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Ciências da Natureza e suas Tecnologias · Biologia 99
Volume 1 • Módulo 2 • Biologia • Unidade 3
Ervilhas:
Hereditariedade
e o Nascimento
da Genética
Ana Paula Penna da Silva, Daniel Cabral Teixeira, Fabiana Cordeiro, Fernanda Souza de Oliveira Campos, Onofre Saback dos Anjos e Silvana S. A. Mesquita
Introdução
Caro professor, A Unidade 3 é dedicada ao estudo do nascimento da Genética. Por essa razão, serão abordadas a primeira e a segunda lei de Mendel, além da herança genética ao longo das gerações. Esta Unidade está relacionada ao estudo da he- rança das características ao longo das gerações. Este material foi elaborado para funcionar como suporte do material do alu- no e traz propostas alternativas para serem utilizadas em sala de aula. A utilização de jogos e atividades adicionais estimula a utilização de recursos tecnológicos e a inserção no cotidiano do aluno. Esperamos que goste das atividades propostas. A Atividade 1 propõe um jogo divertido: o bingo das ervilhas. Observe, professor, que o bingo contém cartelas para a primeira e a segunda lei de Mendel. Se achar que os conteúdos são muito extensos para uma atividade inicial, você pode dividir o jogo em dois, inicialmente propondo a primeira lei de Mendel e, no final da Unidade, complementar com a segunda parte do jogo, que seria a se- gunda lei de Mendel. Na opção 2, temos o jogo tabelando com a genética, onde se pode, com a ajuda do excel, estudar o melhoramento de raças. Essa estratégia é comumente utilizada na Zootecnia, quando há interesse em utilizar a genética em favor da produção do direcionamento de animais com determinadas carac- terísticas genéticas. Na opção 3, temos um vídeo para promover a sensibilização ao estudo da genética, pois trata da importância dos estudos genéticos na pre
M
aterial
do
P
rofessor
venção e tratamento de doenças hereditárias. A proposta é a exibição do filme e posterior debate entre os alunos, através da mediação e orientação do professor. Para continuarmos, damos sugestões em relação às atividades pre- sentes no livro do aluno. Sugerimos a utilização dessas atividades no decorrer das aulas, de acordo com o conteúdo apresentado pelo professor. Para finalizar, em sua última aula, propomos uma revisão geral e avaliação do estudante. Para isso, apresenta- mos algumas possibilidades que estão nas seções O que perguntam por aí? e Sugestões de Avaliação.
Apresentação da unidade do material do aluno
Disciplina Volume Módulo Unidade Estimativa de aulas para essa unidade Biologia 1 2 3 4 aulas de 2 tempos
Titulo da unidade Tema
Ervilhas: Hereditariedade e o Nascimento da Genética
Primeira Lei de Mendel Segunda Lei de Mendel Heredogramas Objetivos da unidade
Aplicar as leis de Mendel.
Construir um heredograma.
Seções Páginas
Seção 1 - Gregor Mendel e suas ervilhas. 77 a 79
Seção 2 - A “Primeira Lei de Mendel”. 79 a 85
Seção 3 - A “Segunda Lei de Mendel”. 85 a 89
Seção 4 - Aprendendo mais com Árvores Genealógicas: os “Heredogramas”. 90 a 92
Atividade Inicial
Tipos de Atividades
Título da Atividade
Material Necessário Descrição Sucinta^
Divisão da Turma
Tempo Estimado
Bingo das ervilhas.
Impressão do material do bingo (uma cartela principal com os cru- zamentos e fenótipos possíveis, 20 cartelas para os alunos, quadro com os genótipos que serão recortados e sor- teados), saco ou caixa para guardar as peças a serem sorteadas, sementes (feijão, milho) para marcar as cartelas. Essa atividade foi retira- da do artigo publicado na revista Genética na Escola: http://genetica- naescola.com.br/vol-v1- -artigo-02/.
Jogo de bingo realizado em sala de aula, utilizando re- cursos simples, que têm como objetivo introduzir o tema hereditariedade.
A atividade poderá ser realizada indi- vidualmente ou em duplas, de forma a não ultrapassar 20 grupos, pois esse é o núme- ro máximo de cartelas.
40 min.
A importância da Genética na prevenção de doenças heredi- tárias.
Projetor multimídia, computador, Internet, lápis e folha.
Sensibilização para o estudo da genética através de 2 vídeos sobre a importância dos estudos genéti- cos na prevenção e tratamento de do- enças hereditárias. A proposta é a exibição do filme e posterior debate entre os alunos, através da mediação e orienta- ção do professor.
A turma toda 50 min.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias · Biologia 103
Melhorando raças domésticas.
Datashow com com- putador e arquivo da atividade disponível no pendrive.
Utilizar imagens de fluxogramas para visualizar os here- dogramas de uma forma mais simples, utilizando o tema melhoramento de raças. A partir daí, trabalhar o conceito de dominância e recessividade.
Individual 30 min.
Seção 1 - Gregor Mendel e suas ervilhas Página no material do aluno 77 a 79
Tipos de Atividades
Título da Atividade
Material Necessário Descrição Sucinta Divisão da Turma
Tempo Estimado
Por que você nasceu assim?
Datashow (op- cional), carto- lina (opcional), quadro.
Pesquisa quantitativa de al- gumas características físicas dos próprios alunos, a fim de identificarem a influência da genética.
Individual 30 min.
“Meu pé de ervilha”
Folhas de papel A4 em branco, cópias da imagem “variedades de ervilhas”, lápis de cor.
Proposta de criação, pe- los alunos, do “Meu pé de ervilha” através de desenhos e com auxílio da imagem, que mostra a diversidade de características das ervilhas estudadas por Mendel.
Grupos de 3 a 4 alunos 30 min.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias · Biologia 105
Seção 3 - A Segunda Lei de Mendel Página no material do aluno 85 a 89
Tipos de Atividades
Título da Atividade
Material Necessário Descrição Sucinta^
Divisão da Turma
Tempo Estimado
Grupos sanguíneos e transfusão de sangue
Material copiado para distribuição em sala
Questões discursivas com- plementares à Atividade 2 da Seção 4 da Unidade 3, para serem feitas em grupo.
Turma dividida em grupos de 4 alunos
20 min.
Cruzamento de moedas
Moedas e canetas esfero- gráficas
Proposta de atividade lúdica que envolve a formação de gametas e a realização de cruzamentos genéticos com ervilhas, utilizando moedas para representar a Segunda Lei de Mendel.
Turma dividida em grupos de 4 alunos
50 min.
Seção 4 - Aprendendo mais com Árvores Genealógicas: os Heredogramas
Página no material do aluno 90 a 92
Tipos de Atividades
Título da Atividade
Material Necessário Descrição Sucinta Divisão da Turma
Tempo Estimado
Coletando informações genéticas
Material didá- tico do aluno
Construção de um quadro com informações genéticas das famílias dos alunos, utilizando como caráter o indivíduo ser destro ou canhoto.
Participação dos alunos de forma individual
20 min.
Decifrando heredogramas
Material im- presso e distri- buído em sala aos alunos.
Aplicação de exercícios com uma série de heredogramas, para que os alunos decifrem o sistema de código utiliza- do com auxílio da legenda.
Turma dividida em grupos de 3 ou 4 alunos.
20 min.
Avaliação
Tipos de Atividades
Título da Atividade
Material Necessário Descrição Sucinta Divisão da Turma
Tempo Estimado
Questões do ENEM e da UERJ
Fotocópias em papel A
Sugerimos duas questões comentadas, retiradas de vestibulares passados, para que o aluno tenha maior contato com os tipos de questões cobradas pelas ins- tituições públicas de Ensino Superior.
A atividade pode ser indi- vidual
30 min.
Atividade Inicial
Tipos de Atividades
Título da Atividade
Material Necessário Descrição Sucinta^
Divisão da Turma
Tempo Estimado
Bingo das ervilhas.
Impressão do material do bingo (uma cartela principal com os cru- zamentos e fenótipos possíveis, 20 cartelas para os alunos, quadro com os genótipos que serão recortados e sor- teados), saco ou caixa para guardar as peças a serem sorteadas, sementes (feijão, milho) para marcar as cartelas. Essa atividade foi retira- da do artigo publicado na revista Genética na Escola: http://genetica- naescola.com.br/vol-v1- -artigo-02/.
Jogo de bingo realizado em sala de aula, utilizando re- cursos simples, que têm como objetivo introduzir o tema hereditariedade.
A atividade poderá ser realizada indi- vidualmente ou em duplas, de forma a não ultrapassar 20 grupos, pois esse é o núme- ro máximo de cartelas.
40 min.
Aspectos operacionais
Todo o material para impressão do bingo encontra-se disponível no no link http://geneticanaescola.com.br/ vol-v1-artigo-02/. Essa atividade foi retirada do artigo publicado na revista Genética na Escola. Como jogar:
- O professor deverá recortar os genótipos (Figura 1) e colocá-los dentro de um saco ou envelope, para que os mesmos sejam retirados e anunciados;
- Cada jogador deverá receber uma cartela (Figura 2). O professor retira a ficha contendo o genótipo respec- tivo ao bingo. Caberá ao jogador fazer o cruzamento e marcar na sua cartela aquele fenótipo representado com as figuras coloridas. Para controle dos genótipos que já saíram, o professor vai colocando os genótipos sorteados sobre os seus respectivos fenótipos na sua cartela principal(Figura 3);
Ciências da Natureza e suas Tecnologias · Biologia 109
O primeiro jogador que preencher a cartela pronuncia “Mendel”; o professor, nesse instante, deverá inter- romper o bingo para fazer a conferência e anunciar se, de fato, o jogador ganhou o jogo de bingo. Caso o jogador não tenha ganhado, o professor dará sequência ao jogo e poderá pedir ao jogador que blefou para pagar uma prenda ou responder a uma questão de genética, para que volte ao jogo. Sugere-se ao professor a entrega de brindes para os ganhadores para que, a cada rodada, os jogadores tenham mais expectativa. Para maior durabilidade do material e reutilizações do bingo, recomenda-se que o material (especialmente, as cartelas) seja plastificado;
No cruzamento das características, os genes dominantes virão antes dos recessivos; os dominantes serão representados pela letra maiúscula, e os recessivos, pela letra minúscula. A primeira lei de Mendel será representada pelas características: cor da ervilha (V), textura da ervilha (R), cor da vagem (F), forma da vagem (L), altura da planta (B) e posição das flores (P);
A cada momento dessa experiência, o professor poderá introduzir conceitos diretamente relacionados à genética e à explicação da utilização das letras para a representação do genótipo dominante e do recessivo. Além disso, o professor poderá,durante a brincadeira, introduzir esses conceitos da primeira lei, não somente relacionados a ervilhas, porém ao cotidiano do aluno de forma geral.
Texto suplementar: Mendel enrolado na dupla hélice http://geneticanaescola.com.br/vol-i2-artigo-08/.
Figura 1 - Os 24 genótipos da primeira lei de Mendel. O professor deve recortar cada genótipo e colocar num saco ou envelope.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias · Biologia 111
Figura 2 - Cartelas da primeira lei de Mendel num total de 20 cartelas: o professor deve imprimi-las em tamanho adequado para o manuseio, recortá-las e entregar uma para cada aluno.
(Recomenda-se que o professor plastifique as cartelas, para aumentar a reutilização).
Figura 3 - Cartela principal da primeira lei de Mendel. Essa cartela deve ficar com o professor, para que coloque os genótipos sorteados sobre o fenótipo correspondente.
Aspectos pedagógicos
O uso de jogos ajuda a promover maior interação entre os alunos, além de permitir a introdução dos conceitos de genética de forma divertida. Ao mesmo tempo, com esse jogo, poderemos trabalhar os conceitos relacionados à primeira lei de Mendel. Para isso, professor, indicamos materiais necessários para o trabalho com a turma toda.
Mesmo as doenças genéticas não são determinadas 100% pelos genes; o pesquisador fala da importância do meio ambiente (alimentação, consumo de bebidas, cigarro, etc.);
A importância do aconselhamento genético, principalmente, para mulheres que engravidam tardiamente e possuem maior chance de terem filhos com doenças genéticas; Aspectos éticos do uso da genética para descobrir doenças futuras do bebê. Esse ponto é bem interessante, porque muitas vezes enxergamos apenas os benefícios da ciência sem discutir as implicações éticas. No início do 2 o^ filme, a entrevistadora pergunta se não é muito delicado saber que sua filha, ainda em estágio embrionário, pode desenvolver câncer de mama. O que fazer diante dessas possibilidades, que são apenas predisposições e não determinações, já que não somos apenas geneticamente determinados?
A importância do meio (educação, cultura, etc.) na própria constituição da nossa inteligência, embora te- nha também um fator genético.
Aspectos pedagógicos
Antes de iniciar o vídeo, o professor pode questionar os alunos sobre a importância da Genética, porque eles mesmos já conhecem algumas aplicações dessa ciência, como, por exemplo:
melhoramento bovino, para produção de leite e carne de melhor qualidade; teste de DNA;
provavelmente, já ouviram falar em transgênicos, entre outros. Os alunos também devem ter ouvido falar em doenças genéticas ou hereditárias. Se preferir, você pode escla- recer as diferenças entre doenças hereditárias, congênitas e adquiridas. Por fim, um ponto interessante que provavelmente os próprios alunos podem destacar, principalmente em relação ao aconselhamento genético, é a contradição vivida em nosso país. Se, de um lado, temos as mais modernas técnicas genéticas para prevenção de doenças hereditárias - mas que é acessível a poucos -, de outro lado, a grande maioria da população não possui acesso básico à saúde. Segundo dados do IBGE (2010), 42,4% das mulheres dão à luz sem passar por, ao menos, 6 consultas com o médico (Ver link: http://delas.ig.com.br/saudedamulher/brasil-prenatal- -ainda-esta-longe-do-ideal/n1237778434746.html) Professor, Fique à vontade para acrescentar ou retirar alguns pontos sugeridos no debate.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias · Biologia 115
Atividade Inicial
Tipos de Atividades
Título da Atividade
Material Necessário Descrição Sucinta^
Divisão da Turma
Tempo Estimado
Melhorando raças domésticas.
Datashow com com- putador e arquivo da atividade disponível no pendrive.
Utilizar imagens de fluxogramas para visualizar os here- dogramas de uma forma mais simples, utilizando o tema melhoramento de raças. A partir daí, trabalhar o conceito de dominância e recessividade.
Individual 30 min.
Aspectos operacionais
Essa atividade foi planejada para ser acompanhada por toda a turma com a orientação do professor através da apresentação do arquivo “Melhorando raças domésticas” no datashow. Ao longo da apresentação, o professor condu- zirá os alunos a obterem as conclusões necessárias sobre os cruzamentos genéticos propostos.
A proposta é abordar os conceitos inicias da genética mendeliana a partir do melhoramento das raças e dos cruzamentos entre os animais domésticos, que foram sendo feitos pela humanidade desde os primórdios.
É importante que você: Abra o arquivo referente à atividade “Melhorando raças domésticas”. Leia o texto guia para os alunos, inter- pretando os novos termos genéticos.Caso não disponha de um datashow, pode ser feita a leitura coletiva dos textos- -guia e construção das tabelas e fluxogramas no quadro;
Comece explicando a eles quais são as possibilidades matemáticas de um encontro dos pares de genes materno e paterno. O primeiro texto-guia e o fluxograma 1 trabalham com a possibilidade de um fenótipo desejado se relacionar a um gene recessivo. A seguir, são apresentadas as possibilidades de cruzamentos e descendentes, de acordo com os fenótipos e genótipos possíveis da geração parental. Explore cada uma das tabelas propostas e deixe que os alunos respondam às questões propostas; O segundo texto-guia, associado a um segundo fluxograma, trabalha a possibilidade de um fenótipo dese- jado se relacionar a um gene dominante. Em seguida, também são apresentadas as possibilidades de cru-
Ciências da Natureza e suas Tecnologias · Biologia 117
Fenótipo\Genótipo
Descrição do fenótipo: Caída Rr ou RR Descrição do genótipo Ereta rr
- Quais os fenótipos possíveis?___________(Resposta:caída e ereta)
- Quais os genótipos possíveis?___________(Resposta:RR, Rr, rr)
Geração Parental
Possibilidade1:
Pai r r
Mãe R Rr Rr 100% Rr R Rr Rr
Possibilidade 2: Pai r r
Mãe
R Rr Rr 50% RR r rr rr 50% rr
- Qual é o percentual genótipo dos descendentes, caso a mãe seja homozigoto dominante (RR)?____________(res- posta: 100%Rr)
- Qual o percentual genótipo dos descendentes, caso a mãe seja heterozigota (Rr)?__________ ( resposta: 50% RR 50% rr) Texto-guia 2: Se um fenótipo desejado se relacionar a um gene dominante Agora, você é um criador de minhocas e quer realizar o melhoramento de duas raças que já possui: minhocas curtas e ativas X minhocas compridas e lerdas. Seu objetivo é obter minhocas mais ativas. Você tem como base que as minhocas ativas são dominantes (A), e as lerdas, recessivas (a); assim, quando cruzamos as lerdas entre as lerdas, sempre surgem minhocas 100% lerdas (aa). Descubra como é possível, através dos cruzamentos genéticos, obter somente minhocas ativas (AA ou Aa), mas lembre-se de que não podemos definir se uma minhoca ativa é hetero ou homozigota. Fornecemos o quadro de cruzamentos da geração parental com suas possibilidades entre minhocas ativas heterozigotas.
Análise dos resultados: Observe como as possibilidades de interpretação das informações contidas no texto- -guia foram expostas nas tabelas a seguir.
Fenótipo\Genótipo
Descrição do fenótipo: Ativas Aa ou AA Descrição do genótipo Lerdas aa
- Quais os fenótipos possíveis?___________(Resposta:ativa e lerda)
- Quais os genótipos possíveis?___________(Resposta:AA, Aa, aa)
Minhocas Ativas X Minhocas Ativas
Descrição do fenótipo: Ativas Aa ou AA Descrição do genótipo Possibilidade1: Pai A A
Mãe
A AA AA 100% AA A AA AA
Possibilidade2: Pai A a
Mãe
A AA Aa 50% AA 100% Ativas A AA Aa 50% Aa
Possibilidade3: Pai
A a 50% Aa 75% Ativas
Mãe A AA Aa 25% AA a Aa aa 25% aa 25% Lerdas
- Qual é o percentual genótipo dos descendentes, caso a mãe e o pai sejam homozigotos dominantes (AA)?_____________________(resposta: 100%AA)
- Qual é o percentual genótipo dos descendentes, caso a mãe seja homozigoto dominante (AA) e o pai heterozigoto (Aa)?______ ( resposta: 50% AA, 50% Aa)
- Qual é o percentual genótipo dos descendentes, caso a mãe e o pai sejam heterozigotos (Aa)? __________________ ( resposta: 50% Aa, 25% AA, 25% aa)
Aspectos pedagógicos
Nesta atividade, será importante que você apresente diversas situações em que o melhoramento de raças é feito sem que a pessoa tenha conhecimentos de genética, como no caso das galinhas, cães, gado, ovelhas, cabras, coelhos, ou no caso do trigo, mandioca, batata, milho, laranja, tomate, entre outros. Nossa expectativa é a de que os alunos atentem para a diversidade genética que se evidencia nos fenótipos, mas que um fenótipo não define se uma característica de dominância é dada por um fator heterozigoto ou homozigoto.
