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Qual é a importância do nitrogênio?

 

20/03/2012

Autor(es) e Coautor(es)
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Francisco Borges Camilo

FORTALEZA - CE

INSTITUTO FEDERAL TECNOLOGICO DO CEARA

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Yasmin Pinheiro Vidal

FORTALEZA - CE

INSTITUTO FEDERAL TECNOLOGICO DO CEARA

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Ana Talyta Cardoso Bezerra Soares

FORTALEZA - CE

INSTITUTO FEDERAL TECNOLOGICO DO CEARA

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Marylia Albuquerque Braga

FORTALEZA - CE

INSTITUTO FEDERAL TECNOLOGICO DO CEARA

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Dina Mara Pinheiro Dantas

FORTALEZA - CE

INSTITUTO FEDERAL TECNOLOGICO DO CEARA

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FRANCISCO CUSTÓDIO DO NASCIMENTO NETO

FORTALEZA - CE

INSTITUTO FEDERAL TECNOLOGICO DO CEARA

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Mylene Ribeiro Moura Miranda

FORTALEZA - CE

INSTITUTO FEDERAL TECNOLOGICO DO CEARA

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Luciane Mara Cardoso Freitas

FORTALEZA - CE

INSTITUTO FEDERAL TECNOLOGICO DO CEARA

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VIVIANE SILVA DE ANDRADE

FORTALEZA - CE

INSTITUTO FEDERAL TECNOLOGICO DO CEARA

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Hermínio Borges Neto

FORTALEZA - CE

INSTITUTO FEDERAL TECNOLOGICO DO CEARA

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Shara Macedo Fontenelle Teixeira

FORTALEZA - CE

INSTITUTO FEDERAL TECNOLOGICO DO CEARA

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Pollyana Cristina Vasconcelos de Morais

FORTALEZA - CE

INSTITUTO FEDERAL TECNOLOGICO DO CEARA

Luciane Mara Cardoso feitas

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Médio Química Relações da Química com as tecnologias, sociedade e meio ambiente
Ensino Médio Biologia Interação entre os seres vivos
Ensino Médio Geografia Questões ambientais, sociais e econômicas
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
  • As etapas do ciclo do nitrogênio;
  • Identificar a função dos compostos nitrogenados e dos organismos participantes do ciclo do nitrogênio;
  • As reações de amonificação, nitrificação e denitrificação;
  • O papel do homem na geração de impactos ambientais a partir da utilização e emissão de compostos nitrogenados.
Duração das atividades
3 horas/aula
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

Para a realização desta aula é importante que os alunos tenham noções de:

  • Diferenças entre micro-organismos aeróbios e anaeróbios;
  • Relações ecológicas;
  • Metabolismo de plantas e bactérias;
  • Reações químicas (oxidação, redução).
Estratégias e recursos da aula

AMBIENTE: Laboratório de informática

 

 ATIVIDADE 1

 

PREPARAÇÃO DO AMBIENTE

 

Nesta atividade, serão utilizados lápis, papéis para anotações, computadores e a animação Mudanças Ambientais Globais - O Ciclo do Nitrogênio. Antes de realizar esta atividade, o professor deverá combinar com os alunos as seguintes regras:

  • A atividade será realizada em duplas;
  • Todos os alunos terão que participar de todos os momentos.

 

ORIENTAÇÕES QUANTO AO USO DO OBJETO EDUCACIONAL

 

A Animação Mudanças Ambientais Globais - O Ciclo do Nitrogênio está disponível para download no Banco Internacional de Objetos Educacionais através do seguinte endereço:  http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/2016.

 

Este objeto apresenta informações sobre o nitrogênio, atividades antrópicas relacionadas ao ciclo do nitrogênio e a esquematização do mesmo.

Ao realizar o download da animação, haverá uma pasta com vários componentes essenciais para sua execução. Entretanto, para visualizá-lo, o usuário deve clicar no arquivo “04_ciclo_do_nitrogenio.html”.

 

 

 

 

DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE

Inicialmente, as duplas assistirão à animação e responderão as seguintes questões referentes ao assunto abordado no recurso:

 

1)      Qual o papel das bactérias denitrificantes?

2)      Por que é importante compreender a reciclagem do nitrogênio no meio ambiente?

3)      Dê exemplos de modificações no ciclo do nitrogênio resultantes de ações do homem.

4)      Como o nitrogênio chega ao solo?

5)      Por que os seres vivos necessitam do nitrogênio?

6)      Sob qual forma o nitrogênio está disponível com abundância na natureza?

7)      Como as bactérias fixadoras participam do ciclo?

 

Esse momento auxiliará os alunos no próximo passo desta atividade, onde cada dupla elaborará uma redação com no mínimo 15 linhas conectando as ideias lançadas anteriormente.

 

MOMENTO DO ALUNO

Neste momento, os alunos irão assistir ao vídeo, responder aos questionamentos e elaborar as redações. Poderão surgir dúvidas durante a compreensão do ciclo do nitrogênio, tais como: “Qual a diferença entre assimilação e fixação do nitrogênio?” ou “Por que os excrementos contribuem para o aumento do nitrogênio no meio?”. Para ajudar o aluno a solucionar essas dúvidas, o professor poderá questioná-los da seguinte forma: “Em quais momentos do ciclo as fases de assimilação e fixação ocorrem respectivamente? Quais os organismos que participam das duas fases? Quais as formas de nitrogênio que esses organismos utilizam?”. E ainda, “De acordo com o ciclo do nitrogênio apresentado, qual a composição dos excrementos?”.

Obs: Os três primeiros questionamentos referem-se à diferença entre a assimilação e a fixação do nitrogênio, principalmente no que diz respeito ao fato de cada organismo possuir sua especificidade em relação ao tipo de composto que pode ser metabolizado.

O último questionamento auxilia o aluno a refletir sobre a presença do nitrogênio na composição final dos excrementos e a fazer uma relação entre os excrementos e o ciclo do nitrogênio.

 

DISCUSSÃO

O professor irá solicitar aos alunos que, de forma voluntária, leiam suas redações, compartilhando com a turma suas percepções. Após este momento, o professor deverá motivar um debate entre os alunos através do seguinte questionamento: A partir do que foi compreendido, quais as consequências que podemos imaginar após uma quebra no ciclo do nitrogênio?

 

SISTEMATIZAÇÃO

O professor disponibilizará aos alunos, de forma aleatória, alguns recortes para que eles montem o ciclo do nitrogênio pregando-os no quadro na ordem adequada. A figura 1 é uma sugestão de imagem com a qual o professor poderá trabalhar fazendo os recortes:

Figura 1: Ciclo do Nitrogênio

 

ciclo do nitrogênio

Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Ar/Ar1.php

Acesso: 20/01/2012

Os discentes irão associar os desenhos às descrições dos balões e ordená-los. Em seguida, o professor realizará as correções dos possíveis equívocos dos alunos conceituando cada fase do ciclo do nitrogênio.

 

AMBIENTE: Laboratório de informática

 

 ATIVIDADE 2

PREPARAÇÃO DO AMBIENTE

Nesta atividade, serão necessários computadores com acesso à internet e um projetor de slides. O professor deverá combinar com os alunos as seguintes regras:

  • A turma será dividida em cinco grupos;
  • Atenção e respeito durante as apresentações;
  • Todos os alunos terão que participar ativamente da atividade.

 

DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE

Os alunos irão apresentar seminários em forma de um congresso. Primeiramente, irão realizar uma pesquisa na internet, buscando caracterizar seus temas relacionando-os  com o ciclo do nitrogênio. Em seguida, os alunos deverão elaborar suas apresentações orais em slides para sua posterior exposição. Esta será organizada pelo professor da seguinte forma:

Tabela 1

Ordem de apresentação

Banca de avaliadores

1º Grupo 1

Grupo 5

2º Grupo 2

Grupo 1

3º Grupo 3

Grupo 2

4º Grupo 4

Grupo 3

5º Grupo 5

Grupo 4

A banca de avaliadores terá o papel de comentar sobre os trabalhos apresentados, fazendo perguntas ou elencando as qualidades e dificuldades da apresentação.

 

Divisão dos temas dos seminários:

Compostos nitrogenados

 Grupo 1:

  • N2
  • Amônia (NH3)
  • Ácido nítrico(HNO3)

Grupo 2:

  • Aminoácidos
  • Óxidos de Nitrogênio (NOx)

 

Reações do ciclo do nitrogênio

Grupo 3:

  • Amonificação
  • Nitrificação
  • Denitrificação

 

Organismos participantes do ciclo do nitrogênio

Grupo 4

  • Mamíferos
  • Fungos
  • Plantas
  • Herbívoros
  • Algas

 

Grupo 5

  • Bactérias

 

Sugestões de sites para fundamentação das apresentações:

1) http://www.profpc.com.br/ciclo_nitrog%C3%AAnio.htm Acesso: 03/12/2011

2) http://qnint.sbq.org.br/qni/visualizarTema.php?idTema=7 Acesso: 03/12/2011

3) http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/meio-ambiente-ciclos biogeoquimicos/ciclo-do-nitrog Acesso: 03/12/2011
4) http://www.agrolink.com.br/fertilizantes/nutrientes_nitrogenio.aspxenio.php Acesso: 03/12/2011

5) http://www.uenf.br/uenf/centros/cct/qambiental/ar_polinorg.html Acesso: 03/12/2011

 

MOMENTO DO ALUNO

Este será o momento em que os alunos realizarão as pesquisas para elaborar seus trabalhos. Ao longo deste processo, poderão surgir dúvidas sobre os conceitos de alguns termos que são recorrentes neste assunto, são eles: aerossóis e lixiviação. Para ajudar os alunos a sanar suas dúvidas, o professor deverá questioná-los da seguinte forma: “Quando varremos a poeira de nossa casa, o que nos faz espirrar?” ou “Ao serem colocadas algumas colheres de açúcar (formando um pequeno monte) na parte mais elevada de uma tábua levemente inclinada, o que acontecerá se for despejado meio copo de água (ainda na parte elevada da tábua, mas a uma pequena distância do monte de açúcar)?”.

Obs: Através da reflexão sobre o primeiro questionamento, o aluno poderá ter noção de aerossóis quando as partículas de poeira são arremessadas ao ar. A partir do segundo, o aluno poderá refletir a respeito do que acontece quando a água arrasta os grãos de açúcar, representando assim a lixiviação.

 

DISCUSSÃO

Neste momento, os alunos irão participar do congresso. Ao fim das apresentações e dos comentários da banca de examinadores,o professor deverá estimular um debate entre os alunos a partir da seguinte questão: Qual a importância do tema para a manutenção da vida?

 

SISTEMATIZAÇÃO

O professor deverá anotar em papéis os temas de cada grupo e realizar um novo sorteio entre os grupos, de maneira que cada formação tenha agora um tema diferente. Em seguida, o professor deverá explicar, oralmente, como os temas apresentados interagem entre si e pedir para que os grupos escrevam no quadro a relação entre o ciclo do nitrogênio e o tema correspondente a cada grupo no segundo sorteio.

 

AMBIENTE: Laboratório de informática

 ATIVIDADE 3

PREPARAÇÃO DO AMBIENTE

Para o desenvolvimento desta atividade, serão necessários lápis, papéis para anotações, computadores com acesso à internet e o vídeo Tudo se transforma - Fritz Haber e a Síntese da Amônia.

O professor deverá combinar com os alunos as seguintes regras:

  • Os alunos serão divididos em cinco grupos;
  • Todos os alunos terão que participar de todos os momentos.

 

ORIENTAÇÕES QUANTO AO USO DO OBJETO EDUCACIONAL

O vídeo Tudo se transforma - Fritz Haber e a Síntese da Amônia,está disponível para download no Banco Internacional de Objetos Educacionais através do seguinte endereço: http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/15155.

Este objeto apresenta informações sobre a descoberta de fertilizantes e explosivos a partir da síntese da amônia, como também a problemática do uso contínuo desses fertilizantes e das consequências do conhecimento mal intencionado.

 

 

 

 

DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE

Nesta atividade, os alunos visualizarão o vídeo Tudo se transforma - Fritz Haber e a Síntese da Amônia, e realizarão a leitura de um dos textos abaixo indicados. Em seguida, eles apresentarão as principais idéias dos textos e estabelecerão uma relação  com os assuntos abordados no vídeo.

Divisão dos textos:

Grupo 1:

Mudanças climáticas podem aumentar a poluição por nitrogênio

http://www.ecodebate.com.br/2009/03/26/mudancas-climaticas-podem-aumentar-a-poluicao-por-nitrogenio/ Acessado em: 10/12/2011

Grupo 2:
Óxidos de nitrogênio, 'bombas' produzidas nas usinas termelétricas
http://www.jornaldaciencia.org.br/Detalhe.jsp?id=2397Acessado em: 10/12/2011

Grupo 3:
Excesso de nitrogênio no ar já afeta florestas tropicais, dizem cientistas
http://g1.globo.com/natureza/noticia/2011/11/excesso-de-nitrogenio-no-ar-ja-afeta-florestas-tropicais-dizem-cientistas.html Acessado em: 10/12/2011

Grupo 4:

Pesquisadores incentivam fixação biológica de nitrogênio

http://agricultura.ruralbr.com.br/noticia/2011/11/pesquisadores-incentivam-fixacao-biologica-de-nitrogenio-3574436.html Acessado em: 10/12/2011

Grupo 5:

Relação direta

http://agencia.fapesp.br/12070 Acessado em: 10/12/2011

 

MOMENTO DO ALUNO

Os alunos realizarão a atividade proposta. Durante esse momento, poderá surgir a seguinte dúvida: Qual a relação entre o carbono e o ciclo de nitrogênio? Para ajudá-los, o professor poderá fazer os seguintes questionamentos: “Quais os produtos da fotossíntese? Dentre tais produtos, qual é essencial para a produção de energia dos organismos autótrofos? Qual a relação entre produção de energia e o processo de assimilação do nitrogênio?”.

OBS: A partir dessa reflexão, o aluno poderá chegar à conclusão de que para os organismos assimilarem o nitrogênio é necessário ter energia e esta é adquirida através da degradação de determinadas moléculas formadas por carbono.

 

DISCUSSÃO

Este será o momento da apresentação da atividade realizada. Logo após, o professor deverá propor um debate a partir dos seguintes questionamentos: Já que hoje se tem grande potencial de produção de alimentos, por que ainda existem pessoas que passam fome? Sobre o que se refere o termo sustentabilidade? Quais as consequências para os seres vivos da produção insustentável de alimentos?

 

SISTEMATIZAÇÃO

Neste momento, o professor formalizará o conteúdo desta atividade apresentando aos alunos imagens de como o homem pode utilizar seus conhecimentos para colocar em risco a própria humanidade. Em seguida, os alunos serão solicitados a descrever essas situações e a discutir com o professor os seus impactos ambientais. Seguem abaixo algumas sugestões de imagens:

Figura 2 - Despejo de esgoto clandestino em recursos hídricos                                                                                                                                                         

esgoto         

 Fonte: http://www.culturamix.com/meio-ambiente/poluicao/quais-as-causas-da-poluicao-da-agua       

Acesso: 10/12/11

Figura 3 - Emissão de gases poluentes

  poluição          

  Fonte: http://www.oc.org.br/index.php?page=Conteudo&id=5&idm=7&mp=3&expanddiv=menu1

Acesso: 10/12/11

Figura 4 - Atividade garimpeira em rios                                                                                                                                                            

  garimpo                

 Fonte: http://www.raizes.tur.br/prosa/archives/tag/garimpo

Acesso: 10/12/11

 

 Figura 5 - Aplicação de agrotóxicos nas plantações

 fertilizantes                                                                                                                                         

 Fonte: http://ambientes.ambientebrasil.com.br/agropecuario/artigo_agropecuario/impacto_do_uso_de_fertilizantes_fosfatados_sobre_o_teor_de_cadmio_em_solos.ht

 Acesso: 10/12/11       

 

Figura 6 - Desmatamento

 desmatamento

Fonte: http://www.brasilescola.com/geografia/o-desmatamento.htm

Acesso: 10/12/11

    

 

 

 

 
Recursos Educacionais
Nome Tipo
Tudo se transforma - Fritz Haber e a Síntese da Amônia Vídeo
Recursos Complementares

- http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/16978

- http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/16980

           Acessados em: 10/01/12

Este objeto educacional apresenta informações sobre as mudanças ambientais  causadas pelo homem. Está disponível em: http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/2039. Acessado em: 11/01/12

Avaliação

Na atividade 1, poderá ser verificado se os alunos compreenderam o ciclo do nitrogênio a partir da interação entre seus integrantes. Na atividade 2, o professor poderá conferir se os alunos identificaram a função dos compostos nitrogenados e dos organismos participantes do ciclo do nitrogênio. Poderá ser conferido também se eles entenderam as reações de amonificação, nitrificação e denitrificação. Na atividade 3, o professor irá averiguar se os alunos conseguiram perceber o papel do homem na geração de impactos ambientais a partir da utilização e emissão de compostos nitrogenados.

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