Laboratório virtual de índice mitótico: raiz e qui-quadrado

Este laboratório virtual de índice mitótico segue a prática de esmagamento de ponta de raiz do A-level, do AP e do IB Biology. Os alunos hidrolisam uma ponta de raiz de cebola em ácido clorídrico, coram e esmagam o material e depois classificam as células a ×400 em interfase, prófase, metáfase, anáfase ou telófase. Eles comparam com um teste qui-quadrado o índice mitótico de regiões da raiz e de raízes tratadas com lectina e estimam quanto dura cada fase. Não é preciso ácido quente nem corantes tóxicos.

Alinhamento com o currículo

• AQA A-level Biology 7402, prática obrigatória 2 (required practical 2, seção 3.2.2): esmagamentos corados de células da ponta da raiz, identificação das fases da mitose e cálculo do índice mitótico.
• AP Biology, Unidade 4 (ciclo celular, tópico 4.6) e a investigação de divisão celular do AP, que compara com um teste qui-quadrado o índice mitótico de raízes controle e tratadas com lectina e conta ascos de Sordaria.
• IB Biology D2.1 (divisão celular e nuclear): identificar as fases da mitose em micrografias e calcular o índice mitótico.

O Simulic não é afiliado à AQA, ao College Board nem ao IB, nem endossado por eles.

Antes do laboratório (5 min)

Pergunte: "Qual parte de uma raiz de cebola tem o maior índice mitótico: a região a 0–2 mm da ponta ou a região a 5–10 mm da ponta?" Num link de turma, esta é a pergunta 1; a simulação é liberada depois que os alunos respondem.

Método na simulação

1. Em Preparar a lâmina, mantenha Hidrólise em HCl em 5 min e Corante em Azul de toluidina e clique em Ver os passos. Teste também 0 e 20 min.
2. Em Microscópio, escolha um botão de fase, toque em cada célula inteira do campo e clique em Verificar. Conte um campo você mesmo antes de usar Contar para mim.
3. Em Comparar amostras, mantenha Tratamento em Controle (água) e Região em 0–2 mm da ponta. Clique em Contar 300 células três vezes (amostras Am1–Am3).
4. Ajuste Região em 5–10 mm da ponta e clique em Contar 300 células uma vez (Am4). Escolha Am1 em Amostra A e Am4 em Amostra B e leia o painel do qui-quadrado.
5. Volte Região para 0–2 mm, ajuste Tratamento em Lectina e conte mais três amostras (Am5–Am7). Compare Am1 com Am5.

Amostra	Tratamento	Região (mm)	I	P	M	A	T	n	Índice mitótico (%)
Am1–Am3	Controle	0–2						300 cada
Am4	Controle	5–10						300
Am5–Am7	Lectina	0–2						300 cada

Resultados esperados

Os campos são sorteados, então cada grupo obtém contagens diferentes. O índice controle do modelo é 14 % a 0–2 mm, 5 % a 2–5 mm e 0,8 % a 5–10 mm; a lectina o eleva para cerca de 24 %. As faixas vêm de 100.000 execuções do modelo e foram conferidas no navegador.

• Uma amostra controle de 300 células a 0–2 mm: quase sempre entre 8 % e 21 %. A média de três amostras fica entre 10 % e 18 %.
• Um ensaio no navegador: Am1–Am3 deram 14,0; 14,0 e 17,0 % (média 15,0 %); Am4, a 5–10 mm, deu 1,3 %, com χ² = 34,00, muito acima de 3,84.
• Lectina: Am5–Am7 deram 20,0; 24,3 e 22,0 %. Mesmo assim, Am1 contra Am5 deu χ² = 3,83: não significativo. Em cerca de 1 ensaio em cada 8, um único par de amostras de 300 células não atinge significância. Juntar as três amostras de cada tratamento (135 de 900 contra 198 de 900 células em mitose) dá χ² ≈ 14,6.
• Duração das fases: a prófase reúne cerca de metade das células em mitose. Com um ciclo celular de 24 h, as 900 células controle juntas dão uma prófase de 1,0–2,4 h (2,0 h no ensaio do navegador).

Perguntas para os alunos

1. (Previsão, repetida depois do laboratório) Qual região tem o maior índice mitótico: 0–2 mm ou 5–10 mm da ponta?
2. Ao comparar raízes controle e raízes tratadas com lectina, quais variáveis precisam ficar iguais?
3. Faça a contagem automática de três amostras controle de 300 células a 0–2 mm. Qual é o índice mitótico médio delas?
4. Use as contagens de prófase dessas três amostras e um ciclo celular de 24 h. Quanto tempo dura a prófase?
5. Um aluno compara uma amostra controle e uma amostra com lectina e obtém χ² = 3,83. O que ele deve concluir, e como poderia melhorar a investigação?

Respostas para o professor: (1) 0–2 mm, o meristema; 5–10 mm é a zona de alongamento. (2) A região amostrada, o tempo de hidrólise e o corante. (3) Aceite 10–18 %. (4) Células em prófase ÷ 900 × 24 h; aceite 1,0–2,4 h. (5) χ² é menor que 3,84, então a hipótese nula não é rejeitada: a diferença pode ser obra do acaso. Conte mais células, de mais raízes, e junte as amostras antes de testar de novo.

Erros conceituais comuns

• "A interfase é uma fase de repouso." Na interfase, a fase mais longa, as células crescem e copiam o seu DNA.
• "O índice mitótico conta só as células em metáfase." Ele conta todas as células em prófase, metáfase, anáfase ou telófase.
• "Uma diferença percentual maior prova um efeito." Am1 e Am5 diferem em 6 pontos percentuais e, mesmo assim, não passam no teste.
• "A colchicina acelera a mitose." Ela impede a formação do fuso, então as células se acumulam em metáfase.

Extensão

• Colchicina: faça a contagem automática de raízes tratadas e explique o grande número de células em metáfase.
• Sordaria (AP): na aba Sordaria, classifique os ascos como 4:4 ou com permutação. Dez campos com Contar para mim deram 101 ascos com permutação em 199: 50,8 %, ou seja, 25,4 unidades de mapa.

Perguntas frequentes

O link da turma pode abrir em Comparar amostras?

Sim. Na página Compartilhar, fixe Tela em "Comparar amostras" nos valores iniciais do link. Você também pode fixar Tratamento da raiz e Região da raiz amostrada. Caso contrário, o passo 3 pede aos alunos que abram a aba.

Por que as minhas contagens são diferentes das do meu colega?

Cada campo é sorteado, como numa lâmina real. É por isso que as perguntas aceitam uma faixa.

Os alunos devem usar a contagem automática?

Sim, depois de contar um campo à mão e usar Verificar. A contagem à mão ensina as fases; Contar 300 células dá células suficientes para a estatística.

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