transmissão da vida ética e manipulação gênica os fundamentos da hereditariedade

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1 transmissão da vida ética e manipulação gênica os fundamentos da GUIA DO PROFESSOR (Áudio): Biografias: Erns Mayr, Darwin do século XX Biografias: Mendel, o pai da genética Entrevista: Genética clássica e molecular (Softwares): Segregação de gametas e genes Cruzamentos Qual é a palavra? (Experimentos): Teste de paternidade

2 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. São sete 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 A origem da diversidade são os seguintes: 1. (Áudio) Biografias: Ernst Mayr, o Darwin do século XX; 2. (Áudio) Biografias: Mendel, o pai da genética; 3. (Áudio) Entrevista: Genética clássica e molecular; 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. A partir da página quatro você encontrará as sugestões específicas para trabalhar com cada um dos objetos: 1.Página 04, sugestão de uso do áudio Biografias: Ernst Mayr, o Darwin do século XX ; 2.Página 06, sugestão de uso do áudio Biografias: Mendel, o pai da genética ; 3.Página 08, sugestão de uso do áudio Entrevista: Genética clássica e molecular ; 4.Página 08, sugestão de uso do software Segrega ção de gametas e genes ; 5.Página 09, sugestão de uso do software Cruza mentos ; 6.Página 10, sugestão de uso do software Qual é a palavra? ; 4. (Software) Segregação de gametas e genes; 5. (Software) Cruzamentos; 6. (Software) Qual é a palavra?; 7. (Experimento) Teste de paternidade. Todos esses objetos educacionais podem ser usados por você, professor(a), tanto de forma isolada quanto de forma integrada. Na página 03 deste guia apresentamos um roteiro 7.Página 10, 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. 2

3 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 ; 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 pode ser desenvolvida com o auxílio de sete 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). 3

4 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), explique aos seus alunos que o pioneirismo de Mendel resultou em uma série de estudos que continuam até hoje. Traga, assim, a diferença entre a genética clássica e molecular, mencionando as aplicações de cada uma delas. Informe seus alunos que a genética molecular surgiu do advento das pesquisas na área da biologia molecular e promove maior enfoque à estrutura e função dos genes ao nível molecular, tendo como base os princípios da genética clássica propostos por Mendel. Para facilitar a compreensão, reproduza o áudio Genética clássica e molecular. Caso as dúvidas já tenham sido esclarecidas, professor(a), você pode utilizar as duas aulas seguintes para trabalhar com os softwares Segregação de gametas e genes e Cruzamentos, que irão permitir aos alunos a visualização prática desses conceitos teóricos aprendidos. Na aula seguinte, estimule seus alunos a pensar 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 áudio 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?, 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 EDUCACIO- NAL (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 espécie e suas implicações. É importante o aluno perceber que, apesar de ser um conceito 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 a 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 transparência (se possível, colorida) e projetadas numa parede branca por meio de um retroprojetor. Caso não seja possível, imprima algumas imagens de animais e tire xerox de- 4

5 las. Oriente os alunos a fazerem grupo de 3 ou 4 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 que anotem 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, por exemplo), que responda a 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 e 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 XX. 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, que consta na seção anexos deste guia. 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 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 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 sentarem à vontade para acompanharem melhor o programa. Ao final, encerre discutindo as implicações do conceito biológico de espécies e enfatize sua importância e limitações. 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). 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: 5

6 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 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 de orelha é solto ou preso. Peça que os alunos registrem esses dados em uma tabela, indicando com um X a característica apresentada. Sugestão de tabela para registro dos dados coletados pelos alunos: 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: 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 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, 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 dos alunos sobre o que é genética, qual a sua importância, o que entendem por, como as informações hereditárias são transmitidas e como elas se manifestam. Vá escrevendo na lousa as palavras-chave das respostas 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 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: 6

7 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 que analisem os heredogramas que construiram. 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 representarem 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. 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, que consta na seção Anexos deste guia.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 fazerinterrupções 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 acompanharem 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, os 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 7

8 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. Resenha disponível em: ufscar.br/~clickcie/print. php?id=226. Acesso em: julho/2010. (Áudio) ENTREVISTAS: GENÉTICA CLÁSSICA E MOLECULAR Este programa, professor(a), traz entrevistas com especialistas para discutir a história do pensamento científico, detalhando a contribuição da genética clássica para a genética molecular. Além disso, este recurso educacional pretende suscitar debates sobre transitoriedade do conhecimento científico e favorecer a busca de informações sobre as perspectivas da aplicação dos conhecimentos da genética molecular, como detecção precoce de doenças e terapia gênica. Antes de iniciar a reprodução do áudio, sugerimos a realização de uma atividade introdutória. Você pode dividir a classe em dois grupos e pedir para que um realize pesquisas a respeito da genética clássica e outro a respeito da genética molecular. Peça para que tragam definições e aplicações das mesmas, trazendo exemplos que facilitem a compreensão do assunto. Nesta aula, os estudantes podem realizar pesquisas nos computadores da escola, se houver esta possibilidade (caso não seja possível, você pode fazer uma exposição a respeito). Na aula seguinte, reúna os alunos e peça para que cada grupo apresente as informações pesquisadas. É importante que os alunos mencionem os fundamentos da genética clássica, destacando as descobertas de Mendel acerca da. Em relação à genética molecular, espera-se que os estudantes destaquem que há fundamentação na genética clássica, porém que trabalha diretamente com os ácidos nucleicos (DNA e RNA). Seu enfoque é amplo, abrangendo desde atividades de pesquisa até prestação de serviços. A terapia gênica é uma das suas aplicações mais conhecidas da genética molecular. Após essa apresentação introdutória, explique que todos irão ouvir um programa que irá trazer mais informações sobre a genética clássica e molecular. 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, que consta na seção Anexos. Professor(a), você pode utilizá-lo na íntegra ou fazer as adaptações que julgar necessárias, conforme o seu planejamento didático. 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 as 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 de quais palavras eles desconhecem o significado e promova uma discussão a respeito delas. É importante que os esclarecimentos sejam realizados antes do áudio ser reproduzido novamente. Sugerimos que deixe os alunos se sentarem à vontade para acompanharem melhor o programa. Depois, peça para responderem as questões do roteiro de trabalho. AVALIAÇÃO Para avaliar se os alunos compreenderam o conteúdo do programa, 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? Se houver necessidade, os trechos do áudio poderão ser ouvidos novamente; e as dúvidas, discutidas e esclarecidas com os alunos. (Software) segregação de gametas e genes Com esta simulação, professor(a), os alunos poderão visualizar as aplicações das duas leis de Mendel na segregação de gametas e genes. Você pode resgatar esses conceitos e propor um exercício antes de iniciar a exploração do software pelos alunos. Escreva na lousa: Cada caráter é determinado por um par de fatores, que se separam na formação dos gametas, que são sempre puros e Na formação dos gametas, os alelos de um gene existentes em um par de cromossomos homólogos 8

9 separam-se independentemente de qualquer outro par de alelos existente em um outro par de homólogos. Explique que se trata, respectivamente, da primeira e da segunda leis de Mendel. Trabalhe com os alunos os significados dessas leis, aprofundando-se mais no assunto. Você pode consultar em nossa Bibliografia Complementar, disponível neste guia, materiais que podem lhe dar ideias a respeito. Se desejar, após essa exposição, proponha um exercício. Mencione que em determinadas plantas, sementes amarelas são dominantes (VV ou Vv) e sementes verdes são recessivas. Além disso, sementes lisas também são dominantes (RR ou Rr) e sementes rugosas recessivas (rr). Pergunte aos alunos qual seria o genótipo de plantas com sementes amarelas e rugosas, amarelas e lisas, verdes e rugosas e verdes e lisas. Depois, peça para que os alunos digam quais gametas cada uma dessas plantas formaria. Por fim, peça para que os estudantes demonstrem o resultado do cruzamento de uma planta com sementes amarelas e lisas, heterozigota, com outra de sementes verdes e rugosas. Coloque na lousa as respostas, esclarecendo as dúvidas dos seus alunos. Este exercício faz parte dos trabalhos de Mendel e pode ser encontrado nos livros didáticos sugeridos em nossa Bibliografia Complementar, professor(a). Se houver tempo hábil nesta aula, informe que todos irão explorar um software sobre este assunto. Professor(a), lembre-se de que o recurso educacional visa complementar o conteúdo tratado em sala de aula, não substituindo a apresentação dos conceitos essenciais sobre esse tema. Antes de iniciar a exploração do programa, distribua o roteiro de trabalho sugerido para o aluno, que consta na seção Anexos. Professor(a), você pode utilizá-lo na íntegra ou fazer as adaptações que julgar necessárias, conforme o seu planejamento didático. 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 software. Oriente-os para não responderem as perguntas durante a exploração do recurso educacional, porque isso poderá atrapalhá-los. Deixe que eles leiam o roteiro algumas vezes e, só depois que estiverem acomodados e prontos, peça que iniciem a exploração do recurso, evitando fazer interrupções ou comentários. Após observar a animação pela primeira vez, pergunte aos alunos se há alguma dúvida ou palavras eles desconhecem o significado e promova uma discussão a respeito delas. É importante que os esclarecimentos sejam realizados antes da animação ser reproduzida novamente. Sugerimos que deixe os alunos se sentarem à vontade para acompanharem melhor o recurso. Depois, peça para responderem as questões do roteiro de trabalho. AVALIAÇÃO Para avaliar se os alunos compreenderam o conteúdo do programa, 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? Se houver necessidade, o recurso poderá ser explorado novamente; e as dúvidas, discutidas e esclarecidas com os alunos. (Software) CRUZA- MENTOS Este recurso educacional tem como objetivos apresentar aos alunos os resultados de alguns cruzamentos, com base nas leis de Mendel. Se desejar, trabalhe com os alunos algumas noções de probabilidade antes de permitir a exploração do software. Explique o que é espaço amostral, evento, fenômenos aleatórios, fenômenos determinísticos. Proponha alguns problemas simples, como: ao se jogar uma moeda para o alto, qual a probabilidade de se obter cara? Qual a probabilidade de se sortear um número par em um espaço amostral composto pelos seguintes números: {1, 3, 5, 8, 9, 12}? Aplique esses conhecimentos propondo exercícios envolvendo cruzamentos. Para isso, verifique em nossa Bibliografia Complementar as questões e atividades sugeridas pelos autores dos livros didáticos indicados, pois há uma gama variada opções que podem ser essenciais para o aprendizado. Antes de iniciar a exploração do programa, distribua o roteiro de trabalho sugerido para o aluno, que consta na seção Anexos. Professor(a), você pode utilizá-lo na íntegra ou fazer as adaptações que julgar necessárias, conforme o seu planejamento didático. 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 software. Oriente-os para não responderem as perguntas durante a exploração do recurso educacional, porque isso poderá atrapalhá-los. Deixe que eles leiam o roteiro algumas vezes e, só depois que estiverem acomodados 9

10 e prontos, peça que iniciem a exploração do recurso, evitando fazer interrupções ou comentários. Após observar a animação pela primeira vez, pergunte aos alunos se há alguma dúvida ou palavras eles desconhecem o significado e promova uma discussão a respeito delas. É importante que os esclarecimentos sejam realizados antes da animação ser reproduzida novamente. Sugerimos que deixe os alunos se sentarem à vontade para acompanharem melhor o recurso. Depois, peça para responderem as questões do roteiro de trabalho. AVALIAÇÃO Para avaliar se os alunos compreenderam o conteúdo do programa, 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? Se houver necessidade, o recurso poderá ser explorado novamente; e as dúvidas, discutidas e esclarecidas com os alunos. (Software) qual é a palavra? 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. Ao final, peça para os estudantes responderem o 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 Este software consiste em um jogo para que o aluno treine os conhecimentos adquiridos de forma lúdica. O objetivo é acertar a palavra que responde a 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, pleitropia, interação gênica, epistasia e ligação gênica, por exemplo. Por agregar conhecimentos sobre os demais recursos educacionacionais 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, associandoos aos conceitos a que se referem. Antes de iniciar a exploração do software, distribua aos alunos o roteiro de trabalho (seção anexos). 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 ajudálos a prestar atenção em pontos importantes do programa. Oriente-os para não responderem às perguntas 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: 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. Cada pessoa 10

11 tem um padrão 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 espermatozóide 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 amplificado através de reações que envolvem ciclos de alteração de temperatura (Reação em Cadeia da Polimerase - PCR), em que, no final do processo, o DNA encontra-se multiplicado. Após a 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 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 3 homens afirmam ser seu pai. Foi realizado um teste de paternidade para tirar a prova. No anexo do Roteiro de Trabalho (veja seção Anexos) 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. 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: a Seqüência pode estar em ambas as fitas. Lembre-se, portanto, de olhar as duas. Quando a Seqüência GG for encontrada, faça um traço vertical separando G de G. Veja as figuras abaixo: Conte o número de Bases Nitrogenadas de cada Fragmento e marque no verso da fita. 2.Separação dos fragmentos por Eletroforese: Preparo do Gel : Professor, o gel é representado pela tabela 1. Corrida do DNA: Após cortados os fragmentos, pintar os quadrados (representação das bandas) de acordo com os fragmen- 11

12 tos 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 (pólo positivo) e afastamento do Ânodo (pólo 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? (Veja na seção Anexos a tabela com o sesultado da Simulação da corrida da eletroforese com as amostras dos DNA dos envolvidos). 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). BIBLIOGRAFIA COMPLE- MENTAR Professor(a), lembramos que os guias são apenas sugestões desenvolvidas com o objetivo de incentivá-lo a utilizar novas mídias em suas aulas. Na medida em que se acostumar a usá-los, você mesmo poderá desenvolver seus próprios roteiros, misturando até mesmo objetos educacionais que alocamos em outras unidades temáticas. A seguir oferecemos uma lista de livros, filmes e páginas na internet que estão relacionados com os conteúdos que tratamos neste guia. O objetivo desta lista é ajudá-lo a ganhar tempo com sua pesquisas e oferecer indicações de bons materiais, que poderão ser usados para enriquecer ainda mais as suas aulas ou mesmo para as atividades de recuperação dos alunos com maior dificuldade. 1. Uma das obras mais importantes de Mayr é a síntese mais completa sobre a construção do pensamento biológico. O livro é muito extenso, porém ótima fonte de consulta sobre história e filosofia da Biologia. MAYR, Ernst. O Desenvolvimento do Pensamento Biológico: Diversidade, Evolução e Herança. Tradutor: MARTINAZZO, Ivo. Brasília: UNB, 1107 p., Além dos livros citados neste guia, Mayr escreveu muitos artigos de divulgação científica sobre diversos assuntos. Há um artigo interessante de Mayr sobre a influência do pensamento darwiniano do século XIX até os dias de hoje, publicado na Revista Scientific American Brasil. As revistas são publicadas mensalmente nas bancas. Todas as edições regulares e especiais podem ser adquiridas pelo telefone ou pela internet, no endereço eletrônico: www2.uol.com.br/sciam/. Acesso: 20 de agosto de MAYR, Ernst. O impacto de Darwin. Scientific American Brasil, Brasil, ed. especial, n. 17, jul Página, em inglês, da Biblioteca Ernst Mayr, da Universidade de Harvard. Nela é possível buscar artigos científicos sobre Zoologia e História Natural. Há, também, textos sobre Mayr. Ernst Mayr Library. Harvard University. Disponível em: mcz.harvard.edu -acesso: julho/ No site da revista on-line Scientific American Brasil há uma reportagem sobre o tema raça humana e os problemas de sua delimitação, publicada no dia 20 de janeiro de Disponível on-line no endereço eletrônico: reportagens/ambiguidades_que_limitam_uma_definicao_de_raca.html. Bamshad, M. J. & Olson, S. E. Ambiguidades que limitam uma definição de raça. Scientific American Brasil. 20 janeiro acesso julho/ Apostila Genética e Biologia Molecular para o Ensino Médio e o Fundamental, utilizada em cursos de extensão na área de Biologia para professores do Ensino Médio e Fundamental. Disponível em: ed_ciencias/genetica/arqs/apostila_biomol.pdf - 12

13 acesso em julho/ Site do projeto Microgene, que tem o objetivo de desenvolver, produzir, divulgar e disponibilizar materiais didáticos facilitadores da aprendizagem com significado das áreas de Microbiologia, Genética e Evolução. Disponível em: br/microgene/index.php?pagina=atividades - acesso em julho/ Proposta de atividade didática (Bingo do tipo sanguíneo) desenvolvida por professores do Departamento de Genética do Instituto de Biologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Trata-se de um roteiro, com orientações bastante claras para o professor desenvolver o bingo em sala de aula. Disponível em: trabalhos/pdf/biologia-trabalhos/genetica/genetica3.pdf - acesso em julho/ Artigo da revista Veja na sala de aula, que explica a importância das pesquisas com drosófilas para o desenvolvimento da Genética. Disponível em: p_02.html - acesso em julho/ Livro de Genética de consulta do professor: GRI- FFITHS, A.J.F. et al. Introdução à Genética. 8 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, Livro de Genética molecular de consulta: MA- TIOLI, S.R. Biologia Molecular e Evolução. São Paulo, Holos, Planeta Bio é um site criado e mantido por dois professores de Biologia com explicações e atividades sobre Genética e outros assuntos, destinado aos alunos do Ensino Médio. Disponível em: acesso em julho/ Textos destinados aos alunos da disciplina BIO- 201 Genética, do curso de graduação do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo, mas que servem como bom material de consulta para o professor do Ensino Médio. Disponível em: dreyfus.ib.usp.br/bio201 - acesso em julho/ Página que apresenta conceitos básicos de Genética: GB-OL e Genética Básica on-line, desenvolvido pela Universidade Federal de Viçosa. Disponível em: htm - acesso em julho/ Cada lócus por si mesmo: por onde andam esses Genes? é uma atividade prática desenvolvida por professores do Departamento de Genética do Instituto de Biologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Conceitos como genes alelos e cromossomos homólogos são trabalhados por meio de modelos construídos pelos alunos. Disponível em: pdf/biologia-trabalhos/genetica/genetica4.pdf - acesso em julho/ Página da Sociedade Brasileira de Genética. Disponível em: - acesso em julho/ Livro de Genética de consulta : RINGO, J. Genética Básica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 19. Como as pesquisas genéticas estão presentes no cotidiano. Site da UOL Educação, área Biologia, Genética. Disponível em: uol.com.br/biologia/ult1698u19.jhtm - acesso em julho/ Calculadora de paternidade sem o uso de testes ou exames de DNA. Site que utiliza cálculos de probabilidade para supor a paternidade através de características físicas dos indivíduos. Disponível em: - acesso em julho/ Paternidade consciente e consciência da paternidade. Artigo que apresenta reflexões e questionamentos éticos a respeito da paternidade por meio da avaliação do exame de DNA. Companhia da Escola. Disponível em: zoom/imprimir_materia.asp?materia=35 - acesso em julho/ A DNA fingerprint Simulation. Different, simple, 13

14 effective. Artigo em inglês sobre uma aula prática de simulação de DNA. Reed, E. The American Biology Teacher, vol. 63, n.6, No Portal do Professor também há sugestões de aulas que poderão lhe dar ideias para mais atividades com os alunos, como estas que selecionamos: 23. Animação, com texto em inglês, mostrando as etapas da realização de um teste de paternidade: Disponível em: - acesso em julho/ Luz, câmera e ação é uma sugestão de aula que tem o objetivo de relacionar conceitos de genética mendeliana com os conceitos de genética molecular. Disponível em: Lesson.action?lessonId=194 - acesso em julho/ Vídeo do programa Globo Repórter sobre o teste de paternidade, em linguagem simples. Disponível em: watch?v=t9i8jdqk0my - acesso em julho/2010. Também vale uma busca de mais recursos sobre este tema no Portal do Professor ( Localizamos alguns bem interessantes nestes endereços: -Hipertexto que explica os conceitos da 1ª Lei de Mendel. Também apresenta sua importância e aplicação em alguns problemas de genética, tais como herança intermediária, genes letais e polialelia. Disponível em: - acesso em julho/ Hipertexto que explica os conceitos da 2ª Lei de Mendel. Também apresenta sua importância e aplicação em alguns problemas de genética, tais como interação gênica, herança quantitativa e epistasia. Disponível em: html?id= acesso em julho/ Software que tem o objetivo de reconhecer que indivíduos que apresentam um mesmo fenótipo podem apresentar genótipos diferentes. Além disso, estimula a proposição de hipóteses sobre herança aplicando as ideias de Mendel. Disponível em: - acesso em julho/ Software que relaciona os conceitos modernos da Genética com as ideias de Mendel. Disponível em: html?id=911 - acesso em julho/ Aula que tem o objetifo de identificar o teste de DNA como importante ferramenta em casos de determinação da paternidade, investigação criminal e identificação de indivíduos. Disponível em: -acesso em julho/2010. Se desejar, professor(a), você poderá verificar os materiais que estão disponíveis no Banco Internacional de Objetos Educacionais ( mec.gov.br), como os que indicamos abaixo: -Animação que apresenta, por meio de cruzamentos genéticos de moscas, como ocorre a segregação independente de caracteres. Disponível em: - acesso em julho/ Áudio que aborda a importância do uso da genética na melhoria do rebanho de gado. Disponível em: objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/ acesso em julho/2010. Em todas as atividades propostas, recomendamos o trabalho com o livro didático por você adotado. Abaixo apresentamos algumas dicas de onde os assuntos relacionados a essa unidade temática podem ser encontrados nos livros de Biologia do PNLEM: ADOLFO, A. CROZETTA, M. LAGO, S. Biologia. Volume único. 2a edição Editora IBEP. Os temas propostos no livro do aluno são distribuídos em dez unidades. Na unidade 8 ( Genética ), capítulo 1, os autores apresentam uma introdução ao estudo da. Nos capítulos seguintes, são abordados a segunda Lei de Mendel, alelos múltiplos, herança dos cromossomos sexuais e interação gênica.a obra traz 14

15 um panorama geral desses conceitos, professor(a), com textos curtos, quadros e esquemas. AMABIS, José Mariano. MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia. Volumes 1, 2 e 3. 2a Edição Editora Moderna. Os temas dessa obra estão distribuídos entre os volumes de acordo com os níveis de organização da vida: as células, os organismos e as populações. É no volume 3 desta coleção, organizado em três partes, que será possível encontrar capítulos relacionados aos assuntos sugeridos neste guia temático. A parte I traz um panorama bem completo dos principais conceitos de genética abordados no Ensino Médio, professor(a), com 8 capítulos dedicados a isso e sugerimos que você os verifique. No capítulo 2 ( Lei da segregação genética ), por exemplo, os alunos poderão conhecer mais sobre a vida e os trabalhos de Gregor Mendel. Como sugestão de leitura, você pode indicar o quadro Quem foi Gregor Mendel. No final do capítulo também consta outro texto a respeito dele. Indicamos também a consulta às atividades, com destaque para as Questões para pensar e discutir, que podem lhe ajudar a elaborar as atividades introdutórias recomendadas antes do trabalho com os recursos educacionais. FAVARETTO, J. A. MERCADANTE, C. Biologia. Volume único. 1a edição Editora Moderna. A obra Biologia, de Favaretto e Mercadante, possui três unidades. Na unidade II ( A unidade da vida ), indicamos a consulta ao capítulo 13 ( Bases da ), que introduz o assunto e apresenta a primeira Lei de Mendel. O final do capítulo apresenta o texto Um desafio genético e ético, que aborda criticamente a questão da eugenia e pode estimular o debate em sala de aula. No capítulo 15 ( Da Genética Clássica à Biotecnologia ), são trabalhadas a segunda Lei de Mendel e a formação dos gametas, detre outros assuntos. FROTA-PESSOA, O. Biologia. Volumes 1, 2 e 3. 1a Edição Editora Scipione. Indicamos a consulta ao volume III desta coleção ( Genética e evolução ), dividido em oito unidades. Na unidade 2 ( A transmissão dos genes ), são apresentadas as leis de Mendel e outros mecanismos da. As sugestões de leitura na seção A ciência em marcha trazem textos que podem complementar o trabalho com este assunto. Consulte a variedade de projetos sugeridos para esta unidade como Darwin, sobre a, Familiarize-se com as consequências de mutações sobre uma cadeia metabólica, Como reconhecer a herança dominante e Frequências fenotípicas na geração F 2. LAURENCE, J. Biologia. Volume único. 1a edição Editora Nova Geração. O livro do aluno encontra-se organizado em seis unidades que agrupam ao todo 41 capítulos. Sugerimos a consulta à unidade 6 ( Genética e evolução ), capítulos 35 ( Genética: a primeira lei de Mendel ), 37 ( A segunda lei de Mendel ) e 38 ( Genética pós-mendel ). Recomendamos que você fique atento, ao longo destes capítulos, aos pequenos quadros com sugestões de atividades relacionadas ao assunto em questão. A obra apresenta vários exercícios que podem servir para avaliar a compreensão de seus alunos, após o trabalho com os recursos educacionais sugeridos neste guia. LINHARES, S. GEWANDSZNAJDER, F. Biologia. Volume único. 1a edição Editora Ática. Essa obra é dividida em nove unidades. A unidade VII ( Genética ) apresenta a primeira lei de Mendel no capítulo 37. Ao final, verifique a seção Aplique seus conhecimentos, que apresenta o texto Gene, ambiente e características humanas e que pode ser utilizado para complementar o assunto tratado em sala de aula, professor(a). A segunda lei de Mendel é assunto do capítulo 38, cuja sugestão de leitura envolve o texto A segunda lei de Mendel e a agricultura. Destaque para a ampla variedade de questões para fixação do conteúdo, que contemplam perguntas para revisão, questões de múltipla escolha retiradas de vestibulares e discursivas, que permitem treinar as habilidades de comunicação e expressão dos estudantes. LOPES, S. ROSSO, S. Biologia. Volume único. 1a edição Editora Saraiva. O livro do aluno é composto por oito unidades. Na unidade 3 ( Genética ), a primeira Lei de Mendel é trabalhada no capítulo 12 ( A herança de uma característica ). A autora aborda os cruzamentos-teste e os retrocruzamento, detalhando as etapas importantes para análise. O capítulo traz a sugestão de leitura Algumas características humanas que obedecem à primeira Lei de Mendel, que podem despertar a curiosidade dos alunos. A segunda Lei de Mendel, professor(a), é mencionada no capítulo 13. Se julgar necessário, professor(a), busque o capítulo 11 ( A genética e os genes ), que faz um panorama geral e pode ajudar a preparar os alunos antes do trabalho com os softwares indicados neste eixo temático. 15

16 PAULINO, W. R. Biologia. Volumes 1, 2 e 3. 1a Edição Editora Ática. Indicamos o volume 3 desta coleção, professor(a), para o trabalho com os recursos deste eixo temático. Ele está dividido em quatro unidades. Observe a unidade 2 ( Genética ): no capítulo 5, são apresentados conceitos básicos de genética, bem como a primeira Lei de Mendel. O autor explica o que são cruzamentos-teste e traz um exemplo para facilitar a compreensão deste assunto. A leitura complementar Seres transgênicos pode ser utilizada quando você abordar as aplicações da genética molecular, por exemplo. Veja também a seção Biologia em todos os tempos, que traz uma breve biografia de Mentel e sugere atividades em grupo. No capítulo 6, é apresentada a segunda Lei de Mendel e os quadros Determinação do número de tipos de gametas pode ser interessante. A seção Biologia em todos os tempos comenta sobre a aplicação da genética na agricultura e sua importância. SILVA JÚNIOR, C. SASSON, S. Biologia. Volumes 1, 2 e 3. 8a Edição Editora Saraiva. No volume três desta coleção (organizado em três unidades), é possível verificar os principais conceitos necessários para o trabalho com os produtos sugeridos neste guia. A unidade 1 ( Genética ), aborda no capítulo 1 ( Os trabalhos de Mendel: a primeira lei ) o mecanismo de herança e os experimentos realizados por ele. Além disso, são tratados os cruzamentos-teste e retrocruzamentos, além de herança sem dominância. Um pouco mais sobre a vida de Mentel pode ser encontrado na sugestão de leitura Mendel e seu meio ambiente. Você pode sugerir que os alunos respondam aos questionamentos propostos pelos autores, professor(a). Consulte também o capítulo 6 ( Dois pares de genes 1: a segunda lei de Mendel ) e o capítulo 9 ( Biotecnologia ), que traz explicações sobre as técnicas necessárias para identificar e comparar amostras de DNA. ANEXOS Professor(a), a seguir iremos sugerir alguns roteiros de trabalho com tarefas envolvendo os recursos educativos anteriormente mencionados. Você poderá utilizálos integralmente ou apenas consultá-los como base para elaborar outros, conforme o seu planejamento didático. 16

17 SUGESTÃO DE ROTEIRO DE TRABALHO: (Áudio) Biografias: Ernst Mayr, o Darwin do século XX Nome: N Série: Data: Você ouvirá um programa sobre a vida de Ernst Mayr, biólogo evolucionista, ornitólogo (estudioso dos pássaros) e filósofo da Biologia. Entre os seus feitos e contribuições, destacaremos o conceito biológico de espécie. Este guia tem o objetivo de ajudá-lo a ouvir com mais atenção algumas das informações que serão relatadas durante o 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 anote as palavras que você não conhece para depois descobrir o que significam. Fique atento, também, nas músicas e nos efeitos sonoros porque eles o ajudarão a se envolver com a história relatada. Bom programa! Questões: 1. Qual é a contribuição de Mayr para a Biologia, segundo o programa? 2. Para qual teoria a definição de espécie foi importante? 3. Qual o significado de espécie para Mayr? 4. Como é conhecido o conceito de espécie tratado pelo programa? 5. De onde surgiu a admiração de Mayr por pássaros? 6. Quando jovem, qual foi a façanha que Mayr fez ao observar as aves? 7. O que aconteceu com Mayr durante a Segunda Guerra Mundial? 8. Qual foi a importância do conceito biológico de espécie para a consolidação do Neodarwinismo? 9. Ao perguntarem a Mayr qual era seu hábito matinal, o que ele respondeu? 10. Mayr teve reconhecimento científico? Como? 11. Como era a personalidade de Mayr? Relação de palavras desconhecidas: 17

18 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, 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 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? 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? 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: 18

19 SUGESTÃO DE ROTEIRO DE TRABALHO: (Áudio) Entrevistas: Genética clássica e molecular Nome: N Série: Data: Você ouvirá um áudio sobre a genética clássica e molecular, compreendendo seus princípios, diferenças e semelhanças, além de suas aplicações nas mais diferentes áreas do conhecimento. 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 atrapalhálo. 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. O que podemos denominar genética clássica? 2. Quais são os princípios fundamentais da genética clássica? 3. O que é genética molecular? 4. No que a genética molecular difere da genética clássica? 5. Cite exemplos de aplicações da genética molecular na atualidade. Relação de palavras desconhecidas: 19

20 SUGESTÃO DE ROTEIRO DE TRABALHO: (Software) Segregação de gametas e genes Nome: N Série: Data: Você irá explorar um software que aborda os princípios envolvidos na segregação de gametas e genes. Este guia tem como objetivo ajudá-lo a ouvir com mais atenção algumas das informações que serão apresentadas 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 trabalha com o recurso educacional, porque isso poderá atrapalhá-lo. Apenas procure anotar as palavras que você não conhece para, depois, descobrir o que significam. Fique atento, também, às imagens e sons, porque eles o ajudarão a se envolver mais com a história relatada. Questões: 1. Qual é o pressuposto da primeira Lei de Mendel? 2. Qual é o pressuposto da segunda Lei de Mendel? 3. Quais são as consequências da segregação independente? 4. O que é recombinação gênica? 5. Qual a importância da recombinação gênica para a diversidade dos seres vivos? Relação de palavras desconhecidas: 20

21 SUGESTÃO DE ROTEIRO DE TRABALHO: (Software) Cruzamentos Nome: N Série: Data: Você irá explorar um software que aborda os princípios genéticos envolvidos em cruzamentos. Este guia tem como objetivo ajudá-lo a ouvir com mais atenção algumas das informações que serão apresentadas 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 trabalha com o recurso educacional, porque isso poderá atrapalhá-lo. Apenas procure anotar as palavras que você não conhece para, depois, descobrir o que significam. Fique atento, também, às imagens e sons, porque eles o ajudarão a se envolver mais com a história relatada. Questões: 1.O que são homozigotos? 2. O que são heterozigotos? 3. Conceitue: Herança autossômica dominante: Herança autossômica recessiva: Herança ligada ao X, dominante: Herança ligada ao X, recessiva: Herança holândrica: Genes letais: Epistasia: Pleiotropia: Relação de palavras desconhecidas: 21

22 SUGESTÃO DE ROTEIRO DE TRABALHO: (Experimento) Teste de paternidade Objetivo da aula prática: 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. Procedimento: Abaixo, propomos um caso para ser resolvido, simulando um teste de paternidade. Caso: Caio é um menino de 5 anos Sua mãe faleceu e 3 homens afirmam ser seu pai. Foi realizado um teste de paternidade para tirar a prova. Aqui estão os supostos fragmento de DNA dos envolvidos (Filho, mãe, suposto pai 1 (P1), suposto pai 2 (P2 e suposto pai 3 (P3). Os alunos simularão o teste: 1.Completar as fitas de DNA com as respectivas bases complementares dos fragmentos dos DNA dos envolvidos; 2.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: a Seqüência pode estar em ambas as fitas, lembre-se de olhar as duas. Quando a Seqüência GG for encontrada, faça um traço vertical separando G de G; Corte, com uma tesoura (representa a enzima de restrição), a fita de DNA onde foram feitos os traços verticais, obtendo, assim, fragmentos de DNA; Conte o número de Bases Nitrogenadas de cada Fragmento e marque no verso da fita. 3.Separação dos fragmentos por Eletroforese: Preparo do Gel : O gel é representado pela tabela 1 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 pb se deslocarão no sentido de aproximação do Cátodo e afastamento do Ânodo. 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. 22

23 SUGESTÃO DE ROTEIRO DE TRABALHO: (Experimento) Teste de paternidade Tabela 1: Quadro representativo de um gel de eletroforese. Os códigos horizontais na primeira linha da tabela representam as amostras a serem aplicadas no gel. Os números de 1 a 30 representam as pares de bases (pb) que ficarão retidas no gel. 23

24 SUGESTÃO DE ROTEIRO DE TRABALHO: (Experimento) Teste de paternidade Questões: 1.Como é transmitido o material genético dos pais para os filhos? 2.Por que metade das bandas dos pais coincidem com as do filho? 3.No caso proposto, quais fragmentos do DNA (quantidade de pares de base) do filho são herdados do pai? E da mãe? 4.Quem é o suposto pai? 5.Cite algumas características humanas que você acha que são hereditárias. 24

25 SUGESTÃO DE ROTEIRO DE TRABALHO: (Experimento) Teste de paternidade 25

26 SUGESTÃO DE ROTEIRO DE TRABALHO: (Software) Qual é a palavra? Nome: N Série: Data: Você irá utilizar um software que consiste em um jogo de advinhação da palavra. Leia a pergunta que irá aparecer na tela e indique uma letra por vez. A cada resposta errada, o personagem ficará mais submerso na água, até que suas chances se esgotem e, se você acertar a palavra, uma nova pergunta surgirá. Cada vez que você executar o software, serão apresentadas dez questões aleatórias. Procure jogar mais de uma vez para que você possa responder a todas as perguntas, pois o programa seleciona alguns questionamentos a cada acesso. Para desenvolver ainda mais os conceitos que serão apresentados, elaboramos algumas questões que estão inseridas abaixo. Não se preocupe em respondê-las enquanto explora o recurso educacional, porque isso poderá atrapalhá-lo. Apenas procure anotar as palavras que você não conhece para depois descobrir o que significam. Bom programa! Questões: 1. Conceitue: Genética clássica: Genética molecular: Alelos: Gene: Centrômero: Cariótipo: 2.Sabendo que uma herança é autossômica dominante, qual o resultado do cruzamento de um homem com genótipo Aa e uma mulher aa? Qual a porcentagem de filhos afetados? 3. Sabendo que uma herança é autossômica recessiva, qual o resultado do cruzamento de um homem com genótipo Aa e uma mulher aa? Qual a porcentagem de filhos afetados? Relação de palavras desconhecidas: 26

27 FICHA TÉCNICA Universidade Estadual de Campinas Reitor: Fernando Ferreira Costa Vice-Reitor: Edgar Salvadori de Decca Pró-Reitor de Pós-Graduação: Euclides de Mesquita Neto Instituto de Biologia Diretor: Paulo Mazzafera Vice-Diretora: Shirlei Maria Recco-Pimentel EXECUÇÃO Projeto EMBRIAO Coordenação geral: Eduardo Galembeck Coordenação de Mídia - Audiovisuais: Eduardo Paiva Coordenação de Mídia - Software: Eduardo Galembeck Coordenação de Mídia - Experimentos: Helika A. Chikuchi, Marcelo J. de Moraes e Bayardo B. Torres Apoio Logístico/Administrativo: Eduardo K. Kimura, Gabriel G. Hornink, Juliana M. G. Garaldi GUIA DO PROFESSOR Os fundamentos da Redação: Helika Amemiya Chikuchi, Erica Rodrigues dos Santos, Bianca Caroline Rossi-Rodrigues, Daniella Priscila de Lima e Eduardo Galembeck Diagramação: Henrique Oliveira, Daniella Priscila de Lima e Thais Goes Adequação Linguística: Lígia Francisco Arantes de Souza A Universidade Estadual de Campinas autoriza, sob licença Creative Commons Atribuição 2.5 Brasil, cópia, distribuição, exibição e execução do material desenvolvido de sua titularidade, sem fins comerciais, assim como a criação de obras derivadas, desde que se atribua o crédito ao autor original da forma especificada por ele ou pelo licenciante, assim como a obra deverá compartilhar Licença idêntica a esta. Estas condições podem ser renunciadas, desde que se obtenha permissão do autor. O não cumprimento desta Licença acarretará nas penas previstas pela Lei nº 9.610/98. Laboratório de Tecnologia Educacional Departamento de Bioquímica Instituto de Biologia - Caixa Postal nº 6109 Universidade Estadual de Campinas UNICAMP CEP , Campinas, SP, Brasil 27