Esta aula é a décima primeira de uma seqüência de 12 aulas que têm como objetivo geral integrar os conteúdos sobre a água, o ar e o solo com a fisiologia vegetal no ensino fundamental. Assim os conceitos centrais desses conteúdos são trabalhados de forma que os alunos possam compreendê-los como componentes abióticos dos ambientes que estão em permanente interação com os elementos vivos (componentes bióticos). A integração desses conteúdos se dá visando a compreensão da vida vegetal nas relações que as plantas estabelecem com a água, o ar e os solos para realizarem o processo da fotossíntese. Neste bloco de aulas a fotossíntese deve ser compreendida como um processo de transformação de substâncias do ambiente em matéria orgânica. Outro objetivo geral subjacente a este bloco refere-se à compreensão da Ciência como artefato humano. Assim, também são apresentados elementos de história da Ciência e experimentos, valorizando o confronto de idéias de antigos cientistas com a interpretação que os alunos fazem sobre o que observam durante as atividades práticas. No caso específico desta décima primeira aula, o aluno poderá revisar o conhecimento construído sobre fotossíntese e aprender como as moléculas interagem, o rearranjo dos átomos e a dependência da luz nesse processo. Além disso, ele poderá compreender a importância particular de cada um dos produtos da reação da fotossíntese, enfatizando a glicose como fonte de energia para os vegetais e o oxigênio como um “subproduto” desta reação.

O aluno deverá ter compreendido o processo de fotossíntese, a importância de cada componente abiótico – o solo, a água, o gás carbônico, a luz – e também biótico: o estômato, a clorofila.

Essa aula tem como objetivo sintetizar o que foi aprendido ao longo do bloco de aulas sobre metabolismo vegetal, através da consolidação do conhecimento da reação química da fotossíntese a partir da representação das moléculas e de seus átomos.

Até aqui, a sequencia de aulas tem proposto atividades em que se pode perceber o processo fotossintético acontecendo, em nível macroscópico, através de experimentos. Para concluir o bloco, é proposta uma atividade em que é discutido o nível molecular da fotossíntese, utilizando representações das substâncias envolvidas na reação. Para isso, o professor pode empregar modelos de quaisquer materiais (papel, madeira, plástico, isopor, etc) para representar as moléculas da reação da fotossíntese.

A adoção de modelos moleculares como estratégia de ensino facilita a compreensão de conteúdos de natureza abstrata, como são as partículas submicroscópicas e as reações químicas, uma vez que são acessíveis sensorialmente aos alunos. Para o sexto ano, não há necessidade de ter a preocupação com o espaço tridimensional da molécula, o importante é fazer os alunos compreenderem a composição atômica da molécula e a relação entre elas.

Tendo em vista esse objetivo, o professor pode partir dos conhecimentos prévios dos alunos sobre a molécula da água, que em geral é trabalhada no início do ano letivo no ensino do ciclo da água. A partir da fórmula química da água, o professor pode explicar o conceito de átomo, do cientista inglês John Dalton, mostrando que todos os materiais são formados por moléculas e essas, por sua vez, por átomos. O professor propõe uma atividade em grupo em que são entregues representações esquemáticas das moléculas de gás carbônico, água, glicose e oxigênio e um estudo dirigido para que cada aluno acompanhe a aula.

O professor pode visualizar um material didático elaborado com o propósito desta aula aqui: http://www.cap.ufrj.br/material_didatico/BIOCIENF11.pdf.

Uma vez distribuído o estudo dirigido, o professor dirige as situações de aprendizagem, estimulando os alunos a responderem as perguntas, relembrando o que eles já sabem:

1) Você recebeu um conjunto de 4 diferentes substâncias. Quais são elas?

Resposta: O oxigênio, a água, o gás carbônico e a glicose.

2) Quantos são e quais são os tipos de átomos que formam essas substâncias?

Resposta: São três. Oxigênio, Carbono e Hidrogênio.

3) Em quantas substâncias o átomo de carbono está presente? Quais são elas?

Resposta: Está presente em duas. No gás carbônico e na glicose.

4) Em quantas substâncias o átomo de oxigênio está presente? Quais são elas?

Resposta: Em quatro. No gás oxigênio, na água, no gás carbônico e na glicose

5) Em quantas substâncias o átomo de hidrogênio está presente?

Resposta: Em duas. Na água e na glicose.

6) Considerando que a fórmula molecular dessas substâncias pode ser representada com a letra inicial do nome d o átomo em letra maiúscula proponha uma fórmula para cada substância. Copie o desenho dessa substância e coloque a fórmula ao lado.

Resposta: O desenho dev erá ser igual ao que o professor entregou acompanhado da fórmula correspondente: CO2, C6H12O6, O2, H2O.

7) Já que existem átomos iguais presentes em moléculas diferentes, será que essas moléculas podem ser desmontadas para que seus átomos se combinem e montem novas moléculas?

Problematização

Aqui o professor pode retomar as aulas XXX sobre “O que as plantas fazem com tudo o que absorvem?” em que foi construído o conhecimento de acúmulo de amido, como reserva de energia/glicose para discutir com os alunos a relação entre a molécula de glicose e as moléculas de água e gás carbônico que são absorvidas. Elas possuem átomos semelhantes, significa que podem ser modificadas umas nas outras.

Resposta:  Sim.

8) Escreva quais moléculas podem ser usadas para a formação de outras com os mesmos átomos. Identifique se essas transformações correspondem à fotossíntese ou à respiração.

Problematização

O professor deve chamar atenção que apesar do átomo de oxigênio estar presente em todas essas moléculas, o gás oxigênio não pode ser formado a partir de todas as moléculas que contém esse átomo. O oxigênio que respiramos é proveniente da água, que é quebrada pela luz, e não do gás carbônico.

Resposta:

CO₂ → C₆H₁₂O₆  Fotossíntese

H₂O → O₂ Fotossíntese

C₆H₁₂O₆ → CO₂ Respiração

9) De que molécula vem o oxigênio liberado na fotossíntese?

Resposta: Da água.

10) Escreva a reação da fotossíntese:

Comentário: Nesse momento, o professor escreve no quadro e auxilia os alunos a balancear a equação.

Resposta:

                    luz

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Problematização

Para finalizar, o professor deve questionar os alunos sobre quais são os produtos finais da fotossíntese. Em geral, no senso comum, a importância do processo da fotossíntese está associada somente à produção do oxigênio. A produção de glicose como reserva de matéria orgânica deve ser fundamentalmente valorizada pelo professor ao final deste bloco. Esta compreensão é a base para que futuramente os alunos entendam outros conceitos centrais da ecologia, tais como: autotrofismo x heterotrofismo, produtividade primária, biomassa, matéria e energia nos ecossistemas. Por fim, a compreensão da glicose como produto da fotossíntese é um potencial integrador de conteúdos entre diferentes campos da biologia: a fisiologia vegetal e a ecologia.

Artigos:

Leitura recomendada sobre representações moleculares e transformações químicas:

LIMA, M.B.; DE LIMA-NETO,P. Construção de moldelos para ilustração de estruturas moleculares em aulas de química. Química Nova: 22(6) p. 903-906, (1999).
Disponível em:
http://www.scielo.br/pdf/qn/v22n6/2598.pdf

ROSA, M.I.F.P.S.; SCHNETZLER, R.P. Sobre a importância do conceito transformação química no processo de aquisição do conhecimento químico. Química Nova na Escola, n. 08, p. 31-35, 1998.
Disponível em:
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc08/pesquisa.pdf

O professor pode buscar mais recursos para sua aula nos seguintes sites:

http://www.mtbrandao.com/catalogue.ud121?alt0_attr=super_family&alt0_value=Qu%EDmica&alt1_attr=department&alt1_value=Modelos+Moleculares&from_zone=Categorias

http://www6.ufrgs.br/favet/lbma/moleculas/mol_pequenas/glicidios/index.htm

Os alunos podem ser avaliados pela participação e pelas suas respostas às perguntas acima, que podem ser recolhidas após a aula para correção.