Reconhecer a catalase como componente do corpo humano.

Explicar a ação da catalase.

Verificar a presença da catalase em alimentos.

Catalisação

Atividade 1

O professor deverá iniciar o estudo desse tema perguntando aos seus alunos: quando alguém sofre um ferimento leve, como um pequeno corte ou um arranhão, o que se faz enquanto primeiros socorros, geralmente em casa ou no local onde aconteceu o acidente? 

Ouça as respostas que deverão variar, mas que deverão se centrar em: lavar o machucado com água e sabão, colocar água oxigenada e mertiolate (ou similar).

Após ouvir as considerações dos alunos, dando continuidade a esse diálogo, lance novas perguntas, como: O que é água oxigenada?  O que acontece quando ela é colocada no ferimento? Por que ela borbulha em contato com um ferimento?

Exibir imagens como as indicadas a seguir utilizando o aparelho data show.

Fonte da imagem: http://www.phloraceae.com.br/wp-content/uploads/2010/08/primeiros-socorros.jpg  Acessado em 11/12/2020.

Fonte da imagem: http://4.bp.blogspot.com/_YOFJjZngo70/TCp7PjEFnPI/AAAAAAAABpY/6Et07kRr8iA/s1600/oxigenada+10+volumes.jpg  Acessado em 11/12/2010.

Fechamento da discussão com um pequeno texto que deverá ser digitado pelo professor e disponibilizado para cada aluno.

Por que a água oxigenada borbulha quando colocada em um ferimento?

A água comum é composta de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio - daí a fórmula H₂O. Já a água oxigenada, como está dito em seu nome, tem um átomo de oxigênio a mais. Forma-se, assim, o peróxido de hidrogênio (seu nome científico), ou H₂O₂. "É uma substância bem perigosa, que pode causar sérias lesões na pele se utilizada pura. Por isso, só é usada nesse estado por profissionais em laboratórios químicos", diz o farmacêutico José Carlos Nassute, da Universidade Estadual Paulista (Unesp). A água oxigenada vendida como anti-séptico em farmácias vem diluída em água comum, com sua concentração classificada em volumes - o mais fraco é o volume 10, para aplicação caseira, enquanto o 20 é mais utilizado em hospitais.

Pura, sem diluição, a água oxigenada é uma substância perigosa, que pode causar sérias lesões na pele, pois esse átomo de oxigênio adicional torna a água oxigenada muito instável, ou seja, ao expor a substância ao ar, ela perde facilmente aquele oxigênio adicional. Por isso, os frascos de água oxigenada devem ser mantidos sempre muito bem fechados.

O nosso sangue (e o plasma) presente em feridas expostas contém substâncias  - como a enzima catalase - que reagem quimicamente com a água oxigenada, provocando a liberação mais rápida do átomo de oxigênio que estava “sobrando”. A liberação deste oxigênio faz o líquido borbulhar e no final só fica mesmo a água. Nesse sentido a catalase é um catalisador da reação de decomposição da água oxigenada.

Sendo assim, observamos a ação da catalase em nosso organismo quando colocamos água oxigenada em um ferimento. Logo que a água oxigenada entra em contato com o sangue, formam-se muitas bolhas devido à liberação de oxigênio. Isso significa que a água oxigenada está se decompondo rapidamente.  O uso da  água oxigenada é para a assepsia, pois o processo de desprendimento do oxigênio instável da solução acaba matando grande parte das bactérias que poderiam provocar uma inflamação no local.

Embora a maioria das pessoas use a água oxigenada como um anti-séptico, a verdade é que ela não é um antimicrobiano tão bom assim. A formação da espuma é pelo fato de o sangue e as células conterem a enzima catalase. Como um corte ou um arranhão contem sangue e células danificadas, existe grande quantidade de catalase ao redor dessa região. Quando a catalase entra em contato com o peróxido de hidrogênio, acaba transformando-o em água (H₂O) e gás oxigênio (O₂): 2H₂O₂ --> 2H₂O + O₂. A catalase faz isso de maneira extremamente eficiente, com até 200 mil reações por segundo. E as bolhas que vemos na espuma são bolhas de oxigênio puro. Se colocarmos um pouco de peróxido de hidrogênio em uma batata cortada irá acontecer a mesma coisa e pela mesma razão: a catalase nas células danificadas da batata irá reagir com o peróxido de hidrogênio. A água oxigenada não forma espuma em uma garrafa ou na pele sem ferimento porque não há catalase para ajudar a reação a ocorrer, e ela é estável à temperatura ambiente.

Fontes do texto:

http://quymicanocotidiano.blogspot.com/ Acessado em 11/12/2010.

http://mundoestranho.abril.com.br/saude/pergunta_286281.shtml Acessado em 11/12/2010.

Dinâmica para o estudo do texto.

Os alunos deverão fazer uma primeira leitura do texto, individual e silenciosa. Em seguida, cada aluno deverá ler uma frase em voz alta e os demais acompanham. O professor deverá ir tecendo comentários e prestando esclarecimentos ao longo dessa segunda leitura do texto. Após esse estudo do texto, o professor deverá distribuir os alunos em grupos de três para que discutam as questões propostas e registrem em seus cadernos suas considerações para a socialização após a discussão.

Questões propostas para discussão

O que diferencia a água comum da água oxigenada?

O que diferencia a água oxigenada de 10 e 20 volumes quanto: (i) à constituição molecular e  (ii) à utilização.

Qual substância existente no plasma sanguíneo reage quimicamente com a água oxigenada? Que tipo de reação química é essa? Quais são os reagentes? E os produtos?

Qual é a classificação bioquímica de catalase?

Por que a água oxigenada é usada em ferimentos como um antimicrobiano?

Por que não há formação de espuma quando colocamos água oxigenada na pele sem ferimentos?

Fechamento

Após a discussão nos grupos de 3 alunos, o professor deverá organizar a sala para a socialização das respostas às questões propostas por cada grupo. A cada grupo ficará destinada uma questão. Os demais poderão complementar ou pedir mais esclarecimentos. O professor deverá mediar a discussão, primando pela cordialidade e o respeito mútuo e auxiliar os grupos que porventura estiverem confusos ou não conseguirem argumentar satisfatoriamente.

Atividade experimental  1

Faremos, agora, de uma maneira prática, uma experiência em que poderemos confirmar a atuação de uma das enzimas existentes no corpo humano: a catalase. As enzimas são biocatalisadores que aceleram as reações químicas que acontecem no organismo.

Material: *Um pedaço de fígado de boi; * água oxigenada (disponível em farmácias); * vidro com tampa; * vareta de madeira.

Procedimento

1- Coloque a água oxigenada em um vidro. Acrescente o fígado e tampe o recipiente.

2- Observe o que começa a acontecer imediatamente.

Como você explica o que está acontecendo? R. A CATALASE existente no fígado imediatamente começa a decompor a água oxigenada. Durante a reação, você verá diversas bolhas correndo para a superfície, mas a tampa evitará que escape do vidro.

3- Acenda a extremidade da vareta e sopre-a até apagar. Abra a tampa do vidro e coloque a vareta em seu interior.

O que aconteceu? Como você explica o que aconteceu? A vareta se inflamará, pois há mais oxigênio dentro do vidro que no ar ao seu redor.

Instruções aos alunos:

Discuta com os colegas de seu grupo os resultados da experiência e anote-os. Em seguida elabore as conclusões do grupo e registre-as.

CONCLUSÕES:  O fígado humano é como uma fábrica que produz milhares de produtos químicos. Para isso, utiliza enzimas, como a catalase, que decompõe a água oxigenada. Com essa experiência pode-se verificar  como atua a enzima catalase, presente no fígado. O fato de a vareta se reacender prova que o oxigênio é produto de uma reação química.

Atividade experimental  2 - Verificando a presença de catalase em diferentes alimentos

Nesta experiência você testará a presença de catalase em diferentes alimentos que ingerimos diariamente. Para fazer o teste coloque o alimento em um pires e goteje água oxigenada sobre ele. A presença de catalase será indicada pela efervescência. Sugerimos alguns alimentos, mas se você não os tiver em casa, poderá escolher outros.

Essa atividade poderá ser realizada em casa, desde que se tenha os devidos cuidados ao lidar com o fogão. Deverão verificar a ação da água oxigenada em diferentes tipos de alimentos, crus e cozidos. Anotar os resultados e trazer seus registros na próxima aula.

Algumas sugestões de alimentos a serem testados: carne crua e cozida; fígado cru e cozido; leite fervido e não fervido; feijão cru e cozido, bem esmagado; arroz cru e cozido, bem esmagado; alface bem esmagada; batata crua e cozida, bem esmagada; farinha de trigo; tomate bem esmagado; pão.

Resultados e discussão.

Quais alimentos foram testados?

Desses alimentos, quais contêm catalase?

Nos alimentos testados crus e cozidos houve diferença nos resultados? Como você explica isso?

R. A água oxigenada praticamente não se decompõe nos alimentos cozidos. Isso acontece porque a catalase se transforma em outra substância quando é aquecida. Esta nova substância não é catalisadora da água oxigenada, portanto, não promove a sua decomposição: H₂O₂ ---> H₂O + O₂.

Fonte da imagem: http://i.ytimg.com/vi/QWxzhBCjqv4/0.jpg Acessado em 12/12/2010

A fim de ampliar os conhecimentos dos alunos acerca da importância  das enzimas, especialmente a catalase, para o metabolismo dos seres vivos, bem como os usos que se fazem desse biocatalisador propomos que a última atividade no estudo desse tema seja no laboratório de informática, onde possam, em pequenos grupos, acessar matérias sobre o assunto nos seguintes endereços.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Catalase (acessado em 12/12/2010) - Além de outras informações importantes o texto aponta uso industrial da catalase. 

http://enzimas2000.vilabol.uol.com.br/intro.htm (acessado em 12/12/2010) -  O que são as enzimas e se papel biológico. 

http://enzimas2000.vilabol.uol.com.br/const.htm  (acessado em 12/12/2010) - Caracterização bioquímica das enzimas 

http://enzimas2000.vilabol.uol.com.br/atua.htm (acessado em 12/12/2010) - Forma de atuação das enzimas 

http://enzimas2000.vilabol.uol.com.br/nome.htm(acessado em 12/12/2010) - Nomenclatura das enzimas.    

Os temas sugeridos para a pesquisa são os apontados após o endereço, no comentário sobre o que é tratado em cada um.

O professor deverá distribuir os alunos em pequenos grupos para que possam fazer a pesquisa na internet. Deverá também fornecer aos alunos, por escrito, as fontes para as pesquisas, a fim de que possam trabalhar com organização e autonomia. Cada grupo deverá fazer a leitura de todo o texto e, em seguida, registrar aquilo que considerar mais importante. Cada dois grupos poderão pesquisar o mesmo tema com vistas à ampliação do debate.

Após a realização das pesquisas, o professor deverá organizar o espaço para a socialização das informações mais importantes por tema. Os grupos que pesquisaram o mesmo tema deverão se ajudar mutuamente na exposição e explicações. Cabe ao professor ressaltar informações não contempladas e prestar esclarecimentos para as dúvidas apresentadas e que os grupos não souberem responder.

Possibilidade de interdisciplinaridade

O tema possibilita um trabalho abordando primeiros socorros e medidas preventivas de acientes domésticos, envolvendo áreas de conhecimento como Ciências/Biologia, Português (textos) e matemática (dados estatísticos).  Nesse sentido, os professores precisam planejar juntos os itens a serem abordados em cada disciplina de modo a possibilitar os alunos a construção da interdisciplinaridade.

http://enzimas2000.vilabol.uol.com.br/inicio.htm Acessado em 12/12/2010.

 AMBROGI, A.; LISBÔA, J.C.F. Misturas e substâncias; Reações Químicas. Série “Ciências para o 1º Grau”. São Paulo: CECISP: Mosaico, 1983.

A avaliação do conteúdo poderá ser realizada de maneira processual, ao longo das aulas e de cada atividade desenvolvida. Poderão ser utilizados como instrumentos avaliativos os registros, a pesquisa, a realização das atividades propostas, as discussões sobre as situações apresentadas e a participação individual e coletiva na socialização.  Deverão ser usados como instrumentos principais de avaliação quantitativa os registros realizados na pesquisa e nas atividades experimentais.