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GOVERNO DO ESTADO DA BAHIA Secretaria da Educação Instituto Anísio Teixeira Núcleo de Tecnologia Educacional – NTE06 NÚCLEO DE TECNOLOGIA EDUCACIONAL (NTE): NTE-06, Jequié COORDENADOR (A): Thonia Claudia Silva Souza CURSO: Uso Pedagógico e Integrado do Tablet Educacional CURSISTA: Silene de Araújo Pereira MÓDULO 4: Mídias e Tecnologias Educacionais Livres CARGA HORÁRIA: 30 horas ATIVIDADE: Sequência Didática Sequência Didática 1. TEMA: Fundamentos da hereditariedade. 2. CONTEÚDOS: a) Conceitos básicos de Genética: Genótipo, Genes alelos, Cromossomos homólogos, Gene dominante, Gene recessivo, Homozigoto, Heterozigoto, Fenótipo, Gene b) 1ª Lei de Mendel (Lei da Segregação dos Fatores) c) Construção e análise de Genealogias GOVERNO DO ESTADO DA BAHIA Secretaria da Educação Instituto Anísio Teixeira Núcleo de Tecnologia Educacional – NTE06 3. PÚBLICO: Alunos do 3º Ano do Ensino Médio 4. DISCIPLINA: Biologia 5. TEMPO DE REALIZAÇÃO: 14 h/aulas 6. COMPETÊNCIAS/HABILIDADES: ► Competências: Compreender os mecanismos básicos da hereditariedade, de expressão e transmissão dos caracteres hereditários. 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. Construir heredogramas a partir de dados levantados pelos alunos (junto a familiares ou conhecidos). ► Habilidades: Aplicar alguns conceitos básicos em Genética Demonstrar graficamente a segregação de caracteres hereditários, através da construção de análises e genealogias Aplicar noções básicas de probabilidade nas resoluções de problemas em genética 7. MATERIAIS UTILIZADOS: Tablet Projetor Integrado Lousa digital Computador Software MyHeritage GOVERNO DO ESTADO DA BAHIA Secretaria da Educação Instituto Anísio Teixeira Núcleo de Tecnologia Educacional – NTE06 8. DESENVOLVIMENTO: 1ª Etapa: História de Mendel e alguns conceitos básicos da Genética (4h/aulas) 1. Conversa inicial com os alunos para levantar suas concepções prévias sobre: – O que é genética? – Qual a sua importância da genética? – O que entendem por hereditariedade? – Como as informações hereditárias são transmitidas e como elas se manifestam? → Escrever na lousa as palavras-chave das respostas dos alunos. Se eles mencionarem os genes, resgatar os outros conceitos relacionados: cromossomo, DNA, alelo, meiose, gametas, fecundação, metabolismo, proteína etc. 2. Contextualização do tema (exposição oral, Anexo 01) 3. Exibição do vídeo “Grandes Questões – Mendel e a manipulação genética Parte 1 de 2”, disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=goMEm00QmM 4. Apresentação de alguns conceitos de Genética utilizando o conteúdo e animação disponível no site Planetabio, disponível em: http://www.planetabio.com/conceitos%20de%20genetica.html (utilizando o projetor proinfo e lousa digital). 2ª Etapa: Simulação da primeira Lei de Mendel (2h/aulas) 1. Os alunos confeccionarão (em casa) um Kit que facilite o entendimento das leis de transmissão de características hereditárias, utilizando a proposta de um kit idealizado por Gilton Natan Soares de Almeida, professor de Ciências Naturais do Colégio Normal Nossa Senhora do Carmo, em Viçosa, disponível em http://revistaescola.abril.com.br/ciencias/pratica-pedagogica/como-nossos-pais-426171.shtml 2. Com a utilização do kit o aluno poderá descobrir o resultado do cruzamento de uma planta de flor vermelha com uma de flor branca, simbolizando uma das características estudadas por Mendel: MATERIAL: fios de telefone, isopor, alfinetes coloridos e cartolina a) O professor orienta os alunos na confecção do kit e explica que: GOVERNO DO ESTADO DA BAHIA Secretaria da Educação Instituto Anísio Teixeira Núcleo de Tecnologia Educacional – NTE06 – O “Pai” é vermelho, e a “Mãe” é branca: – Uma flor de pétalas vermelhas é representada pelo círculo em cartolina vermelha e uma de pétalas brancas, pela cartolina branca (o círculo colorido é o fenótipo); – O caráter flor vermelha (B) é dominante em relação ao caráter flor branca (b) (o caráter é representado pelo alfinete). Em seguida, são representados os gametas produzidos por esses "pais". b) Pedir que os alunos, utilizando o material, representem: – uma flor vermelha “pura” e uma flor branca “pura”; – os gametas produzidos por estas flores. – Teremos como resultado a geração parental (P), representada por duas células Um pedaço redondo de cartolina representa uma característica hereditária fenotípica, como a cor da pele ou da pétala de uma flor. A cartolina amarela serve para representar um gameta. Um pedaço pequeno de fio duplo de telefone vira um cromossomo e os genes (caracteres) são os alfinetes, dominantes ou recessivos conforme a cor convencionada c) Pedir que os alunos realizem o cruzamento da flor branca “pura” com a flor vermelha “pura” e represente os seus descendentes. – Teremos como resultado a primeira prole (Geração F1 – primeira geração de filhos) O resultado do cruzamento entre os pais serão filhos 100% iguais ou com a mesma cor de petálas do genitor dominante. Porém, cada florzinha carrega uma carga recessiva vinda da mãe, que no kit está representada pelo alfinete branco. Logo depois, os alunos representam os pares de gametas produzidos pelas "filhas" c) Pedir que os alunos realizem o cruzamento entre as flores da segunda geração (F1) – Teremos como resultado a terceira geração (Geração F2 – segunda geração de filhos) GOVERNO DO ESTADO DA BAHIA Secretaria da Educação Instituto Anísio Teixeira Núcleo de Tecnologia Educacional – NTE06 Do cruzamento entre as duas flores da segunda geração, o resultado é 75% com pétalas vermelhas e 25% com brancas. Em plantas, a herança da cor das pétalas segue o previsto pela primeira lei de Mendel, que foi testada com ervilhas. 3ª Etapa: A primeira Lei de Mendel (2h/aulas) a) Apresentação do trabalho realizado por Mendel para a formulação de sua primeira lei, utilizando o conteúdo e animação disponível no site Planetabio, disponível em: http://planetabio.com/lei1.html (utilizando o projetor proinfo e lousa digital). 4ª Etapa: Avaliando os conceitos básicos da genética – Escutar (Áudio) “Biografia: Mendel, O Pai da Genética – Parte 1 e Parte 2”, disponível em: http://ambiente.educacao.ba.gov.br/conteudosdigitais/conteudo/exibir/id/1029 (http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/16999), a fim de conhecer um pouco sobre Gregor Mendel; – Antes de iniciar a reprodução, distribuir o “roteiro de trabalho”, ANEXO 02, (disponível no Guia Pedagógico no Ambiente Educacional Web) para os alunos. 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; – Orientar os a não responderem às perguntas durante a reprodução do áudio, porque isso irá atrapalhá-los; – Deixar que os alunos leiam o roteiro algumas vezes e, só depois que estiverem acomodados e prontos, iniciar a reprodução do áudio, evitando fazer interrupções ou comentários. – Após ouvir o programa pela primeira vez, perguntar aos alunos o que eles acharam do áudio, quais palavras eles desconhecem o significado e promover uma discussão em torno destas. – Os esclarecimentos devem ser realizados antes de o programa ser reproduzido novamente. – Deixar os alunos se sentarem à vontade para acompanharem melhor o programa. Depois de ouvirem a biografia, pedir para responderem às questões propostas no roteiro. GOVERNO DO ESTADO DA BAHIA Secretaria da Educação Instituto Anísio Teixeira Núcleo de Tecnologia Educacional – NTE06 – Correção das questões do roteiro de trabalho: Chamar a atenção dos alunos para as respostas diferentes. Em que diferem? As informações foram interpretadas de formas diferentes? Se houver necessidade, os trechos do áudio poderão ser ouvidos novamente; e as dúvidas, discutidas e esclarecidas com os alunos. 5ª Etapa: Construção de Heredogramas (Genealogias) (6h/aulas) 1. Aula expositiva (slides) b) Introdução c) Parentesco – Tipos de parentes – Elementos da consangüinidade – Como calcular o grau de parentesco d) Heredograma ─ O que é um heredograma? ─ Importância ─ Símbolos ─ Como montar um heredograma ─ Nomenclatura entre primos ─ Análise de um heredograma 2. Como tarefa de casa, passar 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. Pedir que os alunos registrem esses dados em uma tabela, indicando com um X a característica apresentada. 3. Cada aluno deverá construir 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 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: GOVERNO DO ESTADO DA BAHIA Secretaria da Educação Instituto Anísio Teixeira Núcleo de Tecnologia Educacional – NTE06 4. Utilizar o Software gratuito MyHeritage para construir heredograma – Os alunos realizarão a pesquisa com os seus familiares, especialmente pais, avós e bisavós, para colherem as informações necessárias para a montagem da árvore genealógica de sua família. – No laboratório de informática, os alunos utilizarão o software MyHeritage para construir a árvore genealógica (heredograma) de sua família, disponível em: http://www.myheritage.com.br/family-treebuilder?trn=ppc_google&trp=Brazil_PB_FTB_Search_New&trl=software&gclid=CNH2mt7tiboCFU2Y4AodA1oACA 6ª Etapa: Publicação No blog utilizado pela professora, será divulgado o material utilizado em suas aulas, bem como as genealogias produzidas pelos alunos que aceitarem que as mesmas sejam divulgadas, mediante declaração assinada pelos pais permitindo a sua divulgação. 9. AVALIAÇÃO: A avaliação será feita de forma processual, através da observação da participação, do interesse nas atividades propostas; Através dos heredogramas produzidos; Roteiro de trabalho da (Áudio) Biografia: Mendel, o pai da genética. GOVERNO DO ESTADO DA BAHIA Secretaria da Educação Instituto Anísio Teixeira Núcleo de Tecnologia Educacional – NTE06 ANEXO 01: Introdução Neste tópico, serão tratados os fundamentos da hereditariedade com destaque para a transmissão dos caracteres humanos. A compreensão desses fundamentos é essencial para que possamos conhecer e avaliar o significado das aplicações que têm sido feitas dos conhecimentos genéticos no diagnóstico e tratamento de doenças, na identificação da paternidade ou dos indivíduos, em investigações criminais, ou após acidentes. Além disso, tais conhecimentos permitem que os alunos sejam introduzidos no debate das implicações éticas, morais, políticas e econômicas das manipulações genéticas, analisando-as e avaliando os riscos e benefícios para a humanidade e o planeta. A compreensão do material genético, o controle que exerce sobre a organização celular e o metabolismo, sua capacidade de replicação e alteração tem profundas implicações sobre o homem enquanto espécie, do nosso lugar na biosfera e da interdependência de todas as formas vivas. É importante também no aspecto da saúde quando nos permite conhecer e prevenir doenças. A doença é a evidência de que a seleção natural está agindo e, somente neste contexto, é compreensível. Outro aspecto relevante, do conhecimento de genética é a necessidade de se entender que a constituição genética das pessoas pode ser investigada. Pode ainda contribuir para a compreensão de diferenças individuais como sendo resultado de diferenças herdadas. Os conhecimentos dos fenômenos hereditários vêm sendo há muito tempo importante para a humanidade. A própria civilização só se tornou possível quando tribos nômades aprenderam a domesticar plantas e animais. Muito antes de a biologia existir como disciplina científica, os homens selecionavam grãos com maior rendimento e mais vigor, e animais com pele e carne melhores. Também ponderavam sobre a herança de caracteres desejáveis e indesejáveis na espécie humana. A despeito desta longa preocupação com hereditariedade e da prática de criação seletiva, só com a descoberta das leis de Mendel é que fomos capazes de elucidar as bases genéticas para seleção e colocar as técnicas de criação em um esquema científico vigoroso. O conceito de gene foi inicialmente proposto em 1865 por Gregor Mendel. A noção predominante era de que o espermatozóide e o óvulo continham uma amostra de essências das várias partes do corpo parental. Esta ideia de herança por “mesclagem” evoluiu para explicar o fato de que a prole exibe tipicamente algumas características que se assemelham a de ambos os pais. Existem, contudo, alguns problemas evidentes associados a esta ideia, sendo um deles o de que os filhos nem sempre são uma mistura intermediária das características dos pais. As tentativas de expansão e aprofundamento dessa teoria não levaram a qualquer melhora no entendimento da hereditariedade. Como resultado de sua pesquisa com ervilhas, Mendel propôs substituir a teoria anterior pela teoria da “herança particulada”. De acordo com Mendel, os caracteres seriam determinados por unidades genéticas independentes, herdadas intactas ao longo das gerações anteriores. Esse modelo explicava muitas observações que não podiam ser esclarecidas pela ideia da “herança por mesclagem” GOVERNO DO ESTADO DA BAHIA Secretaria da Educação Instituto Anísio Teixeira Núcleo de Tecnologia Educacional – NTE06 O trabalho de Mendel tornou-se o protótipo da análise genética. Ele estabeleceu um enfoque experimental e lógico da hereditariedade, usado até hoje. Texto disponível em: http://crv.educacao.mg.gov.br/sistema_crv/index.aspx?ID_OBJETO=61828&tipo=ob&cp=104331&cb=&n1=&n2=M%EF%BF%BDdulos%20Did%EF%BF%BDt icos&n3=Ensino%20M%EF%BF%BDdio&n4=Biologia&b=s ANEXO 02 SUGESTÃO DE ROTEIRO DE TRABALHO: (Áudio) Biografias: Mendel, o pai da genética Nome: _____________________________________________________________________ N°_____ Série: _____ Data: ________ Você ouvirá um áudio sobre a vida de Gregor Mendel, um monge austríaco que viveu no século XIX. Durante quase 10 anos, ele cultivou e realizou o cruzamento artificial de variedades de ervilha com diferentes características. Analisando os resultados desses cruzamentos, Mendel conseguiu compreender os mecanismos básicos que regem a hereditariedade, conhecidos hoje como a Primeira e a Segunda Leis de Mendel. O trabalho dele foi ignorado pela comunidade científica por 35 anos até ser redescoberto, em 1900. Este guia tem como objetivo ajudá-lo a ouvir com mais atenção algumas das informações que serão relatadas no programa. Leia as perguntas duas ou mais vezes antes do programa começar. Isso vai ajudá-lo a prestar mais atenção nas informações importantes para o trabalho que será realizado mais tarde. Não se preocupe em responder as questões enquanto ouve o programa, porque isso poderá atrapalhá-lo. Apenas procure anotar as palavras que você não conhece para, depois, descobrir o que significam. Fique atento, também, às músicas e aos outros sons que serão tocados, porque eles o ajudarão a se envolver mais com a história relatada. Questões: 1. A obra de Mendel, ‘‘Experiências Sobre Híbridos Vegetais’’, ficou esquecida por muito tempo, mas tinha um conteúdo que se revelou muito valioso para a Biologia. Que conteúdo era esse? 2. O que a genética estuda? 3. Qual foi o material usado por Mendel para entender os mecanismos de transmissão dos caracteres hereditários? 4. Os pais de Mendel eram agricultores e ele os ajudava desde pequeno. No que isso pode ter contribuído para os estudos que ele realizou com ervilhas? GOVERNO DO ESTADO DA BAHIA Secretaria da Educação Instituto Anísio Teixeira Núcleo de Tecnologia Educacional – NTE06 5. Discuta se a vocação religiosa foi o principal fator responsável pela escolha de Mendel pela vida eclesiástica. 6. Descreva a metodologia usada por Mendel para realizar os experimentos com as ervilhas. 7. Qual foi o principal aspecto inovador do trabalho realizado por Mendel que talvez possa explicar a falta de interesse dos naturalistas da época? 8. Antes do trabalho de Mendel ser conhecido, qual era a concepção que as pessoas tinham a respeito da hereditariedade? Dê um exemplo. 9. Qual foi a surpresa obtida por Mendel quando ele cruzou ervilhas altas com ervilhas de baixa estatura? O que era esperado? 10. Qual era a crença relacionada com a reprodução sexuada que Mendel também conseguiu demonstrar que estava equivocada? 11. Qual foi a relação entre o trabalho que Mendel realizou e a teoria da evolução de Darwin? 12. O que são os fatores hereditários descobertos por Mendel? 13. Como os conhecimentos sobre os genes ajudaram a completar a teoria da evolução de Darwin? Relação de palavras desconhecidas: ____________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________
