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Herança genética: conhecendo nossas origens através do método científico

 

18/05/2012

Autor y Coautor(es)
Delma Faria Shimamoto
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UBERLANDIA - MG ESC DE EDUCACAO BASICA

Selma Gonzaga Silva; Lérida de Oliveira

Estructura Curricular
Modalidad / Nivel de Enseñanza Disciplina Tema
Ensino Médio Biologia Diversidade da vida e hereditariedade
Ensino Médio Biologia Transmissão da vida, ética e manipulação genética
Datos de la Clase
O que o aluno poderá aprender com esta aula
  • Compreender a noção de hereditariedade.
  • Investigar a importância do sangue no estudo da genética.
  • Compreender o papel da herança genética no desenvolvimento de doenças.
Duração das atividades
05 AULAS (50 MINUTOS CADA)
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
  • Conceitos básicos em Genética (Ensino Fundamental).
  • Noções básicas de Informática (Microsoft Excell).
Estratégias e recursos da aula

Introdução

A Genética é uma ciência que envolve vários conceitos. Principalmente no ensino médio, é importante que alguns desses conceitos sejam bem fixados. Para tornar esse processo mais efetivo e dinâmico, uma estratégia resolutiva é utilizar-se de ferramentas lúdicas, tais como aquelas propostas nesta aula. O desenvolvimento das atividades propostas se afigura como uma oportunidade para que os/as alunos/as possam, a partir da utilização do método científico, ocupar a posição de protagonistas do processo de construção do conhecimento. Afinal, incentivam a curiosidade e criatividade e podem promover mudanças significativas no modo de pensar e agir dos/as alunos/as.

Porém, de acordo com o método científico, é importante que as atividades propostas sejam precedidas pela problematização do tema da aula, o que pode ser feito, no caso, a partir das seguintes questões aos/as alunos/as:

  1. Como a hereditariedade ajuda a determinar como somos?
  2. O que o sangue tem a ver com a Genética?

 

A problematização fomentará a organização do conteúdo já estudado acerca do tema da aula e o confronto com o não-saber, o que levará os/as alunos/as a formularem hipóteses para responder às perguntas resultantes desse processo. Tais hipóteses serão posteriormente confrontadas com os dados coletados e as descobertas promovidas por meio das atividades propostas, possibilitando, assim, a consolidação do conhecimento.

1ª Atividade – Interagindo com o conhecimento

Cabe ao/a professor/a iniciar a aula trabalhando o conceito de herança genética. Para tanto, os/as alunos/as serão convidados/as a acessar um site por meio do qual poderão, de forma lúdica, aprimorar seus conhecimentos sobre tal conceito e sobre as doenças hereditárias. Nesse sentido, cabe ao/a professor/a orientar os/as alunos/as a, empregando o software  Mozilla Firefox, acessar o site abaixo:

herança 1

Disponível < http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/2316/HerancaLigadaAoSexo.swf?sequence=1 > acesso feito dia 09/04/2012

 

 

 

 

 

 

2ª Atividade – Jogando com o conhecimento

Nessa atividade da aula, os/as alunos/as serão convidados pelo/a professor/a a construir e trabalhar em sala de aula com um jogo capaz de auxiliar no processo de ensino e aprendizado de Genética.

O/a professor/a deverá propor um jogo semelhante a um dominó. Porém, nas pedras do dominó, ao invés de constarem números, constarão conceitos de um lado e definições do outro lado. O dominó será constituído por 27 pedras, sendo que, em 25 destas, deverá constar em um dos lados um conceito e, no outro lado, uma definição, mas não correspondente (vide Figura 1).  

As duas pedras restantes deverão conter, em uma delas, apenas conceitos em ambos os lados e, na outra pedra, apenas definições em ambos os lados (vide Figura 1).

O/a professor/a deverá propor que os/as alunos/as construam as pedras do dominó em cartolina branca com tamanho de 4cm de largura x 11cm de comprimento, com uma divisão no centro, de modo a separar a definição do conceito. Serão necessárias três cartolinas para tanto, as quais devem ser solicitadas previamente pelo/a professor/a junto à secretaria da escola. Porém as pedras poderão ser confeccionadas de acordo com o material disponível e a facilidade encontrada na instituição. As definições com seus respectivos conceitos que poderão ser utilizados no jogo estão abaixo (vide Anexo I) e devem ser registradas nas pedras do dominó pelos/as alunos/as. O/a professor/a poderá solicitar a consultoria do/a professor/a de Artes para a construção do dominó de modo a exercitar a interdisciplinaridade, se considerar exequível.

Finalizada a confecção das pedras, será dado início ao jogo, o qual poderá ser realizado em grupos, cada um composto de 2 a 5 alunos/as. Os passos a serem seguidos estão descritos a seguir:

 

Figura 1: Ilustração das pedras do dominó

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Orientações para o jogo

1. As 27 pedras constituintes do dominó deverão ser colocadas em uma bancada e, em seguida, misturadas;

2. O próximo passo será colocar uma das pedras que contêm apenas conceitos ou apenas definições no meio da bancada para iniciar o jogo;

3. O tempo deverá ser marcado a partir deste momento;

4. Os participantes do grupo deverão procurar a pedra que corresponderá ao conceito ou definição da pedra inicial. Após, encontrada, esta pedra deverá ser encaixada (vide Figura 2);

5. O processo continua de ambos os lados do dominó, até que se encerrem todas as pedras. Após o encaixe de todas as pedras, deve-se marcar o tempo.

O jogo chegará ao fim quando todas as pedras do dominó forem encaixadas de modo correto, sendo vencedor o grupo de alunos/as que completar o jogo em menor tempo.

Figura 2: Exemplos resultantes da união

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Fonte: RAMALHO, M. A. P.; SILVA, F. B.; SILVA, G. S.; SOUZA, J. C. Ajudando a fixar os conceitos de genética.  Genética  na  escola, vol.1, nº 2, 2006. p. 45-49.

3ª Atividade – Brincando com o conhecimento

Nessa atividade da aula, os/as alunos/as serão convidados pelo/a professor/a a construir e trabalhar em sala de aula com mais um jogo capaz de auxiliar no processo de ensino e aprendizado de Genética.

O/a professor/a deverá propor um jogo de cartas envolvendo duas espécies de baralhos: um deles possuindo 52 cartas de conceitos, e o segundo possuindo 52 cartas de definições. Os baralhos poderão ser confeccionados em cartolinas, medindo, aproximadamente 5cm x 8cm (vide Figura 3). Serão necessárias oito cartolinas para tanto, as quais devem ser solicitadas previamente pelo/a professor/a junto à secretaria da escola.Com o intuito de distinguir os dois baralhos, sugere-se utilizar figuras ilustrativas na parte de trás das cartas.

Os conceitos com as respectivas definições que poderão ser utilizadas neste jogo são as mesmas sugeridas para o jogo da atividade anterior (vide Anexo I) e deverão ser registrados nas cartas respeitando a distinção dos baralhos. O/a professor/a poderá solicitar a consultoria do/a professor/a de Artes para a construção dos baralhos de modo a exercitar a interdisciplinaridade, se considerar exequível.

Figura 3: Modelo de cartas de perguntas

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Figura 4: Modelo de cartas de respostas

herança 5

Orientações para o jogo

1. Os baralhos de definições deverão ser embaralhados e posteriormente divididos de acordo com o número de participantes (sugere-se um número de 4 ou mais alunos/as em cada rodada), de modo que cada um fique com o mesmo número de cartas;

2. O/a professor/a não deverá estar participando do jogo e ficará responsável pelas cartas de conceitos, sendo que estas deverão também ser embaralhadas e colocadas em cima da bancada onde está sendo realizado o jogo, de maneira que os conceitos fiquem virados para baixo. O/a professor/a irá pegar uma carta por vez e ler lentamente o conceito em voz alta.

3. O/a participante que tiver a definição deste conceito deverá fazer o par (conceito-definição) e colocá-lo em cima da mesa para que o responsável pelo jogo possa conferir;

4. Se o par formado estiver correto, este deve permanecer em cima da mesa. Caso contrário, a carta de definição deverá voltar para as mãos do/a participante e a carta de conceito ao responsável pelo jogo, sendo que este/a participante deverá pagar uma “prenda” estabelecida em conjunto pelos demais, de modo a evitar acertos casuais;

5. Após a leitura do conceito, caso nenhum/a participante se manifeste, o responsável deverá dizer a definição e o/a participante que a tiver pagará também a “prenda”.

Após este procedimento, deverá colocar o par (conceito-definição) em cima da bancada;

6. O jogo chegará ao fim quando qualquer um/a dos/as jogadores/as usarem todas as cartas que lhe foram entregues no início do jogo, ou seja, encontrar todas as definições para os seus conceitos, formando, assim, pares. Este será o/a vencedor/a.

ANEXO I

Conceitos e definições

1. Meiose: processo de divisão celular responsável pela formação dos gametas. Caracteriza-se por promover a redução do número de cromossomos da espécie à metade.

2. Heredograma: simbologia utilizada no estudo do controle genético dos caracteres em animais.

3. Autofecundação: modo de reprodução sexuada através da qual os gametas masculinos e femininos são oriundos do mesmo indivíduo. Ocorre predominantemente nos vegetais.

4. Transcrição: processo de síntese de uma molécula de RNA em que se utiliza uma das fitas de DNA como molde.

5. Cromossomo metacêntrico: cromossomo que possui centrômero na posição mediana.

6. Replicação semiconservativa do DNA: processo de replicação do DNA em que cada uma das fitas de uma molécula funciona como molde para produzir a fita complementar. No final do processo resultam duas moléculas idênticas.

7. Ribossomos: local onde se realiza a biossíntese protéica.

8. Códon: sequência de três nucleotídeos no mRNA codificadora para um determinado aminoácido.

9. Prófase: denominação dada à fase da divisão celular quando ocorre a condensação da cromatina e desaparecimento da membrana nuclear e do nucléolo.

10. Metáfase: denominação dada à fase da divisão celular quando ocorre o alinhamento dos  cromossomos na região central (equador) da célula.

11. Anáfase: denominação dada à fase da divisão celular quando ocorre a separação das cromátides irmãs para os polos opostos da célula.

12. Telófase: denominação dada à fase da divisão celular onde ocorre a descondensação dos cromossomos e o reaparecimento da membrana nuclear e do nucléolo.

13. Homozigóticos: indivíduos que possuem alelos idênticos.

14. Heterozigóticos: indivíduos que possuem alelos diferentes.

15. Homólogos: cromossomos morfologicamente iguais e portadores dos mesmos genes.

16. Tradução: processo pelo qual é produzida uma cadeia polipeptídica a partir da informação existente no mRNA.

17. Antígeno: substância que, quando introduzida no organismo, estimula a produção de anticorpos.

18. Herança limitada ao sexo: tipo de herança cuja expressão do caráter só se expressa em um dos sexos.

19. Herança ligada ao sexo: tipo de herança cujo controle é realizado por genes situados nos cromossomos sexuais.

20. Enzima de restrição: são enzimas que cortam o DNA em locais específicos da molécula.

21. Transgênico: indivíduo produzido por engenharia genética tendo genes de espécies  não relacionadas.

22. População: conjunto de indivíduos da mesma espécie, que ocupam o mesmo local, e são capazes de trocar alelos entre si, deixando descendentes férteis e viáveis.

23. Caráter: denominação dada ao conjunto de informações que identificam o indivíduo.

24. Seleção Natural: sucesso reprodutivo dos indivíduos mais adaptados. Indivíduos mais adaptados são aqueles que deixam mais descendentes.

25. Cromossomo: estrutura nucleoprotéica situada no núcleo e observada durante as divisões celulares.

26. Mitose: processo de multiplicação celular responsável pela produção de células filhas idênticas à célula-mãe promovendo o crescimento dos organismos.

27. Genoma: conjunto de genes existentes em todos os cromossomos de uma espécie.

28. Retrocruzamento: cruzamento de indivíduos da geração F1 com um dos seus genitores.

29. DNA: material genético primário, da maioria dos organismos, constituído de duas fitas complementares de polinucleotídeos.

30. Equilíbrio de Hardy-Weinberg: fenômeno pelo qual uma população cruzando ao acaso na ausência de seleção, mutação ou migração não altera as suas frequências alélicas e genotípicas.

31. Alelos múltiplos: quando um gene possui mais de dois alelos.

32. Clones: denominação dada à população de indivíduos geneticamente idênticos provenientes de reprodução assexuada.

33. Código genético: sequências de bases no RNA mensageiro, que codificam um dos 20 aminoácidos que participam da síntese de proteínas.

34. Alelo Dominante: alelo que se expressa produzindo seu fenótipo tanto em homozigose quanto em heterozigose.

35. Codominância: é um tipo de interação alélica em que ambos os alelos contribuem para a expressão do fenótipo do heterozigoto.

36. Recessivo: denominação dada ao alelo que só se expressa em homozigose.

37. Universal: propriedade do código genético em que um mesmo códon codifica o mesmo aminoácido em diferentes espécies.

38. Degenerado: propriedade do código genético em que o mesmo aminoácido pode ser codificado por mais de um códon diferente.

39. Síndrome de Down: anomalia da espécie humana causada pela trissomia do cromossomo 21.

40. Fêmea: um indivíduo da espécie humana que possui constituição cromossômica XX.

41. 5’- 3’:direção da replicação da molécula de DNA.

42. Ácido fosfórico, desoxirribose e base nitrogenada: compostos que formam um nucleotídeo.

43. Anticorpo: substância protéica produzida pelo organismo em resposta à invasão de um antígeno.

44. Fenótipo: as diferentes expressões de um dado caráter.

45. Genótipo: constituição genética de um indivíduo.

46. Alelos: formas alternativas do gene responsáveis pelos diferentes fenótipos do caráter situadas no mesmo loco, em cromossomos homólogos.

47. Primeira Lei de Mendel: segregação dos alelos de um gene durante a formação dos gametas.

48. Gene: denominação dada ao segmento de DNA situado em uma posição específica do cromossomo, que é responsável pela expressão do caráter.

49. Genética: ciência que estuda a hereditariedade e a variação.

50. Mutação: processo responsável pela produção de novos alelos por meio da alteração na sequência de bases do DNA.

51. Permuta genética: denominação dada ao fenômeno genético responsável pela troca de segmentos entre cromossomos homólogos.

52. Watson e Crick: pesquisadores que propuseram a estrutura molecular do DNA.

Fonte: RAMALHO, M. A. P.; SILVA, F. B.; SILVA, G. S.; SOUZA, J. C. Ajudando a fixar os conceitos de genética.  Genética  na  escola, vol.1, nº 2, 2006. p. 45-49.

4ª Atividade – Entretenimento e aprendizagem

Nessa atividade da aula, os/as alunos/as serão convidados inicialmente a assistir o filme “Óleo de Lorenzo”. O/a professor/a poderá solicitar o filme à videoteca da escola ou, caso isso não seja possível, solicitar recursos à escola para alugá-lo. A exibição do filme deverá ser feita durante a aula utilizando-se um kit  multimídia (caso se trate de um DVD) ou vídeocassete (caso de trate de uma fita).

FILME - Óleo de Lorenzo

herança 6

Concluída a exibição do filme, os/as alunos/as deverão ser orientado/a pelo/a professor/a a realizarem um júri simulado.

A realização do júri simulado em sala de aula exigirá que o/a professor/a divida os/as alunos/as em 3 grupos: o primeiro grupo fará a DEFESA, o segundo grupo fará a ACUSAÇÃO e o terceiro grupo irá julgar como o JUIZ. O objeto do julgamento será a atitude dos pais diante do adoecimento do menino tal como apresentado no filme. As questões norteadoras apresentadas abaixo podem ser utilizadas durante o júri simulado.

Durante essa atividade, o/a professor/a deve observar a capacidade de argumentação dos/as alunos/as, a maneira como cada um/a expõe suas ideias, defende os seus argumentos e discute com os/as colegas de sala.

Após a realização do julgamento, os papéis podem ser invertidos, de modo que o grupo que inicialmente defendeu irá então acusar e o grupo que julgou poderá defender.

Perguntas norteadoras para o júri simulado

1 – O envolvimento dos pais do menino atrapalhou ou ajudou na doença?

2 – A falta de medicamentos para uma doença dessa natureza prejudicou o tratamento do menino?

3 – A esperança dos pais do menino fez a família se unir?

4 – Os médicos fizeram pesquisas e testes com o menino. Os pais foram corretos ao permitir isso?

5 - Sobre o surgimento do gene na família de Lorenzo: como e quando ele teria aparecido?

6 – O envolvimento dos pais com uma ONG fez alguma diferença para o tratamento do filho?

7- A dieta que os médicos indicaram para o menino só o fez piorar. A prescrição dessa dieta foi correta?

8 – O dinheiro que os pais arrecadaram para o simpósio fez alguma diferença para o tratamento do menino?

9 – Qual a importância da descoberta do óleo para o tratamento do menino?

5ª Atividade – Pesquisando e aprendendo

Nessa atividade da aula, os/as alunos/as serão orientados pelo/a professor/a a realizar uma pesquisa sobre os tipos sanguíneos de seus familiares. Para tanto, cabe ao/a professor/a orientar os/as alunos/as a preencherem individualmente a Tabela 1.

Tabela 1

Nome

Tipo sanguíneo

Fator RH

Pai
 
 

Mãe
 
 

Aluno
 
 

Irmão/ Irmã
 
 

Irmão/ Irmã
 
 

Finalizado o preenchimento da tabela, os/as alunos/as deverão analisar os dados da pesquisa e elaborar um gráfico contendo as porcentagens decrescentes dos tipos sanguíneos presentes. Cabe ao/a professor/a orientar os/as alunos/as a se organizarem em duplas para tanto e utilizarem o software  Kolourpaint ou Microsoft Excell. 

A seguir, os/as alunos/as deverão utilizar o software Kpresenter do netbook para apresentar os resultados finais da elaboração da pesquisa em sala de aula.

Concluindo essa atividade, cabe ao/a professor/a orientar os/as alunos/as a se organizarem em três grupos para acessar a internet com o intuito de coletar informações sobre o sangue e os grupos sanguíneos. Para tanto, os sites abaixo poderão ser indicados. As informações coletadas deverão ser organizadas para a elaboração do Relatório 1. Como se vê abaixo, cada grupo ficará responsável por levantar informações em sites específicos.

Grupo 1:

Disponível <  http://www.bancodesangue.com.br/website/content/bancosangue/geral/index.php?idPagina=TUDO_SOBRE_SANGUE  > acesso feito dia 09/04/2012

Grupo 2:

Disponível <  http://www.grupoescolar.com/pesquisa/os-grupos-sanguineos.html > acesso feito dia 09/04/2012

Grupo 3:

Disponível <http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/corpo-humano-sistema-cardiovascular/tipos-de-sangue.php > acesso feito dia 09/04/2012


Com o término da pesquisa, o/a professor/a deverá orientar os grupos a socializar oralmente as respostas elaboradas para cada uma das questões. Reunindo elementos das respostas de cada um dos três grupos, os/as alunos/as deverão então produzir um cartaz com uma resposta coletiva para cada uma das questões Cabe ao/a professor/a providenciar uma cartolina para a produção do cartaz e auxiliar na organização da resposta coletiva de cada questão registrando no quadro uma síntese dos principais elementos das respostas de cada um dos grupos.

 

Relatório 1

1 - O que é o sangue?
2 - De que é formado o sangue?
3 - Quanto sangue possuímos em nosso organismo?
4 - Como o sangue é produzido em nosso organismo?
5 - O que são grupos sanguíneos?
6 – O que é o fator Rh?
8 – Cite as características que cada um dos grupos sanguíneos.
9 - Qual tipo sanguíneo pode ser doador universal? Explique.
10 - Que tipo de sangue é ideal receber?

Se o  Receptor for do grupo: 

O  Doador poderá ser do grupo: 

A+
 

A -
 

B+
 

B -
 

AB+
 

AB -
 

O+
 

O -
 

A seguir, os/as alunos/as deverão socializar oralmente as respostas para que o conteúdo da aprendizagem possa ser consolidado.

6ª Atividade - Pesquisando no Laboratório de Química

Nessa atividade da aula, os/as alunos/as devem ser divididos em grupos de quatro integrantes para a realização do Experimento 1 no Laboratório de Química.
No primeiro momento da atividade, cabe ao/a professor/a providenciar os materiais necessários para elaboração do Experimento 1, os quais se encontram especificados no link abaixo. No segundo momento, o/a professor/a deverá separar todos os materiais necessários para a elaboração do Experimento 1. No terceiro momento, o/a professor/a, posicionado na bancada do Laboratório de Química, deverá apresentar cada um dos materiais aos alunos/as. No quarto momento, o professor/a deverá explicar, também posicionado na bancada, o procedimento pertinente, tal como detalhado no link abaixo, salientando a importância do cuidado no manuseio das vidrarias e soluções químicas. No quinto momento, o/a professor/a deverá conduzir uma discussão sobre os fenômenos observados durante o Experimento 1.

Experimento 1: Teste de paternidade

 

 

 

 

 

7ª Atividade – Dramatizando, socializando e aprendendo

Nessa atividade da aula, cabe ao/a professor/a propor aos/as alunos/as a elaboração de um conjunto de esquetes – ou seja, pequenas cenas nas quais um número reduzido de pessoas dramatizam uma certa situação, comumente com caráter cômico – referentes ao tema da aula, de modo a favorecer sua consolidação. Para tanto, o/a professor/a deve solicitar que os/as alunos/as se organizem em quatro grupos. Nos esquetes deverão ser contemplados o conteúdo da atividade da aula da qual os/as integrantes dos grupos eles/as mais gostaram. Os personagens a serem interpretados pelos/as alunos/as devem ser escolhidos pelos/as mesmos/as. Os/as alunos/as também devem elaborar as falas dos personagens, contando, para tanto, com as orientações do/a professor/a. Os esquetes poderão ser apresentados para a escola em geral durante os intervalos ou eventos especiais, de modo que todos – alunos, funcionários, professores e pais – possam prestigiá-los e aprender mais sobre o assunto. Se necessário, os grupos podem solicitar a consultoria do/a professor/a de Língua Portuguesa ou Artes, de modo a exercitar a interdisciplinaridade.

Recursos Educacionais
Nome Tipo
Teste de paternidade Experimento prático
Genética - herança ligada ao sexo Hipertexto
Recursos Complementares

Sugestão de link para aluno/a:

Sugestão de pesquisa e leitura para o aluno/a http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Genetica/leismendel9.php  > acesso feito dia 09/04/2012

Sugestões de links para professor/a:

Reportagem “Medicina genética garante fim de doenças hereditárias potencialmente perigosas”, site G1 http://g1.globo.com/Noticias/Ciencia/0,,MUL1563343-5603,00.html  > acesso feito dia 09/04/2012

Recurso de vídeo “Cromossomo x Cromatina: introdução à Genética” http://www.youtube.com/watch?v=SVLuR_S-k8o > acesso feito dia 09/04/2012

Avaliação

A avaliação dos/as alunos/as pode ser feita em todos os momentos da aula, a partir das contribuições individuais ou das contribuições do grupo como um todo, assim como a partir do envolvimento dos/as mesmos/as nas atividades solicitadas.

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