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Química Biológica Espetacular Verão em Projeto Prof. Dr. Joaquim C. G. Esteves da Silva Dr.ª Sónia de Jesus Rocha Faculdade de Ciências Universidade do Porto | Junho 2012

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Química Biológica Espetacular Verão em Projeto

Prof. Dr. Joaquim C. G. Esteves da Silva

Dr.ª Sónia de Jesus Rocha

Faculdade de Ciências

Universidade do Porto | Junho 2012

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 1

Índice

Introdução ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 2

Parte I – MICROSCÓPIO ÓPTICO -------------------------------------------------------------------------------- 3

Parte II – ATIVIDADES EXPERIMENTAIS --------------------------------------------------------------------- 6

1 – Células da epiderme do bolbo da cebola ------------------------------------------------------------------------ 7

2 – Observação de bactérias de iogurte ------------------------------------------------------------------------------ 9

3 – Osmose ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11

4 – Simulação da desinfeção da água -------------------------------------------------------------------------------- 13

5 – Observação à lupa de Daphnia magna Straus. ---------------------------------------------------------------- 16

6 – Catálise enzimática ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 20

7 – Fatores que influenciam a atividade enzimática --------------------------------------------------------------- 25

8 – Propriedades das enzimas ------------------------------------------------------------------------------------------ 29

9 – Extração de proteínas ------------------------------------------------------------------------------------------------ 31

10 – Identificação de aminoácidos ------------------------------------------------------------------------------------- 34

11 – Composição química dos alimentos ----------------------------------------------------------------------------- 37

12 – Passagem de substâncias através de uma membrana biológica ---------------------------------------- 41

13 – Nutrição e transporte de vertebrados --------------------------------------------------------------------------- 42

14 – Extração de ADN ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 47

15 – Síntese do ácido acetilsalicílico (aspirina) --------------------------------------------------------------------- 50

16 – Extração da cafeína ------------------------------------------------------------------------------------------------- 53

17 – Isolamento do licopeno --------------------------------------------------------------------------------------------- 57

18 – Extração de lípidos e identificação do colesterol ------------------------------------------------------------- 60

19 – Extração de pigmentos fotossintéticos ------------------------------------------------------------------------- 66

Bibliografia ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 68

Anexos ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 70

Anexo A – Blogue ------------------------------------------------------------------------------------------------- 71

Anexo B – Pictogramas de perigo ---------------------------------------------------------------------------- 72

Química Biológica Espetacular 2012

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Introdução

As reações químicas estão na base do funcionamento dos sistemas biológicos (reações

bioquímicas) e o seu conhecimento, bem como do efeito que as substâncias químicas têm neles, permite

uma melhor compreensão do seu bom ou mau funcionamento e, portanto, da origem das doenças. Este é

um dos objetivos de uma nova área de investigação, a Química Biológica, que está na base do

desenvolvimento de meios de diagnóstico médico, vacinas e terapias inovadoras.

Assim, este projeto é uma oportunidade para compreender a interdisciplinaridade entre a química e

a biologia.

Serão realizadas experiências “espetaculares” de observação e manipulação do funcionamento

biológico das Daphnias, microrganismos e plantas e, do efeito que certas substâncias têm no seu

funcionamento. Será também efetuada a extração e síntese de biomoléculas como o ADN, proteínas,

colesterol, entre outras, que permitirá aprofundar o conhecimento dos mecanismos biológicos.

Ao longo do projeto será construído um blogue (http://quimicabiologicaespetacular.blogspot.com/)

que permitirá a divulgação dos resultados obtidos pelos participantes neste projeto (os seus comentários,

fotografias, vídeos, desenhos, etc.).

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Parte I

Legendar as figuras relativas ao microscópio óptico.

Figura 1

1 – 7 –

2 – 8 –

3 – 9 –

4 – 10 –

5 – 11 –

6 –

Química Biológica Espetacular 2012

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Figura 2

1 – 6 –

2 – 7 –

3 – 8 –

4 – 9 –

5 – 10 –

Figura 3

1 – 3 –

2 – 4 –

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Figura 4

1 – 3 –

2 –

Figura 5

1 – 4 –

2 – 5 –

3 – 6 –

1

2

3

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Parte II

Atividades experimentais

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1 – Células da epiderme do bolbo da cebola

Notas introdutórias

Uma das técnicas citológicas usadas na obtenção de preparações é a técnica de coloração.

A técnica de coloração permite uma maior diferenciação dos constituintes celulares. Podem ser usados os

seguintes corantes: solução de Ringer, solução de vermelho neutro, água iodada, solução de azul-de-

metileno. Corantes distintos coram estruturas diferentes.

Material

Microscópio óptico Tesoura

Pinça Garrafa de esguicho

Vidro de relógio Lâmina

Pipeta conta-gotas Lamela

Reagentes

Bolbo de cebola Solução aquosa de azul-de-metileno a 1% (m/V)

Água desionizada (ℓ) Solução de Ringer

Água iodada ou solução de Lugol Solução de vermelho neutro

Tabela 1.1 – Informações sobre azul-de-metileno.

Nome Azul-de-metileno

Fórmula química C16H18CℓN3S · 3H2O

Massa molar 373,90 g/mol

Pictograma de perigo GHS07

Palavra-sinal Atenção

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão

H315 – Provoca irritação cutânea.

H319 – Provoca irritação ocular grave

H335 – Pode provocar irritação das vias respiratórias.

Recomendações de prudência P261 – Evitar respirar as poeiras/ fumos/ gases/ névoas/ vapores/ aerossóis.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

Tabela 1.2 – Informações sobre vermelho neutro.

Nome Vermelho neutro

Fórmula química C15H17CℓN4

Massa molar 288,78 g/mol

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Procedimento experimental

A – Preparação da solução aquosa de azul-de-metileno

Usar como solvente água desionizada.

B – Preparação da solução de Ringer

Dissolver cloreto de cálcio no estado sólido, cloreto de potássio no estado sólido, hidrogenocarbonato

de sódio no estado sólido e cloreto de sódio no estado sólido em água desionizada.

C – Preparação de solução de vermelho neutro

Solução de vermelho neutro 1,0 g/L

Usar como solvente solução aquosa de ácido acético 2 mL/L

D – Preparação de água iodada ou solução de Lugol

Dissolver iodeto de potássio (s) e iodo (s) em água desionizada.

E – Observação das células da epiderme do bolbo da cebola

1. Colocar água desionizada no interior de um vidro de relógio.

2. Destacar um fragmento da epiderme da face côncava de uma túnica do bolbo da cebola, usando uma

pinça.

3. Mergulhar, o mais rapidamente possível, o fragmento da epiderme do bolbo da cebola no vidro de

relógio contendo água desionizada. Ter o cuidado de colocar a face externa do fragmento da epiderme

do bolbo de cebola virada para cima.

4. Com o auxílio de uma tesoura e mantendo o fragmento da epiderme do bolbo de cebola mergulhado

em água desionizada, dividir o fragmento em quatro partes.

5. Colocar sobre uma lâmina uma gota da solução de Ringer.

6. Com o auxílio de uma pinça, transferir uma das porções do fragmento da epiderme inicial do bolbo da

cebola, para a lâmina contendo a solução de Ringer. Ter o cuidado de manter a face externa voltada

para cima. Colocar a porção distentida sobre o corante que se encontra na lâmina.

7. Cobrir a preparação com uma lamela.

8. Observar a preparação ao microscópio, inicialmente com uma pequena ampliação.

9. Esquematizar uma pequena área e legendar.

10. Aumentar, sucessivamente, o valor da ampliação e observar.

11. Observar uma só célula e identificar as estruturas observadas.

12. Repetir os procedimentos anteriores, mas usando os corantes: água iodada, solução de vermelho

neutro e solução de azul-de-metileno.

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2 – Observação de bactérias de iogurte

Material

Microscópio óptico Lamparina de álcool

Agulha de dissecção Gobelé

Garrafa de esguicho Lâminas de vidro

Pipeta conta-gotas Vareta de vidro

Mola de madeira

Reagentes

Álcool etílico ou etanol (ℓ) Solução de azul-de-metileno a 1% (m/V)

Água desionizada (ℓ) Iogurte

Tabela 2.1 – Informações sobre azul-de-metileno.

Nome Azul-de-metileno

Fórmula química C16H18CℓN3S · 3H2O

Massa molar 373,90 g/mol

Pictograma de perigo GHS07

Palavra-sinal Atenção

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão

H315 – Provoca irritação cutânea.

H319 – Provoca irritação ocular grave

H335 – Pode provocar irritação das vias respiratórias.

Recomendações de prudência P261 – Evitar respirar as poeiras/ fumos/ gases/ névoas/ vapores/ aerossóis.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

Tabela 2.2 – Informações sobre etanol.

Nome Etanol

Fórmula química CH3CH2OH

Massa molar 46,07 g/mol

Pictograma de perigo GHS02

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H225 – Líquido e vapor facilmente inflamáveis.

Recomendações de prudência P210 – Manter afastado do calor/faísca/chama aberta/superfícies quentes. - Não

fumar.

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Procedimento experimental

1. Colocar uma gota de água na extremidade de uma lâmina de vidro.

2. Com o auxílio de uma agulha de dissecção, juntar uma pequena porção de iogurte e misturá-lo com a

água.

3. Fazer um esfregaço. [Explicação da técnica de esfregaço: Colocar na extremidade de uma lâmina uma

gota do material a observar. Seguidamente, deslocar outra lâmina sobre a anterior, de forma a

espalhar bem o material. Depois de seco, o material pode então ser fixado e corado.]

4. Secar levemente à chama da lamparina, para fixar.

5. Deitar umas gotas de álcool etílico para retirar o excesso de gordura, deixando secar ao ar.

6. Corar com a solução de azul-de-metileno durante 3 a 5 minutos.

7. Lavar com água desionizada e deixar secar ao ar.

8. Observar ao microscópio.

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3 – Osmose

Notas introdutórias

Esta atividade experimental pretende explorar o sentido em que ocorre o fluxo de água na membrana

celular.

Todas as células encontram-se envolvidas por uma estrutura membranar, designada por membrana

plasmática ou membrana celular.

A membrana celular delimita a fronteira entre o meio intracelular e o meio extracelular e funciona como

barreira seletiva, permitindo trocas, nos dois sentidos, de substâncias e de energia entre a célula e o meio

exterior. Assim, uma das propriedades da membrana plasmática é a permeabilidade seletiva, dado que

permite a passagem de certas substância e dificulta e/ou impede a passagem de outras substâncias.

A passagem de substâncias através da membrana celular pode ocorrer através de vários mecanismos.

Um dos mecanismos é a osmose.

Material

Microscópio óptico Pinça

Lâminas Agulha de dissecção

Lamelas Pipeta conta-gotas

Papel de filtro ou papel absorvente Marcador

Reagentes

Água desionizada (ℓ) Pétalas vermelhas de sardinheira, tulipa, violeta-

africana, folha de couve-vermelha, rosas, … Solução aquosa de cloreto de sódio 12% (m/V)

Tabela 3.1 – Informações sobre cloreto de sódio.

Nome Cloreto de sódio

Fórmula química NaCℓ

Massa molar 58,44 g/mol

Procedimento experimental

1. Com o auxílio de uma pinça, destacar dois fragmentos da epiderme superficial das pétalas.

2. Identificar duas lâminas com as letras A e B, com um marcador.

3. Colocar uma gota de água desionizada sobre a lâmina A.

4. Colocar sobre a gota de água, um dos fragmentos da epiderme de pétala.

5. Cobrir com uma lamela.

6. Colocar uma gota de solução aquosa de cloreto de sódio a 12% na lâmina B.

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7. Colocar sobre a gota de solução aquosa de cloreto de sódio a 12% o outro fragmento de epiderme da

pétala.

8. Cobrir com uma lamela.

9. Observar ao microscópio.

10. Esquematizar as observações.

11. Com uma pipeta conta-gotas, colocar uma gota de água desionizada num dos bordos da lamela da

lâmina B.

12. Colocar um pedaço de um papel absorvente na extremidade oposta da lamela, de modo a absorver o

meio de montagem. Deste modo, pretende-se substituir a solução de cloreto de sódio pela água

desionizada.

13. Observar novamente a lâmina B ao microscópio.

14. Registar as alterações que forem observadas ao longo do tempo.

Tópicos de reflexão

As células da epiderme das pétalas possuem um núcleo, citoplasma, parede celular e um vacúolo. O

vacúolo contém pigmentos dissolvidos em água, que conferem a cor caraterística das pétalas.

O que acontece à célula quando é colocada num meio contendo água? Qual é a substância que vai

entrar ou sair do vacúolo?

O que acontece à concentração dos pigmentos quando a célula é colocada num meio contendo água?

Relaciona a coloração da célula com a concentração dos pigmentos.

Compara o volume da célula antes e após de esta estar num meio contendo água.

Compara o volume do vacúolo antes e após de esta estar num meio contendo água.

O que acontece à célula quando é colocada num meio contendo uma solução concentrada de cloreto

de sódio? Qual é a substância que vai entrar ou sair do vacúolo?

O que acontece à concentração dos pigmentos quando a célula é colocada num meio contendo uma

solução concentrada de cloreto de sódio?

Relaciona a coloração da célula com a concentração dos pigmentos.

Compara o volume da célula antes e após de esta estar num meio contendo solução concentrada de

cloreto de sódio.

Compara o volume do vacúolo antes e após de esta estar num meio contendo solução concentrada de

cloreto de sódio.

Nesta experiência, a membrana celular foi permeável a que substância? E foi pouco permeável ou

impermeável a que substância?

Explica como se faz o fluxo de água, considerando a situação em que há meios com diferentes valores

de concentração. O que acontece quando os valores de concentração em ambos os meios são iguais?

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4 – Simulação da desinfeção da água

Preparação de infusões para observação ao microscópio e desinfeção

Material

Gobelé

Pipeta conta-gotas

Proveta de 100 mL

Proveta de 10 mL

Microscópio

Lâminas

Lamelas

Placa de aquecimento com agitação magnética

Barra magnética

Matráz

Papel de filtro

Funil

Suporte universal

Anel adaptado a um funil

Reagentes

Amostra: água da torneira

Amostra: água de rio ou de poço

Amostra: água desionizada

Amostra: água do lago

Solução aquosa de lixívia comercial (20 g/L ou 5%)

Palha ou erva

Grãos de arroz

Grãos de cereais

Procedimento experimental

A – Preparação de infusões para observação ao microscópio

Amostra 1

1. Colocar um pouco de palha ou erva em água não desinfectada (não usar água da torneira).

2. Observar ao microscópio óptico um pouco da amostra de água e verificar a presença de

microorganismos.

Amostra 2

1. Num gobelé, colocar alguns grãos de cereais e caules herbáceos e água não desinfectada (não usar

água da torneira).

2. Filtrar, por gravidade, após dois dias.

3. Recolher o filtrado.

4. Observar ao microscópio uma gota do filtrado. A observação da gota ao microscópio pode ser repetida

ao longo da semana.

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Amostra 3

1. Recolher água de um lago.

Amostra 4

1. Colocar num gobelé, durante alguns dias, folhas de plantas em água não desinfectada (não usar água

da torneira).

2. Observar ao microscópio um pouco da amostra de água e verificar a presença de microorganismos.

Amostra 5

1. Colocar alguns grãos de arroz num gobelé com água não desinfectada (não usar água da torneira).

2. Aquecer a mistura e deixar ferver durante alguns minutos.

3. Guardar a mistura à temperatura ambiente.

4. Retirar uma porção da mistura anterior e adicionar água do mar.

5. Observar ao microscópio as duas misturas.

Usar as amostras de água nas experiências de desinfecção que se seguem e observar o efeito dos

agentes desinfetantes nos microorganismos.

B – Desinfecção da água com lixívia.

A lixívia comercial é uma solução aquosa de hipoclorito de sódio e hidróxido de sódio pelo que o seu valor

de pH é maior do que 10. Como se pode observar no seguinte diagrama de equilíbrio ácido-base do

sistema ácido hipocloroso/hipoclorito a espécie desinfectante é o anião hipoclorito.

Figura 4.1 – Diagrama de equilíbrio ácido-base do sistema ácido hipocloroso/hipoclorito.

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B.1 – Preparação da solução desinfectante:

Colocar num gobelé cerca de 100 mL de água desionizada.

Adicionar cerca de 1 mL da solução aquosa de lixívia comercial (20 g/L ou 5%).

B.2 – Desinfecção das amostras de água

Em 10 mL das amostras de água onde foram detectados microorganismos por observação ao

microscópio adicionar 1 gota da solução desinfectante.

Comparar as observações ao microscópico da população microbiana antes e após a desinfecção.

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5 – Observação à lupa de Daphnia magna Straus.

Estudo do efeito de certas substâncias no seu batimento cardíaco.

Material

Lupa ou microscópio Papel absorvente

Caixas de Petri Suporte universal

Pipeta conta-gotas Anel adaptado a um funil

Papel de filtro Funil

Gobelé Matráz

Reagentes

Frasco contendo Dáfnias e água Álcool etílico 96%

Amostras de água para consumo humano Água da torneira

Cigarro Água desionizada (ℓ)

Café com cafeína Coca-cola com cafeína

Café sem cafeína Coca-cola sem cafeína

Saquetas de chá preto Bebida energética

Tabela 5.1 – Informações sobre etanol.

Nome Etanol

Fórmula química CH3CH2OH

Massa molar 46,07 g/mol

Pictograma de perigo GHS02

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H225 – Líquido e vapor facilmente inflamáveis.

Recomendações de prudência P210 – Manter afastado do calor/faísca/chama aberta/superfícies quentes. - Não

fumar.

Procedimento experimental

A – Ensaio de controlo

1. Colocar numa caixa de Petri, uma a duas gotas de água do recipiente que contém as Dáfnias.

2. Transferir, cuidadosamente, com a mesma pipeta conta-gotas uma dáfnia para a zona da caixa de

Petri onde foram colocadas as gotas de água. (Nota: Não exceder as duas gotas de água.)

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3. Observar à lupa ou ao microscópio o batimento cardíaco da Daphnia magna Straus. (Nota: Se a Dáfnia

se deslocar do campo de visão, repetir a preparação colocando alguns fios de algodão no início da

preparação para a aprisionar.)

a. Colocar a preparação na platina e acender a luz (menor intensidade possível).

b. Mover o parafuso macrométrico e, observando através da(s) ocular(es), focar a preparação.

c. Utilizando apenas o parafuso micrométrico, corrigir a focagem até obter uma imagem nítida.

d. Observar a Dáfnia, prestando particular atenção à localização do coração.

4. Fazer a contagem dos batimentos cardíacos, durante 10 segundos. (Nota: Para contar o batimento

cardíaco, pode-se usar um lápis, uma folha de papel e um cronómetro. Um aluno faz um ponto com o

bico de um lápis numa folha de papel por cada batimento cardíaco que observar, enquanto outro aluno

controla o tempo. Se repetir a contagem, ou demorar mais tempo, adicionar mais uma ou duas gotas

de água à preparação.)

5. Calcular o ritmo cardíaco por minuto (BPM) multiplicando o valor obtido por 6. (Nota: O valor do ritmo

cardíaco das Dáfnias deve estar compreendido entre 200 e 300 batimentos cardíacos por minuto. Caso

o valor obtido esteja fora deste intervalo repetir a contagem dos batimentos cardíacos.)

6. Se optar por realizar três ensaios, preencher a tabela 5.2. (Nota: As contagens devem ser sempre

realizadas pela mesma pessoa.)

7. Determinar o valor médio do ritmo cardíaco por minuto (BPM). (tabela 5.3)

8. Desenhar e legendar a Daphnia magna Straus.

9. Desligar a luz do microscópio, caso não esteja a observar a Dáfnia ou a efectuar contagens.

10. Selecionar dáfnias com tamanho e idade diferente e comparar o batimento cardíaco.

Tabela 5.2 – Ritmo cardíaco por minuto nos ensaios.

Ensaio Ritmo cardíaco por 10 segundos Ritmo cardíaco por minuto (BPM)

1

2

3

Tabela 5.3 – Ritmo cardíaco por minuto.

Média do ritmo cardíaco por minuto (BPM)

B – Alterações no batimento cardíaco na presença de amostras de água

1. Observar, à lupa ou ao microscópio, o que acontece quando a Daphnia está na presença de amostras

de água usada para consumo humano.

2. Determinar o ritmo cardíaco por minuto (BPM).

3. Observar, à lupa ou ao microscópio, o que acontece quando a Daphnia está na presença de amostras

de água da torneira.

4. Determinar o ritmo cardíaco por minuto (BPM).

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Nota: Para substituir a água da preparação, pode-se colocar no lado direito da dáfnia uma a duas gotas da

amostra de água e colocar posteriormente papel absorvente ou apel de filtro do lado esquerdo para

absorver a água que estava inicialmente na preparação. Difundir a amostra de água, para que a dáfnia

entre em contacto com ela. Voltar a colocar a preparação no microscópio e observar a Dáfnia com baixa

intensidade luminosa.

C – Alterações no batimento cardíaco na presença de determinadas drogas

Verificar as alterações no batimento cardíaco na presença de determinadas substâncias como: nicotina,

cafeína, álcool.

1. Preparar as soluções de cafeína a 10%, 20% e 30% a partir de uma solução preparada com um café

(café expresso, café solúvel com cafeína, café solúvel descafeinado).

2. Preparar as soluções de cafeína a 10%, 20% e 30% a partir de chá preto.

3. Preparar as soluções de cafeína a 10%, 20% e 30% a partir de refrigerantes (coca-cola com cafeína e

coca-cola sem cafeína). (Nota: deixar o recipiente aberto durante a noite para que o gás se liberte.)

Nota: As soluções de cafeína apenas têm a duração de 2 a 3 dias.

4. Preparar soluções de nicotina.

4.1 Macerar o conteúdo de um cigarro em 100 ml de água destilada durante 12h, agitando algumas

vezes.

4.2 Filtrar por gravidade.

4.3 Diluir o filtrado, conforme a concentração de nicotina no cigarro. (Nota: A concentração de nicotina

nos cigarros depende da marca e do tipo.)

Nota: As soluções de nicotina apenas têm a duração de 2 a 3 dias.

5. Preparar soluções aquosas de álcool etílico, para simular bebidas alcoólicas, de acordo com a tabela

5.4.

Tabela 5.4 – Preparação de soluções aquosas de álcool etílico.

Bebida % Álcool V (álcool etílico 96%) (mL) V (água destilada) (mL)

Cerveja sem álcool 0,5% 0,52 99,48

Cerveja 5,6 % 5,83 94,17

Vinho 12 % 12,50 87,50

Vodka 40 % 41,6 58,33

6. Observar, à lupa ou ao microscópio, o que acontece quando a Daphnia está na presença de

determinadas substâncias como: nicotina, cafeína, álcool.

7. Determinar o ritmo cardíaco por minuto (BPM).

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Tópicos de reflexão

Pesquisar na internet a utilização de Daphnia magna Straus em ensaios toxicológicos.

Importância da utilização do controlo.

Explicar a vantagem em utilizar três ensaios para a determinação do BPM.

Prever, testar e analisar a influência de algumas drogas, como por exemplo: cafeína, nicotina e álcool

no ritmo cardíaco da Dáfnia.

As previsões e as observações devem conter um dos seguintes registos: (a) grande aumento do ritmo

cardíaco, (b) aumento do ritmo cardíaco, (c) pequeno aumento do ritmo cardíaco, (d) ritmo cardíaco

sem alteração, (e) pequena diminuição do ritmo cardíaco, (f) diminuição do ritmo cardíaco, (g) grande

diminuição do ritmo cardíaco, (h) paragem do coração.

Testar uma das drogas, fazendo variar o tempo de exposição às mesmas, por exemplo 1 e 5 minutos.

Classificar as drogas em estimulantes ou depressoras, comparando os resultados obtidos do BPM na

presença e na ausência de drogas (Nota: Comparar o BPM na presença de drogas com o ensaio de

controlo.)

Pode-se usar a seguinte expressão matemática para classificar as drogas:

Variação BPM = média BPM (solução experimental) – média BPM (controlo)

Valor negativo, significa que ocorreu uma diminuição do ritmo cardíaco droga depressora

Valor positivo, significa que ocorreu um aumento do ritmo cardíaco droga estimulante

Explicar a necessidade de utilizar soluções diluídas das soluções experimentais testadas (drogas).

Refletir sobre o modo como as drogas afetam um organismo vivo e inclusive o ser humano.

Pesquisar sobre os possíveis efeitos destas drogas no ser humano.

Planear uma experiência que permita avaliar a influência de diferentes concentrações de detergentes

domésticos na sobrevivência da dáfnia, usando uma solução de hipoclorito de sódio 0,16%; uma

solução de amoníaco a 1% e tripolifosfato de sódio no estado sólido.

Explicar a seleção dos reagentes: solução de hipoclorito de sódio 0,16%; solução de amoníaco a 1% e

tripolifosfato de sódio no estado sólido.

Realizar a atividade experimental planeada.

Vantagens em utilizar as dáfnias no estudo.

Cada grupo de trabalho faz o ensaio de controlo e estuda o efeito de uma das substâncias

no batimento cardíaco nas dáfnias.

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6 – Catálise enzimática

Efeito da temperatura e de um inibidor sobre a reacção bioquímica

Notas introdutórias

Questão:

A velocidade de uma reacção química catalisada por uma enzima pode ser alterada por acção da

temperatura ou de um inibidor?

Objecto de ensino

• Determinar experimentalmente a variação da velocidade de uma reacção química catalisada por variação

da temperatura;

• Determinar experimentalmente a variação da velocidade de uma reacção química catalisada por adição

de um inibidor;

Objectivos de aprendizagem

• Traçar um gráfico de velocidade da reacção química em função da temperatura;

• Traçar um gráfico de velocidade da reacção química em função da quantidade de inibidor;

• Interpretar os gráficos obtidos;

• Elaborar tabelas para registo de resultados.

Material

Suporte Universal Balão redondo

Rolha furada Tubo de vidro dobrado

Tina Bureta de gases

Pipetas de 3 e 5 mL Pompete

Placa de aquecimento Tina de vidro

Pipeta conta-gotas Termómetro

Tubos de ensaio Gobelés

Cronómetro

Reagentes

Água desionizada (ℓ) Inibidor: CuSO4 (aq) 0,1 mol dm-3

Batatas H2O2 3% (10 volumes) ou superior (30%)

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Tabela 6.1 – Informações sobre peróxido de hidrogénio.

Nome Peróxido de hidrogénio

Fórmula química H2O2

Massa molar 34,01 g/mol

Pictograma de perigo GHS05, GHS07

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão.

H318 – Provoca lesões oculares graves.

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ protecção ocular/ protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

Tabela 6.2 – Informações sobre sulfato de cobre(II) pentahidratado.

Nome Sulfato de cobre(II) pentahidratado

Fórmula química CuSO4 · 5H2O

Massa molar 249,69 g/mol

Pictograma de perigo HS07, GHS09

Palavra-sinal Atenção

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão.

H315 – Provoca irritação cutânea.

H319 – Provoca irritação ocular grave.

H410 – Muito tóxico para os organismos aquáticos com efeitos duradouros.

Recomendações de prudência P273 – Evitar a libertação para o ambiente.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P501 – Eliminar o conteúdo/ recipiente em instalação aprovada de destruição de

resíduos.

Procedimento experimental

A – Preparação do extracto de catalase

1. Descascar e triturar duas ou três batatas grandes.

2. Adicionar 25 a 30 mL de água desionizada às batatas já trituradas.

3. Agitar de vez em quando e deixar em repouso durante cerca de 10 minutos.

4. Filtrar esta mistura com gaze ou um pano fino, de modo a obter uma solução límpida.

Nota: Descasque 1 batata e pese 5 g. Triture a batata e coloque-a dentro do balão.

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1ª Parte: Efeito de temperatura sobre a actividade da catalase

1. Preparar a montagem para a recolha de oxigénio.

2. Encher completamente com água a bureta de gases.

3. Colocar a bureta de gases, tapada com um dedo, invertida sobre a extremidade do tubo de vidro que se

encontra imerso na água da tina.

4. Retirar o dedo depois de ter a certeza que não existe ar no interior da bureta de gases.

5. Colocar, à temperatura ambiente, 5 mL de peróxido de hidrogénio no balão.

6. Registar a temperatura ambiente a que a experiência se vai efectuar.

7. Adicionar rapidamente, com o auxílio de uma pipeta, 3 mL de solução de catalase ao peróxido de

hidrogénio.

8. Fechar o balão.

9. Registar o tempo necessário para recolher 5 mL de oxigénio na bureta de gases.

10. Registar de novo o tempo necessário para recolher mais 5 mL de oxigénio (10 mL no total).

11. Repetir sucessivamente o procedimento anterior, até que toda a bureta de gases esteja cheia de

gases.

12. Desmontar a experiência e lave convenientemente o balão e a bureta de gases.

13. Preparar a montagem para a recolha de oxigénio.

14. Encher completamente com água a bureta de gases.

15. Colocar a bureta de gases, tapada com um dedo, invertida sobre a extremidade do tubo de vidro que

se encontra imerso na água da tina.

16. Retirar o dedo depois de ter a certeza que não existe ar no interior da bureta de gases.

17. Colocar, à temperatura ambiente, 5 mL de peróxido de hidrogénio no balão.

18. Registar a temperatura ambiente a que a experiência se vai efectuar.

19. Repetir os procedimentos de 1. a 6., mas colocando agora o balão numa tina de vidro com água e

gelo.

20. Registar, ao fim de 5 minutos, a temperatura do banho de água e gelo.

21. Medir e registar os intervalos de tempo necessários para recolher sucessivamente 5 mL de oxigénio e

até que toda a bureta de gases esteja cheia de gases.

22. Desmontar de novo a experiência e repetir os procedimentos de 1. a 11., mas colocando agora o balão

numa tina de vidro com água a cerca de 50ºC.

2ª Parte: Efeito de um inibidor sobre a actividade da catalase

1. Fazer uma montagem idêntica à das experiências anteriores.

2. Deitar 5 mL de peróxido de hidrogénio num tubo de ensaio e 5 mL de solução de catalase com 5 a 10

gotas de solução aquosa de sulfato de cobre noutro tubo de ensaio.

3. Colocar estes dois tubos de ensaio num gobelé que contenha água a 20ºC, durante 5 minutos.

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4. Deitar ao mesmo tempo o conteúdo dos tubos no balão e fechá-lo.

5. Repetir os procedimentos 9. a 11., efectuados na 1ª parte desta actividade.

Resultados

Temperatura ambiente = _________________ºC

Tabela 6.3 – 1ª Parte: Experiência referente à reacção entre o peróxido de hidrogénio e a solução de catalase, à temperatura

ambiente.

Volume de O2 produzido (mL) Intervalo de tempo (s)

0-5

5-10

Tabela 6.4 – 1ª Parte: Experiência referente à reacção entre o peróxido de hidrogénio e a solução de catalase, quando o balão se

encontra num banho de água e gelo.

Volume de O2 produzido (mL) Intervalo de tempo (s)

0-5

5-10

Tabela 6.5 – 1ª Parte: Experiência referente à reacção entre o peróxido de hidrogénio e a solução de catalase, a 50ºC

Volume de O2 produzido (mL) Intervalo de tempo (s)

0-5

5-10

Tabela 6.6 – 2ª Parte: Experiência referente à reacção entre o peróxido de hidrogénio e a solução de catalase, à qual se

adicionaram gotas de solução de sulfato de cobre, à temperatura ambiente

Volume de O2 produzido (mL) Intervalo de tempo (s)

0-5

5-10

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Tratamento dos resultados

Cálculo da velocidade média de produção de O2, em mL/s

Tabela 6.7 – 1ª Parte: Experiência referente à reacção entre o peróxido de hidrogénio e a solução de catalase, à temperatura

ambiente.

Volume de O2 produzido (mL) Intervalo de tempo (s) Velocidade média de produção de O2, (mL/s)

0-5

5-10

Tabela 6.8 – 1ª Parte: Experiência referente à reacção entre o peróxido de hidrogénio e a solução de catalase, quando o balão se

encontra num banho de água e gelo.

Volume de O2 produzido (mL) Intervalo de tempo (s) Velocidade média de produção de O2, (mL/s)

0-5

5-10

Tabela 6.9 – 1ª Parte: Experiência referente à reacção entre o peróxido de hidrogénio e a solução de catalase, a 50ºC

Volume de O2 produzido (mL) Intervalo de tempo (s) Velocidade média de produção de O2, (mL/s)

0-5

5-10

Tabela 6.10 – 2ª Parte: Experiência referente à reacção entre o peróxido de hidrogénio e a solução de catalase, à qual se

adicionaram gotas de solução de sulfato de cobre, à temperatura ambiente

Volume de O2 produzido (mL) Intervalo de tempo (s) Velocidade média de produção de O2, (mL/s)

0-5

5-10

Tópicos de reflexão

• Traçar um gráfico, para cada situação de temperatura, com base nos valores registados nas respectivas

tabelas;

• Variação da velocidade de uma reacção em função da temperatura;

• Previsão do valor ideal de temperatura para que a velocidade de reacção seja máxima;

• Variação da velocidade de uma reacção em função de um inibidor.

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7 – Fatores que influenciam a atividade enzimática

Temperatura e pH

Notas introdutórias

A catalase é uma enzima que é capaz de transformar o peróxido de hidrogénio (H2O2) em oxigénio (O2) e

água (H2O). A ação da catalase pode ser verificada através da libertação do oxigénio. O avivar de uma

chama permite identificar a formação de oxigénio.

Material

Tubos tipo Falcon Almofariz

Suporte para tubos de ensaio Espátula

Pipeta graduada 5,00 mL Bisturi ou faca

Pompete Palitos

Termómetro digital Fósforos

Placa de aquecimento Gobelé

Areia Pipeta conta-gotas

Reagentes

Fígado fresco Solução aquosa de ácido clorídrico 0,1 mol/dm3

Fígado cozido Solução aquosa de hidróxido de sódio 0,1 mol/dm3

Fígado congelado Água desionizada (ℓ)

Peróxido de hidrogénio (aq), H2O2 (aq) Indicador universal em papel

Tabela 7.1 – Informações sobre peróxido de hidrogénio.

Nome Peróxido de hidrogénio

Fórmula química H2O2

Massa molar 34,01 g/mol

Pictograma de perigo GHS05, GHS07

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão.

H318 – Provoca lesões oculares graves.

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ protecção ocular/ protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

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Tabela 7.2 – Informações sobre ácido clorídrico concentrado.

Nome Ácido clorídrico concentrado

Fórmula química HCℓ

Massa molar 36,46 g/mol

Pictograma de perigo GHS05, GHS07

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H314 – Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves

H335 – Pode provocar irritação das vias respiratórias.

Recomendações de prudência P261 – Evitar respirar as poeiras/ fumos/ gases/ névoas/ vapores/ aerossóis.

P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção/ protecção ocular/

protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P310 – Contacte imediatamente um CENTRO DE INFORMAÇÃO

ANTIVENENOS ou um médico.

Tabela 7.3 – Informações sobre hidróxido de sódio.

Nome Hidróxido de sódio

Fórmula química NaHO

Massa molar 40,00 g/mol

Pictograma de perigo GHS05

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H314 – Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves.

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção/ protecção ocular/

protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P310 – Contacte imediatamente um CENTRO DE INFORMAÇÃO ANTIVENENOS

ou um médico.

Procedimento experimental

1. Identificar 6 tubos tipo Falcon.

2. Adicionar a cada um dos tubos 2 mL de peróxido de hidrogénio.

3. Rolhar imediatamente cada um dos tubos tipo Falcon.

4. Colocar num almofariz uma pequena quantidade de fígado fresco.

5. Adicionar areia ao conteúdo do almofariz.

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6. Triturar o fígado fresco.

7. Transferir uma pequena quantidade de fígado fresco triturado para o tubo tipo Falcon 2. Tapar

imediatamente o tubo tipo Falcon. (Nota: Não é conveniente que rolhe bem o tubo.)

8. Adicionar ao tubo tipo Falcon 3 uma pequena quantidade de fígado cozido. Tapar imediatamente o

tubo tipo Falcon.

9. Adicionar ao tubo tipo Falcon 4 uma pequena quantidade de fígado congelado. Tapar imediatamente o

tubo tipo Falcon.

10. Aproximar da extremidade dos tubos tipo Falcon 1, 2, 3 e 4 um palito com a ponta incandescente.

11. Observar o que acontece ao palito. (Nota: A formação de oxigénio pode ser visível se a chama do

palito se avivar.)

12. Colocar os tubos tipo Falcon 3 e 4 em banho-maria, a 37ºC, durante aproximadamente 10 minutos.

13. Aproximar, novamente, da extremidade dos tubos tipo Falcon 3 e 4, um palito com a ponta

incandescente.

14. Observar o que acontece ao palito.

15. Colocar uma pequena quantidade de fígado fresco triturado nos tubos tipo Falcon 5 e 6. Tapar

imediatamente os tubos tipo Falcon. (Nota: Não é conveniente que rolhe bem o tubo.)

16. Adicionar ao tubo tipo Falcon 5 algumas gotas de solução aquosa de ácido clorídrico, de modo a que o

valor de pH seja inferior a 4. Verificar o valor de pH com o indicador universal em papel.

17. Adicionar ao tubo tipo Falcon 6 algumas gotas de solução aquosa de hidróxido de sódio, de modo a

que o valor de pH seja superior a 10. Usar o indicador universal em papel, para verificar o valor de pH.

18. Aproximar da extremidade dos tubos tipo Falcon 5 e 6 um palito com a ponta incandescente.

19. Observar o que acontece ao palito.

20. Comparar a quantidade de oxigénio libertada em cada um dos tubos tipo Falcon.

Tópicos de reflexão

Compara os resultados obtidos nos tubos tipo Falcon 2, 5 e 6, considerando a informação da tabela 7.4.

Tabela 7.4 – Conteúdo dos tubos tipo Falcon 2, 5 e 6.

Tubo tipo Falcon 2 Tubo tipo Falcon 5 Tubo tipo Falcon 6

Fígado fresco Fígado fresco Fígado fresco

Água oxigenada Água oxigenada Água oxigenada

- Solução aquosa de ácido clorídrico Solução aquosa de hidróxido de sódio

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Indica qual o fator que influenciou a atividade enzimática.

Refere para cada um dos tubos tipo Falcon se a enzima, neste caso a catalase, se encontra ativa ou

inativa.

Valores elevados de acidez torna a catalase ativa ou inativa?

Valores elevados de basicidade torna a catalase ativa ou inativa?

Compara os resultados obtidos nos tubos tipo Falcon 1, 2, 3 e 4, considerando a informação da tabela 7.5.

Tabela 7.5 – Conteúdo dos tubos tipo Falcon 1, 2, 3 e 4.

Tubo tipo Falcon 1 Tubo tipo Falcon 2 Tubo tipo Falcon 3 Tubo tipo Falcon 4

Água oxigenada Água oxigenada Água oxigenada Água oxigenada

Fígado fresco Fígado cozido Fígado congelado

Indica qual o fator que influenciou a atividade enzimática.

Refere para cada um dos tubos tipo Falcon se a enzima, neste caso a catalase, se encontra ativa ou

inativa.

Compara os resultados obtidos nos tubos tipo Falcon 1, 2, 3 e 4, considerando a informação da tabela 7.6.

Tabela 7.6 – Conteúdo dos tubos tipo Falcon 1, 2, 3 e 4.

Tubo tipo Falcon 1 Tubo tipo Falcon 2 Tubo tipo Falcon 3 Tubo tipo Falcon 4

Água oxigenada Água oxigenada Água oxigenada Água oxigenada

Fígado fresco Fígado cozido Fígado congelado

Aquecimento banho-maria Aquecimento banho-maria

O que aconteceu quando os tubos tipo Falcon foram colocados em banho-maria?

A inativação das enzimas pode ser reversível? Em que condições? Em qual dos tubos tipo Falcon foi

possível observar a reversibilidade nos tubos tipo Falcon? Em qual dos tubos tipo Falcon a enzima se

tornou permanentemente inativa?

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8 – Propriedades das enzimas

Material

Areia Suporte para tubos de ensaio

Almofariz Tubos tipo Falcon

Pipeta graduada 2,00 mL Palitos

Pompete Fósforos

Bisturi Espátula

Reagentes

Fígado fresco Água oxigenada (aq), H2O2(aq) 10%

Dióxido de manganésio (s), MnO2(s)

Tabela 8.1 – Informações sobre peróxido de hidrogénio.

Nome Peróxido de hidrogénio

Fórmula química H2O2

Massa molar 34,01 g/mol

Pictograma de perigo GHS05, GHS07

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão.

H318 – Provoca lesões oculares graves.

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ protecção ocular/ protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

Tabela 8.2 – Informações sobre dióxido de manganês

Nome Óxido de manganês (IV)

Fórmula química MnO2

Massa molar 86,94 g/mol

Pictograma de perigo GHS07

Palavra-sinal Atenção

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão

H332 – Nocivo por inalação.

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Procedimento experimental

1. Colocar num almofariz uma pequena quantidade de fígado fresco.

2. Adicionar areia ao conteúdo do almofariz.

3. Triturar o fígado fresco.

4. Identificar 4 tubos tipo Falcon.

5. Adicionar a cada um dos tubos tipo Falcon 2 mL de peróxido de hidrogénio.

6. Rolhar imediatamente cada um dos tubos tipo Falcon.

7. Adicionar ao tubo tipo Falcon 2, uma pequena quantidade de dióxido de manganésio sólido. Tapar

imediatamente o tubo tipo Falcon. (Nota: Não é conveniente que rolhe bem o tubo.)

8. Transferir uma pequena quantidade de fígado fresco triturado para o tubo tipo Falcon 3. Tapar

imediatamente o tubo tipo Falcon. (Nota: Não é conveniente que rolhe bem o tubo.)

9. Aproximar da extremidade dos tubos tipo Falcon 1, 2 e 3 um palito com a ponta incandescente.

10. Observar o que acontece ao palito.

11. Quando a reação terminar no tubo tipo Falcon 3, retirar o fígado do tubo de ensaio.

12. Transferir o pedaço de fígado do tubo tipo Falcon 3 para o tubo tipo Falcon 4, que contém peróxido de

hidrogénio.

13. Aproximar da extremidade do tubo tipo Falcon 4 um palito com a ponta incandescente.

14. Observar o que acontece ao palito.

Tópicos de reflexão

Tabela 8.3 – Conteúdo dos tubos tipo Falcon 1, 2 e 3.

Tubo tipo Falcon 1 Tubo tipo Falcon 2 Tubo tipo Falcon 3

Água oxigenada Água oxigenada Água oxigenada

Dióxido de manganésio Fígado fresco

Indica qual a função do tubo tipo Falcon 1.

Compara os resultados obtidos nos tubos tipo Falcon 1, 2 e 3.

A presença da catalase afeta a velocidade das reações? Funciona como catalisador ou inibidor?

A presença do dióxido de manganésio afeta a velocidade das reações? Funciona como catalisador ou

inibidor?

Compara os resultados obtidos nos tubos tipo Falcon 3 e 4.

A enzima foi consumida durante a reação química?

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9 – Extração de proteínas

Extração da caseína do leite

Material

Gobelé Vareta de vidro

Espátula Placa de aquecimento

Pipeta conta-gotas Termómetro digital

Caixa de Petri Papel de filtro

Suporte universal Anel adaptado a um funil

Tubo de ensaio Funil

Suporte para tubos de ensaio

Reagentes

Leite em pó magro Sulfato de cobre(II) pentahidratado (s)

Vinagre Hidróxido de sódio (s)

Água desionizada (ℓ) Tartarato duplo de sódio e potássio (s)

Tabela 9.1 – Informações sobre sulfato de cobre(II) pentahidratado

Nome Sulfato de cobre(II) pentahidratado

Fórmula química CuSO4 · 5H2O

Massa molar 249,69 g/mol

Pictograma de perigo GHS07, GHS09

Palavra-sinal Atenção

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão.

H315 – Provoca irritação cutânea.

H319 – Provoca irritação ocular grave.

H410 – Muito tóxico para os organismos aquáticos com efeitos duradouros.

Recomendações de prudência P273 – Evitar a libertação para o ambiente.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P501 – Eliminar o conteúdo/ recipiente em instalação aprovada de destruição de

resíduos.

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Tabela 9.2 – Informações sobre hidróxido de sódio.

Nome Hidróxido de sódio

Fórmula química NaHO

Massa molar 40,00 g/mol

Pictograma de perigo GHS05

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H314 – Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves.

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção/ protecção ocular/

protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P310 – Contacte imediatamente um CENTRO DE INFORMAÇÃO ANTIVENENOS

ou um médico.

Tabela 9.3 – Informações sobre tartarato duplo de sódio e potássio tetrahidratado.

Nome Tartarato duplo de sódio e potássio tetrahidratado

Fórmula química KOCOCH(OH)CH(OH)COONa · 4H2O

Massa molar 282,22 g/mol

Procedimento experimental

A – Preparação da solução aquosa de hidróxido de sódio 10% (m/V)

Volume de solução de 300 mL

Usar como solvente água desionizada

B – Preparação do reagente do teste do biureto

1. Medir 1,5 g de sulfato de cobre pentahidratado.

2. Medir 6,0 g de tartarato duplo de sódio e potássio.

3. Dissolver em 500 mL de água desionizada.

4. Medir 300 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio 10% (m/V).

5. Adicionar, sob agitação constante, a solução aquosa de hidróxido de sódio.

6. Perfazer com água desionizada até um volume de 1 L.

7. Guardar o reagente num frasco de vidro.

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C – Extração de caseína

1. Dissolver uma pequena quantidade de leite em pó magro em água desionizada (gobelé 1).

2. Aquecer o leite a uma temperatura de 40ºC. (Nota: Não exceder este valor de temperatura.)

3. Mantendo o leite à temperatura de 40ºC, adicionar gota a gota vinagre até ao aparecimento de um

precipitado. Agitar lentamente ao longo da adição do vinagre. (Nota: Não colocar vinagre em excesso.)

4. Remover o precipitado, com auxílio de uma espátula para um gobelé (gobelé 2).

5. Deixar repousar o conteúdo do gobelé 2. Se algum líquido se formar, retirá-lo com auxílio de uma

pipeta conta-gotas e transferi-lo novamente para o gobelé 1.

6. Continuar a adicionar algumas gotas de vinagre, ao gobelé 1, até precipitação completa da caseína.

7. Remover o precipitado, com auxílio de uma espátula para o gobelé 2.

8. Filtrar por gravidade o conteúdo do gobelé 2.

9. Guardar o precipitado numa caixa de Petri.

10. Deixar secar à temperatura ambiente.

Notas:

(1) Opcional – Se usar leite com gordura, pode proceder à lavagem do precipitado com álcool etílico, dado

que a caseína é insolúvel em álcool etílico. Este procedimento serve para remover alguma gordura.

(2) O vinagre pode ser substituído por uma solução aquosa de ácido acético a 10%.

(3) A filtração por gravidade pode ser substituída por uma filtração por vácuo, caso seja difícil secar o

precipitado.

D – Presença de caseína

1. Transferir uma pequena porção de caseína para um tubo de ensaio.

2. Testar o conteúdo do tubo de ensaio, com o teste do biureto.

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10 – Identificação de aminoácidos

… por teste de solubilidade e reação xantoproteica

Material

Tubos de ensaio Mola de madeira

Suporte para tubos de ensaio Balança

Espátula Vidro de relógio

Vareta de vidro Proveta

Pipeta graduada 1,00 mL Espátula

Pompete Placa de aquecimento

Pipeta conta-gotas

Reagentes

Aminoácidos: cisteína, glicina, metionina, tirosina, triptofano

Hidróxido de sódio (s) Água desionizada (ℓ)

Indicador universal em papel Ácido nítrico concentrado (ℓ)

Tabela 10.1 – Informações sobre hidróxido de sódio.

Nome Hidróxido de sódio

Fórmula química NaHO

Massa molar 40,00 g/mol

Pictograma de perigo GHS05

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H314 – Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves.

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção/ protecção ocular/

protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P310 – Contacte imediatamente um CENTRO DE INFORMAÇÃO ANTIVENENOS

ou um médico.

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Tabela 10.2 – Informações sobre ácido nítrico concentrado.

Nome Ácido nítrico concentrado

Fórmula química HNO3

Massa molar 63,01 g/mol

Pictograma de perigo GHS03, GHS05

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H272 – Pode agravar incêndios; comburente

H314 – Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves.

Recomendações de prudência P220 – Manter/guardar afastado de roupa/matérias combustíveis.

P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção/ protecção ocular/

protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS:

enxaguar cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de

contacto, retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P310 – Contacte imediatamente um CENTRO DE INFORMAÇÃO

ANTIVENENOS ou um médico.

Procedimento experimental

A – Preparação da solução aquosa de hidróxido de sódio 10% (m/V)

Usar como solvente água desionizada

B – TESTE DE SOLUBILIDADE

1. Colocar 2 mL de água desionizada em 5 tubos de ensaio.

2. Numerar os tubos de ensaio.

3. Adicionar, em seguida, uma pequena quantidade de cada aminoácido nos respetivos tubos de ensaio,

de acordo com a tabela 10.3.

4. Agitar cada um dos tubos de ensaio.

5. Verificar a respetiva solubilidade.

Tabela 10.3 – Teste de solubilidade.

Tubo de ensaio 1 2 3 4 5

Aminoácido Cisteína Glicina Metionina Tirosina Triptofano

Teste de solubilidade * * * * *

*Nota: solúvel ou não solúvel em água

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C – REAÇÃO XANTOPROTEICA, para identificar a tirosina e triptofano

1. Medir 5 mg de cada um dos aminoácidos.

2. Identificar cinco tubos de ensaio (limpos e secos).

3. Transferir cada um dos aminoácidos para o respetivo tubo de ensaio.

4. Adicionar a cada um dos tubos de ensaio 1 mL de ácido nítrico concentrado.

5. Aquecer no interior da hotte, cuidadosamente, cada um dos tubos de ensaio.

6. Deixar arrefecer.

7. Observar a cor da solução. (O aparecimento de uma coloração amarela ou a formação de um

precipitado é indicador de uma reação positiva).

8. Adicionar, gota a gota, uma solução aquosa de hidróxido de sódio, até reação alcalina. Retirar

esporadicamente uma gota da amostra e verificar o valor de pH, usando papel indicador universal.

9. Observar a cor da solução. (O aparecimento de cor laranja intensa corresponde a uma reação

positiva.)

Tabela 10.4 – Reação xantoproteica.

Gobelé/tubo de ensaio 1 2 3 4 5

Aminoácido Cisteína Glicina Metionina Tirosina Triptofano

Reação xantoproteica * * * * *

* Nota: reação positiva ou negativa

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11 – Composição química dos alimentos

Notas introdutórias

A presença de proteínas pode ser detetada a partir da reação do biureto, quando ocorre a formação de

flocos azuis que precipitam, ficando a solução com um anel violeta.

A presença de açúcares redutores pode ser visível a partir do teste de Fehling, quando se forma um

precipitado cor de tijolo. O aparecimento de um precipitado de óxido de cobre(I) (Cu2O) de cor tijolo

permite comprovar a presença de glicose.

O soluto de Lugol, na presença de amido, toma a cor azul.

Material

Balança Almofariz

Espátula Pipeta conta-gotas

Tubos de ensaio Papel de filtro

Suporte para tubos de ensaio Pipeta graduada 5,00 mL

Lamparina com álcool Proveta de plástico de 5 mL

Mola de madeira Pipeta graduada 2,00 mL

Funil Suporte universal

Matráz Anel adaptado a um funil

Reagentes

Hidróxido de sódio (s) Leite

Sulfato de cobre(II) pentahidratado (s) Azeite

Tartarato de sódio e potássio tetrahidratado (s) Refrigerante

Iodeto de potássio (s) Iogurte líquido magro

Iodo (s) Maçã

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Tabela 11.1 – Informações sobre hidróxido de sódio.

Nome Hidróxido de sódio

Fórmula química NaHO

Massa molar 40,00 g/mol

Pictograma de perigo GHS05

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H314 – Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves.

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção/ protecção ocular/

protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P310 – Contacte imediatamente um CENTRO DE INFORMAÇÃO ANTIVENENOS

ou um médico.

Tabela 11.2 – Informações sobre sulfato de cobre(II) pentahidratado.

Nome Sulfato de cobre(II) pentahidratado

Fórmula química CuSO4 · 5H2O

Massa molar 249,69 g/mol

Pictograma de perigo GHS07, GHS09

Palavra-sinal Atenção

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão.

H315 – Provoca irritação cutânea.

H319 – Provoca irritação ocular grave.

H410 – Muito tóxico para os organismos aquáticos com efeitos duradouros.

Recomendações de prudência P273 – Evitar a libertação para o ambiente.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P501 – Eliminar o conteúdo/ recipiente em instalação aprovada de destruição de

resíduos.

Tabela 11.3 – Informações sobre tartarato duplo de sódio e potássio tetrahidratado.

Nome Tartarato duplo de sódio e potássio tetrahidratado

Fórmula química KOCOCH(OH)CH(OH)COONa · 4H2O

Massa molar 282,22 g/mol

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Tabela 11.4 – Informações sobre iodo.

Nome Iodo

Fórmula química I2

Massa molar 253,81 g/mol

Pictograma de perigo GHS07, GHS09

Palavra-sinal Atenção

Advertências de perigo H312 – Nocivo em contacto com a pele.

H332 – Nocivo por inalação.

H400 – Muito tóxico para os organismos aquáticos.

Recomendações de prudência P273 – Evitar a libertação para o ambiente.

P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção.

Tabela 11.5 – Informações sobre iodeto de potássio.

Nome Iodeto de potássio

Fórmula química KI

Massa molar 166,00 g/mol

Pictograma de perigo GHS07

Palavra-sinal Atenção

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão

H315 – Provoca irritação cutânea

H319 – Provoca irritação ocular grave.

Recomendações de prudência P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

Procedimento experimental

A – Preparação da solução A de Licor de Fehling

1. Dissolver 6,9 g sulfato de cobre(II) pentahidratado em 100 mL de água desionizada.

2. Guardar a solução num frasco devidamente identificado.

B – Preparação da solução B de Licor de Fehling

1. Dissolver cerca de 35 g tartarato de sódio e potássio e 5 g hidróxido de sódio em 100 mL de água

desionizada.

2. Guardar a solução num frasco de plástico, devidamente identificado.

Nota: As soluções de licor de Fehling A e B devem ser guardadas em frascos separados e usadas na

proporção de 1:1.

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C – Preparação de água iodada

1. Dissolver iodeto de potássio sólido em água desionizada.

2. Adicionar iodo, no estado sólido.

3. Agitar a mistura.

4. Guardar num frasco de vidro escuro, devidamente identificado.

D – Preparação de solução aquosa de hidróxido de sódio a 10% (m/V)

Usar como solvente água desionizada.

E – Preparação de solução aquosa de sulfato de cobre a 1% (m/V)

Usar como solvente água desionizada.

F – Análise da composição química dos alimentos

1. Selecionar um dos alimentos.

2. Se o alimento estiver no estado sólido, macerar o alimento com o auxílio de um almofariz.

3. Medir 10 g do alimento selecionado.

4. Identificar os quatro tubos de ensaio.

5. Colocar no tubo de ensaio A uma pequena quantidade de amostra.

6. Retirar do tubo de ensaio, umas gotas de amostra e colocá-las sobre papel de filtro.

7. Deixar evaporar à temperatura ambiente o papel de filtro contendo a amostra.

8. Observar o papel de filtro seco.

9. Colocar no tubo de ensaio B, aproximadamente 2 mL de amostra.

10. Adicionar 2 gotas de solução aquosa de sulfato de cobre.

11. Adicionar, posteriormente, 4 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio.

12. Agitar o conteúdo do tubo de ensaio.

13. Observar a cor.

14. Transferir cerca de 2 mL de amostra para o tubo de ensaio C.

15. Adicionar 1 mL de solução A de licor de Fehling.

16. Posteriormente adicionar 1 mL de solução B de licor de Fehling.

17. Acender a lamparina.

18. Com uma mola de madeira, segurar o tubo de ensaio e aquecer a mistura.

19. Observar a mudança de cor e o aparecimento de um precipitado cor de tijolo.

20. Apagar a lamparina.

21. Colocar o tubo de ensaio no suporte para tubos de ensaio.

22. Colocar no tubo de ensaio D a amostra.

23. Adicionar 10 gotas de água iodada.

24. Observar a cor.

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12 – Passagem de substâncias através de uma membrana biológica

Material

Pipeta conta-gotas Pinça

Gobelé

Reagentes

Ovo Água desionizada (ℓ)

Água iodada Solução de amido

Procedimento experimental

A – Preparação da solução de amido

1. Medir 1,25g de amido.

2. Adicionar uma pouco de água fria até formar uma pasta.

3. Acrescentar água desionizada quente (sem ter entrado em ebulição) até perfazer um volume de 50 mL.

4. Agitar bem.

B – Difusão

1. Partir o ovo em duas metades.

2. Retirar o conteúdo. (Nota: Guardar o conteúdo para outra atividade experimental. Pretende-se usar

apenas a casca do ovo.)

3. Usar apenas uma das metades do ovo e guardar a outra metade.

4. Bater a extremidade da metade do ovo mais afastada dos bordos, ao de leve na bancada de trabalho,

de modo a rachar a casca.

5. Cuidadosamente, retirar com o auxílio de uma pinça os fragmentos da casca, de modo a não romper a

membrana interna e a deixar uma pequena parte desta membrana a nu.

6. Verificar que não houve ruptura da membrana, por adição de uma pequena quantidade de água no

fundo da casca.

7. Colocar a solução de amido previamente preparada num gobelé. O diâmetro do gobelé tem que ser

inferior ao diâmetro da casca do ovo.

8. Introduzir a metade do ovo no gobelé contendo a solução de amido. A zona onde a membrana ficou

exposta (fundo da casca do ovo) deve estar em contacto com a solução de amido.

9. Colocar algumas gotas de solução de Lugol ou água iodada dentro da casca do ovo.

10. Observar o que acontece.

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13 – Nutrição e transporte de vertebrados

Material

Gobelé Suporte para tubos de ensaio

Fio Tubos de ensaio

Molas Proveta graduada 20 mL

Pompete Pipeta graduada 5,00 mL

Lamparina com álcool corado Fósforos

Mola de madeira

Reagentes

Tripa de porco ou membrana de diálise (fragmentos de 10 a 15 cm)

Água desionizada (ℓ) Sal duplo de tartarato de sódio e potássio (s)

Clara de ovo Sulfato de cobre pentahidratado (s)

Vitamina C /ácido ascórbico (s) Solução aquosa de hidróxido de sódio 10% (m/V)

Glicose (s) Solução de indofenol a 1%

Amido (s) Solução A e B de Licor de Fehling

Cloreto de sódio (s) Água iodada

Solução de nitrato de prata

Tabela 13.1 – Informações sobre indofenol.

Nome Indofenol

Fórmula química C12H9NO2

Massa molar 199,21 g/mol

Pictograma de perigo GHS07

Palavra-sinal Atenção

Advertências de perigo H315 – Provoca irritação cutânea.

H319 – Provoca irritação ocular grave.

H335 – Pode provocar irritação das vias respiratórias.

Recomendações de prudência P261 – Evitar respirar as poeiras/ fumos/ gases/ névoas/ vapores/ aerossóis

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

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Tabela 13.2 – Informações sobre cloreto de sódio.

Nome Cloreto de sódio

Fórmula química NaCℓ

Massa molar 58,44 g/mol

Tabela 13.3 – Informações sobre nitrato de prata.

Nome Nitrato de prata

Fórmula química AgNO3

Massa molar 169,87 g/mol

Pictograma de perigo GHS03, GHS05, GHS09

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H272 – Pode agravar incêndios; comburente.

H314 – Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves.

H410 – Muito tóxico para os organismos aquáticos com efeitos duradouros.

Recomendações de prudência P220 – Manter/guardar afastado de roupa/matérias combustíveis.

P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção/ protecção ocular/

protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P310 – Contacte imediatamente um CENTRO DE INFORMAÇÃO ANTIVENENOS

ou um médico.

P501 – Eliminar o conteúdo/ recipiente em instalação aprovada de destruição de

resíduos.

Tabela 13.4 – Informações sobre sulfato de cobre(II) pentahidratado.

Nome Sulfato de cobre pentahidratado

Fórmula química CuSO4 · 5H2O

Massa molar 249,69 g/mol

Pictograma de perigo GHS07, GHS09

Palavra-sinal Atenção

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão.

H315 – Provoca irritação cutânea.

H319 – Provoca irritação ocular grave.

H410 – Muito tóxico para os organismos aquáticos com efeitos duradouros.

Recomendações de prudência P273 – Evitar a libertação para o ambiente.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P501 – Eliminar o conteúdo/ recipiente em instalação aprovada de destruição de

resíduos.

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Tabela 13.5 – Informações sobre hidróxido de sódio.

Nome Hidróxido de sódio

Fórmula química NaHO

Massa molar 40,00 g/mol

Pictograma de perigo GHS05

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H314 – Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves.

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção/ protecção ocular/

protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P310 – Contacte imediatamente um CENTRO DE INFORMAÇÃO ANTIVENENOS

ou um médico.

Tabela 13.6 – Informações sobre ácido ascórbico.

Nome Ácido ascórbico

Fórmula química C6H8O6

Massa molar 176,12 g/mol

Tabela 13.7 – Informações sobre glicose.

Nome Glicose

Fórmula química C6H12O6

Massa molar 180,16 g/mol

Procedimento experimental

A – Preparação da solução aquosa de nitrato de prata

Usar como solvente água desionizada.

B – Preparação do reagente do teste do biureto

1. Medir 1,5 g de sulfato de cobre pentahidratado.

2. Medir 6,0 g de tartarato duplo de sódio e potássio

3. Dissolver em 500 mL de água desionizada.

4. Medir 300 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio 10% (m/V).

5. Adicionar, sob agitação constante, a solução aquosa de hidróxido de sódio.

6. Perfazer com água desionizada até um volume de 1 L.

7. Guardar o reagente num frasco de vidro.

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C – Preparação de amostras para posterior identificação de substâncias

1. Preparar a solução aquosa de glicose 20%.

2. Preparar a solução de amido 1%.

3. Preparar a solução diluída de clara de ovo (1:5).

4. Preparar a solução aquosa de vitamina C 0,5%.

5. Preparar a solução aquosa de cloreto de sódio 5%

6. Mergulhar a tripa num gobelé com água desionizada até se tornar maleável.

7. Retirar a tripa do gobelé.

8. Fechar uma das extremidades a tripla.

9. Introduzir no interior da tripa, cerca de 5 ml das soluções, preparadas nos pontos 1, 2, 3 e 4 e 5.

10. Fechar a outra extremidade da tripa.

11. Mergulhar a tripa em 250 mL água desionizada. Utilizar molas para prender as extremidades da tripa

ao gobelé ou um fio para atar cada uma das extremidades da tripa.

12. Identificar 5 tubos de ensaio.

13. Após 5 minutos, retirar cerca de 5 mL do conteúdo do gobelé, onde se encontra mergulhada a tripa,

numa zona próxima da tripa.

14. Transferir para o tubo de ensaio 1.

15. Após 15 minutos retirar uma nova amostra do conteúdo do gobelé.

16. Transferir a amostra para o tubo de ensaio 2.

17. Após 25 minutos retirar nova amostra do conteúdo do gobelé.

18. Transferir para o tubo de ensaio 3.

19. Após 35 minutos retirar a última amostra do conteúdo do gobelé.

20. Transferir para o tubo de ensaio 4.

21. Após 40 minutos retirar a última amostra do conteúdo do gobelé.

22. Transferir para o tubo de ensaio 5.

D – Identificação de substâncias

1. Identificar as substâncias presentes em cada um dos tubos de ensaio, de acordo com a tabela 13.8.

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Tabela 13.8 – Identificação de glicose, proteínas, vitamina C, amido e cloreto de sódio.

Amostra Substância a identificar Teste

Tubo de ensaio 1

Tubo de ensaio A Glicose Teste do licor de Fehling

Tubo de ensaio B Proteínas Reação do biureto

Tubo de ensaio C Vitamina C Solução de indofenol

Tubo de ensaio D Amido Lugol ou água iodada

Tubo de ensaio E Cloreto de sódio Solução aquosa de nitrato de prata

Tubo de ensaio 2

Tubo de ensaio A Glicose Teste do licor de Fehling

Tubo de ensaio B Proteínas Reação do biureto

Tubo de ensaio C Vitamina C Solução de indofenol

Tubo de ensaio D Amido Lugol ou água iodada

Tubo de ensaio E Cloreto de sódio Solução aquosa de nitrato de prata

Tubo de ensaio 3

Tubo de ensaio A Glicose Teste do licor de Fehling

Tubo de ensaio B Proteínas Reação do biureto

Tubo de ensaio C Vitamina C Solução de indofenol

Tubo de ensaio D Amido Lugol ou água iodada

Tubo de ensaio E Cloreto de sódio Solução aquosa de nitrato de prata

Tubo de ensaio 4

Tubo de ensaio A Glicose Teste do licor de Fehling

Tubo de ensaio B Proteínas Reação do biureto

Tubo de ensaio C Vitamina C Solução de indofenol

Tubo de ensaio D Amido Lugol ou água iodada

Tubo de ensaio E Cloreto de sódio Solução aquosa de nitrato de prata

Tubo de ensaio 5

Tubo de ensaio A Glicose Teste do licor de Fehling

Tubo de ensaio B Proteínas Reação do biureto

Tubo de ensaio C Vitamina C Solução de indofenol

Tubo de ensaio D Amido Lugol ou água iodada

Tubo de ensaio E Cloreto de sódio Solução aquosa de nitrato de prata

Tópicos de reflexão

De entre as substâncias (glicose, proteínas, vitamina C, cloreto de sódio e amido) indicar quais as que

conseguiram atravessar a tripa de porco

Papel do intestino delgado na digestão

Função do intestino

Uso da membrana de diálise

Esquema representativo do intestino delgado e o sangue

Processo de absorção é imediato ou não?

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14 – Extração de ADN

Notas introdutórias

O significado da sigla ADN é ácido desoxirribonucleico. Em inglês, representa-se por DNA,

deoxyribonucleic acid.

A molécula de ADN está presente em todos os seres vivos, vegetais e animais.

Material

Almofariz Proveta 50 mL

Bisturi Tubo de ensaio

Banho de gelo Espátula

Papel de filtro Vareta de vidro

Proveta 10 mL Anel adaptado a um funil

Balança Funil

Suporte para tubos de ensaio Suporte universal

Pipeta conta-gotas Matráz

Placa de aquecimento

Sacos

Gobelé

Reagentes

Detergente da loiça Kiwi, cebola, ervilha, morango, banana

Água desionizada (ℓ) Etanol 96% frio

Sal de cozinha

Tabela 14.1 – Informações sobre o etanol.

Nome Etanol

Fórmula química CH3CH2OH

Massa molar 46,07 g/mol

Pictograma de perigo GHS02

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H225 – Líquido e vapor facilmente inflamáveis.

Recomendações de prudência P210 – Manter afastado do calor/faísca/chama aberta/superfícies quentes. - Não

fumar.

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Procedimento experimental

A – Preparação da solução de extração de ADN

1. Preparar uma mistura contendo 50 mL de água desionizada, 5 mL de detergente da loiça e 1,5 g de sal

de cozinha.

2. Agitar lentamente para evitar a formação de espuma.

B – Extração de ADN

1. Descascar a amostra e cortá-la em pedaços.

2. Transferir os pedaços da amostra para um almofariz e com o auxílio de um pilão, triturar.

3. Adicionar a solução de extração de ADN à amostra triturada.

4. Continuar a triturar a mistura no almofariz, de modo a obter um líquido espesso e homogéneo.

5. Colocar a mistura em banho-maria, durante cerca de 15 minutos.

6. Arrefecer a mistura, à temperatura ambiente ou em banho de gelo.

7. Filtrar, através de uma filtração por gravidade, o preparado.

8. Retirar uma pequena quantidade de filtrado para um tubo de ensaio (cerca de ½ da capacidade do

tubo de ensaio.

9. Adicionar, lentamente, uma pequena quantidade (cerca de 5 mL) de etanol 96% frio (proveniente do

frigorífico ou congelador) até se observar duas fases. A adição de etanol pode ser feita com uma pipeta

conta-gotas. O etanol deve escorrer lenta e cuidadosamente através das paredes do tubo de ensaio.

Não deve ocorrer mistura do etanol com o líquido que se encontra na fase inferior.

10. Colocar o tubo de ensaio num banho de gelo durante aproximadamente 2 a 3 minutos.

11. Deixar repousar.

12. Observar a interface entre as duas fases.

13. Com o auxílio de uma vareta de vidro, retirar com cuidado uma amostra de ADN.

Nota:

Observar cuidadosamente a consistência da camada.

O ADN precipita com o álcool e fica na parte inferior da fase alcoólica, logo acima da fase aquosa.

A pectina fica na superfície da fase alcoólica, apresenta consistência gelatinosa e abundante com

abundantes bolhas de ar.

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Tópicos de reflexão

Função de cada um dos reagentes, sal das cozinhas, detergente da loiça e do etanol.

Motivo pelo qual se filtra a mistura.

Temperatura do álcool etílico

Extração de ADN a partir de células vegetais e animais

Uso de diferentes fontes de ADN: morango, kiwi, banana, ervilhas (demolhadas)

Modo de procedimento de trituração da amostra: almofariz, liquificadora, varinha mágica ou

esmagamento num saco de plástico

Quantidade de solução de extração de ADN

Uso de diferentes detergentes ou sabões: sabão, detergentes em pó, detergentes líquidos, champôo,

gel de banho, sabonete líquido

Uso de álcool isopropílico em vez de álcool etílico

Uso de álcool etílico 70%

Necessidade do banho-maria

Utilidade da centrifugação após a precipitação do ADN

O método usado permite extrair exclusivamente ADN?

Vantagens da extração de ADN vegetal

Problemas na identificação do ADN após a conclusão da atividade experimental

Dificuldades em discernir entre ADN e pectinas

Elencar um conjunto de vegetais onde seja mais fácil identificar o ADN

Elencar um conjunto de vegetais onde seja mais difícil identificar o ADN

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15 – Síntese do ácido acetilsalicílico (aspirina)

Material

Balança Placa de aquecimento

Matráz Gobelé

Proveta 10,0 mL Vareta de vidro

Suporte universal Espátula

Garra Pipeta graduada 1,00 mL

Noz Pompete

Proveta 100 mL Papel de filtro

Funil de bückner kitasato

Aparelho para medir ponto de fusão Termómetro digital

Tubos capilares Garrafa de esguicho

Argola de borracha

Reagentes

Ácido salicílico (s) Solução aquosa de hidróxido de bário

Água desionizada (ℓ) Ácido sulfúrico concentrado (ℓ)

Anidrido acético (ℓ)

Tabela 15.1 – Informações sobre hidróxido de bário.

Nome Hidróxido de bário octohidratado

Fórmula química Ba(OH)2 · 8H2O

Massa molar 315,46 g/mol

Pictograma de perigo GHS05, GHS07

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão.

H314 – Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves.

H332 – Nocivo por inalação.

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção/ protecção ocular/

protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P310 – Contacte imediatamente um CENTRO DE INFORMAÇÃO ANTIVENENOS

ou um médico.

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Tabela 15.2 – Informações sobre ácido sulfúrico.

Nome Ácido sulfúrico concentrado

Fórmula química H2SO4

Massa molar 98,08 g/mol

Pictograma de perigo GHS05

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H314 – Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves.

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção/ protecção ocular/

protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P310 – Contacte imediatamente um CENTRO DE INFORMAÇÃO ANTIVENENOS

ou um médico.

Tabela 15.3 – Informações sobre ácido salicílico.

Nome Ácido salicílico

Fórmula química C7H6O3

Massa molar 138,12 g/mol

Pictograma de perigo GHS05, GHS07

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H302 – Nocivo por ingestão.

H318 – Provoca lesões oculares graves

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ protecção ocular/ protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

Tabela 15.4 – Informações sobre anidrido acético.

Nome Anidrido acético

Fórmula química (CH3CO)2O

Massa molar 102,09 g/mol

Pictograma de perigo GHS02, GHS05, GHS07

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H226 – Líquido e vapor inflamáveis.

H302 – Nocivo por ingestão.

H314 – Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves.

H332 – Nocivo por inalação.

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção/ protecção ocular/

protecção facial.

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 52

Procedimento experimental

1. Medir, 5,00 g de ácido salicílico no estado sólido, para um matráz.

2. Adicionar 10 mL de anidrido acético.

3. Agitar vigorosamente até formar uma mistura homogénea.

4. Preparar um banho de água na hotte: colocar um gobelé com água em cima de uma placa de

aquecimento.

5. Colocar o matráz no interior do gobelé, usando um suporte universal para o fixar.

6. Acoplar à montagem um termómetro digital, para medir a temperatura do conteúdo do matráz.

7. Adicionar 8-10 gotas de ácido sulfúrico concentrado.

8. Aquecer durante alguns minutos a cerca de 45ºC, com agitação manual, até que a reacção cesse.

9. Adicionar, cuidadosamente, 10 mL de água desionizada ao matráz, agitando até que não haja

libertação de vapores de ácido acético.

10. Retirar o matráz do banho-maria.

11. Adicionar 100 mL de água desionizada e deixar arrefecer em repouso. Observar a formação de cristais

de ácido acetilsalicílico.

12. Filtrar por vácuo, em papel de filtro previamente “pesado”.

13. Lavar os cristais com uma pequena quantidade de água fria, até que o filtrado não apresente formação

de precipitado com solução de hidróxido de bário.

14. Secar ao máximo.

15. Secar ao ar.

16. Determinar a massa de composto obtida.

17. Determinar o ponto de fusão, usando um aparelho automático.

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 53

16 – Extração da cafeína

… a partir de chá preto

Notas introdutórias

Nesta atividade experimental, a fonte da cafeína é o chá preto.

A fórmula química molecular da cafeína é C8H10N4O2. A figura 16.1 apresenta a respetiva fórmula de

estrutura.

Fig. 16.1 – Fórmula de estrutura da cafeína.

Esta atividade experimental deve ser realizada na hotte, sendo o uso de luvas e de óculos de proteção

obrigatório. Deve manter os reagentes afastados de fontes de ignição.

Material

Suporte universl Garra

Noz Papel de filtro

Anel adaptado a um funil Proveta graduada 100 mL

Funil de decantação Placa de aquecimento com agitação magnética

Balança Barras magnéticas

Espátula Garrafa de esguicho

Vareta de vidro Caixa de Petri

Gobelé Proveta graduada 25 mL

Matráz Anel de borracha

Kitasato Funil de bückner

Reagentes

Água desionizada (ℓ) Saquetas de chá preto

Carbonato de sódio (s) 1-propanol

Cloreto de sódio (s) NaHO (aq) 10%

Sulfato de sódio anidro (s)

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 54

Tabela 16.1 – Informações sobre carbonato de sódio.

Nome Carbonato de sódio

Fórmula química Na2CO3

Massa molar 105,99 g/mol

Pictograma de perigo GHS07

Palavra-sinal Atenção

Advertências de perigo H319 – Provoca irritação ocular grave.

Recomendações de prudência P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

Tabela 16.2 – Informações sobre cloreto de sódio.

Nome Cloreto de sódio

Fórmula química NaCℓ

Massa molar 58,44 g/mol

Tabela 16.3 – Informações sobre sulfato de sódio anidro.

Nome Sulfato de sódio anidro

Fórmula química Na2SO4

Massa molar 142,04 g/mol

Tabela 16.4 – Informações sobre hidróxido de sódio.

Nome Hidróxido de sódio

Fórmula química NaHO

Massa molar 40,00 g/mol

Pictograma de perigo GHS05

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H314 – Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves.

Recomendações de prudência P280 – Usar luvas de protecção/ vestuário de protecção/ protecção ocular/

protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

P310 – Contacte imediatamente um CENTRO DE INFORMAÇÃO ANTIVENENOS

ou um médico.

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 55

Tabela 16.5 – Informações sobre 1-propanol.

Nome 1-propanol

Fórmula química CH3CH2CH2OH

Massa molar 60,10 g/mol

Pictograma de perigo GHS02, GHS05, GHS07

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H225 – Líquido e vapor facilmente inflamáveis.

H318 – Provoca lesões oculares graves.

H336 – Pode provocar sonolência ou vertigens.

Recomendações de prudência P210 – Manter afastado do calor/faísca/chama aberta/superfícies quentes. – Não

fumar.

P261 – Evitar respirar as poeiras/ fumos/ gases/ névoas/ vapores/ aerossóis.

P280 – Usar luvas de protecção/ protecção ocular/ protecção facial.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

Procedimento experimental

1. Colocar 2 saquetas de chá preto num gobelé de 250 mL.

2. Adicionar 75 mL água desionizada.

3. Colocar uma barra magnética no interior do gobelé.

4. Ligar o modo de agitação magnética da placa.

5. Agitar moderadamente, de modo a evitar salpicos ou transbordo do conteúdo do gobelé.

6. Tapar a parte superior do gobelé, usando uma caixa de Petri.

7. Ligar o modo de aquecimento da placa de aquecimento com agitação magnética.

8. Manter o aquecimento. Deixar ferver a água durante cerca de 10 min. Adicionar água desionizada para

substituir as perdas por evaporação.

9. Deixar arrefecer a mistura até atingir a temperatura ambiente.

10. Adicionar 26 g de cloreto de sódio e 1 g de carbonato de sódio à mistura.

11. Agitar a mistura.

12. Filtrar por vácuo a mistura.

13. Recolher o filtrado, que contém o extrato de cafeína.

14. Transferir o filtrado para o interior de um funil de decantação.

15. Adicionar 15 mL de 1-propanol.

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 56

16. Agitar vigorosamente o funil de decantação. Não esquecer de abrir a torneira do funil de decantação,

quando este estiver invertido, para libertar quaisquer gases que se tenham formado entretanto. Ter o

cuidado de não agitar demasiado para evitar a formação de uma emulsão.

17. Repetir procedimento anterior até deixar de ouvir a libertação de gases.

18. Deixar repousar o conteúdo do funil de decantação, após remover a tampa do funil de decantação.

19. Observar o aparecimento de duas fases líquidas distintas.

20. Recolher a fase aquosa, que é a mais densa, para um matráz.

21. Recolher a fase orgânica, que é a menos densa, para um gobelé.

22. Transferir o conteúdo do matráz (fase aquosa) para um funil de decantação.

23. Adicionar 15 mL de 1-propanol.

24. Agitar vigorosamente o funil de decantação. Não esquecer de abrir a torneira do funil de decantação,

quando este estiver invertido, para libertar quaisquer gases que se tenham formado entretanto. Ter o

cuidado de não agitar demasiado para evitar a formação de uma emulsão.

25. Repetir procedimento anterior até deixar de ouvir a libertação de gases.

26. Deixar repousar o conteúdo do funil de decantação, após remover a tampa do funil de decantação.

27. Observar o aparecimento de duas fases líquidas distintas.

28. Recolher a fase aquosa, que é a mais densa, para um gobelé.

29. Recolher a fase orgânica, que é a menos densa, para um gobelé.

30. Transferir para um funil de decantação a fase orgânica de ambos os gobelés.

31. Adicionar 25 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio a 10% ao conteúdo do funil de decantação.

32. Agitar vigorosamente o funil de decantação. Não esquecer de abrir a torneira do funil de decantação,

quando este estiver invertido, para libertar quaisquer gases que se tenham formado entretanto.

33. Repetir procedimento anterior até deixar de ouvir a libertação de gases.

34. Remover a fase aquosa.

35. Recolher a fase orgânica para um gobelé.

36. Adicionar uma pequena quantidade de sulfato de sódio anidro (para ocorrer a secagem da fase

orgânica) e agitar.

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17 – Isolamento do licopeno

… a partir do tomate ou da pasta de tomate

Material

Almofariz Proveta 25,0 mL

Balança Vidro de relógio

Espátula Pipeta Pasteur

Frasco com rolha Papel de alumínio

Placa com agitação magnética Barra de magnética

Espectrofotómetro Cubas

Reagentes

Acetona (ℓ) Tomate ou pasta de tomate

Etanol (ℓ) Água desionizada (ℓ)

n-hexano (ℓ)

Tabela 17.1 – Informações sobre acetona.

Nome Acetona

Fórmula química CH3COCH3

Massa molar 58,08 g/mol

Pictograma de perigo GHS02, GHS07

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H225 – Líquido e vapor facilmente inflamáveis.

H319 – Provoca irritação ocular grave.

H336 – Pode provocar sonolência ou vertigens.

Recomendações de prudência P210 – Manter afastado do calor/faísca/chama aberta/superfícies quentes. - Não

fumar.

P261 – Evitar respirar as poeiras/ fumos/ gases/ névoas/ vapores/ aerossóis.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

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Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 58

Tabela 17.2 – Informações sobre etanol.

Nome Etanol ou álcool etílico

Fórmula química CH3CH2OH

Massa molar 46,07 g/mol

Pictograma de perigo GHS02

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H225 – Líquido e vapor facilmente inflamáveis.

Recomendações de prudência P210 – Manter afastado do calor/faísca/chama aberta/superfícies quentes. - Não

fumar.

Tabela 17.3 – Informações sobre hexano.

Nome n-hexano

Fórmula química CH3(CH2)4CH3

Massa molar 86,18 g/mol

Pictograma de perigo GHS02, GHS07, GHS08, GHS09

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H225 – Líquido e vapor facilmente inflamáveis.

H304 – Pode ser mortal por ingestão e penetração nas vias respiratórias.

H315 – Provoca irritação cutânea.

H336 – Pode provocar sonolência ou vertigens.

H361f – Suspeito de afectar a fertilidade.

H373 – Pode afectar os órgãos após exposição prolongada ou repetida.

H411 – Tóxico para os organismos aquáticos com efeitos duradouros.

Recomendações de prudência P210 – Manter afastado do calor/faísca/chama aberta/superfícies quentes. - Não

fumar.

P261 – Evitar respirar as poeiras/ fumos/ gases/ névoas/ vapores/ aerossóis.

P273 – Evitar a libertação para o ambiente.

P281 – Usar o equipamento de protecção individual exigido.

P301 + P310 – EM CASO DE INGESTÃO: contacte imediatamente um CENTRO

DE INFORMAÇÃO ANTIVENENOS ou um médico.

P331 – NÃO provocar o vómito.

Procedimento experimental

1. Descascar um tomate e retirar as sementes.

2. Colocar o tomate num almofariz e triturar, de modo a obter uma amostra homogénea. (Nota: Pode

optar por usar pasta de tomate e omitir os pontos 1 e 2.)

3. Retirar cerca de 2,5 g da amostra homogénea.

4. Transferir a amostra para um frasco.

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 59

5. Usar papel de alumínio para tapar o frasco para impedir que a amostra fique exposta à luz.

6. Registar o valor da massa do frasco contendo a amostra.

7. Transferir o frasco para a hotte e realizar os restantes procedimentos na hotte.

8. Preparar uma mistura de hexano/acetona/etanol (2:1:1 V/V/V),

9. Medir 25 mL de mistura de hexano/acetona/etanol.

10. Transferir o volume medido para o interior do frasco.

11. Colocar uma barra magnética no interior do frasco.

12. Tapar com a rolha.

13. Colocar o frasco em cima de uma placa com agitação magnética colocada na hotte.

14. Manter o conteúdo do frasco sob agitação durante 30 minutos.

15. Ao fim desse tempo parar a agitação e adicionar 5 mL de água desionizada.

16. Deixar separar as fases durante cerca de 5 a 10 minutos.

17. Com uma pipeta de Pasteur, retirar o pigmento, que fica localizado na fase orgânica, para um tubo com

rolha preta, envolto em papel de alumínio.

18. Traçar o espectro de absorção no espectrofotómetro entre 400 e 600 nm, depois de fazer a linha de

base com n-hexano. (Se estiver muito concentrado - absorvância máxima superior a 1, diluir com n-

hexano. )

19. Ler o valor da absorvância da solução ao máximo de absorção

Nota: Os resíduos devem ser colocados no frasco marcado “resíduos n-hexano”.

Tópicos de reflexão

Importância do licopeno do tomate na saúde humana

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 60

18 – Extração de lípidos e identificação do colesterol

… a partir de gema de ovo

Notas introdutórias

Nesta atividade experimental, a fonte do colesterol é a gema de ovo. Uma gema de ovo contém cerca de

200 mg de colesterol.

A fórmula química molecular do colesterol é C27H46O. A figura 18.1 apresenta a respetiva fórmula de

estrutura.

Fig. 18.1 – Fórmula de estrutura do colesterol.

Esta atividade experimental deve ser realizada na hotte, sendo o uso de luvas e de óculos de proteção

obrigatório. Deve manter os reagentes afastados de fontes de ignição.

Material

Balança Tubo graduado com rolha

Vórtex Funil

Tubo de vidro com rolha Anel adaptado a um funil

Vareta de vidro Noz

Proveta graduada 5,0 mL Suporte universal

Proveta graduada 10,0 mL Papel de filtro

Proveta graduada 50,00 mL Tubo de ensaio

Proveta graduada 100,00 mL Suporte para tubos de ensaio

Pipeta conta-gotas Garrafa de esguicho

Espátula Garra

Gobelé Frasco de vidro

Matráz Termómetro digital

Placa de aquecimento Papel parafilme

Placa com agitação magnética Banho de gelo

Barras magnéticas

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 61

Reagentes

Cloreto de cálcio (s), CaCℓ2 (s) Água desionizada (ℓ), H2O (ℓ)

Clorofórmio (ℓ), CHCℓ3 (ℓ) Anidrido acético (ℓ), (CH3CO)2O (ℓ)

Metanol (ℓ), CH3OH (ℓ) Ácido sulfúrico concentrado (ℓ), H2SO4 (ℓ)

Ácido acético glacial (ℓ), CH3COOH (ℓ) Gema de ovo

Sulfato de sódio anidro (s), Na2SO4 (s)

Tabela 18.1 – Informações sobre cloreto de cálcio

Nome Cloreto de cálcio

Fórmula química CaCℓ2

Massa molar 110,98 g/mol

Pictograma de perigo GHS07

Palavra-sinal Atenção

Advertências de perigo H319

Recomendações de prudência P305 + P351 + P338

Tabela 18.2 – Informações sobre clorofórmio

Nome Clorofórmio

Fórmula química CHCℓ3

Pictograma de perigo GHS02, GHS07, GHS08

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H225-H319-H336-H351

Recomendações de prudência P210-P261-P281-P305 + P351 + P338

Tabela 18.3 – Informações sobre metanol

Nome Metanol

Fórmula química CH3OH

Massa molar 32,04 g/mol

Pictograma de perigo GHS02, GHS06, GHS08

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H225-H301-H311-H331-H370

Recomendações de prudência P210-P260-P280-P301 + P310-P311

Tabela 18.4 – Informações sobre sulfato de sódio anidro

Nome Sulfato de sódio anidro

Fórmula química Na2SO4

Massa molar 142,04 g/mol

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 62

Tabela 18.5 – Informações sobre anidrido acético

Nome Anidrido acético

Fórmula química (CH3CO)2O

Massa molar 102,09 g/mol

Pictograma de perigo GHS02, GHS05, GHS07

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H226-H302-H314-H332

Recomendações de prudência P280-P305 + P351 + P338-P310

Tabela 18.6 – Informações sobre ácido sulfúrico concentrado

Nome Ácido sulfúrico concentrado

Fórmula química H2SO4

Massa molar 98,08 g/mol

Pictograma de perigo GHS05

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H314

Recomendações de prudência P280-P305 + P351 + P338-P310

Tabela 18.7 – Informações sobre ácido acético glacial

Nome Ácido acético glacial

Fórmula química CH3COOH

Massa molar 60,05 g/mol

Pictograma de perigo GHS02, GHS05

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H226-

H314

Recomendações de prudência P280-P305 + P351 + P338-P310

Procedimento experimental

A - Preparação do reagente Liebermann-Buchard

Nota: O reagente é estável durante 1 a 2 semanas, mas pode deteriorar-se se guardado por um período

maior.

Preparar 100 mL do reagente Liebermann-Buchard na hotte e num banho de gelo, dado que a reação é

exotérmica.

1. Colocar um gobelé com um banho de gelo em cima de uma placa com agitação magnética.

2. Colocar um matráz no interior do banho de gelo.

3. Colocar uma barra magnética no interior do matráz.

Química Biológica Espetacular 2012

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4. Adicionar lentamente e com agitação contínua os reagentes, pela seguinte ordem: 60 mL de anidrido

acético, 10 mL de ácido sulfúrico concentrado, 30 mL de ácido acético glacial, 0,6 g de sulfato de sódio

anidro.

5. Transferir a mistura para um frasco de vidro.

6. Rotular o frasco de cidro contendo o reagente de Liebermann-Buchard.

B - Preparação da mistura clorofórmio:metanol 2:1 (V/V)

1. Medir 100 mL de clorofórmio.

2. Medir 50 mL de metanol.

3. Transferir o clorofórmio e o metanol para um frasco de vidro.

4. Rotular o frasco de vidro contendo a mistura clorofórmio:metanol.

C – Preparação de uma solução aquosa de cloreto de cálcio 0,02% (m/V)

Preparar 100 mL de uma solução aquosa de cloreto de cálcio.

1. Medir 0,02 g de cloreto de cálcio sólido, para o interior de um gobelé.

2. Dissolver o cloreto de cálcio numa pequena quantidade de água desionizada.

3. Adicionar água desionizada até perfazer um volume de 100 mL.

D – Preparação de uma solução clorofórmio:metanol:água 2:50:50 (V/V/V)

Preparar 100 mL da solução clorofórmio:metanol:água na hotte.

1. Medir, com o auxílio de provetas graduadas, 2 mL de clorofórmio, 50 mL de metanol e 50 mL de água

desionizada.

2. Misturar num gobelé o clorofórmio, o metanol e a água desionizada, medidos anteriormente.

E - Extração de lípidos a partir de gema de ovo

1. Medir, cerca de 1g de gema de ovo, directamente para um tubo de vidro, com rolha.

2. Registar o valor da massa da gema de ovo.

3. Adicionar 10 mL de mistura clorofórmio:metanol 2:1 (V/V).

4. Colocar a rolha no tubo de vidro.

5. Homogeneizar bem o conteúdo do tubo de vidro no vórtex.

6. Medir o valor da massa de um tubo graduado com rolha.

7. Filtrar o extrato anterior para um tubo graduado com rolha.

8. Registar o volume do filtrado.

9. Adicionar ao filtrado um volume de solução aquosa de cloreto de cálcio 0,02% (m/V) correspondente a

0,2 vezes o volume do filtrado.

10. Colocar a rolha no tubo graduado.

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 64

11. Homogeneizar o conteúdo do tubo graduado no vórtex. Observar a distinção entre as duas fases.

12. Retirar a fase superior com o auxílio de uma pipeta conta-gotas. Eliminar o conteúdo da pipeta conta-

gotas.

13. Adicionar ao conteúdo do tubo graduado uma solução de clorofórmio:metanol:água 2:50:50 (V/V/V). O

volume da solução de clorofórmio:metanol:água 2:50:50 (V/V/V) é igual ao volume usado de solução

de cloreto de cálcio 0,02% (m/V).

14. Colocar a rolha no tubo graduado.

15. Misturar brevemente no vórtex.

16. Preparar um banho de gelo.

17. Colocar o tubo graduado no banho de gelo, até se observar a separação das duas fases.

18. Retirar, com o auxílio de uma pipeta conta-gotas, a fase aquosa. Eliminar o conteúdo da pipeta conta-

gotas.

19. Colocar a rolha no tubo graduado.

20. Medir o volume total da fase orgânica, ou seja, o volume do extrato lipídico, que se encontra no tubo

graduado.

21. Retirar 1 mL da fase orgânica, ou seja, do extrato lipídico, com o auxílio de uma pipeta conta-gotas,

para um tubo de ensaio.

22. Identificar o tubo de ensaio contendo o extrato lipídico.

23. Colocar o tubo graduado, contendo a fase orgânica, na hotte para o dia seguinte, até evaporar o

solvente até à secura. (Nota: Deixar o tubo graduado destapado.)

24. Medir o valor da massa do tubo graduado contendo o extrato lipídico seco, ou seja, do conjunto tubo

graduado + “lípidos totais”.

25. Determinar a quantidade de “lípidos totais” por grama de gema de ovo.

26. Identificar e guardar o extrato lipídico.

F – Identificação do colesterol total

1. Colocar o tubo de ensaio contendo o extrato lipídico, na hotte.

2. Adicionar, lentamente, 5 mL do reagente de Liebermann-Buchard, homogeneizando simultaneamente

o conteúdo do tubo de ensaio.

3. Tapar o tubo de ensaio com papel parafilme.

4. Colocar o tubo de ensaio em banho-maria a 35ºC, durante aproximadamente 10 a 15 min. (Nota: O

teste pode ser realizado à temperatura ambiente, contudo se o tubo de ensaio for colocado em banho-

maria a reação será mais rápida.)

5. Observar a cor do conteúdo do tubo de ensaio. (Nota: O método Liebermann-Buchard permite

identificar o colesterol total, através do aparecimento do complexo corado de azul esverdeado.)

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 65

Tópicos de reflexão

Importância do estudo dos lípidos no diagnóstico médico.

A influência dos hábitos alimentares sobre a saúde.

O que é o colesterol

Análise dos níveis de colesterol no sangue

Valores de colesterol no sangue desejáveis

Gorduras saturadas versus gorduras insaturadas

Alimentação e exercício físico na prevenção e tratamento de hipercolesterolemia

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 66

19 – Extração de pigmentos fotossintéticos

… a partir de folhas de espinafres

Material

Suporte universal Anel adaptado a um funil

Funil Papel de filtro

Vareta de vidro Matráz

Almofariz Areia

Caixa de Petri

Reagentes

Álcool etílico a 90% Folhas de espinafres

Tabela 19.1 – Informações sobre etanol.

Nome Etanol ou álcool etílico

Fórmula química CH3CH2OH

Massa molar 46,07 g/mol

Pictograma de perigo GHS02

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H225 – Líquido e vapor facilmente inflamáveis.

Recomendações de prudência P210 – Manter afastado do calor/faísca/chama aberta/superfícies quentes. - Não

fumar.

Tabela 19.2 – Informações sobre acetona.

Nome Acetona

Fórmula química CH3COCH3

Massa molar 58,08 g/mol

Pictograma de perigo GHS02, GHS07

Palavra-sinal Perigo

Advertências de perigo H225 – Líquido e vapor facilmente inflamáveis.

H319 – Provoca irritação ocular grave.

H336 – Pode provocar sonolência ou vertigens.

Recomendações de prudência P210 – Manter afastado do calor/faísca/chama aberta/superfícies quentes. - Não

fumar.

P261 – Evitar respirar as poeiras/ fumos/ gases/ névoas/ vapores/ aerossóis.

P305 + P351 + P338 – SE ENTRAR EM CONTACTO COM OS OLHOS: enxaguar

cuidadosamente com água durante vários minutos. Se usar lentes de contacto,

retire-as, se tal lhe for possível. Continuar a enxaguar.

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 67

Procedimento experimental

1. Cortar em pedaços folhas de espinafes.

2. Colocar as folhas de espinafres num almofariz.

3. Triturar as folhas de espinafres, adicionando areia.

4. Adicionar uma pequena quantidade de álcool etílico.

5. Agitar com o auxílio de uma vareta de vidro.

6. Filtrar por gravidade a mistura.

7. Transferir o filtrado para o interior de uma caixa de Petri.

8. Cortar um pedaço de papel de filtro, com o formato de um retângulo.

9. Dobrar o papel de filtro a meio.

10. Mergulhar a extremidade inferior do papel de filtro no filtrado.

11. Aguardar alguns minutos.

12. Observar o que acontece ao papel de filtro.

Tópicos de reflexão

Em que consiste o processo de maceração?

Qual a função do solvente orgânico usado?

Como ocorre a separação de pigmentos fotossintéticos?

Como se designa a técnica de separação usada na parte final do processo?

Identifica os pigmentos fotossintéticos pela coloração.

Nota: Substituir o álcool etílico por acetona.

Química Biológica Espetacular 2012

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Bibliografia

Martins, Isabel e outros; Programa de Química de 12º Ano do Curso Científico-Humanístico de

Ciências e Tecnologias; Direcção Geral de Inovação e de Desenvolvimento Curricular; Ministério da

Educação; 2004.

Dantas, Maria e Ramalho, Marta; Caderno de Actividades Laboratoriais – Jogo de partículas – Química

12º ano; Texto Editores; Lisboa; 2005.

Gil, Victor e outros; 12 Q – Química 12ºano; Texto Editores; Lisboa; 2005.

Matias, Osório; Martins, Pedro; Biologia e Geologia, ano 1, Biologia 10/11, Ensino Secundário; Areal

Editores; Maia; 2007.

Matias, Osório; Martins, Pedro; Dias, A. Guerner; Guimarães, Paula; Rocha, Paulo; Biologia e Geologia

10/11 – Caderno de actividades, ano 1, Ensino Secundário; Areal Editores; Maia; 2007.

Matias, Osório; Martins, Pedro; Biologia 11 - Biologia e Geologia 11ºano, Ensino Secundário; 1ª edição;

Areal Editores; Maia; 2008.

Matias, Osório; Martins, Pedro; Biologia 12 – parte 1, Ensino Secundário; 1ª edição; Areal Editores;

Maia; 2009.

Matias, Osório; Martins, Pedro; Biologia 12 – parte 2, Ensino Secundário; 1ª edição; Areal Editores;

Maia; 2009.

Silva, Amparo Dias; Mesquita, Almira Fernandes; Gramaxo, Fernanda; Santos, Maria Ermelinda;

Baldaia, Ludovina; Félix, José Mário; Terra, Universo de Vida 2ª parte Biologia, Biologia e Geologia –

10º ou 11º (Ano 1); Porto Editora; Porto; 2007.

Simões, Teresa Sobrinho; Queirós, Maria Alexandra; Simões, Maria Otilde; Técnicas Laboratoriais de

Química – bloco II; Porto Editora; Porto; 2003.

Pinto, Ana Maria; Fialho, Elisa; Mascarenhas, Maria Alice; Inácio, Maria José; Técnicas Laboratoriais

de Biologia I; 1ª edição; Texto Editora; Lisboa; 1994.

Visionarium – Centro de Ciência do Europarque; Modelo Biológico para Testar os Efeitos das Drogas

no Ritmo Cardíaco - Manual do Kit escolar do Projecto Daphnia.

http://visionarium-daphnia1.blogspot.pt/p/outros-recursos.html (consultado a 27 de junho de 2012)

http://visionarium-daphnia2.blogspot.pt/p/outros-recursos.html (consultado a 27 de junho de 2012)

https://sites.google.com/site/clubedasciencias/Home/fotos (consultado a 27 de junho de 2012)

https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxjbHViZWRhc2NpZW5

jaWFzfGd4OjM4OWJlMGIwNWYwNGQ3Mg&pli=1 (consultado a 27 de junho de 2012)

http://www.infopedia.pt/$extraccao-e-identificacao-da-cafeina-do-cha (consultado a 26 de junho de

2012)

http://homepages.ius.edu/dspurloc/c122/casein.htm (consultado a 28 de junho de 2012)

Química Biológica Espetacular 2012

Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 69

http://courses.chem.psu.edu/chem36/Web%20Syn06/Exp112Syn06.pdf (consultado a 28 de junho de

2012)

http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/praticas_proteinas/ponto_isoeletrico.htm (consultado a

28 de junho de 2012)

http://www.apsu.edu/sites/apsu.edu/files/chemistry/SP11_1021_ISOLATION_OF_PROTEINS_FROM_

MILK.pdf (consultado a 28 de junho de 2012)

http://www.anaseca.uac.pt/pdf_bioquimica/guia_trabalhos_praticos1.pdf (consultado a 28 de junho de

2012)

http://www.barreto.uac.pt/bqm_prat/prot04bExt_Llipidos.pdf (consultado em 18/06/2012).

https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:6KKIJ9GAZogJ:www.ib.usp.br/index.php%3Foption%3D

com_docman%26task%3Ddoc_download%26gid%3D47%26Itemid%3D98+&hl=pt-

PT&pid=bl&srcid=ADGEESifq9Cfq6ZKLAHhWcFhtdB5ciaaZfDo1lV_R8bJo2z-

MQjZWjA_7WMKjWhiBWV7W1rFTtzvt4o7N-KZJzZQId2cobaq8KSBv2r3ZQr-_GxEiRX1ZN-

ieThiR4yUcL-kfEb6dIZ3&sig=AHIEtbQ1WoIf8XbCFC_fQ01C-4aKx2EZYA (consultado a 28 de junho

de 2012)

http://www.ib.usp.br/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=93&Itemid=98 (consultado a

28 de junho de 2012)

Barreto, M.C. "Lipid Extraction and Cholesterol Quantification: A Simple Protocol." J.Chem. Educ. 2005,

82, 103-104.

http://employees.oneonta.edu/helsertl/CholesterolLab.html (consultado em 18/06/2012).

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1198067/pdf/biochemj00899-0098.pdf (consultado em

15/1/2009).

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Anexos

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Anexo A – Blogue

O blogue do projecto já está criado.

Os participantes podem incluir textos, fotografias, desenhos, vídeos, apresentações e outros documentos.

Endereço do blogue http://quimicabiologicaespetacular.blogspot.pt/

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Anexo B – Pictogramas de perigo

GHS01 GHS02 GHS03

BOMBA A EXPLODIR

CHAMA CHAMA SOBRE CÍRCULO

GHS04 GHS05 GHS06

GARRAFA DE GÁS

CORROSÃO CAVEIRA SOBRE TÍBIAS CRUZADAS

GHS07 GHS08 GHS09

PONTO DE EXCLAMAÇÃO

PERIGO PARA A SAÚDE AMBIENTE