS INFORMAR OS ALUNOS ACERCA DAS PRECAUÇÕES ESPECIAIS LEITURA DO PROTOCOLO
  26. 26. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO ESTRUTURA DA SALA DE AULA 1 2 3 4 5
  27. 27. 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).
  28. 28. 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
  29. 29. 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.
  30. 30. 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
  31. 31. 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.
  32. 32. 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
  33. 33. 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
  34. 34. 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
  35. 35. 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
  36. 36. 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
  37. 37. 2º. MOMENTO: EXECUÇÃO DISCUSSÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS RETIRAR CONCLUSÕES
  38. 38. 3º. MOMENTO
  39. 39. 3º. MOMENTO: SÍNTESE ESTRUTURA DA SALA DE AULA
  40. 40. 3º. MOMENTO: SÍNTESE FORMAÇÃO DE GRUPOS BREVE DISCUSSÃO INTRA-GRUPO Discussão das implicações dos alimentos transgénicos (âmbito social, ambiental, económico, ambiental e ético)
  41. 41. 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:
  42. 42. 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.
  43. 43. 3º. MOMENTO: SÍNTESE RISCOSBENEFÍCIOSAPLICAÇÃO PREENCHIMENTO DE UMA TABELA RESUMO
  44. 44. 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
  45. 45. 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

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