a importância das bactérias para a vida

AULA REEABORADA
PROFESSOR CARLOS ROBERTO DAS VIRGENS
BIOLOGIA - ESCOLA ANGELINA JAIME TEBET-
A IMPORTÂNCIA DAS BACTÉRIAS PARA A VIDA
13/03/200 Autor e Co-autor(es) Autor Alline Braga Silva
SAO CARLOS - SP
Universidade Federal de São Carlos
Co-autor(es)
Ivã de Haro Moreno
Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular
Tema
Ensino Médio
Biologia
Diversidade da vida
Ensino Médio
Biologia
Identidade dos seres vivos
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
Essa aula tem como o intuito mostrar a importância das bactérias, inclusive para a
manutenção da própria vida no Planeta e não somente a visão tradicional de causadoras de
doenças. Os tópicos abordados são:estrutura da bactéria;Teoria da Endossimbiose; a
importância das bactérias no planeta; diversidade das bactérias.
Duração das atividades
4 aulas de 50 min
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
Noções de estrutura e função das mitocôndrias, cloroplastos e ribossomos.
Estratégias e recursos da aula
Essa é uma aula expositiva que inclui uso de animações e imagens. Para isso é necessário a
disponibilidade de um "data show".
MICRÓSCOPIO E AULAS PRATICAS.
ESTRUTURA BACTERIANA
## É interessante dar ao aluno uma noção espacial. Para isso, pode-se levar um legume ou
fruta (como laranjas representando cocos ou pepinos representando bacilos) e fazer cortes,
indicando qual o plano que está representado nos esquemas. Pode-se utilizar a animação
abaixo para descrevera a estrutura geral das bactérias ##
Estrutura bacteriana
Com base nos recurso acima, deve-se explicar a morfologia e função das seguintes
estruturas:
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Parede celular bacteriana;
Membrana plasmática;
Ribossomos;
Área nuclear: cromatina circular e plasmídeos.
TEORIA DA ENDOSSIMBIOSE
Para explicar essa teoria, pode-se indicar as semelhanças entre bactérias, cloroplastos e
mitocôndrias. A animação "estrutura bacteriana" e as figuras abaixo facilitarão a
comparação entre essas estruturas.
Figura 1: Diagrama de uma mitocôndria
Figura 2: Diagrama de um cloroplasto (o DNA está evidenciado)
Fonte das figuras 1 e 2 respectivamente:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mitocondria,
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/organizacion_sv/imagenes/cloro
plasto_letreros.jpg
As imagens em microscopia eletrônica de tais organelas estão presentes no recurso que
segue:
Imagens de microscopia eletrônica
Características que assemelham as organelas mitocôndria e cloroplasto às bactérias
## Questione seus alunos quais são as características semelhantes entre essas organelas e as
bactérias. Diante de tantas semelhanças, pergunte qual a sugestão deles para a origem
dessas organelas ##
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Possuem DNA circular;
Podem se reproduzir independentemente de suas células hospedeiras;
Ribossomos entre essas organelas e bactérias são mais parecidos que entre os
ribossomos de eucariotos;
Seqüência do rRNA dessas organelas mais semelhante à do rRNA de procariotos
que de eucariotos;
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
Mecanismo de síntese protéica mais parecido com aquele encontrado em bactérias
do que em eucarioto;
Mesmos antibióticos que inibem a síntese protéica nos ribossomos das bactérias
também inibem nos ribossomos das mitocôndrias e cloroplastos.
Obs: Os cloroplastos se assemelham mais às bactérias autotróficas, enquanto as
mitocôndrias às heterotróficas.
## Após indicar essas características comuns, pode-se expor a Teoria da Endossimbiose##
Teoria Endossimbiótica: essa teoria sugere que uma célula “pré-eucariótica” desenvolveu
uma invaginação na membrana citoplasmática. Uma bactéria entrou pela invaginação como
um simbionte e se tornou parte integrante da célula. Quando o simbionte bacteriano era um
procarioto fotossintético, funcionava com cloroplasto, e a célula vegetal evoluiu. Quando
um simbionte bacteriano era um aeróbio não fotossintético, funcionava como mitocôndria
(fornecendo energia) e um tipo de célula animal ou protista evoluiu.
Teoria endossimbionte
A IMPORTÂNCIA DA BACTÉRIAS NO PLANETA
## Pergunte para seus alunos qual a importância das bactérias para o PLANETA. DIga-lhes
que no momento não está pensando na importância para o homem, mas sim para todo o
PLANETA ##
## Após as respostas obtidas, é bom enfatizar a importância das bactérias para a vida de
todos os organismos (procarióticos e eucarióticos), já que elas originaram as organelas
responsáveis pela respiração e fotossíntese, depois, se necessário, acrescente outros papéis
desempenhados pelas bactérias, como os listados abaixo ##
Composição de gases na atmosfera
Foram as bactérias que retiraram o dióxido de carbono e produziram o oxigênio.
Produção de oxigênio: Nesse momento pode-se mencionar a teoria da origem da vida, em
que os primeiros organismos foram procariontes heterotróficos anaeróbicos, surgindo
posteriormente os procariontes autotróficos. Estes produziram O2 que oxidou o ferro e o
enxofre presentes na Terra. Após ocorrer tais oxidações, o oxigênio em excesso foi liberado
para a atmosfera.
Produção de CO2: As bactérias retiraram o gás carbônico da atmosfera em uma velocidade
maior do que sua liberação, armazendo-o nas reservas de carbono e diminuindo a sua
concentração
na
atmosfera.
Pode-se usar o quadro abaixo para comparar como seria a Terra sem vida com a Terra
atual.
Quadro: Condições atmosféricas e de temperatura de Marte, Vênus, Terra e uma Terra
hipotética sem vida
Atmosfera
Gás Carbônico
Nitrogênio
Oxigênio
Temperatura Superficial ºC
Fonte: ODUM, 1983
Reciclagem de elementos vitais
Marte
Vênus
Terra sem vida
Terra real
95%
2,7%
0,13%
53
98%
1,98%
Traços
477
98%
1,9%
Traços
290 ±50
0,03%
79%
21%
13
As bactérias decompositoras transformam matéria orgânica em inorgânica para ser utilizada
pelos autotróficos. Esses realizam fotossíntese, que ocorre em cianobactérias ou em outros
vegetais por meio dos cloroplastos (originários das bactérias).
## Fale de composteiras. Mostre que a matéria que geralmente é tida como lixo pode ser
reutilizada, e explique que isso se deve à ação dos decompositores##
Simbioses
Citar exemplos da Escherichia coli no intestino grosso (sintetiza vitamina K e algumas
vitaminas B); das bactérias presentes no ciclo do Nitrogênio (Rizhobium, Nitrosomonas e
Nitrobacter) e das presentes no sistema digestivo de Ruminantes (digerindo a celulose).
Doenças
Além de falar das doenças humanas causadas por bactérias, pode-se falar também da
importância do parasitismo em nível de populações (parasitas atacam os indivíduos mais
vulneráveis em uma população, contribuindo para que os mais fortes sejam selecionados
positivamente) e em nível de comunidades (duas espécies que ocupam o mesmo nicho
podem coexistir quando são atacadas por parasitas, já que destinam grande parte de sua
energia no combate desses parasitas e não na competição inter-específica).
A IMPORTÂNCIA DAS BACTÉRIAS PARA O HOMEM
Nesse tópico pode-se abordar o emprego das bactérias na biotecnologia e sua importância
para o homem. Alguns itens que merecem destaque são:
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O uso de bactérias na despoluição (veja o artigo da revista ciência hoje
http://cienciahoje.uol.com.br/136328);
A produção de insulina (veja o artigo na revista ciência hoje
http://cienciahoje.uol.com.br/controlPanel/materia/view/3106);
O uso de bactérias na produção de vacinas e antibióticos;
Produção de iogurte.
ATIVIDADE: Peça que seus alunos pesquisem sobre quais os usos que o Homem atribuiu
às bactérias. Durante a discussão dessa atividade, é importante destacar que, embora as
bactérias sejam úteis ao homem, elas também são extremamente importantes ao Planeta.
DIVERSIDADE
## Pode-se abordar a diversidade de formas (cocos, bacilos, espirilos, etc.) e de modos de
vida. Ao se abordar a diversidade de formas, pode-se evidenciar que os eucariotos são mais
diversos morfologicamente que as bactérias. Para explicar os detalhes do porque disso, veja
a aula "A origem da célula eucariótica" ##
## Nesse tópico é importante mostrar que as bactérias desenvolveram todos os grandes
tipos de transformações metabólicas existentes (respiração aeróbica, anaeróbica,
fermentação, quimiossíntese, fotossíntese utilizando água ou ácido sulfídrico). À medida
que for explicando isso, dê exemplos práticos. Diga a seus alunos onde existem seres
fotossintetizantes, fermentadores, etc ##
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As cianobactérias são capazes de realizar a fotossíntese. Além disso, algumas delas
(Anabaena, Nostoc), assim como Rhizobium e Azotobacter, são capazes de fixar o
nitrogênio, sendo de grande importância no ciclo do nitrogênio.
Algumas bactérias fazem fotossíntese utilizando ácido sulfídrico ao invés de água,
liberando gases de enxofre. Outras utilizam compostos de carbono, como o
metano, podendo ser úteis em águas poluídas e eutróficas.
As bactérias quimiossintetizantes utilizam substâncias químicas como fonte de
energia para sintetizar a matéria orgânica, e não a luz, como as fotossintetizantes.
Por isso podem viver em ambientes escuros.
Existem bactérias capazes de realizar a respiração anaeróbica em zonas profundas
do mar, resgatando a energia e os materiais presentes nessas regiões, que sobem das
profundezas por difusão, tornando-os disponíveis aos aeróbicos.
Também há bactérias fermentadoras, que têm como produto da sua fermentação
álcool, ácido lático ou ácido acético (presente no vinagre).
E as bactérias também podem realizar respiração aeróbica, necessitando de
oxigênio para isso.
Dessa forma, podemos notar que as transformações metabólicas existentes em outros seres
vivos já estavam presentes nesses seres primitivos.
Abaixo estão imagens para mostrar a diversidade de bactérias:
Figura 3: Archea: Haloquadratum
Figura 4: Enterococcus
Figura 5: Cyanobacteria
Figura 6: Salmonella typhimurium
Figura 7: Oscillatoria
Figura 8: Spirulina
Figura 9: Anabaena
Fonte das imagens 3 - 9:
http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Procaryota?uselang=pt
Recursos Educacionais
Nome
Tipo
Teoria endossimbionte
Animação/simulação
Estrutura bacteriana
Animação/simulação
Imagens de microscopia eletrônica Animação/simulação
Avaliação
Pode-se aplicar uma avaliação diagnóstica, por meio de um questionário, perguntando qual
a importância das bactérias. Após a aula, o mesmo questionário pode ser aplicado,
analisando-se a evolução do aprendizado.