UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PARANÁ – UNESPAR
PRÓ-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO
PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE
INICIAÇÃO À DOCÊNCIA - PIBID
Plano/ Relatório de Atividades (PIBID/UNESPAR)
1 – IDENTIFICAÇÃO
NOME DO SUBPROJETO: O PIBID como instrumento direcionador na formação de docentes
baseado na reflexão-ação-transformação de conceitos e processos biológicos
COORDENADOR(A): FABIANE FORTES
PROF. SUPERVISOR: EOLANDA CARNEIRO DE CAMPOS
NOME DA ESCOLA: CENTRO ESTADUAL DE EDUCACÃO BASICA PARA JOVENS E
ADULTOS
Licenciandos Bolsitas
Nome E-mail Curso de licenciatura
Fernanda Carla S Geisler [email protected] Ciências biológicas
Felipe Rafael de Oliveira [email protected] Ciências biológicas
Priscila Simões Franca [email protected] Ciências biológicas
Vilcinéia Leszak [email protected] Ciências biológicas
Wivian Greici Peper [email protected] Ciências biológicas
DATA: 07/05/2014
DURAÇÃO: 4 aulas.
PARTICIPANTES/SÉRIE:
1.TEMA: Modelo didático do DNA
2. OBJETIVO GERAL:
Apresentar aos alunos o modelo didático, a fim de facilitar a compreensão e
melhorar o rendimento nas aulas de biologia.
2.1. Objetivos específicos:
Apresentar o modelo didático aos alunos e explicar suas estruturas;
Indicar a estrutura molecular do DNA, conhecida como modelo dupla hélice;
Identificar as bases nitrogenadas do DNA;
3. CONTEÚDO:
Modelo didático do DNA
3.1. Conteúdos descritos
A modalização é introduzida como mediadora entre o teórico e o empírico. Os
modelos são abordados na medida em que se procuram relações entre a teoria e a
prática. (PIETROCOLA, 2001).
Os modelos podem ser divididos em duas categorias: modelos mentais e
modelos conceituais. Modelos mentais são representações pessoais, construídas
mentalmente para a compreensão de um determinado fenômeno. Já os modelos
conceituais são representações externas construídas por indivíduos ou coletividades de
pesquisadores para facilitar a compreensão ou o ensino de determinado fenômeno.
(GRECA; MOREIRA apud ANDRADE, 2009).
O primeiro modelo da estrutura da molécula do DNA foi elaborado por James
Dewey Watson (1928-) Francis Harry Compton Crick (1916-2004), que é um dos mais
conhecidos e utilizados no ensino de biologia. O processo de desenvolvimento dos
organismos é um estudo complexo, que vai alem do conhecimento sobre a estrutura de
uma molécula. Assim, ao utilizar o modelo de DNA no ensino de biologia, é necessário
estabelecer uma relação entre conhecimento cientifico que possibilite a elaboração do
modelo para que a aprendizagem do aluno ocorra. (ANDRADE; ANDRADE, 2009).
Os modelos tridimensionais auxiliaram na descoberta da estrutura do DNA.
Estes modelos nos facilitam diferentes níveis de ensino, a compreensão de várias duvida
relacionada ao funcionamento do DNA. O DNA possui estruturas que não são capazes
de ser representadas com nitidez em figuras necessitando de ferramentas que auxiliem
na melhor visualização. Acredita-se então, que modelos tridimensionais ajudem nesta
visualização e na melhor compreensão da estrutura, fazendo com que o aluno consiga
prender as situações relacionadas ao funcionamento celular, à existência de sulcos e a
possibilidade de mudanças nos parâmetros relacionados com a torção da molécula.
Existem hoje, ótimos modelos da molécula de DNA construídos com diferentes
materiais para o uso em salas de aula. (SEPEL apud, 2007)
Frequentemente os alunos aprendem o modelo, mas não conseguem fazer a
devida interpretação do fenômeno, por isso é necessário que o professor verifique, por
meio de avaliações constantes, se realmente o modelo auxiliou a transposição didática
para o ensino e a aprendizagem em questão. (ANDRADE; ANDRADE, 2009).
3.1.1 Ácidos Nucléicos
Os ácidos nucléicos são composto por ligações de unidades chamadas
nucleotídeos. Esses formados por três tipos de substâncias químicas a base nitrogenada,
pentose, fosfato que estão ligadas a uma enorme cadeia de açúcar e fosfato, do qual se
projetam as bases nitrogenadas. Essa longa molécula chamada polinucleotideo.
As bases nitrogenadas são cinco: Adenina (A), Guanina(G), Citosina (C),
Timina (T), Uracila (U)
Acido ribonucléico (RNA ou ARN) nucleotídeo com açúcar ribose, que esta
dissolvido no citoplasma ou associado a proteínas.
Ácidos desoxirribonucléicos (DNA ou ADN) apresentam açúcar de
desoxirribonucléicos, aparece associado a proteínas nos cromossomos estando presente
na mitocôndria ou cloroplasto.
DNA
Na molécula de DNA encontramos Adenina (A), Guanina(G), Cistosina (C) e
Timina (T). Pela pentose ser sempre da desoxirribose, duas moléculas de DNA irão se
diferenciar entre elas pela sequência de bases que possui ao longo de seu filamento. A
sequência especifica de bases forma a mensagem especifica, que determinara a coleção
de proteínas influenciara as características do organismo.
Modelo da dupla hélice: a molécula de DNA é representada por dois filamentos
formados por muitos nucleotídeos e torcida em hélice no espaço ligada uns aos outras
por bases nitrogenadas. A ligação entre as bases é realizada por ponte de hidrogênio, um
hidrogênio se liga a um átomo eletronegativo e se aproxima outro átomo negativo.
Ao observarmos o modelo de DNA, Nota-se que a Timina sempre se liga a
Adenina, Citosina sempre se liga a Guanina. Por causa desse emparelhamento
obrigatório, a sequência de bases de filamentos determina a de outros.
Duplicação do DNA
A duplicação é controlada por enzimas que promovem o afastamento dos fios
(enzimas e proteínas especificas desenrolam as duplas hélices e quebram as pontes de
hidrogênio) unem os nucleotídeos novas e corrigem erros. Através da enzima DNA-
polimerase, filamentos expostos no ocorre o encaixe de novos nucleotídeos que estão
dissolvidos no nucleoplasma. A sequência é obedecida T-A e C-G, por isso o filamento
antigo determina a sequência de filamento que esta sendo formado este ocupava aquela
posição. Assim as duas moléculas serão resultantes iguais. Cada molécula-filha é
formada por filamento antigo, que veio do DNA antigo, que veio do DNA original, e
por um novo recém fabricado, a duplicação do DNA é semi-conservativa.
RNA: controle da síntese de proteínas
O DNA define as características de um organismo. Isso ocorre pelo mecanismo
de transcrição e tradução. A transcrição ocorre no núcleo com a síntese de RNA, (
transferência da mensagem genética do DNA para o RNA). Tradução ocorre no
citoplasma, na superfície dos ribossomos, com sínteses de proteínas.
O RNA é formado apenas por um filamento de nucleotídeos, no qual a pentose é
sempre a ribose e não existe a timina, mas uracila. Há três tipos de RNA
RNA-mensageiro ou moldador (TNA-m) – leva a mensagem de DNA do núcleo
para o citoplasma.
RNA - transportador, transferência ou solúvel (RNA-t) transporta aminoácidos.
RNA-ribossimial (RNA-r) participa da constituição dos ribossomos.
Primeira Lei de Mendel
Mendel teve grande sucesso após sua pesquisa com ervilhas de fácil cultivo que
produzem grande quantidade de sementes, que permite uma análise de estatísticas nas
características dos descendentes, reproduzindo por auto fecundação.
Experiência
Mendel propôs que a semente amarela tinha algum elemento ou fator
responsável por essa cor, sendo que o mesmo ocorria com a semente verde. Após
realizar o cruzamento entre sementes amarelas e verdes, selecionando para esse
processo apenas sementes amarelas que originassem amarelas e sementes verdes que
originassem sementes verdes. Mendel escolhia o individuo e analisava durante dois
anos. Em cada geração analisava grande numero de descendentes e se nenhum deles
produzisse sementes da cor do individuo inicial, concluía que se tratava de uma planta
pura.
As células da maioria dos organismos são diplóides como as ervilhas. Os
cromossomos de um par são homólogos (possuem o mesmo tamanho e mesma forma).
Neles os genes situados na mesma posição controlam o meso tipo de característica (cor
da flor da ervilha, por exemplo) e são chamados de genes alelos. Embora controlem o
mesmo tipo de característica pode ter efeito diferente. Na ervilha existem sete pares de
cromossomos homólogos (cromossomos que se emparelham Durante a meiose e
possuem a mesma forma, contendo genes responsáveis pelas mesmas características).
Em um desses pares está o gene que determina a cor da flor.
4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
4.1. Montagem do Modelo didático
Fazer a massa de biscuit;
Tingir a massa com corante e modelar as estruturas do DNA;
Fixar duas hastes de arame na tabua;
Colar as estruturas do DNA no modelo;
Envernizinar o modelo.
4.2. Montagem do Modelo de Jujuba
Formar grupo de quatro a cinco alunos;
Fazer a bases de isopor;
Passar álcool no arame para deslizar melhor as balas;
Fixar o arame na base de isopor;
Colocar as balas no arame e com o auxilio do palito de dente, encaixar uma bala
na outra;
4.3. Prática de extração do DNA do morango
Retirar o talo verde do morango e cortá-lo em pequenos pedaços, colocar em um
saco plástico, fechar e amassar;
Adicionar o detergente, o sal e a água quente no saco plástico e misturar;
Passar a mistura pelo funil de vidro, com filtro de papel dentro do erlenmeyer;
Adicionar o álcool gelado. Colocar o dobro de álcool em relação a mistura do
morango;
Mexer a solução e aguardar 5 minutos;
Observar a solução.
5. Recursos materiais e humanos:
5.1. Materiais para a confecção do modelo didático:
Massa de biscuit;
Maisena;
Cola;
Óleo;
Vinagre;
Creme para as mãos;
Corante para alimentício;
Verniz;
Arame;
Madeira;
Data show
5.2. Materiais para confecção do modelo de DNA de jujuba:
Bala de jujuba;
Palito de dente;
5.3. Materiais para a prática de extração do DNA do morango
Morangos maduros
Saco plástico resistente
Tubo de ensaio
Filtro de papel (destes usados para coar café) com a base
Detergente doméstico
Sal de cozinha
Álcool gelado (colocado no congelador por 1 noite)
Bastão de vidro
Água morna (70o – 75
o C)
6. RESULTADOS ESPERADOS:
Visando que o conteúdo de genética é complexo e depende muito da fixação de
imagens que demonstre sua estrutura, um modelo didático da molécula do DNA irá
facilitar a compreensão dos conceitos que são abordados neste tema. O modelo
confeccionado pelos alunos com bala de jujuba também irá auxiliar na fixação do
conteúdo.
A prática de extração do DNA fará com que fique visível o DNA liberado, que
fica em filamentos brancos.
7. REFERÊNCIAS
ANDRADE, M. A. B. S. C. de; ANDRADE, A. M. de. O modelo de DNA e a biologia
molecular: inserção histórica para o ensino de biologia. Filosofia e História da
Biologia, v. 4, n. 1, p. 139-165, 2009.
JUSTINA, L. A. D.; FERLA, M. R.. A utilização de modelos didáticos no ensino de
genética-exemplo de representação de compactação do DNA eucarioto. Arquivos do
Museu Dinâmico Interdisciplinar, v. 11, n. 1, p. 35-40, 2013.
PIETROCOLA, Maurício. Construção e realidade: o realismo científico de Mário
Bunge e o ensino de ciências através de modelos. Investigações em ensino de
Ciências, v. 4, n. 3, p. 213-227, 1999.
SCHEID, N. M. J.; DELIZOICOV, D.; FERRARI, N. A proposição do modelo de
DNA: um exemplo de como a História da Ciência pode contribuir para o ensino de
genética. Associação Brasileira de pesquisadores em educação em ciências, v. 200,
n. 1, 2003.
SEPEL, L. M. N. LORETO, E. L. S. Estrutura do DNA em Origami–possibilidades
didáticas. Rev. Genética da Escola, v. 1, p. 3-5, 2007.
8. CONTRIBUIÇÃO DA ATIVIDADE PARA A FORMAÇÃO DOCENTE
Esta atividade promoveu uma nova experiência com a elaboração de um modelo
didático. Também torna-se importante, para que futuramente possamos utilizar os
mesmo recursos em nossas aulas e melhorar as técnicas a serem aplicadas.
Nome da cidade, ________ de _____________________ de 2014.
Professor Supervisor
Coordenador Subprojeto
UNESPAR - UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PARANÁ
Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência
EXTRAÇÃO DE DNA DE MORANGO (Fragaria ananassa – ROSACEAE)
Os morangos que consumimos hoje são resultado de cruzamentos de espécies diferentes que
ocorriam naturalmente na Europa (França e Rússia) e nas Américas (Chile e Estados Unidos).
Prestam-se muito bem para a extração de DNA porque são fáceis de serem macerados e quando
maduros produzem pectinases e celulases, que são respectivamente as enzimas que degradam os
reforços celulares de pectina e a celulose. Além disso, os morangos atuais são octaplóides, ou
seja, possuem 8 genomas!
MATERIAL NECESSÁRIO:
Morangos maduros
Saco plástico resistente
Tubo de ensaio
Filtro de papel (destes usados para coar café) com a base
Detergente doméstico
Sal de cozinha
Álcool gelado (colocado no congelador por 1 noite)
Bastão de vidro
Água morna (70o – 75
o C)
PROCEDIMENTO
Colégio Disciplina: Biologia Série:
Professor:
Data:___/___/_____
Aluno:_____________________________________________________________nº:______
Colocam-se 2 a 3 morangos em um saco plástico, umas 5 gotas de detergente, uma pitada de sal
de cozinha e um pouco de água morna. Macera-se tudo e filtra-se. Coloca-se sobre o filtrado o
mesmo volume de álcool gelado, com cuidado para que forme uma fase sobre o filtrado.
Aguarda-se um pouco e observa-se o DNA saindo do filtrado e passando para a fase do álcool.
Com o auxílio do bastão de vidro, fazendo-se movimentos giratórios, pode-se “pescar” os
filamentos que são as moléculas de DNA.
PERGUNTAS PARA FIXAÇÃO DO ASSUNTO DE AULA
EXTRAÇÃO DE DNA:
1) Qual a função de cada regente usado na extração simplificada do DNA explanada nesta aula
prática?
a) Do sal
b) Do detergente
c) Do álcool
2) O que se consegue ver seria o DNA puro?
3) Como se sabe que os filamentos são moléculas de DNA?
4) Se fosse RNA seria possível enrolá-lo como foi feito para o DNA? Por que?
Tópicos para discussão
1. Sobre as estruturas celulares e qual a sua composição
As membranas, celular e nuclear são compostas principalmente por lipídeos. As proteínas
encontram-se aprisionadas na bicamada lipídica.
Os organismos celulares são compostos por proteínas, ácidos nucléicos (DNA e RNA),
envolvidos por uma membrana.
As paredes celulares das células vegetais são compostas essencialmente por polissacarídeos.
As pequenas estruturas celulares são compostas por substâncias com diferentes propriedades
químicas, pelo que os procedimentos experimentais devem ser definidos de modo a separar um
determinado constituinte celular das restantes partes, sem causar muitos danos.
2. Onde se encontra o DNA na célula
Cerca de 99% do DNA encontra-se no núcleo da célula, o restante encontra-se em locais
específicos como exemplo, nas organelas (mitocôndria e os cloroplastos possuem o seu próprio
DNA). Apesar dessas organelas terem o seu próprio cromossomo elas não podem contar
somente com a sua informação contida neles, elas necessitam de genes especiais situados em
noutras organelas e, na maioria dos casos, nos cromossomos nucleares.
3. Sobre a função dos reagentes usados na experiência
3.1. Sal
A adição do sal (NaCl) no início da experiência proporciona ao DNA um ambiente favorável. O
sal contribui com íons positivos e negativos. Os positivos neutralizam a carga negativa do
DNA, e os negativos as histonas, permitindo que o complexo DNA+Histonas não se repila mais
e então se enovele. Se não fosse a presença do sal, ele poderia desintegra-se. Um outro fato, é
que o sal aumenta a densidade do meio, o que facilita a migração do DNA para o álcool.
3.2. Detergente
O detergente afeta a permeabilidade das membranas, que são constituídas, em parte, por
lipídeos. Com a ruptura das membranas os conteúdos celulares, incluindo as proteínas e o DNA,
são liberados e dispersam-se na solução. A função de algumas dessas proteínas é manter o DNA
enrolado numa espiral muito apertada.
3.3. Álcool
O DNA não se dissolve no álcool. Como resultado, o DNA precipita-se. Ele aparece à superfície
da solução porque é menos denso que a água e a mistura aquosa dos restos celulares.
4. Como se sabe que os filamentos são moléculas de DNA?
Porque, a partir de estudos das propriedades químicas dos filamentos sabe-se que estes têm as
mesmas propriedades das moléculas de DNA. Por exemplo, o RNA não se enrolaria no palito, o
DNA não é solúvel em álcool, é menos denso que a água, tem grande absorção de luz UV,
quando corado com brometo de etídio mostra-se fluorescente em luz UV.
UNESPAR - UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PARANÁ
Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência
Roteiro da aula prática
Materiais:
Bala de jujuba;
Palito de dente;
Arame;
Procedimento:
Fazer uma base com isopor;
Montar no 1° fio (limpo com álcool, para a jujuba deslizar melhor) o código genético
(DNA molde ou fita mãe: Citosina-vermelha, Citosina, Guanina-roxa, Timina-verde,
Timina e Adenina (laranja).
Fazer a comparação de fita filha com a fita mãe, Citosina com Guanina e Timina com
Adenina.
Realizar as pontes (com os palitos de dente) fracas- Adenina com a Timina (um palito
de dente) e as pontes-guanina com a Citosina (dois palitos de dente).
Colégio Disciplina: Biologia Série:
Professor: Data:___/___/_____
Aluno:_____________________________________________________________nº:______