A importância do microscópio no estudo da citologia para uma abordagem prática

Apresentação

Conforme foi apresentado no nosso blog, na seção de práticas pedagógicas, o método investigativo  pode ser de grande valia para ajudar na aprendizagem do conteúdo acadêmico pelos alunos. Esse método simula um ambiente mais próximo do que o aluno encontrará em sua profissão na prática, já que os estudantes se tornam mais independentes, tendo a possibilidade de mostrar sua interpretação e solução frente a um problema. 

Para realizar a aprendizagem baseada em problemas é fundamental que o professor faça um reconhecimento do seu local de trabalho, para saber se o aluno tem a sua disposição todas as ferramentas para realizar um bom trabalho e desvendar os problemas apresentados. Essas ferramentas podem ser: equipamentos, reagentes, vidrarias, técnicas de como operar de forma segura e precisa, conteúdo da disciplina que leve o aluno à solução, entre outros. 

Nas ciências em geral, assim como na biologia, às vezes se faz necessário visualizar o micro, conteúdo distante do dia a dia dos alunos. Para isso, é importante o uso de um microscópio, além das noções de como operá-lo. Já que em muitas escolas não tem laboratórios de ciências naturais, fica difícil o aluno ter acesso a esses equipamentos. Uma alternativa à ausência de um microscópio, seria construção dele a partir da aprendizagem baseada em projeto (se vocês tiverem interesse, podemos abordar esse assunto em outro post).   

Objetivos 

•     Noções básicas de diferentes tipos de microscópios e recomendações de usos. 
•     Apresentar uma alternativa aos docentes para as escolas que não tem o microscópio, como a construção de um microscópio usando o smartphone em projeto interdisciplinar de metodologia ativa. 
•    Fornecer um exemplo de aula para que os futuros docentes possam aplicar o método investigativo no estudo da citologia utilizando o microscópio.

 

O microscópio

O estudo das células e dos micro-organismos só foi possível a partir da construção de um  microscópio. Apesar de muitos acreditarem que só existe um tipo de microscópio, há na verdade, uma grande variedade deles. Com o surgimento de novas tecnologias, houve o aprimoramento desses instrumentos, que possibilitou um estudo mais preciso de células e micro-organismos. Hoje podemos visualizar organelas, membranas plasmáticas, moléculas etc. 

O microscópio mais básico e mais utilizado em escolas e universidades para estudos de células é o óptico. Ele aumenta em até mil vezes a amostra observada e é usado para observar tecidos humanos e micro-organismos. Além do uso acadêmico, o microscópio óptico também é utilizados em algumas análise clínicas. Para facilitar o entendimento de como operar um microscópio óptico e os cuidados com equipamentos  selecionei um vídeo no YouTube da  Professora Dra. Luciana Valente Borgesa:

Outro tipo muito usado nas áreas biológicas , nanotecnologia, engenharia de materiais, industrias farmacêuticas, entre outros, é o microscópio eletrônico de varredura. Ele recebe esse nome porque ele torna visível a superfície da amostra para análise com muita definição e com aparência tridimensional, através de uma varredura.

O microscópio eletrônico de varredura de duplo feixe consegue até mesmo analisar a composição do material, além da sua superfície.

fonte:wikipédia

       

         

O microscópio Confocal, se utiliza de computadores para fazer  imagens em um sistema eletrônico integrado. A amostra é corada previamente com corante fluorescente e após a passagem de um laser, forma-se a imagem tridimensional. Ele é usado para estudos de moléculas, células e tecidos com uma imagem muito precisa. A imagem abaixo é  de uma amostra de células vegetal.  

 

Fonte Carrie Metzinger Northover, Bergmann Lab, Stanford University.

 

No microscópio invertido, a luz e o condensador ficam na parte de cima. Ele é usado para amostras vivas ou in-natura para analisar meio de cultura com as garrafas de cultura. As garrafas são recipientes semifechados, com membranas que fazem o controle de gases. Assim, as amostras ficam protegidas de contaminação e podem ser lidas diretamente no aparelho. Esse microscópio é muito utilizado na fertilização in-vitro. 

                                                                      fonte:https://www.hyperimport.com.br/

Essencial para o estudo das células, o microscópio eletrônico de transmissão é capaz de de aumentar a amostra em 300 mil vezes, frente às mil vezes de um microscópio óptico. Com todo esse zoom, tornou-se possível analisar: todas as organelas celulares, até mesmo os vírus, nanotecnologia e com isso ampliar também as pesquisas na área da medicina. Ele funciona emitindo um feixe de elétron sobre uma amostra ultrafina e corada com metais pesados. A imagem fica cinza mas muito rica de detalhes.

 Imagem de microscopia mostra à esquerda o Sars-Cov-2, o novo coronavírus, atacando a membrana de uma célula. —

fonte Foto: IOC/Fiocruz

     

A principal vantagem de  um microscópio no laboratório é permitir que os alunos vejam na 

prática aquilo que até então se encontrava apenas nos livros e na teoria. Segundo  o Censo da Educação 2010, apenas 23,6% dos alunos do ensino fundamental tem à sua disposição um laboratório de ciências naturais. Já no ensino médio o cenário é um pouco melhor: 48,3% tem laboratório de ciências naturais. 

Essa falta de estrutura é um  problema para o professor que quer trabalhar de forma mais prática, mas também pode ser uma oportunidade de trabalhar a criatividade e o raciocínio dos alunos. Um exemplo seria um projeto interdisciplinar de construção de um microscópio caseiro nas escolas.

Existem vídeos, artigos e publicações em congressos que auxiliariam nesse projeto, no qual  celular é transformado em microscópio. Alunos do Instituto Federal do Amapá, baseados no vídeo do americano Kenji Yoshino, produziram seus próprios microscópios, adquirindo mais conhecimento de biologia, matemática, química e física. Veja o vídeo do Kenji Yoshino:  

 

Na publicação eles afirmam que, com algumas adaptações, conseguiram um aumento de até 350x no tamanho da amostra de cebola na figura A e de briófita na figura B, veja: 

Na figura A, o material foi clorado com lugol. 1) Região nuclear da célula 2) Delimitação da parede celular; 3) Região citoplasmática. Na figura B, o material foi clorado com Azul de metileno. 1) Região citoplasmática. 2) Parede celular (delimitação da célula)

Exemplo prático

        

A seguir vou apresentar uma aula investigativa de citologia sobre "Como diferenciar células vegetais de células animais". Essa aula foi retirada do estudo do professor  Meirielli Gusso Cobalchini no artigo "Elaboração de aulas práticas investigativas de citologia para alunos do primeiro ano do ensino médio".  Caso tenham interesse, nesse artigo constam vários outros exemplos de como trabalhar de formar mais investigativa na área da biologia. 

Após mostrar aos alunos  o vídeo da  Professora Dra. Luciana Valente Borgesa  de como operar o microscópio, peça aos alunos que pesquise e responda as seguintes questões : 

1. O que são células?
2. Quais os princípios básicos da teoria celular?  
3. Quais parte são divididas as celular, que são possíveis de serem visualizadas no microscópios óticos ?
4. Faça resumo do que é celular eucariotas.
5.  Identifique as partes do microscópio óptico abaixo: 

Análise diagnóstica para testar conhecimentos prévios dos alunos: 

                                                 

Marque as alternativas corretas: 

 

1)A parte da Biologia que estuda a célula é chamado de:

a) histologia 

b) citologia 

c) embriologia 

d) zoologia 

2) A biologia celular, ou citologia, só foi possível o seu estudo após a invenção do microscópio, pois permitiu a visualização das _______________________. 

a) Bactérias

b) algas

c) microestruturas 

d) células

4) O botânico Mathias Jakob Scheiden e o zoólogo Theodor Schwann, verificaram e comprovaram a teoria celular, que diz?

a) Todo ser vivo é formado por células, porém não precisa se reproduzir.

b) Para ser considerado ser vivo, não precisa ser formado por célula.

c) Todo ser vivo é formado por células, e as células provém somente de células preexistentes, ela é unidade de reprodução e transmissão das características genética.

d) As células não são capazes de se reproduzir.

5) Atualmente, devido aos avanços tecnológicos, podemos identificar dois tipos básicos de células. Quais são elas? 

a) Multicelulares, Unicelulares 

b) Unicelulares, procarióticas 

c) Multicelulares, procarióticas

d) Procarióticas e Eucarióticas

6) O número de células em que um ser vivo é formado classifica ele em: 

a) Multicelulares, Unicelulares 

b) Unicelulares, procarióticas

c) Multicelulares, procarióticas

d) Procarióticas e Eucarióticas

7) No microscópio óptico podemos visualizar três partes essências das células, quais são? 

a) Membrana plasmática, citoplasma e DNA

b) Membrana plasmática, organelas e núcleo

c) Citoplasma, Núcleo e organelas 

d) Membrana Plasmática, citoplasma e núcleo

 

Aula prática

Duração: 4 aulas de 50 minutos cada. 2 aulas para a parte prática e 2 aulas para a parte dialogada teórica. 

Objetivo:

• Perceber que todos os seres vivos são formados por células; 
• Perceber a diferença entre células vegetais e animais. 

Encaminhamento Metodológico:

Separar os alunos em equipes de cinco alunos, revisar o funcionamento do microscópio, distribuir material e roteiro para as equipes. 

Para realizar você vai precisar: 

• Microscópio 
• Lenço de papel
• Lâminas e lamínulas 
• Pinça 
• Conta gotas
• Pincel pequeno
• Palito de ponta arredondada (sorvete) 
• Papel filtro cortado
•  ¼ de cebola 
• Lâmina de barbear 
• Azul de metileno

 

Como fazer - Parte I 

Separe uma camadas da cebola; 

Com o auxílio de uma pinça, retire uma película bem fina(epiderme) e coloque sobre lâmina limpa.

Estique bem a epiderme da cebola com um pincel molhado. 

Pingue uma gota de água e cubra com a lamínula. 

Observe ao microscópio com os aumentos pequenos e médios e desenhe em uma folha a parte, as células observadas. 

Repita o procedimento usando uma gota de azul de metileno em vez de água, observe novamente. 

Como fazer - parte II

Com um palito de sorvete de ponta arredondada raspe a mucosa da bochecha; 

Passe o palito sobre a lamina em um só sentido (esfregaço);

Pingue uma gota de água, coloque a lâmina e observe. 

Desenhe em folha de papel o que se pode ver. 

Monte outra lâmina da mesma maneira, substituindo a água por azul de metileno observe e desenhe novamente.

 

Atividades

1) O que você pode observar? Você sabe como são chamadas essas estruturas? 

2) Você observou as laminas da cebola e da mucosa da boca, você poderia dizer se as imagens são iguais ou diferentes.

3) Você pode escrever quais são as diferenças entre elas? 

4) Porque você acredita que ocorre essa diferença?

5) Podemos dizer que são encontradas em todos os seres vivos? 

6) Descreva as estruturas observadas nas lâminas.

7) Pesquise a história da célula. Fale um pouco sobre a teoria celular e sobre como as células estão divididas. 

[Professor] Após a aula prática: Realizar uma aula dialogada para verificar se houve construção do conhecimento, observando e interagindo com os alunos sobre as respostas obtidas pelo experimento e pela pesquisa realizada. Mostrar fotos, imagens e vídeos para que os alunos comparem o que observaram com já estudado.

Referências: 

SILVA,P.E.EDUARDO. MICROSCÓPIO CASEIRO: UMA ALTERNATIVA PARA A MELHORIA DO ENSINO DE CITOLOGIA NAS ESCOLAS COM AUSÊNCIA DE LABORATÓRIO DE CIÊNCIAS. O Estado do Amapa 19 set. 2017. Disponível em: https://www.editorarealize.com.br/editora/anais/conedu/2017/TRABALHO_EV073_MD4_SA16_ID6854_15102017112004.pdf. Acesso em: 11 dez. 2020.

.GALILEU. Aprenda como transformar seu smartphone em um microscópio caseiro. 2014. Disponível em: http://revistagalileu.globo.com/Tenologia/Inovacao/noticia/2014/10/aprenda-comotransformar-seu-smartphone-em-um-microscopio-caseiro.html. Acessado em 19 de setembro de 2016.

GUSSO;COBALCHINI, Meirielli.Elaboração de aulas práticas investigativas de citologia para alunos do primeiro ano do ensino médio.,2016, Disponivel em:http://www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/cadernospde/pdebusca/producoes_pde/2016/2016_pdp_bio_utfpr_meirielligusso.pdf. acesso em: 11 de dezembro de 2020.