• Caracterizar o processo de fotossíntese.
• Apresentar a equação geral da fotossíntese.
• Descrever as etapas da fotossíntese, bem como os produtos do processo.
• Apresentar a importância do processo de fotossíntese para os seres vivos.

5 aulas de 50 minutos

• Noções básicas  dos conceitos de nutrição autotrófica, noções sobre célula vegetal e notação de fórmulas químicas.

• textos e vídeos retirados da internet.
• laboratório de informática e o laboratório de Ciências ou Biologia.
• atividades em dupla,  questionamentos, estudos dirigidos e relatórios de atividade de laboratório.

Módulo 1: 

Atividade 1: Motivação

O professor deverá ler juntamente com os alunos o texto: Vegetais "fabricam" seus próprios alimentos. Pedirá que acessem o site em seus notes ou tablets ou, ainda, nos computadores do laboratório de Informática.

Disponível em: http://educacao.uol.com.br/disciplinas/ciencias/fotossintese-vegetais-fabricam-seus-proprios-alimentos.htm . Acesso em 10/05/ 2013.

Vegetais "fabricam seus próprios alimentos"

 

Imagem disponível em: http://www.google.com.br/#hl=en&sclient=psy-ab&q=imagem+de+vegetais&oq=imagem+de+vegetais&gs_l=hp.1.0.0i22i30l4.9642.14809.0.16998.18.15.0.3.3.2.1454.5507.2-7j5j1j7-1.14.0...0.0...1c.1.12.psy-ab.mC3VKtksIdE&pbx=1&bav=on.2,or.r_qf.&bvm=bv.46471029,d.eWU&fp=ca1efe284861cf88&biw=1366&bih=659 Acesso em: 16 maio 2013.

Maria Sílvia Abrão, Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação é bióloga, pós-graduada em fisiologia pela Universidade de São Paulo e professora de ciências da Escola Vera Cruz (Associação Universitária Interamericana).

Os vegetais são classificados como seres autótrofos (auto = próprio), pois "fabricam" seu próprio alimento a partir de substâncias inorgânicas. Esses seres "montam" as moléculas de glicose, que serão utilizadas para construir e manter seus corpos. A energia luminosa é transformada em energia química no processo da fotossíntese. Há outros seres vivos considerados autótrofos que não fazem a fotossíntese. Certas bactérias retiram energia de reações químicas inorgânicas, a quimiossíntese.

Os seres heterótrofos (hétero = diferente; trófos = comer) comem as plantas e outros animais. Esse alimento é utilizado como fonte de matéria prima para o seu crescimento e manutenção do seu corpo, ainda fornece energia para a realização dos processos vitais (metabolismo).

Fotossíntese: um fenômeno químico

Fica fácil entender o significado da palavra fotossíntese quando a dividimos:

• Foto = luz
• Síntese = sintetizar

Assim, a palavra fotossíntese significa compor substâncias com a participação da luz. Embora envolva uma série reações complexas, podemos entendê-la de uma maneira simplificada.

Para que essa reação química ocorra, os seres fotossintetizantes necessitam de energia e enzimas, que são moléculas produzidas pelos seres vivos. Elas atuam nas reações químicas e provocam a separação dos átomos que compõem os reagentes. Outras enzimas promovem o novo arranjo desses átomos, formando o produto da reação química. Mas, para isso, necessitam de uma quantidade de energia maior do que aquela que mantinha os átomos ligados nos reagentes.

A água e o gás carbônico entram em contato e as enzimas quebram as ligações entre os átomos de hidrogênio e oxigênio (H₂O). Para que isso ocorra, energia é transferida a eles. Parte dessa energia é utilizada para o rompimento das ligações entre os átomos de carbono e oxigênio (CO₂). Agora os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio (que foram liberados na quebra dos grupamentos atômicos da água e do gás carbônico) se recombinam, formando a glicose (C₆H₁₂O₆) e o gás oxigênio (O₂).

Dessa forma, a energia da luz (solar) foi transferida para a molécula de glicose. Assim, o vegetal construiu seu próprio alimento, transformando a energia radiante (da luz) em energia química (ligação entre os átomos), a qual pode ser utilizada nos processos vitais, do seu metabolismo, para o crescimento e manutenção de seu corpo.

No vegetal: O vegetal absorve água e os sais minerais por meio dos pelos de suas raízes. Essa solução absorvida do solo é conhecida como seiva bruta. A seiva bruta chega à folha do vegetal pelos vasos lenhosos. O gás carbônico da atmosfera entra pela abertura dos estômatos, que são estruturas especializadas formadas por duas células.

As folhas dos vegetais possuem células com um tipo de organela (pequeno órgão) conhecido como cloroplasto, onde encontramos a clorofila, um pigmento verde que dá a coloração às folhas e que é capaz de transformar água, gás carbônico e energia luminosa em glicose e oxigênio.

A seiva bruta, levada às células clorofiladas juntamente com o gás carbônico, se transforma em seiva elaborada, constituída de água, sais minerais e glicose. Ela é distribuída por todo o vegetal pelos vasos liberianos.

A glicose pode transformar-se em amido (uma maneira de armazenar da glicose) e celulose (que forma a parede das células dos vegetais). O oxigênio produzido na reação de fotossíntese é liberado para a atmosfera. O vegetal usa essas substâncias para seu metabolismo, sua sobrevivência. Mas, quando é comido por um ser heterótrofo, um animal, ele é quem passa a se utilizar do alimento produzido pelo vegetal.

Cadeias alimentares

Os seres que se alimentam exclusivamente dos produtores são chamados de herbívoros (herbi = erva; voros = comer) e são considerados consumidores primários.

Os organismos que capturam presas são chamados de predadores, estes podem ser até mesmo microorganismos. Quando os predadores capturam consumidores primários passam a ser considerados consumidores secundários; se caçam consumidores secundários são conhecidos como consumidores terciários e assim por diante.

Os consumidores que retiram substâncias de corpos de outros seres vivos sem matá-los são os parasitas. Os decompositores são os que se alimentam de restos de organismos.

Todos os tipos de consumidores dependem direta ou indiretamente dos produtores. Assim, em qualquer ecossistema, há uma constante transferência de alimento dos produtores para os consumidores. Essa sequência de organismos relacionados pela alimentação recebe o nome de cadeia alimentar.

Dificilmente os predadores se alimentam de um único tipo de presa, ou os herbívoros comem apenas um tipo de planta. Dessa forma as cadeias alimentares ligam-se umas às outras formando uma teia alimentar, incluindo produtores, herbívoros, predadores, parasitas e decompositores.

 

Imagem disponível em: https://www.google.com.br/#output=search&sclient=psy-ab&q=imagem+de+fotoss%C3%ADntese&oq=imagem+de+fotoss%C3%ADntese&gs_l=hp.3..0i30.3206.7268.0.8818.22.16.0.6.6.0.286.3213.0j12j4.16.0...0.0...1c.1.12.psy-ab.MLWN9I2I_oc&pbx=1&bav=on.2,or.r_qf.&bvm=bv.46471029,d.eWU&fp=1a32ab1868dac010&biw=1366&bih=659 Acesso em: 11 maio 2013.

A seguir, levantar questões referentes ao texto para discussão com os alunos:

As questões deverão ser escritas no quadro pelo professor. O professor deixará os alunos responderem individualmente, no caderno, e depois fará uma discussão oral coletiva.

Questionamentos:

1) Como os vegetais “fabricam” o seu próprio alimento?

2) O que é necessário para ocorrer a fotossíntese?

3) Em qual organela da célula vegetal ocorre a fotossíntese?

4) Qual a finalidade das substâncias produzidas durante a fotossíntese?

5) Se os vegetais realizam fotossíntese, por que as plantas carnívoras se alimentam de insetos?

 

Atividade 2: Processo de fotossíntese e produção do alimento dos vegetais

O professor reproduzirá o vídeo em sala de aula para todos os alunos ou poderá levá-los ao laboratório de informática para que o assistam nos computadores.

Vídeo: Fotossíntese - Disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=-a3IjRaFbdo Acesso em: 10/05/ 2013.

As questões deverão ser escritas no quadro pelo professor. O professor deixará os alunos responderem individualmente, no caderno, e depois fará uma discussão oral coletiva.

Questionamentos:

1) Todos os seres vivos precisam de energia para sobreviver. Como os seres vivos obtêm essa energia?

2) Como é denominado o processo no qual a energia luminosa é transformada em energia química?

3) Quais os seres vivos são capazes de realizar a fotossíntese?

4) Como é denominada a molécula de pigmentos que os seres vivos possuem para captar e utilizar a luz luminosa?

5) Em qual organela da célula vegetal se encontra esse molécula?

6) Quais os participantes da reação da fotossíntese?

7) Durante a fotossíntese, ocorre a produção de energia química. Essa energia química é armazenada em qual molécula?

8) O que é ATP?

9) Quais os produtos da fotossíntese?

10) Qual a importância da fotossíntese para todos os seres vivos?

 

Módulo 2: 

Atividade 1: As etapas da fotossíntese

O professor reproduzirá o vídeo em sala de aula para todos os alunos ou poderá levá-los ao laboratório de informática. Vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=FhVDI2Cy0Sk. Acesso em: 10/05/ 2013.

Durante a apresentação do vídeo, o professor, após a explicação de cada fase, pausará o vídeo e retomará, no quadro, com os alunos os conceitos mais importantes. Os alunos deverão realizar anotações no caderno, principalmente sobre as fases da fotossíntese.

Aconselha-se a repetição do vídeo.

Imagem disponível em: http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://2.bp.blogspot.com/_htsW9sWsOiY/SwNcZwDxsKI/AAAAAAAAAJM/iiGx2wAWJV8/s1600/esquema%2Bfotossintese.jpg&imgrefurl=http://profxandy.blogspot.com/2009/11/fotossintese.html&usg=__wygdiJK9_PETD6oy2IMIYEk-myM=&h=975&w=1181&sz=61&hl=pt-BR&start=3&zoom=1&tbnid=PWo3Yoiokb8SHM:&tbnh=124&tbnw=150&ei=1sKUUZjQOYrZ0wHLooGIDg&prev=/search%3Fq%3Detapas%2Bda%2Bfotoss%25C3%25ADntese%26hl%3Dpt-BR%26biw%3D1092%26bih%3D514%26site%3Dimghp%26tbm%3Disch&itbs=1&sa=X&ved=0CDEQrQMwAg Acesso em: 15/05/ maio 2013.

 

Atividade 2: Estudo dirigido

Após a apresentação do vídeo, os alunos sentarão em duplas para responder o estudo dirigido. O estudo dirigido será entregue para cada aluno. Nesse momento, os alunos poderão consultar o livro e as anotações referentes ao vídeo. 

Estudo dirigido - xerox somente das perguntas para cada aluno.

1) Escreva a equação geral da fotossíntese. Utilize fórmulas moleculares.

2) Quais são as etapas da fotossíntese?

3) Em linhas gerais, qual a diferença entre a etapa fotoquímica e a etapa puramente química da fotossíntese?

4) Explique resumidamente o que ocorre na fotofosforilação cíclica, e por que tem esse nome.

5) Explique resumidamente o que ocorre na fotofosforilação acíclica, e por que tem esse nome.

6) Explique resumidamente o que ocorre na fotólise da água, e por que tem esse nome.

7) Explique resumidamente o que ocorre no ciclo das pentoses.

 

Atividade 3: Mapa conceitual

Confecção coletiva (professor e aluno) de um mapa conceitual a partir dos questionamentos do estudo dirigido. O professor inicia o mapa conceitual com uma ideia e os alunos continuam. O mapa conceitual deverá apresentar as etapas da fotossíntese, bem como os participantes de cada etapa, os produtos e a relação entre as etapas. O estudo dirigido poderá ser usado para auxiliar na atividade.Para o professor: Disponível em: http://penta2.ufrgs.br/edutools/mapasconceituais/defmapasconceituais.html. Acesso em: 11 maio 2013.

Mapas Conceituais são representações gráficas semelhantes a diagramas, que indicam relações entre conceitos ligados por palavras. Representam uma estrutura que vai desde os conceitos mais abrangentes até os menos inclusivos. São utilizados para auxiliar a ordenação e a sequenciação hierarquizada dos conteúdos de ensino, de forma a oferecer estímulos adequados ao aluno.

Sugestão de mapa conceitual para o professor.

Módulo 3: Laboratório

 Os alunos serão divididos em grupo, de acordo com a disponibilidade de microscópios. Cada aluno receberá uma folha com as atividades 1 e 2 que deverão ser entregues ao professor, no final da aula, para a correção.

 

Atividade 1: Célula Vegetal

Material: Folhas de elódea, microscópio, lâmina, lamínula.

 

 Imagem disponível em: https://www.google.com.br/#sclient=psy-ab&q=imagem+de+um+microsc%C3%B3pio&oq=imagem+de+microsc%C3%B3pio&gs_l=hp.1.0.0i8i30j0i30.836905.842443.1.845266.23.21.0.2.2.8.420.4787.0j9j9j2j1.21.0...0.0...1c.1.12.psy-ab.hsf9J8FoG8I&pbx=1&bav=on.2,or.r_qf.&bvm=bv.46471029,d.eWU&fp=1a32ab1868dac010&biw=1366&bih=607 Acesso em 15/05/ 2013.

Procedimentos: Cada aluno deverá observar ao microscópio a lâmina com folha de elódea montada pela professora.

Disponível em: http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.pontociencia.org.br/imgdb/experimentos/8022cfe4fb691f4d537bd92359dc5dc2.jpg&imgrefurl=http://www.pontociencia.org.br/experimentos-interna.php%3Fexperimento%3D475&usg=__YCVCOJZs1ed4WV33VeSKpZfAsdI=&h=274&w=370&sz=8&hl=pt-BR&start=10&zoom=1&tbnid=k7xdCpvWRZAR8M:&tbnh=90&tbnw=122&ei=mMWUUbmjGqq00AHzsIGwBw&prev=/search%3Fq%3Dfolha%2Bde%2Belodea%26um%3D1%26sa%3DN%26hl%3Dpt-BR%26biw%3D1092%26bih%3D514%26tbm%3Disch&um=1&itbs=1&sa=X&ved=0CD8QrQMwCQ. Acesso em: 15/05/2013.

Questionamentos:

1) Faça um desenho ilustrando suas observações. Identifique, no desenho, as estruturas observadas.

2) Que relação existe entre os cloroplastos e a fotossíntese?

3) Elabore uma frase com as seguintes palavras: clorofila - cloroplasto - seres vivos - fotossíntese.

 

Atividade para escolas que não possuem microscópio:

 Utilização do vídeo que apresenta a observação de uma célula vegetal ao microscópio. O vídeo poderá ser reproduzido em sala de aula ou em computadores no laboratório de informática.

Disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=z_22CXZULn4. Acesso em: 15/05/ 2013.

Cada aluno receberá uma folha com os mesmos questionamentos, mencionados na atividade 1, no laboratório de Ciências. A folha deverá ser entregue ao professor no final da aula para correção.

 

Atividade 2: Processo de fotossíntese

Material: ramos de elódea, recipiente de vidro, bicarbonato de sódio, luminária de mesa

Disponível em:  https://www.google.com.br/#hl=pt&gs_rn=12&gs_ri=psy-ab&tok=KoO6AOxu0JnUd1wlRIdT5w&pq=imagem%20de%20um%20microsc%C3%B3pio&cp=13&gs_id=6h&xhr=t&q=lumin%C3%A1ria+de+mesa&es_nrs=true&pf=p&sclient=psy-ab&oq=lumin%C3%A1ria+de+&gs_l=&pbx=1&bav=on.2,or.r_qf.&bvm=bv.46471029,d.eWU&fp=1a32ab1868dac010&biw=1366&bih=607. Acesso em: 14 maio 2013.

1- Coloque os ramos de elódea dentro dos recipientes de vidro e coloque água até cobrir a planta.

2- Coloque duas colheres de sobremesa de bicarbonato de sódio no recipiente com a planta;

3- Aproxime a luminária acesa e aguarde por 20 a 30 minutos.

Questionamentos:

1) Faça um desenho do experimento ilustrando antes e depois de suas observações.

2) O que é a fotossíntese?

3) Qual foi a evidência observável de que ocorreu a fotossíntese?

4) Ao ser dissolvido na água, o bicarbonato de cálcio liberou um gás que foi utilizado pela planta para realizar a fotossíntese. Qual o nome desse gás?

5) Após algum tempo, verificou-se a formação de bolhas dentro do recipiente de vidro, muitas delas próximas à planta. Qual foi o gás formado dentro dessas bolhas?

6) Por que foi preciso utilizar a luminária neste experimento?

7) Na natureza, quem realiza o papel desempenhado pela luminária durante o experimento?

8) Faça um esquema da equação da fotossíntese.

9) Como é chamado o alimento produzido pelas plantas?

10) Qual o gás que as plantas respiram?

O professor deverá acessar os sites abaixo para enriquecer sua aula:

As etapas da fotossíntese. http://www.colegioweb.com.br/biologia/etapas-da-fotossintese.html Acesso em 14 maio 2013.   

Fotossíntese. http://www.infoescola.com/biologia/fotossintese/ Acesso em 14 maio 2013.

Fotossíntese. http://www.brasilescola.com/biologia/fotossintese.htm Acesso em 14 maio 2013.