UNIDADE DIDÁTICA

1. IDENTIFICAÇÃO

1.1 INSTITUIÇÃO DE ENSINO SUPERIOR – UNIOESTE

1.2 PROFESSOR ORIENTADOR DA IES: Onildes Maria Taschetto

1.3 PROFESSOR PDE: Zulmira Aparecida Raitz Guzella

1.4 ÁREA/ DISCIPLINA: Biologia

1.5 NRE: Francisco Beltrão

TÍTULO: Busca de Novas Metodologias Para Facilitar o Entendimento da

Reprodução Celular

INTRODUÇÃO

A disciplina de biologia tem como seu objeto de estudo o

fenômeno vida. Recentemente vem se falando sobre a autonomia da

biologia, uma disciplina que tem muito a ver com outras disciplinas, mas

que possuem leis próprias.

Descobriu-se que a história da biologia não foi escrita fielmente e

novos estudos comprovam que algumas informações foram ocultadas ou

simplesmente modificadas. Felizmente os documentos originais não

foram destruídos e uma nova leitura foi possível esclarecendo muitos

pontos obscuros, possibilitando uma nova abordagem dos fatos. No

entanto, percebe-se, ao longo da história da biologia, que ela foi

abordada das mais variadas maneiras pelos pesquisadores, cada um

dando o enfoque histórico da sua época ao fenômeno ocorrido.

Percebe-se ainda que há uma crescente necessidade de se

trabalhar os conteúdos do ensino de biologia, baseando-se em seu

histórico. Porém, contextualizando-os sempre com os acontecimentos da

nossa época, pois, isso facilita o nosso trabalho e a compreensão de

nossos alunos. Por isso, os conteúdos de biologia são relativamente

difíceis de serem compreendidos e necessitam de uma abordagem

contextualizada para que haja uma compreensão satisfatória.

Por essa razão, faz-se necessária uma mudança na forma de ver,

abordar e avaliar os conteúdos de ciências e biologia em sala de aula,

uma vez que a maioria das descobertas é fruto das necessidades

humanas.

Para tanto, é preciso uma reformulação na maneira de atuar em

sala de aula, mudando a forma de tratar os conteúdos e também propor

novas formas de avaliação para os alunos. Para isso, entende-se ser

imprescindível uma mudança de postura por parte dos educadores.

Através dessa análise, chega-se a conclusão de que não é a falta

de materiais didáticos completos e bem escritos que estão deixando

nossas aulas sem atrativos e pouco interessantes. Acredita-se que seja a

forma de abordagem dos conteúdos que está deixando a desejar. Por

essa razão, entende-se que é indispensável a busca de novas

metodologias para que as aulas sejam atrativas e interessantes, levando

a uma melhor compreensão e, conseqüentemente, a aprendizagem.

MITOSE

Há dois processos básicos de divisão celular nos eucariotas: a

meiose, que reduz o número de cromossomos diplóides, e a mitose, que

mantém constante o número de cromossomos. Nos animais, a meiose

ocorre imediatamente antes da formação dos gametas. Nos vegetais,

esta acontece após a meiose, surgindo células haplóides (esporos), que

se dividem mitoticamente várias vezes antes de formar os gametas

(Guerra, 1988).

A mitose é um importante processo de reprodução celular que se

destina à produção de células para que o organismo cresça, se

desenvolva e possa repor as células perdidas.

Para que um organismo cresça e se renove, é necessário que a

mitose vá ocorrendo constantemente. Cada vez que uma célula morre,

cada vez que nos machucamos, que quebramos um osso ou mesmo para

que possamos crescer é preciso que a mitose desempenhe constante e

eficientemente seu papel.

A abordagem sobre mitose e meiose deve ser iniciada

questionando os alunos sobre seus conhecimentos a respeito do assunto,

possibilitando-os a exporem suas principais dúvidas e questionamentos.

Você sabe de onde veio? Sabe como e por que você cresceu e se

transformou assim? Pois então, todos nós, seres humanos, fomos

formados e desenvolvidos através da junção do óvulo e do

espermatozóide. Isso só foi possível através da eficácia de um processo

minucioso que aconteceu antes da fecundação: a meiose. E, para que

você se transformasse no que é hoje, outro processo acontece todos os

dias na vida dos seres vivos: a mitose.

Para tentar solucionar suas dúvidas, precisamos conhecer dois

processos fundamentais que acontecem ao longo da vida dos seres vivos:

a mitose e a meiose.

Primeiro iremos tentar definir o que é a mitose, para que serve e

como ela acontece dentro das nossas células.

A mitose é um processo pelo qual uma célula se divide formando

duas novas células com igual constituição genética, ou seja

geneticamente idênticas entre si, porém de tamanho menor. Cada vez

que um organismo cresce e se renova ou sofre algum trauma, a célula

entra em processo de divisão.

Para que a célula se divida completamente, é necessário que ela

se prepare e passe por uma fase muito importante. A intérfase, que é o

período em que a célula se prepara geneticamente para se reproduzir e

encontra-se em intensa atividade metabólica.

Ela é marcada por três etapas: fase G1, S e G2. A etapa que ocupa

a maior parte da vida da célula é a intérfase. Na fase G1, não há

atividade relacionada à divisão (gap=intervalo). Já na fase S, é uma fase

fundamental. É nessa fase que ocorre a duplicação do DNA (S=síntese).

Na fase G2, a síntese de DNA já se completou e a célula se prepara para

a divisão propriamente dita: a mitose.

Intérfase (fotomicrografias das células da cebola (Allium cepa) feitas em

microscópio de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

A mitose é um processo contínuo. No entanto, está dividida em

quatro etapas ou fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase.

•Prófase: no início da prófase, os cromossomos já duplicados na

intérfase começam a se condensar, tornando-se individualizados e visíveis

ao microscópio. Cada cromossomo duplicado é formado por dois filamentos

idênticos denominados cromátides, que permanecem unidas pelo

centrômero. Nesta fase, os cromossomos tornam-se invisíveis e o núcleo

desaparece.

Prófase (fotomicrografias das células da cebola (Allium cepa) feitas em

microscópio de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

•Metáfase: após a ruptura do núcleo, os microtúbulos das fibras

polares unem-se aos cinetócoros, orientando o deslocamento dos

cromossomos em direção à região equatorial da célula, formando a placa

equatorial. Nesta fase, os cromossomos atingem o máximo de condensação

e ficam bem visíveis.

Metáfase (fotomicrografias das células da cebola (Allium cepa) feitas

em microscópio de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

•Anáfase: esta fase se inicia com a separação dos centrômeros,

permitindo a separação completa das duas cromátides de cada

cromossomo. As cromátides são então puxadas pelas fibras do fuso para os

pólos da célula, encerrando-se, assim, a anáfase. Os dois grupos de

cromossomos que estão nos pólos são idênticos geneticamente.

Anáfase (fotomicrografias das células da cebola (Allium cepa) feitas em

microscópio de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

•Telófase: última fase da mitose, os cromossomos descondensam-

se, o cinetócoro e as fibras desaparecem, a carioteca e o nucléolo se

reorganizam.

Telófase (fotomicrografias das células da cebola (Allium cepa) feitas em

microscópio de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

Citocinese é a divisão da célula em duas partes idênticas. Nas

células animais, a citocinese acontece de fora para dentro, por

invaginação da membrana e é chamada centrípta. Já nas células

vegetais, ela ocorre de dentro para fora pela formação da lamela média e

é chamada citocinese centrífuga.

Para poder estudar mais facilmente a divisão celular, usa-se uma

substância chamada colchicina, que interrompe a mitose na metáfase,

fase na qual os cromossomos encontram-se no estado máximo de

condensação, possibilitando, assim, seu estudo mais detalhado.

Curiosidade: O CÂNCER

A mitose é importante para a renovação e crescimento do organismo. Porém, se

ela acontece descontroladamente, ocorre o câncer. A célula perde sua capacidade de

regular a mitose e passa a se dividir excessivamente, invadindo os tecidos, produzindo

tumores e metástases, causando graves prejuízos ao organismo, podendo até mesmo

levá-lo à morte prematuramente. Vários fatores podem desencadear esta disfunção.

ATIVIDADE 1

Atividade prática para acompanhar as fases da mitose - raízes da cebola.

Materiais: Cebola, lâminas, Lamínulas, 2 recipientes de vidro,

orceína acética, lamparina, fósforo e estilete.

Procedimento: primeiro deve-se colocar a cebola no recipiente

com água, para que a raiz próxima da água possa germinar. Após as

raízes terem crescido aproximadamente 1 cm (pode levar de 3 a 5 dias),

cortam-se as raízes e coloca-se em um recipiente com orceína acética

para amolecer (aproximadamente 1 dia). Retire uma raiz, coloque sobre a

lâmina, corte a ponta (que está crescendo) para realizar a observação e

despreze o restante da raiz. Corte o pedaço que sobrou com estilete

sobre a lâmina em pedaços bem pequenos. Pingue uma gota de orceína

acética e coloque a lamínula sobre o material. Em seguida, acenda a

lamparina e passe rapidamente (duas vezes) sobre a chama, verificando

se a temperatura da lâmina está suportável. Se ainda estiver fria, passe

novamente até que fique levemente aquecido. Retire um pedaço de papel

filtro, coloque a lâmina dentro e aperte com o polegar com força sobre o

material. Leve para o microscópio para observar as fases da mitose no

aumento de 10x e procure neste material as fases da mitose, prófase,

metáfase, anáfase e telófase. Se não for possível observar, repita o

experimento até obter um material adequado, fino o suficiente para ser

observado.

ATIVIDADE 2

Dividir os alunos da turma em grupos e pedir para que cada grupo

reproduza um modelo didático de cada fase com pedaços de lã colorida,

eles deverão ser capazes de interpretar cada fase e organizar a lã de

modo a imitar a fase que o grupo está representando. (Esta atividade

pode ser realizada também com as fase da meiose I e II). ( 2 cores, uma

para cromossomo materno, outra para cromossomo paterno)

ATIVIDADE 3

Produzir duas folhas de material: uma com as definições de cada

fase e outra com as figuras representando cada fase. Entregar aos alunos

as duas folhas, pedir para que leiam as definições e encontrem na folha a

figura correspondente até que a folha com os conceitos fique completa,

com figuras e conceitos (também pode ser utilizada para as fases da

meiose).

MEIOSE

A meiose é um processo que garante a eficiência da reprodução

sexuada uma vez que acontece nas células chamadas reprodutoras ou

germinativas.

Basicamente, a meiose é um processo no qual ocorrem duas

divisões nucleares seguidas, sem haver um período entre elas.

Para que a meiose aconteça, é necessário que o indivíduo esteja

maduro sexualmente, afinal este tipo de divisão se presta a formação de

células fundamentais à reprodução de grande parte dos seres vivos.

Na meiose a partir de uma célula diplóide, formam-se quatro

células geneticamente diferentes, haplóides.

Células diplóides são células que apresentam o número total de

cromossomos da espécie, eles se encontram aos pares (n+n=2n).

Células haplóides se formam a partir da meiose formando células

com a metade do número de cromossomos da espécie (n=haplóide)

A meiose é um processo que garante o sucesso da reprodução

sexuada ela ocorre em duas etapas: a meiose I e a meiose II. (Mas antes

da divisão ela também passa pela intérfase que é semelhante a da

mitose).

Meiose I: prófase I, Metáfase I, Anáfase I e Telófase I.

Meiose II: Prófase II, Metáfase II, Anáfase II e Telófase II.

Prófase I

A prófase I é a fase mais longa e de maiores transformações em

toda a meiose, esta fase é dividida em cinco subfases: leptóteno (lepto=

fino, teno= filamento), é o inicio da transformação do núcleo interfásico

em núcleo em divisão. A característica mais evidente é a presença de

cromossomos muito finos.

Zigóteno (zigo=união, teno= filamento), consiste no

emparelhamento dos cromossomos homólogos lado a lado, formando

uma estrutura aparentemente única.

Zigóteno (fotomicrografias das células do milho (Zea mays) feitas em

microscópio de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X)

.

Paquíteno (paqui= grosso, teno= filamento), os cromossomos

são mais curtos e grossos, o que permite visualizar melhor, pois cada

cromossomo duplicado é um bivalente cada bivalente, nesta fase ocorre

um evento de extrema importância que é a recombinação gênica

(crossing-over).

Paquíteno (fotomicrografias das células do milho (Zea mays) feitas em

microscópio de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X)

Diplóteno (diplo=dois, teno=filamento), se inicia quando os

cromossomos homólogos do bivalente começam a se repelir, revelando

claramente que o bivalente é formado por dois cromossomos. A

separação entre os homólogos não se completa devido a formação entre

eles de pequenos pontos de ligação chamados quiasmas. Os quiasmas

resultam da quebra e posterior união cruzada de duas cromátides

homólogas. Os quiasmas foram formados provavelmente durante o

paquíteno ou no final do zigóteno e são de fundamental importância pois,

possibilitam a recombinação gênica através da permuta ou crossing-over,

garantindo assim grande variabilidade genética.

Paquíteno-diplóteno (fotomicrografias das células do milho (Zea mays) feitas

em microscópio de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X)

Diplóteno (fotomicrografias das células do milho (Zea mays) feitas em

microscópio de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X)

Diacinese (Dia=através, cinese=movimento) é a última fase da

prófase I, caracteriza-se apenas por apresentar os cromossomos mais

curtos e grossos que no estágio anterior e pelo maior emparelhamento

dos bivalentes do núcleo. Os cromossomos nesta fase iniciam a

condensação e dirigem-se ao centro da célula preparando-se para a

metáfase, fase na qual atingem o máximo de condensação.

Diacinese (fotomicrografias das células do milho (Zea mays) feitas em

microscópio de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X

Os cromossomos homólogos duplicados emparelham-se. Com o

emparelhamento e a condensação, é possível notar claramente que cada

par de cromossomos homólogos possui quatro cromátides. Elas podem

ser:

• cromátides-irmãs, que se originam de um mesmo cromossomo;

• cromátides homólogas, que se originam de cromossomos

homólogos.

Duas cromátides homólogas podem sofrer uma ruptura na mesma

altura e os dois pedaços podem trocar de lugar, realizando o que se

denomina permutação ou crossing-over.

Até o início da anáfase I, estas cromátides ficam unidas pelos

pontos onde houve permutação. O rompimento da carioteca marca o final

da prófase I e o início da metáfase.

Anáfase I (fotomicrografia das células do milho (Zea mays) feita em microscópio

de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

Metáfase I

Na metáfase I, as fibras polares passam a ocupar a região

correspondente ao núcleo. Aos cinetócoros associam-se as fibras

cromossômicas, e os cromossomos passam a ocupar a região equatorial

da célula.

Metáfase (fotomicrografia das células do milho (Zea mays) feita em microscópio

de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

Os cromossomos duplicados e emparelhados permanecem no

equador da célula e atingem o grau máximo de condensação e os

quiasmas mantêm os cromossomos homólogos unidos. Esta fase é a de

melhor visualização, tanto de forma como de n° de cromossomos.

Anáfase I

A anáfase caracteriza-se pelo deslocamento dos cromossomos

para os pólos da célula. O par de cromossomos homólogos separa-se,

indo para cada pólo um cromossomo duplicado de cada par.

Nesta fase não ocorre separação do centrômero, como acontece

na anáfase da mitose os cromossomos migram um inteiro para cada pólo

da célula.

Anáfase I (fotomicrografia das células do milho (Zea mays) feita em microscópio

de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

Telófase I

Esta fase é bastante semelhante com a mitose, os cromossomos

desespiralizam-se, a carioteca e o nucléolo reorganizam-se e ocorre a

citocinese.

Telófase I (fotomicrografia das células do milho (Zea mays) feita em microscópio

de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

Cada uma das células haplóides formadas pela meiose I sofre uma

segunda divisão, que é a meiose II ou segunda divisão meiótica. Nessa

divisão ocorre a separação das cromátides-irmãs. Cada uma delas dirige-

se para um pólo diferente e passa a ser denominada cromossomo-irmão.

As fases da meiose II são: prófase II, metáfase II, anáfase II e

telófase II, que estão representadas nas figuras abaixo:

Prófase II (fotomicrografia das células do milho (Zea mays) feita em microscópio

de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

Metáfase II (fotomicrografia das células do milho (Zea mays) feita em

microscópio de luz campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

Anáfase II (fotomicrografia das células do milho (Zea mays) feita em microscópio de luz

campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

Telófase II (fotomicrografia das células do milho (Zea mays) feita em microscópio de luz

campo claro Olimpus BX60, aumento de 40X).

Medicamentos, radiações e outros fatores podem levar a erros na

meiose podendo acarretar a produção de gametas defeituosos que

possibilitam a formação de embriões mal formados a até mesmo abortos

espontâneos.

Curiosidade: conseqüências da não disjunção dos cromossomos na meiose humana

podem levar a deficiências nos fetos e até mesmo causar aborto espontâneo.

A meiose é um processo complexo, erros na separação dos

cromossomos homólogos na meiose I ou das cromátides-irmãs na meiose

II levam á formação de gametas com número anormal de cromossomos.

Se um desses gametas for fecundado por um gameta normal, será

formado um zigoto com número anormal de cromossomos. Essas

alterações no número de cromossomos são chamadas aneuploidias e são

consideradas mutações cromossômicas numéricas.

Nas aneuploidias pode haver um número maior ou menor de

cromossomos.

A ilustração abaixo mostra erros meióticos em Pfaffia glomerata,

onde podemos observar o produto final da meiose com 6 núcleos

provenientes principalmente de segregação irregular.

a) diacinese. b) metáfase I com cromossomos precoces. c) anáfase I com

retardatários. d) telófase I com três micronúcleos. e) telófase I com dois

micronúcleos grandes. f) telófase I com ponte. g) metáfase II com

cromossomos de migração precoce para os pólos. h) metáfase II com

muitos núcleos. i) telófase II com 6 núcleos. (Imagem cedida pela autora,

Onildes Maria Taschetto).

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BONETI, Lindomar Wesller. Educação Exclusão e Cidadania. 3. ed. Rio

Grande do Sul, 2003.

BORTOLOZZO, S. et al. Link da Ciência. São Paulo: Escala Educacional,

2005.

CESAR E SEZAR. Biologia. 8. ed. São Paulo: Saraiva, 2005.

FIALHO, Neusa Nogueira. Metodologia do Ensino de Biologia e

Química. Jogos no Ensino de Química e Biologia. 20.ed. Curitiba: Editora

IBPEX

GADOTTI, Moacir et al. Autonomia da Escola: princípios e propostas.

6. ed. São Paulo: Cortez, 2004.

GUERRA, Marcelo. Introdução à Citogenética Geral. 1. ed, Rio de

Janeiro: Editora Guanabara S/A, 1988.

HAZEN, Robert M. et al. Saber Ciência. 6. ed. São Paulo: Editora de

Cultura, 2005.

LINHARES, S. et al. Biologia Hoje. São Paulo: Ática, 1997.

LOPES, S. et al. Biologia. 1. ed. São Paulo: Saraiva, 2005.

PARANÁ, Secretaria de Estado da Educação. Diretrizes Curriculares

para a Ensino Médio - Biologia. Curitiba, Paraná: SEED, 2006.

TORRES, Rosa Maria. Que (e como) é Necessário Aprender? 7. ed.

São Paulo: Papirus, 2005.

SODRÉ, Leda Maria Koelblinger et al. Práticas de Genética. Londrina:

editora UEL, 1999.

MARTINS, Lílian Al-Chueyr Pereira. A História da Ciência e o Ensino da

Biologia. Ciência & Ensino (n. 5): 18-21, 1998.