1

ELIANA ELIZA FERNANDES

UNIDADE DIDÁTICA

APLICAÇÃO DO MAPA CONCEITUAL NO ENSINO DE BIOLOGIA SOBRE A GENÉTICA

CORNÉLIO PROCÓPIO, PARANÁ

2012

2

ELIANA ELIZA FERNANDES

UNIDADE DIDÁTICA

APLICAÇÃO DO MAPA CONCEITUAL NO ENSINO DE BIOLOGIA SOBRE A GENÉTICA

Unidade Didática apresentado ao Programa de Desenvolvimento Educacional – PDE da Secretaria de Estado da Educação do Paraná – SEED como parte integrante das atividades. Área de Conhecimento: Biologia Orientadora: Profa. Káthya Assmann Modesto

CORNÉLIO PROCÓPIO, PARANÁ

2012

3

FICHA PARA IDENTIFICAÇÃO PRODUÇÃO DIDÁTICO – PEDAGÓGICA

TURMA - PDE/2012

Título: APLICAÇÃO DO MAPA CONCEITUAL NO ENSINO DE BIOLOGIA SOBRE A GENÉTICA

Autor Eliana Eliza Fernandes

Disciplina/Área Biologia

Escola de Implementação do Projeto e sua localização

Colégio Estadual Padre Jerônimo Onuma – Ensino Médio e Normal

São Sebastião da Amoreira

NRE Cornélio Procópio

Município da escola São Sebastião da Amoreira

Núcleo Regional de Educação

Cornélio Procópio

Professor Orientador Káthya Assmann Modesto

Instituição de Ensino Superior

UENP – Campus Cornélio Procópio

Relação Interdisciplinar

Resumo O presente trabalho constitui-se como um apoio aos professores de Biologia do Ensino Médio da Rede Pública Estadual de Ensino do Estado do Paraná, sendo também parte do processo de formação continuada do Programa de Desenvolvimento Educacional (PDE), promovido pela Secretaria de Estado da Educação (SEED). A elaboração deste material surgiu pela iniciativa em disponibilizar um material que pudesse promover a integração dos conteúdos biológicos com os mapas conceituais. O ensino de Biologia objetiva o estudo e a constante busca por explicações sobre a VIDA em sua totalidade, ou seja, por todos os seres que habitam a terra, e para que isso ocorra satisfatoriamente,

4

cabe ao professor aliar em sala de aula teoria e práticas através de metodologias que contemplem esse ensino e seja significativo para os alunos.

Palavras-chave Mapa Conceitual. Biologia. Genética. Metodologias. Hereditariedade.

Formato do Material Didático

Unidade Didática

Público Alvo

(indicar o grupo para o qual o material didático foi desenvolvido: professores, alunos, comunidade...)

A Unidade Didática é indicada para alunos do 3º ano do Ensino Médio.

5

UNIDADE DIDÁTICA

DADOS DE IDENTIFICAÇÃO

Professor PDE: Eliana Eliza Fernandes Área/Disciplina PDE: Biologia NRE: Cornélio Procópio Professor Orientador IES: Káthya Assmann Modesto IES vinculada: UENP Escola de Implementação: Colégio Estadual Padre Jerônimo Onuma Público objeto da intervenção: Alunos do 3º “B” TEMA DE ESTUDO DO PROFESSOR PDE

As ciências biológicas e suas implicações para o ensino de biologia

TÍTULO

Aplicação do mapa conceitual no ensino de Biologia sobre a Genética

APRESENTAÇÃO

O presente trabalho constitui-se como um apoio aos professores de Biologia do

Ensino Médio da Rede Pública Estadual de Ensino do Estado do Paraná, sendo também

parte do processo de formação continuada do Programa de Desenvolvimento Educacional

(PDE), promovido pela Secretaria de Estado da Educação (SEED).

A elaboração deste material surgiu pela iniciativa em disponibilizar um material

que pudesse promover a integração dos conteúdos biológicos com os mapas conceituais.

O ensino de Biologia objetiva o estudo e a constante busca por explicações sobre

a VIDA em sua totalidade, ou seja, por todos os seres que habitam a terra, e para que

isso ocorra satisfatoriamente, cabe ao professor aliar em sala de aula teoria e práticas

através de metodologias que contemplem esse ensino e seja significativo para os alunos.

A Unidade Didática em questão está associada ao estudo da disciplina de

Biologia, bem como seu conteúdo estruturante Manipulação Genética e o conteúdo

básico Transmissão das Características Hereditárias, Primeira Lei de Mendel.

6

Para tanto serão utilizado construção de mapas conceituais, partindo de relatórios

descritivos, objetivando detectar a possibilidade de identificação do conhecimento

cientifico utilizado na geração de inovações.

Dessa forma, propondo os conteúdos a serem abordados, pretende-se que o

trabalho pedagógico seja permeado por uma concepção metodológica que permita a

análise sobre as implicações dos avanços biológicos. Não se deve prender o conteúdo

em apenas uma forma metodológica, mas inserir o aluno no contexto através de várias

metodologias pertinentes ao tema.

Entendendo a Ciência da Informação como uma área cujo campo de atuação,

entre outras coisas, se preocupa com o processo de produção e uso do conhecimento e

também com a avaliação da produção científica, espera-se que a presente pesquisa possa trazer

contribuições para a melhor compreensão da produção científica, bem como para estudos

qualitativos de avaliação dos impactos da produção científica. Por outro lado, é também

uma oportunidade para estudar novas possibilidades de uso de mapas conceituais.

Desejo que este material contribua para novos estudos e aprimoramento de

metodologias e práticas pedagógicas compatíveis com as necessidades de nosso tempo.

2 METODOLOGIA

Considerando a dificuldade do estudante em reconhecer os conhecimentos

biológicos da genética no cotidiano ou no conhecimento prévio, proponho uma forma

aquilatada dos alunos e professores realizarem as leituras dos conhecimentos, de forma a

realizar os registros desses conhecimentos com o auxilio do mapa conceitual.

Para tanto, caberá aos alunos o registro do conhecimento biológico através de

mapas conceituais, buscando a compreensão do estudante na concepção dos conceitos

biológicos.

Será desenvolvida a elaboração de mapas conceituais dos conhecimentos

prévios dos alunos, para que posteriormente seja elaborado o mapa conceitual sobre a

genética, facilitando o entendimento dos conceitos biológicos e relacionando-os com o dia

a dia de cada aluno.

Essa Unidade Didática é composta por três temas para que seja compreendido a

genética, portanto, o primeiro tema será “Os Seres Vivos e a Célula”, o segundo tema

será “Hereditariedade” e por fim será esclarecido sobre “Mendel e a Genética – os

7

principais conceitos e a Primeira Lei de Mendel”, aonde propriamente será aplicado o

mapa conceitual.

De acordo com as Diretrizes Curriculares da Educação Básica do Estado do Paraná

(2008) o ensino de Biologia firma-se na construção a partir da práxis do professor.

Partindo deste princípio, pretende-se na abordagem teórico metodológica da pesquisa,

considerar os procedimentos metodológicos usados na pedagogia histórico crítica que

envolve ação-reflexão-ação.

Retomando as características da teoria que está por trás do mapeamento

conceitual, que é a teoria cognitiva de aprendizagem de David Ausubel (1978/1980), esta

corresponde a uma técnica desenvolvida por Joseph Novak, como já visto anteriormente.

Portanto, o conceito básico que aqui foca-se é o da teoria da aprendizagem significativa,

proposto por Ausubel. A aprendizagem é dita significativa quando uma nova informação

contrai significados para o aprendiz através de uma espécie de ancoragem em aspectos

relevantes da estrutura cognitiva que já existe no indivíduo, com grau de clareza,

estabilidade e diferenciação.

O interesse em desenvolver essa metodologia é que nesse instrumento está o fato

dos alunos poderem ser usados nas demonstrações das relações significativas entre os

conceitos ensinados em sala de aula e sua relação cotidiana. As interpretações são

concisas das estruturas conceituais que estão sendo ensinadas e devem facilitar a

aprendizagem das estruturas, permitindo ao professor e ao aluno evidenciar o que estão

construindo, observando como os conceitos se relacionam nas estruturas cognitivas.

Os mapas conceituais são úteis em sala de aula, pois através dele os alunos

podem compreender novos conceitos através da organização do conteúdo conceitual,

levando a integração do mesmo e o desenvolvimento da capacidade do uso de diferentes

linguagens. Para os professores o mapa conceitual auxilia na compreensão da

“compreensão” dos estudantes, facilitando o ensino, pois esclarecem através de uma

imagem geral, integral dos conteúdos; ajudam na visualização dos conceitos e suas

relações, bem como auxiliam na avaliação dos estudantes.

Mapas conceituais foram desenvolvidos para promover a aprendizagem

significativa. A análise do currículo e o ensino sob uma abordagem ausubeliana, em

termos de significados, implicam: 1) identificar a estrutura de significados aceita no

contexto da matéria de ensino; 2) identificar os subsunçores (significados) necessários

para a aprendizagem significativa da matéria de ensino; 3) identificar os significados

preexistentes na estrutura cognitiva do aprendiz; 4) organizar seqüencialmente o

conteúdo e selecionar materiais curriculares, usando as idéias de diferenciação

8

progressiva e reconciliação integrativa como princípios programáticos; 5) ensinar usando

organizadores prévios, para fazer pontes entre os significados que o aluno já tem e os

que ele precisaria ter para aprender significativamente a matéria de ensino, bem como

para o estabelecimento de relações explícitas entre o novo conhecimento e aquele já

existente e adequado para dar significados aos novos materiais de aprendizagem. Mapas

conceituais podem ser utilizados como recursos em todas essas etapas, assim como na

obtenção de evidências de aprendizagem significativa, ou seja, na avaliação da

aprendizagem.

Tema 1 - Os Seres Vivos e a Célula

Atividade:

Estudo das Características dos Seres Vivos e da Célula

Objetivos:

Reconhecer as partes constitutivas das células;

Reconhecer o microscópio como instrumento para a visualização de células e suas

estruturas;

Compreender como a vida existe e como ela se mantém;

Identificar as principais características que determinam a vida de um ser vivo;

Introdução

Você já parou para pensar que características determinam e diferenciam os seres

vivos dos objetos inanimados? Como, na história do homem se consegui estabelecer esta

diferença? Por que este conhecimento se tornou um fator importante para a humanidade?

- Que condição determina a classificação das ‘coisas’ em objeto ou em ser vivo?

Sabemos que condição de ser vivo não está somente relacionada à sua

existência, pertencer ou não a este mundo, mas também às respostas que estes

seres dão aos estímulos recebidos deste ambiente, alterando-o e sendo alterado por ele.

9

Contudo, sabemos que o entendimento a cerca do fenômeno vida, mudou

completamente a partir da invenção do microscópio ao final do século XVII, pois o mundo

microscópico começava a ser desvendado. Os estudos não pararam, e com o

aperfeiçoamento do microscópio e com a evolução do próprio pensamento cientifico, em

meados do século XIX é que realmente foi confirmado que apesar de distintos em

tamanho, organização e função, os seres vivos apresentam em comum, o fato de serem

formados por células. Iniciava-se a Teoria Celular Moderna!

Visualizando e Diferenciando a célula animal da vegetal

1ª. Atividade

Vamos organizar esta atividade de diferenciação da célula animal da célula vegetal.

Para tanto, vamos separar:

Uma cebola pequena;

Células da mucosa bucal;

Uma pinça e um conta-gotas;

Lâmina e lamínula de vidro;

Corante - violeta de genciana.

Retire com a pinça as escamas secas da cebola até encontrar as escamas

interiores, brancas e suculentas. Observe e retire com a pinça uma pele bem fina que

fica sobre as escamas internas. Escolha um pedacinho e coloque-o sobre a lâmina

pingando uma gota de água e uma gota do corante. Observe ao microscópio e responda

em seu caderno:

10

a) Compare a epiderme da cebola com a epiderme humana.

b) O que você observou de diferente entre elas?

c) Faça um desenho representativo da epiderme da cebola e compare com as células

da mucosa bucal. É possível identificar diferenças entre elas?

2ª. Atividade

Montagem de um modelo celular

Vamos realizar uma oficina para montagem de uma célula. Para tal atividade

organize junto com o seu professor os seguintes materiais:

Uma vasilha transparente;

Gel transparente – este material pode ser: gelatina branca; gel para artesanato ou

gel de cabelo (a escolha e a quantidade do material ficarão a critério da turma);

Peças de brinquedo usadas, pedaços de tecido, barbante, palitos de diferentes

formatos e tamanhos, etc. Materiais que possam representar os componentes

celulares;

Após a montagem das células a equipe realizará em seu caderno a seguinte

atividade:

a) Compare os desenhos da epiderme da cebola e da mucosa da boca observados na

aula de microscopia com o modelo celular produzido. É possível identificar diferenças

entre elas? O que você observou de diferente?

11

Tema 2 - A Hereditariedade

Atividade:

Estudo da Estrutura da Molécula de DNA e sua relação com a hereditariedade.

Objetivos:

Relatar, brevemente, o histórico das antigas hipóteses relacionadas à

hereditariedade;

Identificar o Cromossomo (DNA) como um dos elementos constituintes da Célula;

Compreender que é através dos genes, contidos no DNA, que são transmitidas as

características hereditárias dos seres vivos.

Introdução

Geralmente, quando nos deparamos com o espelho, sentimos que nos

parecemos com outras pessoas de nossa família. Alguns dias sentimo-nos parecidos com

nossos pais, outro dia com nossos avós, ou com um irmão mais velho, um primo. Porém,

você já parou para analisar como as características familiares são transmitidas? Você

sabe qual é a importância da hereditariedade para que seja possível a permanência dos

seres vivos aqui na Terra? Será que existe uma relação entre hereditariedade e o número

de seres vivos?

Falco (2011) afirma que o fenômeno da hereditariedade é uma parte central da

definição da vida, pois a célula cria a maquinaria para adquirir matéria-prima do meio

ambiente para construir, a partir dela própria, uma nova célula com sua própria imagem e

com uma cópia da informação hereditária, sendo assim, somente as células, ou seja, os

seres vivos possuem essa capacidade.

1ª. Atividade

12

Visualizando a molécula de DNA condensada

Para tal atividade organize junto com o seus alunos os seguintes materiais:

Um pacote de morangos;

Um saco plástico;

20ml de detergente líquido incolor;

Uma colher (chá) de cloreto de sódio (sal de cozinha);

Gase;

40ml de Álcool 70%;

Um copo de vidro de boca larga ou um copo Becker de laboratório.

Procedimento:

Colocar um ou dois morangos dentro do saco plástico e amassá-los.

Adicionar a esta mistura os 20ml de detergente líquido incolor e uma colher (chá)

de cloreto de sódio, coar com um pedaço de gase.

À mistura coada, adicionar 40ml de álcool e mexer.

Deixar descansar por alguns minutos. Após será possível observar duas camadas:

uma inferior de cor avermelhada e densa situada no fundo do copo e uma outra

suspensa e esbranquiçada os quais são os filamentos de DNA.

* (FONTE: Livro Didático Público, SEED – PR, 2006).

Tema 3 - Mendel e a Genética

13

Atividade:

Estudando a Genética Mendeliana e seus Principais Conceitos

Objetivos:

Conhecer em linhas gerais a história de Mendel;

Discutir algumas considerações sobre a Primeira Lei de Mendel;

Conhecer os principais conceitos da terminologia em genética;

INTRODUÇÃO AO TEMA

Da Genética Mendeliana, e esta tem como conceito o fator hereditário que

determina as características de um indivíduo, sendo introduzida por Gregor Mendel em

1865, mesmo que não tenha se referido a determinado conceito como gene. Antes da

descoberta que Mendel efetivou a genética tinha a noção de apenas uma herança

mesclada, ou seja, tanto o esperma quanto o óvulo tinham informações de cada pessoa

que as possuíssem, e que ao se cruzarem estavam mesclando tais essências para formar

um novo ser. Através de seus experimentos, Mendel propôs uma nova teoria na

explicação da herança, chamada de herança particulada.

Conforme estudos de Mendel deveriam ser criados unidades genéticas

independentes, as quais seriam herdadas de geração a geração.

Na genética como em toda a biologia se faz necessário a utilização de diversos

conceitos, importantes para a compreensão de certos processos e fenômenos. Na

genética mendeliana usamos quatro conceitos importantes relacio- nados ao estado de

determinada característica. O termo heterozigoto ou híbrido é usado para designar os

indivíduos que carregam um par de genes diferentes, por exemplo, um dominante e um

recessivo (Aa). Já o termo homozigoto é usado para designar indivíduos de linhagens

puras, que carregam um par de genes iguais, dominantes ou recessivos (AA ou aa).

Desta maneira, um indivíduo AA é dito homozigoto dominante; um indivíduo Aa,

heterozigoto; e um indivíduo aa, homozigoto recessivo.

Outros dois conceitos muito comuns são o de genótipo e fenótipo. Como vimos

anteriormente, no caso da cor das ervilhas, se um indivíduo for Aa e outro for AA, isto quer

dizer que temos dois genótipos (cada par de genes) diferentes, que expressam o mesmo

fenótipo, a cor amarela, já que A domina sobre a, e, portanto, tanto Aa, como AA irão

14

determinar a cor amarela. Muitas vezes utiliza-se o termo alelo para designar um gene.

Assim o par de alelos (ou genes) AA determina a cor amarela e o par de alelos (ou genes)

aa, a cor verde.

É bom saber que o gene até pouco tempo atrás era um conceito puramente

abstrato, ou seja, a existência deste fator hereditário só podia ser inferida (podendo ainda

hoje) da observação das relações matemáticas precisas nas gerações filiais originadas de

dois indivíduos parentais geneticamente diferentes.

1ª. Atividade

DOMINANTE OU RECESSIVO?

Vamos agora realizar a uma atividade que ajudará seus alunos a entender certos

conceitos em genética! Proponha a seguinte atividade:

Você já deve ter observado que algumas pessoas têm características, ou realizam

pequenos gestos, que outras não possuem ou não conseguem fazer, como por exemplo:

Covinha ou linha no queixo;

Presença de sardas;

Capacidade de enrolar a língua em forma de canudo;

Lobo da orelha preso, em relação ao lobo solto;

Cabelo liso em relação ao cabelo crespo.

Monte um mapa conceitual e, usando letras (maiúsculas e minúsculas) para

representar os genes, suponha entre as características citadas, quem é dominante e

quem é recessivo e inicie seu mapa conceitual. Observe outras características e as

relacione em seu mapa. Ao final apresente-a para seus colegas e professor.

15

2ª. Atividade

TESTANDO A ‘CASUALIDADE’

O aspecto essencial da Primeira Lei de Mendel é que, na formação das células

sexuais, os genes se separam e, depois, se reúnem ao acaso.

Vamos realizar a prática para ver se o acaso dá um resultado constante.

para tal atividade vamos nos organizar para obter os seguintes materiais: um saco

opaco de papel, envelope ou uma sacola (o material não pode ser transparente); 80

peças de duas cores diferentes (40 de cada cor). Estas peças podem ser de encaixe,

botões, feijões, ou qualquer outro material alternativo que seja acessível. Monte um mapa

conceitual. Depois de organizado o material siga os passos:

1. Coloque no saco opaco 40 *peças brancas e 40 *peças pretas;

2. Retire duas peças de cada vez e observe a combinação, por exemplo: preto x

preto e peça ao seu colega que anote na tabela;

3. Repita o processo até terminar todas as peças do pacote;

4. Após completar a tabela, verifique os totais e coloque as porcentagens;

5. Agora, observando os resultados do mapa conceitual, responda em seu caderno:

Qual foi o resultado do acaso?

O resultado obtido confirma (ou não) a teoria Mendeliana? Por quê?

3ª. Atividade

16

INTERPRETANDO UM HEREDOGRAMA

O Albinismo é uma doença determinada por um par de genes alelos recessivos

(aa). Os indivíduos normais são homozigotos dominantes (AA) ou heterozigostos (Aa).

O heredograma abaixo pertence a uma família em que alguns indivíduos

apresentam casos de albinismo.

Analise o heredograma:

Agora responda:

1. Determine os genótipos de todos os indivíduos;

2. Explique porque o albinismo só aparece na geração III.

17

3. Todos os indivíduos normais possuem o gene A?

4. Construa o mapa conceitual sobre a Primeira Lei de Mendel.

18

REFERÊNCIAS

BIOLOGIA/vários autores. Livro Didático Público. Curitiba: SEED – PR, 2006. BORÉM, Aluízio; VIEIRA, Maria Lúcia Carneiro. Glossário de Biotecnologia. Viçosa: Folha de Viçosa, 2005. CIB. Conselho e Informações sobre Biotecnologia. Tempocópia. 2006.

FIOCRUZ. Célula animal. Disponível em:

<http://www.invivo.fiocruz.br/celula/celula_animal.htm> Acesso em: 18/10/2012. FIOCRUZ. Célula Vegetal. Disponível em: <http://www.invivo.fiocruz.br/celula/celula_vegetal.htm# >Acesso em: 18/10/2012 FUTUYMA, J. D. Biología Evolutiva. Ribeirão Preto: Sociedade Brasileira de Genética/ CNPq, 1992. JUNQUEIRA, L. C. U. e CARNEIRO, J. Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1987.

JUNQUEIRA, L.C. e CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. Rio de

Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. LIMA, Celso Piedemonte de. Genética: o estudo da herança e da variação biológica. São Paulo: Ática, 1996.

LIOTTI, Luciane C. Imagem: Características das Ervilhas. Curitiba. Novembro,

2008. PARANÁ. Diretrizes Curriculares de Biologia. Curitiba/SEED-PR. 2008.

RIBEIRO, R. P.; NÚÑEZ, I. B. Pensando a aprendizagem significativa: dos mapas conceituais às redes conceituais. In: NÚÑEZ; I.B.; RAMALHO, B.L. (Orgs.). Fundamentos do ensino-aprendizagem das ciências naturais e da matemática: o novo ensino médio. Porto Alegre: Sulina, 2004. p. 201-225.