Caro(a) professor(a),
É com grande satisfação que trazemos a você este guia com dicas para a utilização de objetos educacionais. Nossa intenção é ajudá-lo(a) a enriquecer ainda mais seu planejamento didático. Apresentamos algumas ideias que você poderá aproveitar dependendo de sua vontade, de sua proposta de trabalho e das condições existentes em sua escola.
Os objetos educacionais de Biologia foram produzidos para você e estão organizados em seis temas estruturadores. Este guia tratará de uma das quatro unidades temáticas que compõem o tema estruturador “Transmissão da vida ética e manipulação gênica”. Trata-se da unidade “Os fundamentos da hereditariedade”.
São seis os objetos educacionais que desenvolvemos para esta unidade temática. Eles complementarão o seu trabalho, realizado com o livro didático. Também indicaremos outros materiais que poderão ser úteis em suas pesquisas sobre o assunto, citados ao longo deste guia.
Os objetos educacionais da unidade temática “Os fundamentos da hereditariedade” são os seguintes:
Todos esses objetos educacionais podem ser usados por você, professor(a), tanto de forma isolada quanto de forma integrada. Apresentaremos um roteiro com sugestões de uso integrado dos objetos educacionais para o desenvolvimento dos principais conceitos cobertos por esta unidade. Ele pode ser utilizado entre dez e doze aulas de 50 minutos. Também apresentamos, neste guia, roteiros para o uso isolado de cada objeto educacional, com sugestões detalhadas para o(a) professor(a) que deseja usá-los de forma independente. Você encontrará as sugestões específicas para trabalhar com cada um dos objetos: ]
- Sugestão de uso do áudio “Biografias: Ernst Mayr, o Darwin do século XX”;
- Sugestão de uso do áudio “Biografias: Mendel, o pai da genética”;
- Sugestão de uso do software “1a Lei de Mendel”;
- Sugestão de uso do software “2a Lei de Mendel”;
- Sugestão de uso do software “Qual é a palavra? Os fundamentos da hereditariedade”;
- Sugestão de realização do experimento “Teste de paternidade”.
Professor(a), as sugestões que este guia apresenta não esgotam todas as possibilidades de utilização dos objetos educacionais disponibilizados. Na verdade, é você quem vai decidir sobre a escolha e o momento mais adequado para o uso desses objetos, baseado em sua própria experiência, nas condições que sua escola oferece e nas características de seus alunos. O importante é que você esteja disposto a inseri-los em suas aulas para aprender, aos poucos e na prática, qual metodologia funciona melhor com cada objeto.
Conceitos desta unidade temática:
• Primeira e Segunda Lei de Mendel;
• Genética clássica;
• Genética molecular;
• Conceito biológico de espécie;
• Evolução biológica;
• Neodarwinismo;
• Fenótipo;
• Genótipo;
• Dominância e recessividade;
• Teste de paternidade.
As competências e habilidades que poderão ser desenvolvidas são:
• Listar várias características humanas ou de animais e plantas, distinguindo as hereditárias das congênitas e adquiridas;
• Identificar, a partir de resultados de cruzamentos, os princípios básicos que regem a transmissão de características hereditárias e aplicá-los para interpretar o surgimento de determinadas características;
• Utilizar noções básicas de probabilidade para prever resultados de cruzamentos e para resolver problemas envolvendo características diversas;
• Analisar textos históricos para identificar concepções pré-mendelianas sobre a hereditariedade;
• Identificar e utilizar os códigos usados para representar as características genéticas em estudo;
• Construir heredogramas a partir de dados levantados pelos alunos (junto a familiares ou conhecidos) sobre a transmissão de certas características hereditárias.
SUGESTÃO DE ROTEIRO DE USO DOS RECURSOS
A unidade “Os fundamentos da hereditariedade” pode ser desenvolvida com o auxílio de seis objetos educacionais. Eles estão publicados separadamente, em respeito à autonomia que você, professor(a), tem para escolher o(s) objeto(s) que considerar mais apropriado(s) para o trabalho que já realiza. Aqui vamos propor o uso integrado dos objetos, que poderão ser baixados e instalados em seu próprio computador ou no da escola.
Professor(a), lembramos mais uma vez que a nossa sugestão para o uso integrado dos objetos educacionais é apenas uma dentre várias possibilidades. Na medida em que se sentir mais seguro no uso desses recursos, e com a criatividade e conhecimento que você tem, certamente poderá desenvolver muitas outras formas de utilização, que sejam até mais adequadas do que a que estamos propondo.
Uma possibilidade para começar esta unidade temática é retomar com seus alunos os conceitos básicos relacionados à divisão celular. Quais são as respectivas fases da mitose e meiose? Que semelhanças e diferenças existem entre esses dois tipos de divisão celular? Destaque a importância da meiose para a manutenção do número de cromossomos da espécie, após a fecundação. Quantos cromossomos a espécie humana possui? Recorde-os da existência de 46 cromossomos, pedindo para que os estudantes mencionem quantos cromossomos estão presentes nos gametas femininos e masculinos.
Traga exemplos envolvendo as abelhas, cujos machos são haploides e surgem da partenogênese de óvulos não fecundados, enquanto as fêmeas são diploides. Como será que esses machos produzem gametas? Por mitose ou meiose? Leve-os a pensar a respeito, reproduzindo na lousa esquemas que auxiliem na visualização do problema. Espera-se, professor(a), que a classe chegue à conclusão de que os machos em questão utilizam a mitose para produzirem seus gametas. Se desejar, explique também que as fêmeas se transformarão em rainhas ou operárias dependendo do alimento que será a elas destinado (geleia real ou não). Caso deseje trazer mais informações a este respeito, sugerimos a consulta aos materiais indicados na nossa Bibliografia Complementar, professor(a).
Mencione como ocorre o processo de manutenção dos cromossomos na espécie humana. Explique que a produção de gametas envolve a segregação dos genes, cujas leis foram estudadas por Mendel, considerado o pai da Genética. Assim, sugerimos que você apresente à classe o áudio “Biografias: Mendel, o pai da genética”.
Na aula seguinte, professor(a), aprofunde-se nos trabalhos desenvolvidos por Mendel. Se for necessário, retome os conceitos de fenótipo e genótipo e de dominância e recessividade, além de outros que forem necessários, professor(a). Depois, explique a chamada “1a Lei de Mendel” (cada caráter é determinado por um par de fatores, que se separam na formação dos gametas). Mencione a pesquisa que Mendel realizou com variedades diferentes de ervilhas (Pisum sativum).
Com auxílio do quadro de Punnet (que representa os fenótipos e genótipos de uma geração para determinado cruzamento), incentive a classe a refletir sobre como Mendel chegou a esta lei com base no resultado de suas pesquisas. Na análise do quadro, é importante que os alunos compreendam princípios básicos de probabilidade, o que pode proporcionar paralelos com a disciplina de matemática. Caso as dúvidas já tenham sido esclarecidas, trabalhe, na aula seguinte, com o software “1a Lei de Mendel”.
Retome, no próximo encontro com a classe, os conceitos importantes para a compreensão da 2a Lei de Mendel (na formação dos gametas, os alelos de um gene existente em um par de cromossomos homólogos separam-se independentemente de qualquer outro par de alelos existente em outro par de homólogos). Faça paralelos com os conteúdos já discutidos anteriormente, explicando, agora, como ocorre a herança de dois caracteres.
É importante esclarecer o que são monoíbridos e diíbridos e como podemos calcular os resultados possíveis do cruzamento de diíbridos. Traga o exemplo de Mendel, que trabalhou com as combinações de cores e formas das sementes de ervilha (lisas ou rugosas, amarelas ou verdes). Na aula seguinte, depois que todas as dúvidas tiverem sido esclarecidas, proponha a exploração do software “2a Lei de Mendel”.
No próximo encontro com os alunos, estimule-os a pensarem nas diferenças existentes entre as espécies e de que maneira isso pode interferir na reprodução das mesmas. Que conceito de espécie eles possuem? Por que não é possível existir um filhote resultante do cruzamento entre um gato e um cachorro? Peça para que justifiquem suas afirmações. Traga o exemplo da mula, animal resultante do cruzamento entre um jumento, Equus asinus, com uma égua, Equus caballus e que é estéril. Informe à classe que será apresentado um áudio que discute exatamente esse assunto, por meio da vida e dos trabalhos de Ernst Mayr. Reproduza, então, o programa “Ernst Mayr, o Darwin do século XX”.
Dedique a aula posterior à realização de uma atividade prática, que irá dinamizar a aula. Deixe-os trabalhar com o experimento “Teste de paternidade”, que propõe a análise de fragmentos de DNA da criança, de sua mãe falecida e de três homens, sendo um deles o pai biológico da criança. Durante a realização do experimento, disponha-se a esclarecer as dúvidas de seus alunos, professor(a).
Finalize, na aula seguinte, o trabalho deste eixo temático com o software “Qual é a palavra? Os fundamentos da hereditariedade”, em que os alunos precisarão reunir todos os conceitos aprendidos, as dificuldades poderão se tornar mais evidentes, ajudando você, professor(a), a retomar os pontos que considerar mal esclarecidos.
SUGESTÃO DE ROTEIRO PARA O USO ISOLADO DE CADA OBJETO EDUCACIONAL
(ÁUDIO) BIOGRAFIAS: ERNST MAYR, O DARWIN DO SÉCULO XX
Professor(a), nossa proposta é expor ao aluno um dos grandes problemas da Biologia: como definir uma espé- cie e suas implicações. É importante o aluno perceber que, apesar de ser controverso e com muitas exceções, o conceito biológico de espécie torna-se necessário para a compreensão de muitos fenômenos biológicos, como a vida e a evolução biológica. Mesmo sabendo que uma única definição é insuficiente para contemplar toda a diversidade de seres vivos, a sistematização do conhecimento é uma ferramenta indispensável para a Ciência.
Propomos apresentar o conceito biológico de espécie por meio do relato de episódios da vida de nosso biografado e autor do conceito em questão, Ernst Mayr. Além de contribuir para o conhecimento biológico, Mayr é famoso pelos livros de divulgação científica, como “Isto é Biologia” e “Biologia, ciência única” (ambos editados pela Companhia das Letras, nos anos de 2008 e 2005, respectivamente) e conhecer seu trabalho pode ser muito estimulante para despertar o interesse dos alunos pela Biologia.
Sugerimos que comece a aula apresentando o conceito biológico de espécie para os alunos vivenciarem as controvérsias que existem sobre determinar as espécies. Discutir a origem dos cães e as variedades encontradas atualmente pode ser uma estratégia interessante, pois são animais do cotidiano do aluno e, muito provavelmente, ele possui algum conhecimento sobre a variedade de raças. Caso tenha disponível retroprojetor, sugerimos a apresentação de algumas transparências com fotos de diversas raças caninas e de outros canídeos, como a raposa e o lobo, para facilitar a discussão que será desenvolvida.
As imagens podem ser impressas em transparências (se possível, coloridas) e projetadas numa parede branca por meio de um retroprojetor. Caso não seja possível, imprima algumas imagens de animais e tire xerox delas. Oriente os alunos a fazerem grupo de três ou quatro pessoas. Após projetar as imagens (ou mostrá-las impressas), peça aos grupos que observem as diferentes imagens de cães e que determinem quantas e quais espécies estão representadas nas figuras. Peça para anotarem quais foram os critérios utilizados pelo grupo para a categorização e as principais dificuldades encontradas.
Terminada essa etapa, promova uma discussão sobre os resultados obtidos. Provavelmente não haverá consenso, o que é esperado e desejado. Anote na lousa os resultados e solicite aos alunos que copiem e guardem o material para a próxima atividade. Indique a leitura de um texto sobre o conceito de espécie (livro didático utilizado pela classe). Se for o caso, veja também algumas indicações de obras em nossa Bibliografia Complementar, que responda à questão “O que é espécie?”.
Na aula seguinte, retome a discussão e as anotações da aula anterior, pois isso pode facilitar a compreensão do programa que será ouvido. Pergunte aos alunos o que concluíram na aula passada. Problematize perguntando se é possível cruzar um cão da raça chihuahua com outro da raça labrador. Por questões anatômicas, é muito provável que os alunos concluam que isso não seja possível. Por isso, baseado na concepção de espécie biológica, esses animais deixam de ser da mesma espécie?
Você pode, também, questionar a aparência dos cães da raça husky siberiano, muito semelhante a dos lobos. Será que eles se reproduzem e deixam descendentes férteis? O objetivo não é obter uma resposta, apenas instigá-los. Apresente, então, o áudio “Biografias: Ernst Mayr, o Darwin do século 17”. Se o áudio for reproduzido de um único equipamento para a sala toda, assegure-se de que todos conseguirão ouvir o programa. Antes de iniciar a reprodução, distribua o roteiro de trabalho sugerido para o aluno. Fique à vontade para utilizá-lo da forma como apresentamos ou alterá-lo conforme as suas necessidades didáticas.
Convém explicar para os alunos que o roteiro contém orientações gerais e questões que têm o objetivo de ajudá-los a prestar atenção em pontos importantes do programa. Oriente-os para não responderem às perguntas durante a reprodução do áudio porque isso poderá atrapalhá-los. Deixe que eles leiam o roteiro algumas vezes e, só depois que estiverem acomodados e prontos, inicie a reprodução do áudio, evitando fazer interrupções ou comentários. Após ouvir o programa pela primeira vez, pergunte aos alunos se há palavra desconhecidas e promova uma discussão a respeito delas. É importante que os esclarecimentos sejam realizados antes do programa ser reproduzido novamente. Sugerimos que deixe os alunos se sentarem à vontade para acompanhar melhor o programa. Ao final, discuta as implicações do conceito biológico de espécies e enfatize sua importância e limitações. Depois, peça para os estudantes responderem ao questionário proposto no roteiro.
AVALIAÇÃO
Como forma de verificar se os alunos compreenderam a complexidade do conceito de espécie biológica apresentado no áudio, proponha uma discussão sobre o cruzamento entre éguas (Equus cabalus) e burros (Equus asinus). Esses animais são semelhantes morfologicamente? Têm comportamento semelhante? Os cavalos têm 64 cromossomos e os burros, 62. O produto desse cruzamento é a mula. Há vários criadouros especializados na produção desses animais, que são mais vigorosos do que os cavalos e mais dóceis do que os burros. Podemos afirmar que cavalos e burros pertencem à mesma espécie se são capazes de se cruzar e gerar descendentes? Mulas são animais férteis?
Outra discussão que pode ser colocada é em relação ao cruzamento entre leões (Panthera lio) e tigres (Panthera tigris). Esses animais vivem em habitats diferentes (os leões vivem nas savanas africanas e os tigres, nas florestas asiáticas); o comportamento dos dois também é bastante diferente. O cruzamento foi observado apenas nos animais que viviam juntos, em cativeiro, e os descendentes são os tiões ou ligres. Tigres e leões pertencem à mesma espécie? Peça que justifiquem a resposta.
Enquanto leões e tigres vivem em média cerca de 20 anos, os tiões são animais que não vivem além dos três anos porque têm muitas complicações decorrentes de um crescimento corporal contínuo e exagerado. Promova uma discussão sobre os aspectos éticos de o homem promover esse tipo de cruzamento.
Por fim, peça que eles sintetizem o conceito de espécie proposto por Mayr. Dada a diversidade de organismos, será que conceituar espécie biológica é uma tarefa fácil? Ele é válido para os organismos que se reproduzem apenas de forma assexuada? Discuta também se esse conceito pode ser aplicado para as bactérias, que em sua reprodução sexuada não produzem gametas, mas podem absorver e incorporar no seu genoma pedaços de material genético de origem muito diversificada (células em decomposição, vírus, outras bactérias). Você ainda pode avaliar se os alunos compreenderam o conteúdo do programa promovendo uma discussão sobre o que foi ouvido: O que acharam do áudio? Foi possível entender todas as informações? O que não entenderam direito? A correção do roteiro pode ser feita na lousa, com os alunos escrevendo as respostas. Há respostas diferentes? Em que diferem? Se houver necessidade, trechos do áudio poderão ser ouvidos novamente; e as dúvidas, discutidas e esclarecidas com os alunos.
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
1. Ernst e muitos outros cientistas, como Thomas Hunt Morgan, Ronald Fisher, Theodosius Dobzhansky, J.B.S. Haldane, Sewall Wright, William D. Hamilton, Cyril Darlington, Julian Huxley, George Gaylord Simpson e G. Ledyard Stebbins, fizeram parte de um movimento acadêmico na década de 1940, que culminou na Síntese Evolutiva Moderna. De uma forma simples, a síntese evolutiva moderna, ou o Neodarwinismo, introduziu a conexão entre duas importantes descobertas: as unidades de evolução (os genes) com o mecanismo de evolução (a seleção natural). Proponha uma pesquisa sobre esse tema.
2. A Síntese Evolutiva Moderna ocorreu em um momento histórico importante, a Segunda Guerra Mundial. Proponha uma pesquisa sobre as implicações da Segunda Guerra Mundial para a Ciência.
3. Sabe-se que há mais de 100 conceitos de espécie. Proponha uma pesquisa sobre outros conceitos, como o conceito filogenético de espécie. Direcione a pesquisa de forma que o aluno faça uma comparação entres os conceitos que encontrarem.
4. Outra atividade interessante e muito polêmica para se trabalhar com os alunos é o conceito de raça. Talvez este seja um bom momento para abordar o racismo. Sugerimos como tema de pesquisa e debate: O que a Biologia tem a dizer sobre as raças humanas. No último item da bibliografia complementar, há uma referência sobre o tema que pode contribuir para a condução da pesquisa.
(ÁUDIO) BIOGRAFIAS: MENDEL, O PAI DA GENÉTICA
Neste roteiro, propomos o uso do áudio acerca da biografia de Mendel como um recurso para avaliar se o aluno compreendeu os conceitos básicos da genética: gene, fenótipo, genótipo, recessividade, dominância, heterozigose e homozigose.
Antes de iniciar o trabalho com o programa e o roteiro, é necessário que o aluno já compreenda o que é gene, a sua relação com o DNA e cromossomo, o que são genes alelos, a sua relação com os cromossomos homólogos, o que são células haploides e células diploides, o que é meiose e o que ocorre com os cromossomos durante esse processo de divisão celular.
De uma forma geral, os alunos costumam demonstrar muita curiosidade a respeito dos mecanismos que regem a hereditariedade, por meio de perguntas que envolvem, principalmente, a genética humana. É comum fazerem perguntas como: ‘‘Se eu tenho olhos castanhos e tiver um filho com uma pessoa de olhos azuis, qual vai ser a cor dos olhos dele?’’.
Assim, propomos uma conversa inicial com os alunos para levantar suas concepções prévias sobre o que é genética, qual a sua importância, o que entendem por hereditariedade, como as informações hereditárias são transmitidas e como elas se manifestam. Vá escrevendo na lousa as palavras-chave das respostas dos alunos. Se eles mencionarem os genes, vá resgatando os outros conceitos relacionados: cromossomo, DNA, alelo, meiose, gametas, fecundação, metabolismo, proteína etc. Como tarefa de casa, passe para os alunos uma atividade investigativa. Eles devem observar neles mesmos e em seus parentes consanguíneos (pais, avós e irmãos) se o lobo da orelha é solto ou preso. Peça que os alunos registrem esses dados em uma tabela, indicando com um X a característica apresentada.
Na aula seguinte, retome com os alunos a investigação que eles fizeram. Discuta os resultados obtidos e explique que o heredograma é um recurso usado na genética para representar o tipo de parentesco entre as pessoas de uma família e, também, mostrar quais dos indivíduos apresentam ou não determinada característica. Coloque na lousa as regras básicas:
Proponha agora que cada aluno construa um heredograma que represente a sua família. Combine com eles quais características serão representadas pelo círculo e pelo quadrado pintados. Peça que cada aluno marque com um asterisco no símbolo do heredograma em que ele está representado. Exemplo de heredograma indicando lobo de orelha solto ou preso. No caso, a característica lobo preso está representada pelos símbolos pintados de preto:
Na medida em que os heredogramas tiverem sido construídos, conceitue fenótipo como sendo a característica observável. Na atividade, os alunos pesquisaram os fenótipos lobo de orelha solto e lobo de orelha preso. Pergunte o que determina as nossas características fenotípicas. Discuta se apenas as informações genéticas são responsáveis pelo fenótipo. Coloque situações que gerem conflito. Cite exemplos da influência do meio sobre o fenótipo, ampliando o conceito.
Agora introduza o conceito de genótipo. Retome mais uma vez, rapidamente, a origem dos nossos cromossomos homólogos (gametas dos pais) e o conceito de genes alelos. Introduza o conceito de homozigose e heterozigose. Comente com os alunos que alguns tipos de genes podem se manifestar em dose simples (heterozigose) e outros precisam estar em dose dupla (homozigose).
Peça para analisarem os heredogramas que construíram. Pergunte quem tem no heredograma um casal com o fenótipo lobo de orelha preso. Qual é o fenótipo dos descendentes desse casal? E se tivermos um casal com lobo de orelha solto? Há algum caso de casal com lobo de orelha solto que teve um filho com lobo de orelha preso? O que eles podem deduzir a respeito dos genes que determinam o tipo de lobo de orelha? Ajude-os a perceberem que o gene que determina “lobo preso” é recessivo em relação ao gene que determina “lobo solto”. Qual casal possibilitou descobrir isso?
Pergunte aos alunos se é possível determinar o genótipo de todos os indivíduos representados no heredograma. Por que em alguns casos isso não é possível? Como representar o genótipo?
Explique que na Genética é comum usar letras maiúsculas e minúsculas para representar os genes. A mesma letra é usada para representar os genes alelos localizados em certo par de cromossomos homólogos.
Quando for usada letra minúscula, geralmente está sendo indicado o gene recessivo e quando a letra for maiúscula, trata-se de genes dominantes. Explique também que a letra escolhida normalmente refere-se à inicial da característica recessiva. Dê exemplos disso.
Na aula seguinte, retome com os alunos as atividades desenvolvidas nas duas últimas aulas e explique que agora terão a oportunidade de conhecer um pouco sobre Gregor Mendel, o monge que descobriu as leis básicas que regem a hereditariedade. Apresente, então, o programa. Se o áudio for reproduzido de um único equipamento para a sala toda, assegure-se de que todos conseguirão ouvir claramente o programa. Antes de iniciar a reprodução, distribua o roteiro de trabalho sugerido para o aluno. Fique à vontade para utilizá-lo na íntegra ou adaptá-lo conforme as suas necessidades didáticas. Convém explicar que o roteiro contém orientações gerais e questões que têm o objetivo de ajudá-los a prestar atenção em pontos importantes do programa. Oriente-os para não ficarem respondendo às perguntas durante a reprodução do áudio, porque isso irá atrapalhá-los.
Deixe que os alunos leiam o roteiro algumas vezes e, só depois que estiverem acomodados e prontos, inicie a reprodução do áudio, evitando fazer interrupções ou comentários. Após ouvir o programa pela primeira vez, pergunte aos alunos de quais palavras eles desconhecem o significado e promova uma discussão em torno delas. É importante que os esclarecimentos sejam realizados antes do programa ser reproduzido novamente.
Sugerimos que deixe os alunos se sentarem à vontade para acompanhar melhor o programa. Depois de ouvirem a biografia, peça para responderem às questões propostas no roteiro.
AVALIAÇÃO
Para avaliar se os alunos compreenderam o conteúdo do áudio, promova uma discussão a respeito dele. O que acharam do áudio? Foi possível entender todas as informações? O que não entenderam? Com relação à correção das questões do roteiro de trabalho, chame a atenção deles para as respostas diferentes. Em que diferem? As informações foram interpretadas de formas diferentes? Se houver necessidade, trechos do áudio poderão ser ouvidos novamente; e as dúvidas, discutidas e esclarecidas com os alunos. Propomos ainda que os alunos voltem a analisar os dados das duas tabelas que eles construíram e respondam: Para cada característica analisada, qual é o fenótipo do aluno e de cada um de seus pais? É possível inferir, para cada característica analisada na atividade, o genótipo do aluno e de cada um de seus pais? Por que em alguns casos não é possível determinar, com certeza, o genótipo do indivíduo?
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
1. Outros exemplos de herança com dominância que podem ser utilizados em aula são: couro cabeludo prolongado em direção à testa na forma de “V” ou não prolongado, formando um alinhamento reto; polegar da mão arqueado ou reto; presença de “covas” nas bochechas ou não; dedo mindinho reto ou com a falange distal (primeiro segmento) curvada lateralmente em direção ao dedo anular; presença ou não de pelos no dorso do dedo, correspondente a falange mediana (segmento do meio) etc.
2. Aproveite a informação dos genótipos dos indivíduos do heredograma para mostrar como se constrói o diagrama de Punnet.
3. A herança no sistema ABO pode ser utilizada para apresentar ao aluno um exemplo de codominância. Os alunos podem fazer um levantamento do tipo sanguíneo de seus familiares (pais, irmãos, avós, tios) e construir heredogramas.
4. O filme “O óleo de Lorenzo” (1992), disponível em locadoras à venda em lojas e na internet pode ser utilizado para promover várias discussões envolvendo desde o reconhecimento do tipo de herança responsável pela adrenoleucodistrofia (ADL) até questões sobre ética médica e a atividade científica.
(SOFTWARE) 1a LEI DE MENDEL
Professor(a), este programa aborda a primeira lei de Mendel (cada caráter é determinado por um par de fatores que se separam na formação dos gametas, que são sempre puros). Caso este assunto ainda não tenha sido trabalhado, recomendamos a realização de aulas teóricas a fim de esclarecer os conceitos antes de apresentar o software.
Se os alunos já tiverem conhecimento sobre o assunto, sugerimos a realização de uma breve atividade introdutória com a classe. Uma ideia é dividir os alunos em grupos de até três ou quatro pessoas e propor a realização de três exercícios envolvendo cruzamentos associados à determinação de um único caráter. Para isso, indicamos na seção Bibliografia Complementar algumas obras que possuem diversos exercícios sobre o assunto. Fique à vontade para selecionar as atividades mais adequadas.
Depois, reúna a classe novamente e peça para que cada grupo apresente os resultados encontrados. A maioria chegou às mesmas conclusões? Quais foram as principais dificuldades? Faça os esclarecimentos necessários, relembrando-os do conteúdo já estudado. Na aula seguinte, informe que todos irão explorar um recurso educacional sobre esse assunto.
Na aula seguinte, antes de iniciar a exploração do software, distribua aos alunos o roteiro de trabalho. Você pode utilizá-lo da forma como sugerimos, alterá-lo ou criar outro de acordo com suas estratégias didáticas. Convém explicar para eles que o roteiro contém orientações gerais e questões que têm o objetivo de ajudá-los a prestar atenção em pontos importantes do programa.
Oriente-os para não responderem às perguntas durante a exploração do software, porque isso poderá atrapalhá-los. Deixe que eles leiam o roteiro algumas vezes e, só depois que estiverem acomodados e prontos, peça para que comecem a jogar. Após explorarem o programa pela primeira vez, pergunte aos alunos se há palavras desconhecidas e promova uma discussão a respeito delas. É importante que os esclarecimentos sejam realizados antes do material ser visualizado novamente. Ao final, peça para os estudantes responderem ao questionário proposto no roteiro.
AVALIAÇÃO
Para avaliar se os alunos compreenderam o conteúdo do jogo, promova uma discussão: O que acharam dele? Foi possível entender todas as informações? O que não entenderam direito? A correção do roteiro pode ser feita na lousa, com os alunos escrevendo as respostas. Há respostas diferentes? Em que diferem?
(SOFTWARE) 2a LEI DE MENDEL
Por meio deste software, os alunos poderão aprofundar seus conhecimentos na 2a Lei de Mendel. Antes de sugerir a exploração do recurso, relembre com os estudantes o que essa Lei significa. Pergunte à classe se eles se lembram da 1a Lei (cada caráter é determinado por um par de fatores que se separam na formação dos gameta) e relacione-a com a 2a Lei. Se for o caso, escreva na lousa a 2a Lei: na formação dos gametas, o par de fatores responsáveis por uma característica separa-se independentemente de outro par de fatores responsáveis por outra característica.
Você pode propor a realização de uma atividade que aplique essa lei. Em nossa Bibliografia Complementar há sugestões de exercícios que podem ser utilizados com esta finalidade. Em Lopes (2008) por exemplo, é proposto o seguinte problema:
“Qual a probabilidade de uma mulher com polidactilia, orelha com lobo solto e sem capacidade de dobrar a língua, heterozigótica para os dois primeiros fenótipos, casada com um homem sem polidactilia, orelha com lobo preso e com capacidade de dobrar a língua, heterozigótico para o último fenótipo, ter um descendente, não importando o sexo, sem polidactilia, orelha com lobo solto e sem capacidade de dobrar a língua, supondo que esses caracteres se transmitam independentemente?”
Professor(a), talvez os alunos fiquem em dúvida devido ao fato de os dados do problema não informarem diretamente qual fenótipo é dominante ou recessivo. Se for necessário, explique que se o indivíduo é heterozigótico e apresenta o fenótipo, este é dominante. Você pode dividir os alunos em grupos de até três ou quatro pessoas e propor a realização deste exercício. Para resolvê-lo, os alunos devem escrever os genótipos dos pais, considerar cada caráter separadamente, de acordo com a 1a Lei de Mendel, escrever as proporções genotípicas e fenotípicas esperadas para cada cruzamento (proporções mendelianas) e usar a regra do “e”: multiplicar as probabilidades (proporções) isoladas dos eventos desejados, a fim de determinar a probabilidade de eles ocorrerem juntos.
Depois, reúna a classe novamente e peça para que cada grupo apresente os resultados encontrados. A maioria chegou às mesmas conclusões? Quais foram as principais dificuldades? Faça os esclarecimentos necessários, relembrando-os do conteúdo já estudado. Na aula seguinte, informe que todos irão explorar um recurso educacional sobre esse assunto.
Na aula seguinte, antes de iniciar a exploração do software, distribua aos alunos o roteiro de trabalho. Você pode utilizá-lo da forma como sugerimos, alterá-lo ou criar outro de acordo com suas estratégias didáticas. Convém explicar para eles que o roteiro contém orientações gerais e questões que têm o objetivo de ajudá-los a prestar atenção em pontos importantes do programa. Oriente-os para não responderem às perguntas durante a exploração do software, porque isso poderá atrapalhá-los. Deixe que eles leiam o roteiro algumas vezes e, só depois que estiverem acomodados e prontos, peça para que comecem a jogar. Após explorarem o programa pela primeira vez, pergunte aos alunos quais palavras eles desconhecem o significado e promova uma discussão a respeito delas. É importante que os esclarecimentos sejam realizados antes do material ser visualizado novamente. Ao final, peça para os estudantes responderem ao questionário proposto no roteiro.
AVALIAÇÃO
Para avaliar se os alunos compreenderam o conteúdo do jogo, promova uma discussão: O que acharam dele? Foi possível entender todas as informações? O que não entenderam direito? A correção do roteiro pode ser feita na lousa, com os alunos escrevendo as respostas. Há respostas diferentes? Em que diferem?
(SOFTWARE) QUAL É A PALAVRA? OS FUNDAMENTOS DA HEREDITARIEDADE
Este software consiste em um jogo para que o aluno treine, de forma lúdica, os conhecimentos adquiridos. O objetivo é acertar a palavra que corresponde à dica apresentada, escolhendo uma letra por vez. Para abordar os assuntos indicados neste guia temático, o software irá trazer questões relacionadas à dominância e recessividade, genes letais, polialelia, neodarwinismo, pleiotropia, interação gênica, epistasia e ligação gênica, por exemplo. Por agregar conhecimentos sobre os demais recursos educacionais abordados neste guia, sugerimos que você proponha este jogo como um fechamento do estudo deste eixo temático, quando as possíveis dúvidas já tenham sido esclarecidas. Destacamos que, em virtude da existência de uma variedade de nomes em Biologia, este software pode ser interessante para possibilitar ao aluno o treino dos mesmos, associando-os aos conceitos a que se referem.
Antes de iniciar a exploração do software, distribua aos alunos o roteiro de trabalho. Você pode utilizá-lo da forma como sugerimos, alterá-lo ou criar outro de acordo com suas estratégias didáticas. Convém explicar para eles que o roteiro contém orienta- ções gerais e questões que têm o objetivo de ajudá-los a prestar atenção em pontos importantes do programa. Oriente-os para não responderem às perguntas durante a exploração do software, porque isso poderá atrapalhá-los. Deixe que eles leiam o roteiro algumas vezes e, só depois que estiverem acomodados e prontos, peça para que comecem a jogar. Após explorarem o programa pela primeira vez, pergunte aos alunos se há palavras desconhecidas e promova uma discussão a respeito delas. É importante que os esclarecimentos sejam realizados antes do material ser visualizado novamente. Ao final, peça para os estudantes responderem ao questionário proposto no roteiro.
AVALIAÇÃO
Para avaliar se os alunos compreenderam o conteúdo do jogo, promova uma discussão: O que acharam dele? Foi possível entender todas as informações? O que não entenderam direito? A correção do roteiro pode ser feita na lousa, com os alunos escrevendo as respostas. Há respostas diferentes? Em que diferem? Sugira que os alunos joguem novamente, pois há perguntas que não são mostradas apenas em uma exploração inicial do software, sendo necessário pelo menos três usos para que todas as questões tenham sido visualizadas.
(EXPERIMENTO) TESTE DE PATERNIDADE
Essa aula propõe a simulação de um teste de paternidade por meio da análise de fragmentos de DNA da criança, de sua mãe falecida e de três homens, um deles o pai biológico da criança.
MATERIAIS:
• Papel
• Lápis ou caneta
• Tesoura
PROCEDIMENTO:
Na aula seguinte, antes de iniciar a exploração do software, distribua aos alunos o roteiro de trabalho. Oriente previamente os alunos para que realizem uma pesquisa em casa ou na biblioteca sobre como os testes de paternidade são atualmente realizados: qual material biológico costumam usar, o que extraem dele, se necessitam de grande quantidade de material e em que se baseia a análise dos resultados do teste. Professor(a), inicie a atividade com uma discussão sobre os fundamentos da hereditariedade. Cada pessoa tem um padrão de DNA particular. Um filho herda 50% de suas moléculas de DNA da mãe e 50% do pai. No núcleo de cada célula somática (célula dos tecidos que constituem o corpo), há 23 pares de cromossomos homólogos: 23 desses cromossomos vieram do óvulo e os outros 23, do espermatozoide que deram origem ao zigoto, que originou o embrião e depois o feto que um dia fomos.
Cada cromossomos é constituído de uma molécula de DNA e de proteínas, portanto, em cada célula somática há 46 moléculas de DNA. O teste de paternidade compara o DNA dos pais com o do filho, com probabilidade de 99,9% de acerto para determinação da paternidade. Simplificadamente, nessa técnica, o DNA dos indivíduos é isolado e multiplicado por meio de uma técnica denominada Reação em Cadeia da Polimerase - PCR, na qual são realizados ciclos de alteração de temperatura e usadas enzimas, fragmentos para iniciar a síntese de DNA e nucleotídeos que possibilitarão que uma pequena quantidade de DNA seja aumentada muitas vezes.
Após essa etapa de amplificação, o DNA é quebrado em fragmentos através das chamadas enzimas de restrição, que são capazes de clivar regiões específicas das moléculas de DNA. Esses fragmentos são separados por tamanho e não por sua sequência de bases (ou nucleotídeos) através da técnica de eletroforese, gerando uma espécie de imagem fotográfica semelhante a um código de barras. Esse “código de barras” é a “impressão digital” do indivíduo. Os resultados são comparados podendo identificar os pais indivíduo. Vale lembrar que o exame de DNA não compara a informação genética dos indivíduos, mas apenas os tamanhos dos fragmentos obtidos de suas moléculas de DNA.
O teste é feito pelo DNA com sangue, de onde são obtidos os leucócitos, ou pelo fio de cabelo (com bulbo). Em caso de pai falecido, extrai-se o DNA dos ossos e dos dentes do corpo, desde que o material não tenha sido prejudicado pelo calor (cremação, por exemplo).
Nessa aula, será simulado um teste de paternidade, de maneira simplificada, com o objetivo de subsidiar a discussão sobre os princípios de transmissão de características hereditárias.
Proponha um caso
Caio é um menino de 5 anos. Sua mãe faleceu um ano atrás e três homens afirmam ser seu pai. Foi realizado um teste de paternidade para tirar a prova. No roteiro de trabalho estão os supostos fragmento de DNA dos envolvidos (filho, mãe, suposto pai 1 (P1), suposto pai 2 (P2) e suposto pai 3 (P3). Peça para os alunos completarem as fitas de DNA com as respectivas bases complementares dos fragmentos dos DNA dos envolvidos (roteiro de trabalho);
Os passos da simulação consistem em:
1. Quebrar em fragmentos pela enzima de restrição. Considere agora que a enzima de restrição utilizada reconhece a sequência de bases GG e que “corta” o DNA entre o primeiro e o segundo G. Nota: Lembre-se de que após a etapa de amplificação o “cromossomo”, uma estrutura identificável pela sua forma, tamanho e constituída de uma molécula de DNA específica, deixa de existir. No final desse processo, o que se obtém é uma mistura composta de todas as moléculas de DNA que constituíam todos os cromossomos das células do indivíduo. Quando a sequência GG for encontrada, faça um traço vertical separando G de G, como no exemplo da figura 1 (fazer download do PDF);
Corte, com uma tesoura (representa a enzima de restrição), a fita de DNA onde foram feitos os traços verticais, obtendo, assim, fragmentos de DNA (Figura 2 - fazer download do PDF);
Conte o número de pares de bases nitrogenadas de cada fragmento e marque no verso da fita (Figura 3 - fazer download do PDF);
2. Separação dos fragmentos por eletroforese:
Preparo do Gel: professor, o gel é representado pela tabela 1 (fazer download do PDF).
Corrida do DNA: após cortados os fragmentos, pintar os quadrados (representação das bandas) de acordo com os fragmentos originados, na coluna representativa do material de coleta recebido (Tabela 1).
O DNA possui uma carga negativa, logo, os pares de base (pb) se deslocarão no sentido de aproximação do cátodo (polo positivo) e afastamento do ânodo (polo negativo). Como os fragmentos possuem a mesma carga, eles serão separados por tamanho no gel. Quanto menor o fragmento, mais fácil passará nos espaços do gel e migrará mais rapidamente.
No caso proposto, o suposto pai é o sujeito 3. As bandas que não correspondem ao DNA da mãe, correspondem ao DNA do suposto pai 3. Chame atenção para a banda do DNA da mãe de número 5 de pb. Ela é mais grossa que as demais, pois é mais densa, ou seja, possuem vários fragmentos iguais. Chame a atenção também para o fato de que há bandas presentes na mãe e no suposto pai, ausentes na criança. Como isso pode ser explicado? E, se houvesse uma banda presente apenas na criança e ausente nos pais, como se explicaria isso?
AVALIAÇÃO
Você pode avaliar a classe por meio da correção das questões propostas no roteiro. Ela pode ser feita na lousa, com os alunos escrevendo as respostas. Há respostas diferentes? Em que diferem? Faça os esclarecimentos necessários, professor(a).
