Roteiro_Atividade_Presencial-AP1 CERTA

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● ROTEIRO DE ATIVIDADE PRESENCIAL (AP) 
 
Disciplina: Biotecnologia e Enzimologia 
Professor(a): Suelen Pereira Ruiz Herrig 
Roteiro de atividade presencial: AP1 ( x ); AP2 ( ); AP3 ( ) 
Aluno Alexandre Fagner Bernardo da Silva RA: 09035621 
 
 
1. Orientações de autoestudo para Atividade Presencial 
Prezado aluno, segue abaixo o material didático a ser estudado para orientá-lo no 
desenvolvimento da Atividade Presencial (AP). 
 
Material Didático 
Materiais de Autoestudo 
(Aluno: os materiais indicados 
pelo professor, devem ser lidos e 
estudados previamente as 
atividades práticas) 
Introdução à Biotecnologia 
Biotecnologia e a multidisciplinaridade. 
Tecnologia do DNA Recombinante 
Biotecnologia e produção de fármacos 
Microrganismos de interesse industrial 
Metabolismo microbiano 
Substratos de fermentação 
Aulas/Vídeos conceituais 
(Aluno: as Aulas/Vídeos 
indicados pelo professor, devem 
ser assistidos previamente as 
atividades práticas) 
Unidade I – aulas 1 a 6 
Unidade II – aulas 1, 2 e 3 
Materiais Complementares 
(Aluno: os materiais indicados 
pelo professor, podem ser 
utilizados como complemento as 
atividades práticas) 
Alberts, B.; Bray, D.; Hopkin, K.; Johnson, A.; Lewis, 
J.; Raff, M.; Roberts, K.; Walter, P. Fundamentos da 
Biologia Celular. Porto Alegre: Artmed. 
https://biblioteca-
a.read.garden/viewer/9788582714065/ii 
BORZANI, Walter (Coord.) Biotecnologia 
industrial: fundamentos. São Paulo: Edgard 
Blucher. 
 
2. Orientações para Atividade Presencial (Etapa 1 e Etapa 2) 
 
2.1. Vídeo (s) de Orientação da Atividade Presencial: 
 
Link dos Vídeos 
Link do vídeo da explanação 
(produzido pelo professor) 
 
Link: https://youtu.be/mPBjWsuJd5M 
 
Link(s) de vídeo e/ou imagem(s) 
para demonstração da prática 
(produzido pelo professor ou 
terceiros) 
Link Etapa 1: 
Extração DNA morango: 
https://youtu.be/1w5u0XIGydI?si=dPAvHOPoSyF55
lye 
https://youtu.be/mPBjWsuJd5M
https://youtu.be/1w5u0XIGydI?si=dPAvHOPoSyF55lye
https://youtu.be/1w5u0XIGydI?si=dPAvHOPoSyF55lye
 
Extração de DNA: 
https://youtu.be/MOqM8FRbarc?si=1BHTscZzrllsIA
HI 
DNA de morango: 
https://youtu.be/MLWUOliXziw?si=WuXoaVDEe0
YTYnW2 
Extração de DNA: https://youtu.be/qcXPbu5OC-
g?si=T5dgjYAisz6GiscO 
Cebola: 
https://youtu.be/5KC0m8vG0bY?si=D6zE7w9mAe3
uuNZg 
Banana: https://youtu.be/ld1-Y-3dJhA?si=V_-
I5TH6_gX6Fw6w 
 
 
 
3. Contextualização e preparação para a atividade presencial: 
 
A biotecnologia é uma área da ciência que utiliza organismos vivos, sistemas biológicos 
e processos celulares para desenvolver produtos e tecnologias que beneficiam a sociedade em 
diversas áreas. Entre as várias aplicações da biotecnologia, destacam-se a tecnologia do DNA 
recombinante, a produção de biofármacos, o estudo dos metabolismos microbianos e os 
fatores de crescimento de microrganismos. 
A tecnologia do DNA recombinante revolucionou a biotecnologia, permitindo a 
manipulação precisa do material genético de organismos. Isso possibilita a criação de 
organismos geneticamente modificados (OGMs) para melhorar características agrícolas, 
como resistência a pragas e doenças, ou para produzir alimentos e produtos mais nutritivos. 
A produção de biofármacos é outra aplicação crucial da biotecnologia. Biofármacos são 
medicamentos produzidos a partir de células vivas, geralmente microorganismos 
geneticamente modificados, que produzem proteínas terapêuticas. Isso torna possível a 
fabricação de tratamentos altamente eficazes para diversas doenças, como insulina para 
diabetes ou anticorpos monoclonais para câncer e doenças autoimunes. 
O estudo dos metabolismos microbianos é fundamental para a produção de 
biocombustíveis e produtos químicos sustentáveis. Microrganismos como bactérias e 
leveduras podem ser geneticamente modificados para converter matérias-primas renováveis, 
como açúcares e lignocelulose, em produtos úteis, como etanol ou ácidos orgânicos. 
Os fatores de crescimento de microrganismos são essenciais para a produção em larga 
escala de microrganismos utilizados em aplicações biotecnológicas. O controle preciso das 
condições de crescimento e o fornecimento adequado de nutrientes e fatores de crescimento 
são fundamentais para obter altos rendimentos na produção de produtos biotecnológicos, 
como enzimas industriais, proteínas terapêuticas e produtos químicos. 
 
4. Objetivo da atividade: 
● Reforçar as aplicações da biotecnologia, pois será um facilitador de todo o seu 
aprendizado nos temas mais específicos futuramente, pois esses temas trazem 
conceitos essenciais a todo o estudo. 
● Aplicar os conhecimentos obtidos nas aulas conceituais. 
 
5. Descrição da Atividade 
5.1. Etapa 1: 
https://youtu.be/MOqM8FRbarc?si=1BHTscZzrllsIAHI
https://youtu.be/MOqM8FRbarc?si=1BHTscZzrllsIAHI
https://youtu.be/MLWUOliXziw?si=WuXoaVDEe0YTYnW2
https://youtu.be/MLWUOliXziw?si=WuXoaVDEe0YTYnW2
https://youtu.be/qcXPbu5OC-g?si=T5dgjYAisz6GiscO
https://youtu.be/qcXPbu5OC-g?si=T5dgjYAisz6GiscO
https://youtu.be/5KC0m8vG0bY?si=D6zE7w9mAe3uuNZg
https://youtu.be/5KC0m8vG0bY?si=D6zE7w9mAe3uuNZg
https://youtu.be/ld1-Y-3dJhA?si=V_-I5TH6_gX6Fw6w
https://youtu.be/ld1-Y-3dJhA?si=V_-I5TH6_gX6Fw6w
 
Nesta atividade prática, os alunos irão realizar a extração de DNA de alimentos, 
aprendendo a aplicar técnicas laboratoriais básicas. O objetivo é compreender os 
princípios da extração de DNA, manipular reagentes e soluções específicos, e observar 
o DNA extraído. Os alunos seguirão um protocolo que inclui a preparação da amostra, 
filtração e precipitação do DNA. Ao final, os alunos poderão visualizar e analisar o 
DNA que precipitaram, consolidando o aprendizado sobre biotecnologia. 
A atividade será realizada: 
( ) Individual 
( ) Em grupo 
( x ) Em dupla 
Formato da entrega 
( x ) Texto 
( x ) Foto 
( ) Vídeo 
( ) Questionário 
( ) Áudio 
( ) Outro: 
 
Atividade prática: Extração de DNA de alimentos 
 
Materiais 
Alimentos: Morangos, banana, cebola e tomate 
Álcool etílico (etanol) gelado 
Peneira pequena ou gaze 
Água destilada 
Cloreto de sódio 
Detergente líquido neutro (transparente) 
Béqueres de 100 mL 
Pistilo 
Gral 
Espátula 
Papel filtro 
Funil 
Tubos de ensaio 
bastão de vidro 
Cronômetro 
 Microscópio 
 Lâminas de vidro 
 Lamínula 
 Aparato filtrante (gases ou papel de filtro) 
 
 Procedimento 
 
Preparo da amostra: 
Higienizar os vegetais em água corrente e secar. 
Utilize um pistilo para amassar morangos ou banana e faca para triturar pedaços de cebola e 
tomate, por 5 minutos. 
 
Colocar o extrato obtido em um béquer. 
 
Preparo da solução de extração: 
No vegetal triturado, adicione 80 mL de água destilada aquecida (média de 60 ºC), 5 mL de 
detergente líquido e 5 g de cloreto de sódio. 
Misturar suavemente: Mexer devagar para não formar espuma e aguardar 30 min. 
 
Filtração da mistura: 
Colocar um filtro ou gaze sobre um funil, ou peneira e posicione-o sobre o béquer. 
Despejar a mistura através do filtro para remover sólidos, coletando o líquido filtrado no 
copo abaixo. Este líquido contém o DNA dissolvido. 
 
Precipitação do DNA 
Adicione 40 mL do líquido filtrado em um béquer. 
Cuidadosamente, adicione uma quantidade igual (40 mL) de álcool etílico frio ao recipiente, 
vertendo o álcool lentamente pelas paredes do tubo para formar uma camada sobre o líquido 
filtrado. O DNA precipitará na interface entre as duas camadas. 
Deixar a mistura repousar por alguns minutos sem agitar. O DNA aparecerá como uma 
substância esbranquiçada, emaranhada na camada de álcool. 
 
Coleta do DNA 
Use uma pipeta ou conta-gotas para coletar o DNA precipitado da interface das camadas. 
Retire um pouco dos filamentos e coloque-os em uma lâmina, pingue uma gota da solução 
extratora, cubra com uma lamínula e em seguida observe ao microscópio na objetiva de 40 x. 
 
Exercícios1) Explique a importância do detergente e do cloreto de sódio na solução de extração 
do DNA. 
R: O detergente presente no xampu ajuda a dissolver a bicamada lipídica que compõe 
a membrana plasmática e as membranas das organelas. 
 
 
2) Tire uma foto dos tubos de ensaio e explique o que ocorreu. Cole aqui as fotos. 
 
 
 
 
3) Desenhe e descreva a aparência do DNA precipitado que você observou ao 
microscópio. Explique o que pode ter influenciado a clareza e a quantidade de 
DNA visível na lâmina. 
 
R: Quando o DNA é observado ao microscópio após a extração e preparação na lâmina, 
ele geralmente se apresenta como filamentos finos e emaranhados que podem ter uma 
coloração esbranquiçada ou translúcida. Esses filamentos são compostos por múltiplas 
fibras de DNA agrupadas 
 
 
4) A biotecnologia apresenta aplicações em diversas áreas como saúde, alimentos, 
ambiental, agropecuária, veterinária e industrial. Sobre as aplicações da 
biotecnologia, selecione a alternativa correta: 
a) Com o avanço da biotecnologia na área da saúde, foi possível a elaboração de 
medicamentos biotecnológicos, porém não é possível a produção de hormônios. 
b) Com o desenvolvimento das técnicas de biotecnologia na área da agricultura, foi possível 
a produção de plantas resistentes, fornecendo melhores condições e rendimento na colheita. 
c) Na área industrial, as aplicações da biotecnologia não proporcionam importância 
tecnológica e econômica, por serem produtos convencionais, como o etanol. 
d) As aplicações da biotecnologia na área de alimentos são recentes, não contribuindo para o 
marco histórico da biotecnologia. 
e) Na área da medicina veterinária, as aplicações da biotecnologia englobam somente a 
produção de vacinas. 
 
5) Sobre a tecnologia do DNA recombinante, analise as afirmativas a seguir e assinale 
verdadeiro (V) ou falso (F): 
I. É uma técnica que envolve a manipulação de genes de diferentes organismos para criar 
novas sequências de DNA. 
II. Consiste em experimentos de biologia molecular na avaliação da expressão de 
determinados genes. 
III. É um tecnologia que pode ser empregada apenas na produção de medicamentos. 
IV. Com a tecnologia do DNA recombinante, ocorreu a produção da insulina. 
 
É correto o que se afirma em: 
a) I, II, III e IV 
b) II e III 
c) II e IV 
d) I, II e IV 
e) IV apenas 
 
 
 
5.2. Etapa 2: 
 
A atividade será realizada: 
( X ) Individual 
( ) Em grupo 
( ) Em dupla 
 
Formato da entrega 
( ) Texto 
( ) Foto 
( ) Vídeo 
( X ) Questionário 
( ) Áudio 
( ) Outro: 
 
1)A Biotecnologia refere-se ao conjunto de atividades baseadas em conhecimentos 
multidiciplinares que utiliza agentes biológicos para o desenvolvimento de produtos 
úteis. Sobre a importância e histórico da Biotecnologia, é correto afirmar que: 
a) A penicilina foi o primeiro antibiótico descoberto em 1928, sendo um medicamento obtido 
pela biotecnologia. 
b) Durante a segunda Guerra mundial, não teve nenhum avanço e contribuições para a 
biotecnologia. 
c) A estrutura e natureza do DNA foi descoberta em 1953, porém não contribuiu com nenhum 
marco histórico na biotecnologia. 
d) A tecnologia do DNA recombinante permitiu o avanço no desenvolvimento de 
transgênicos, porém é possível realizar essa técnica apenas com células de tecidos vegetais. 
e) Após os conhecimentos e avanços das técnicas da tecnologia do DNA recombinante, 
denomina-se biotecnologia tradicional. 
 
2)Sobre o papel da multidisciplinaridade na biotecnologia, avalie as asserções a seguir e 
a relação proposta entre elas: 
I. A multidisciplinaridade desempenha um papel fundamental na biotecnologia 
 
PORQUE 
 
II. Envolve a colaboração de profissionais de diversas áreas de atuação para desenvolver 
soluções e produtos. 
 
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta: 
a) As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta 
da I. 
b) As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa 
correta da I. 
c) A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
d) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
e) As asserções I e II são proposições falsas. 
 
3)Qual é a função das enzimas de restrição (endonucleases) no processo de clonagem de 
DNA? 
a) As enzimas de restrição são usadas para amplificar o DNA de interesse. 
b) As enzimas de restrição são usadas para introduzir o DNA clonado em células hospedeiras. 
c) As enzimas de restrição são usadas para cortar o DNA em fragmentos específicos, 
permitindo a inserção do gene de interesse no vetor. 
d) As enzimas de restrição são usadas para aumentar a expressão gênica. 
 
4)Selecione a alternativa que corresponde com a ordem correta sobre a clonagem gênica: 
 
(1) União do vetor ao gene de interesse 
(2) Clivagem com enzimas de restrição 
(3) Seleção do vetor e ligação do DNA alvo ao vetor 
(4) Introdução no organismo hospedeiro 
(5) Isolamento e fragmento do DNA de interesse 
 
Selecione a alternativa que corresponde com a ordem correta: 
a) 1, 2, 3, 4, 5 
b) 2, 4, 5, 3, 1 
c) 3, 5, 3, 2, 1 
d) 5, 4, 2, 1, 3 
e) 5, 2, 3, 1, 4 
 
5)O processo processo pelo qual um fragmento de DNA pode ser replicado em uma 
célula bacteriana é denominado de: 
a) Fissão binária 
b) Meiose 
c) Transcrição 
d) Transformação 
 
6)A produção de medicamentos por meio da fermentação microbiana envolve 
microrganismos específicos que desempenham um papel fundamental. Considerando a 
complexidade desse processo, analise as alternativas que se referem aos medicamentos 
obtidos por fermentação microbiana a partir de um microrganismo específico e assinale 
verdadeiro (V) ou falso (V): 
( ) A penicilina é produzida por fermentação pelo microrganismo Penicillium notatum. 
( )Cefalosporinas são antibióticos produzidos por fermentação a partir de microrganosmos do 
gênero Streptomyces. 
( ) Cloranfenicol é um antibiótico produzido por Streptomyces venezuelae. 
( ) Estreptomicina é um antibiótico produzido por bactérias do gênero Bacillus. 
 
É correto afirmar que são corretas: 
a) V, V, V, V 
b) V, V, V, F 
c) F, V, F, V 
d) V, F, F, F 
e) F, F, V, V 
 
7)Nos processos biotecnológicos que empregam microrganismos é de grande 
importância o conhecimento do metabolismo. Sobre o metabolismo microbiano, analise 
as afirmativas: 
I. Anabolismo refere-se ao conjunto de reações químicas em um organismo, com componentes 
essenciais incluindo enzimas e trifosfato de adenosina (ATP), sendo responsável pela síntese 
de moléculas complexas. 
II. O catabolismo envolve a síntese de moléculas simples em precursores mais simples. III. O 
metabolismo é o termo geral que engloba tanto o anabolismo quanto o catabolismo. 
IV. O catabolismo envolve a quebra de moléculas complexas em precursores mais simples. 
 
É correto o que se afirma em: 
a) I, II, III, IV 
b) I apenas 
 
c) I, II 
d) I, III, IV 
e) I e IV 
 
8)Sobre os produtos farmacológicos obtidos por meio da biotecnologia, escreva sobre 
como ocorre o processo de produção de insulina pela biotecnologia. Destacando suas 
vantagens em relação às técnicas tradicionais de obtenção da insulina a partir de fontes 
animais. Além disso, avalie como a produção de insulina por biotecnologia impactou o 
tratamento de pacientes com diabetes e sua qualidade de vida. 
 
R: A partir de uma modificação genética em uma bactéria que passa a produzir insulina 
a partir do DNA recombinante, identificou-se o gene de interesse, usa-se o plasmídeo 
da bactéria, o gene de interesse humano, inseriu no vetor plasmidial da bactéria e tem-
se a bactéria transgênica, e ela passa a produzir insulina, depois realiza-se a purificação 
do meio de cultura, separando o meio de cultivo, a célula bacteriana e extrai-se a 
insulina que é comercializada. Antes era obtido a partir do pâncreas suíno, por ser o 
mais parecido como humano, no entanto, causava muitas alergias e reações. A 
produção de insulina com essa técnica impactou de forma positiva o tratamento de 
pacientes com diabetes pois aumentou a eficiência do tratamento e diminuiu os efeitos 
colaterais melhorando a qualidade de vida dos pacientes. 
 
9)Nos processos biotecnológicos, os microrganismos apresentam grande importância, a 
qual deve ter um controle para a obtenção de um produto de qualidade. Sobre os 
microrganismos de interesse industriais, responda: 
a) Escreva quais são as fontes de microrganismos de interesse industrial para uso 
biotecnológico. 
 
R: Os fungos e bactérias são os principais microrganismos de interesse industrial, são 
utilizados na área da biotecnologia, devem ser benéficos para área industrial. As fontes de 
microrganismos podem ser: • Isolamento de recursos naturais (solo, água etc.) • Compra em 
coleção de culturas (bancos de cultura comercializados por empresas) • Obtenção de mutantes 
naturais • Obtenção de mutantes induzidos • Obtenção de mutantes induzidos por técnicas de 
engenharia genética. 
 
 
b) Explique quais as características desejáveis que esses microrganismos devem possuir 
para aplicações bem sucedidas na indústria. Além disso, forneça exemplos específicos de 
setores industriais nos quais os microrganismos desempenham um papel fundamental e 
como suas características são aproveitadas para melhorar processos industriais. 
 
R: Os microrganismos empregados em processos industriais devem possuir 
características específicas que os tornem eficientes, estáveis e seguros para garantir o 
sucesso das aplicações. 
 
 
10)Elabore um resumo esquemático sobre o catabolismo de carboidratos em relação aos 
mecanismos básicos de respiração celular e fermentação, ou seja, via aeróbica e 
anaeróbica. 
 
 
 
Catabolismo de Carboidratos 
1. Glicólise 
• Localização: Citosol 
• Processo: Conversão de uma molécula de glicose (C6H12O6) em duas moléculas de 
piruvato (C3H4O3) 
• Produção de ATP: 2 ATP (net) 
• Produção de NADH: 2 NADH 
2. Respiração Celular Aeróbica 
• Localização: Mitocôndrias 
• Etapas: 
o Ciclo de Krebs (ou Ciclo do Ácido Cítrico): 
▪ Entrada: 2 moléculas de acetil-CoA (derivadas de piruvato) 
▪ Produção: 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2 
o Cadeia Transportadora de Elétrons: 
▪ Processo: Transferência de elétrons através de complexos protéicos 
na membrana mitocondrial interna 
▪ Produção: ~34 ATP por fosforilação oxidativa 
• Produção Total de ATP (por molécula de glicose): ~36-38 ATP 
3. Fermentação (via Anaeróbica) 
• Localização: Citosol 
• Tipos: 
o Fermentação Lática: 
▪ Processo: Conversão de piruvato em lactato 
▪ Produção de NAD+: Regeneração de NAD+ para manter a glicólise 
▪ Exemplo: Músculos humanos durante exercício intenso 
o Fermentação Alcoólica: 
▪ Processo: Conversão de piruvato em etanol e CO2 
▪ Produção de NAD+: Regeneração de NAD+ para manter a glicólise 
▪ Exemplo: Leveduras na produção de bebidas alcoólicas 
• Produção Total de ATP (por molécula de glicose): 2 ATP (apenas pela glicólise) 
Esquema Resumido: 
1. Glicólise (Citosol) 
o Glicose → 2 Piruvato 
o Produção: 2 ATP, 2 NADH 
2. Respiração Celular Aeróbica (Mitocôndria) 
o Ciclo de Krebs 
▪ Acetil-CoA → CO2 + Energia 
▪ Produção: 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2 
o Cadeia Transportadora de Elétrons 
▪ NADH/FADH2 → ATP 
▪ Produção: ~34 ATP 
 
o Total: ~36-38 ATP 
3. Fermentação (Citosol) 
o Fermentação Lática 
▪ Piruvato → Lactato 
▪ Produção: Regeneração de NAD+ 
o Fermentação Alcoólica 
▪ Piruvato → Etanol + CO2 
▪ Produção: Regeneração de NAD+ 
o Total: 2 ATP 
 
11)Nos processos biotecnológicos, os meios de cultivos fornecer condições ideais para o 
desenvolvimento microbiano e obtenção dos produtos. Sobre os meios de cutivo, explique 
quais devem ser as características ideais de um meio de cultivo de microrganismos em 
processos biotecnológicos. 
Composição Nutricional Completa: 
• Fonte de Carbono: Açúcares como glicose ou lactose para fornecer energia. 
• Fonte de Nitrogênio: Aminoácidos, proteínas hidrolisadas ou sais de amônio para 
síntese de proteínas. 
• Vitaminas e Minerais: Necessários para diversas funções enzimáticas e estruturas 
celulares. 
• Fatores de Crescimento: Substâncias específicas que alguns microrganismos 
necessitam para crescimento. 
2. pH Adequado: 
• O pH do meio deve ser mantido dentro de uma faixa que favoreça o crescimento do 
microrganismo alvo, geralmente entre 5,5 e 7,5, dependendo do organismo. 
3. Osmolaridade: 
• Deve ser ajustada para imitar as condições naturais do microrganismo e promover 
um ambiente isotônico. 
4. Estabilidade e Esterilidade: 
• O meio deve ser estéril para evitar contaminação por outros microrganismos. 
• Deve ser quimicamente estável durante o período de cultivo para manter suas 
propriedades nutricionais. 
5. Disponibilidade de Oxigênio: 
• Para microrganismos aeróbicos, o meio deve permitir a difusão adequada de 
oxigênio. 
• Para microrganismos anaeróbicos, o meio deve evitar a presença de oxigênio. 
6. Temperatura e Condições Físicas: 
 
• A temperatura do meio deve ser mantida dentro de uma faixa ideal específica para o 
microrganismo. 
• Outros fatores físicos, como agitação e aeração, podem ser necessários para otimizar 
o crescimento. 
7. Capacidade de Suporte de Crescimento Específico: 
• O meio deve suportar o crescimento de alta densidade celular, especialmente em 
bioprocessos industriais. 
8. Facilidade de Preparação e Custo: 
• O meio deve ser fácil de preparar, econômico e sustentável para escalonamento em 
processos industriais. 
Essas características garantem que o meio de cultivo forneça todas as condições necessárias 
para o desenvolvimento ótimo dos microrganismos e para a obtenção dos produtos 
biotecnológicos desejados.