BIOLOGIA CP 2s Vol1 2014 P8 · Ana Leonor Sala Alonso Coordenadora de Orçamento e Finanças ......

2a SÉRIE ENSINO MÉDIOCaderno do ProfessorVolume 1

BIOLOGIACiências da Natureza

Valid

ade: 2014 – 2017

MATERIAL DE APOIO AOCURRÍCULO DO ESTADO DE SÃO PAULO

CADERNO DO PROFESSOR

BIOLOGIAENSINO MÉDIO

2a SÉRIEVOLUME 1

Nova edição

2014-2017

governo do estado de são paulo

secretaria da educação

São Paulo

BIOLOGIA_CP_2s_Vol1_2014_P8.indb 1 21/11/13 16:47

governo do estado de são paulo

Governador

Geraldo Alckmin

Vice-Governador

Guilherme Afif Domingos

Secretário da Educação

Herman Voorwald

Secretário-Adjunto

João Cardoso Palma Filho

Chefe de Gabinete

Fernando Padula Novaes

Subsecretária de Articulação Regional

Rosania Morales Morroni

Coordenadora da Escola de Formação e Aperfeiçoamento dos Professores – EFAP

Silvia Andrade da Cunha Galletta

Coordenadora de Gestão da Educação Básica

Maria Elizabete da Costa

Coordenadora de Gestão de Recursos Humanos

Cleide Bauab Eid Bochixio

Coordenadora de Informação, Monitoramento e Avaliação

Educacional

Ione Cristina Ribeiro de Assunção

Coordenadora de Infraestrutura e Serviços Escolares

Ana Leonor Sala Alonso

Coordenadora de Orçamento e Finanças

Claudia Chiaroni Afuso

Presidente da Fundação para o Desenvolvimento da Educação – FDE

Barjas Negri


Senhoras e senhores docentes,

A Secretaria da Educação do Estado de São Paulo sente-se honrada em tê-los como colabo-

radores nesta nova edição do Caderno do Professor, realizada a partir dos estudos e análises que

permitiram consolidar a articulação do currículo proposto com aquele em ação nas salas de aula

de todo o Estado de São Paulo. Para isso, o trabalho realizado em parceria com os PCNP e com

os professores da rede de ensino tem sido basal para o aprofundamento analítico e crítico da abor-

dagem dos materiais de apoio ao currículo. Essa ação, efetivada por meio do programa Educação —

Compromisso de São Paulo, é de fundamental importância para a Pasta, que despende, neste pro-

grama, seus maiores esforços ao intensificar ações de avaliação e monitoramento da utilização dos

diferentes materiais de apoio à implementação do currículo e ao empregar o Caderno nas ações de

formação de professores e gestores da rede de ensino. Além disso, firma seu dever com a busca por

uma educação paulista de qualidade ao promover estudos sobre os impactos gerados pelo uso do

material do São Paulo Faz Escola nos resultados da rede, por meio do Saresp e do Ideb.

Enfim, o Caderno do Professor, criado pelo programa São Paulo faz Escola, apresenta orien-

tações didático-pedagógicas e traz como base o conteúdo do Currículo Oficial do Estado de São

Paulo, que pode ser utilizado como complemento à Matriz Curricular. Observem que as atividades

ora propostas podem ser complementadas por outras que julgarem pertinentes ou necessárias,

dependendo do seu planejamento e da adequação da proposta de ensino deste material à realidade

da sua escola e de seus alunos. O Caderno tem a proposição de apoiá-los no planejamento de suas

aulas para que explorem em seus alunos as competências e habilidades necessárias que comportam

a construção do saber e a apropriação dos conteúdos das disciplinas, além de permitir uma avalia-

ção constante, por parte dos docentes, das práticas metodológicas em sala de aula, objetivando a

diversificação do ensino e a melhoria da qualidade do fazer pedagógico.

Revigoram-se assim os esforços desta Secretaria no sentido de apoiá-los e mobilizá-los em seu

trabalho e esperamos que o Caderno, ora apresentado, contribua para valorizar o ofício de ensinar

e elevar nossos discentes à categoria de protagonistas de sua história.

Contamos com nosso Magistério para a efetiva, contínua e renovada implementação do currículo.

Bom trabalho!

Herman VoorwaldSecretário da Educação do Estado de São Paulo


sumário

orientação sobre os conteúdos do Caderno 5

Tema – identidade dos seres vivos — organização celular e funções vitais básicas 7

Situação de Aprendizagem 1 – A organização celular da vida 7

Situação de Aprendizagem 2 – Biomembranas e suas funções 23

Situação de Aprendizagem 3 – Processos de obtenção de energia pelos seres vivos: Fotossíntese e respiração celular 29

Situação de Aprendizagem 4 – Núcleo celular 35

Tema – Transmissão da vida e mecanismos de variabilidade genética — Variabilidade genética e hereditariedade 48

Situação de Aprendizagem 5 – As ideias pré-mendelianas 48

Situação de Aprendizagem 6 – As ideias de Mendel 56

Situação de Aprendizagem 7 – O processo meiótico 70

Situação de Aprendizagem 8 – A família Brasil 78

Situação de Aprendizagem 9 – Certo cromossomo X 86

recursos para ampliar a perspectiva do professor e do aluno para a compreensão dos temas 98

Quadro de conteúdos do Ensino médio 100


5

Biologia – 2a série – Volume 1

Caro(a) professor(a),

Este Caderno, identificado como material

de apoio ao Currículo Oficial, é composto por

uma série de Situações de Aprendizagem ela-

boradas a partir de competências e habilidades

específicas, que devem ser desenvolvidas ao

longo de cada ano do Ensino Médio, e têm

como objetivo auxiliá-lo no desenvolvimento

de suas aulas de Biologia.

As Situações de Aprendizagem apresentam-

-se organizadas de acordo com as seguintes

temáticas: A identidade dos seres vivos – Orga-

nização celular e funções básicas; e Transmissão

da vida e mecanismos de variabilidade genética

– Variabilidade genética e hereditariedade. A

proposta apresentada nessas sequências didáti-

cas revela uma metodologia que referencia o

Currículo Oficial do Estado de São Paulo.

Esse documento indica que a educação cien-

tífica não pode se resumir a informar ou trans-

mitir conhecimento, mas deve: instigar a

investigação científica, a participação social, a

reflexão e a atuação dos estudantes na resolução

de situações-problema contextualizadas.

De acordo com o Currículoa:

“(...) o objetivo principal da educação é

formar para a vida. Os conteúdos de Biologia

a serem estudados no Ensino Médio devem

tratar o mundo do aluno, deste mundo con-

temporâneo, em rápida transformação, em

que o avanço da ciência e da tecnologia pro-

move conforto e benefício, mas ao mesmo

tempo mudanças na natureza, com desequilí-

brios e destruições muitas vezes irreversíveis.

É esse mundo real e atual que deve ser com-

preendido na escola, por meio do conheci-

mento científico; e é nele que o aluno deve

participar e atuar.”

Estes Cadernos possibilitam, também, o

uso de outros recursos didáticos, tais como:

visita a museus, pesquisa em ambientes virtuais

de aprendizagem, consulta a periódicos, entre

outros, e que dependem do professor para sua

seleção e uso adequado. Espera-se, portanto,

que o ensino e a aprendizagem enfoquem o

conhecimento científico, a integração com o

contexto social e ambiental e, ao mesmo

tempo, estejam envolvidos com as tecnologias

da atualidade.

oriEnTação sobrE os ConTEúdos do CadErno

aSÃO PAULO (Estado). Secretaria da Educação. Currículo do Estado de São Paulo: Ciências da Natureza e suas tecnologias. Coordenação geral Maria Inês Fini et alii. 1 ed. atual. São Paulo: SE, 2012. p. 33.


6

Os cadernos oferecem ainda um espaço intitu-

lado “O que eu aprendi...”, no qual o aluno terá a

oportunidade de registrar o que foi trabalhado e

que servirá tanto para ajudá-lo a organizar o

conhecimento adquirido quanto para gerir auto-

nomamente as suas competências e habilidades.

Assim, a proposta apresentada entende a

avaliação da aprendizagem como uma ação

contínua e que deve ser considerada em todo o

desenvolvimento das atividades.

Por fim, ressaltamos que a sua percepção da

realidade, enquanto professor, é fundamental

para transpor as sequências didáticas contidas

neste material, que podem e devem ser reade-

quadas à real necessidade de cada sala de aula,

considerando o ritmo de aprendizagem de cada

aluno e suas necessidades, bem como a fluência

com a qual os conteúdos serão desenvolvidos.

É por esse motivo que consideramos que sua

ação, professor, é insubstituível e imprescindí-

vel para a efetiva realização do processo de

ensino e aprendizagem.

Bom trabalho, professor!


7


TEma – idEnTidadE dos sErEs ViVos – organização CElular E funçõEs ViTais básiCas

SiTUAçÃO dE APrENdizAgEM 1 A OrgANizAçÃO CELULAr dA vidA

A partir de atividades lúdicas e práticas,

pretende-se resgatar o conhecimento prévio

dos alunos sobre célula e seu papel na forma-

ção e organização dos seres vivos.

A seguir, será representada a organização

celular, buscando caracterizar seus compo-

nentes estruturais mais significativos.

Conteúdos e temas: organização celular como característica fundamental de toda a vida; organização e funcionamento dos diferentes tipos de célula.

Competências e habilidades: compreender e interpretar textos de diferentes gêneros; obter e representar informações disponíveis em imagens e tabelas; identificar os elementos básicos que compõem a célula, bem como as funções de cada um deles; relacionar as funções vitais das células a seus respectivos componentes; reconhecer e explicar diferenças entre células eucarióticas e procarióticas; reconhecer e explicar diferenças entre células animais e vegetais.

sugestão de estratégias: resolução de problemas; aulas expositivas dialogadas; pesquisas em diferentes fontes de informação; discussões coletivas.

sugestão de recursos: textos e figuras presentes neste Caderno; livro didático; dicionário e/ou internet.

sugestão de avaliação: participação do aluno e resolução dos problemas apresentados.

roteiro para aplicação da situação de aprendizagem 1

Etapa 1 – sondagem inicial e sensibilização

Peça aos alunos que se reúnam em grupos e

apresente a Figura 1, na qual há diferentes repre-

sentações de objetos e seres, formados por células

ou não.

Primeiramente, peça a eles que observem a

imagem e localizem, por exemplo, tudo o que seja

de pedra, o prédio cor-de-rosa, o gato de botas, a

árvore florida, o cavalo com fita na crina etc.


8

O próximo passo é pedir aos alunos que

respondam às seguintes questões.

1. Localize na imagem os seres vivos e os

não vivos.

Resposta pessoal. Exemplos de seres vivos: ser humano, peixe,

árvore, cavalo, cachorro, ave, gato, célula. Elementos não vivos:

cadeira, CD, roupa, rocha, nuvem, carro, coroa, prédio etc.

2. Localize todos os objetos cuja origem são

seres vivos.

Resposta pessoal. Exemplos: cadeira, roupas etc.

3. Escreva a seguir qual critério você utilizou

para identificar os seres vivos.

Nessa questão, é provável que os alunos utilizem como crité-

rio o ciclo de vida, a reprodução, o crescimento e a existên-

cia ou não de células.

4. Você saberia dizer algo que todos esses

seres têm em comum?

© L

ie K

obay

ashi

Figura 1 – representações de objetos e seres formados por células ou não.


9


Entre as possíveis respostas, os alunos devem relacionar o

ciclo de vida como uma dessas características.

5. Liste no quadro os elementos presentes na

figura anterior que são formados por célu-

las e os que não são.

formados por células

não formados por células

ser humano cadeira, CD, roupa

peixe rocha

árvore nuvem

cavalo carro

cachorro prédio

gato ...

ave ...

Quadro 1.

Ao final da tarefa, construa na lousa um

quadro-síntese com o resultado de toda a

classe. Solicite aos alunos que façam as corre-

ções necessárias. discuta o que foi agrupado

de forma diferente e por quê.

6. Entre os elementos que foram classificados

como formados por células, descreva onde

as células estão localizadas.

Resposta pessoal. Os alunos devem levar em conta que todos

são ou foram formas vivas e que suas células constituem

todas as estruturas do corpo. Observação: lembre-se de que,

para muitos alunos, não é clara a relação estrutural das célu-

las com tecidos, órgãos e sistemas.

Essa etapa tem a finalidade, em um primeiro

momento, de resgatar os conhecimentos pré-

vios dos alunos; portanto, não é aconselhável

que suas intervenções sejam muito ostensivas.

Não se deve, nesta fase, por exemplo, corrigi-

-los, mas abrir espaço para que resgatem aquilo

que, provavelmente, já viram ou ouviram falar

a respeito da célula.

No entanto, é necessário explicitar exata-

mente o que se deseja com esta etapa da Situa-

ção de Aprendizagem. Por exemplo, ao

perguntar quais itens são formados por células,

é importante que se comente de que matéria-

-prima eles são feitos.

Por outro lado, é interessante você refor-

çar o fato de que o que pretendemos saber é

o que realmente é formado por células, pois,

muitas vezes, os alunos entendem que devem

citar tudo aquilo que contém células. Não é

raro que digam: “Tudo o que existe contém

células, pois as bactérias estão em toda

parte”. Por isso, professor, é preciso esclare-

cer a questão, pois trata-se de questionamen-

tos bem diferentes.

Etapa 2 – Construindo o conceito de célula

A proposta desta etapa da Situação de

Aprendizagem é que, em vez de memorizar, os

próprios alunos participem da construção de

um conceito, utilizando, para isso, algumas

imagens e respondendo a algumas perguntas.

Disponibilize diferentes fontes (livros,

acesso à internet, enciclopédias) e instrua-os

para que façam uma pesquisa sobre os dife-

rentes tipos de células: de bactérias, de plan-


10

tas, de animais e humanas (entre elas, células

epiteliais, musculares, nervosas, sanguíneas

etc.). Finda a pesquisa, peça aos alunos que

façam um desenho de cada uma das células

pesquisadas e anotem, ao lado dele, o tama-

nho aproximado que ela apresenta.

Mitocôndria

Vacúolo

Citoplasma

CloroplastoRetículo endoplasmático

Parede celular

Membrana Plasmática

Complexo golgiense

Vacúolo

Núcleo

Pseudópode

Figura 3 – Ameba. Fotografia obtida por microscópio de luz, ampliada aproximadamente 33 vezes.

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Membrana

Vacúolo

Vesículas com alimento em digestão

Núcleo

Cílios: finas projeções que envolvem toda a célula

Citoplasma

Local por onde absorve alimento

© E

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gra

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inst

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Figura 2 – Paramécio. Fotografia obtida por microscópio de luz, ampliada aproximadamente 45 vezes.

Figura 4 – Célula vegetal. Fotografia obtida por microscópio eletrônico de transmissão, ampliada aproximadamente 4 000 vezes.

Núcleo

Nucléolo

Mitocôndria

© d

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opal

Mur

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PL

/Lat

inst

ock

Figura 5 – Célula animal. Fotografia obtida por microscópio eletrônico de transmissão, ampliada aproximadamente 450 vezes.


11


Figura 6 – Modelo de célula vegetal. Os lisossomos não estão presentes em todas as células vegetais, mas podem ser encontrados, por exemplo, nas células das sementes.

© H

udso

n C

alas

ans

© H

udso

n C

alas

ans

Figura 7 – Modelo de célula animal.

5a

4a


12

Estruturas comuns às células

De posse dos desenhos e das medidas, divida

os alunos em duplas ou em grupos e peça a um

membro de cada grupo que anote a conclusão a

que sua equipe chegou. Para direcionar a con-

clusão, pergunte:

a) Quais são as semelhanças e as diferenças

entre as imagens que seu grupo selecionou

e as apresentadas neste Caderno? Explique.

Resposta pessoal.

b) O que essas células têm em comum?

A resposta pode variar, mas devem ser citadas estruturas

como citoplasma, membrana, material genético, ribosso-

mos e citosol.

Neste momento, solicite aos alunos que

respondam a questão 1.

1. Escreva no quadro a seguir o que

você concluiu sobre as células apre-

sentadas no que se refere a:

CaracterísticaTipos de célula

Paramécio ameba Vegetal animal

TamanhoMicroscópico100 a 300 μm1

Microscópico10 a 60 μm



formato

A maioria apresenta formato peculiar, "sola de sapato". Porém essa forma pode variar; alguns apresentam forma esférica.

Não apresenta uma forma definida, podendo ser alte-rada de um momento para o outro. É tridimensional.

Grande diversi-dade de formas tridimensionais.

Grande diversi-dade de formas tridimensionais.

Estruturas presentes (*)

MembranaCíliosNúcleoCitoplasmaVacúoloetc.

MembranaPseudópodesVacúoloNúcleoetc.

Parede celularMembranaCloroplastoNúcleoetc.

MembranaCitoplasmaNúcleoetc.

Quadro 2 – 1 micrômetro (μm) = milésima parte do milímetro, ou seja, 1 μm = 0,001mm. (*) Estão citadas as estruturas essenciais.

Uma vez elaborado o Quadro 2 introdutó-

rio sobre células, proponha aos alunos as duas

questões a seguir, que constam na Lição de

casa do Caderno do Aluno.

1. Procure em um dicionário o

significado da palavra célula que

melhor se aplica ao estudo da

vida e dos seres vivos.

Ressalte o fato de que, embora haja semelhanças, as defi-

nições encontradas nos dicionários para o mesmo termo

podem ser bem diferentes.

2. durante a aula, você pôde observar que há

uma grande diversidade de formas e tamanhos

celulares. Qual seria a explicação para isso?

Nesta resposta, os alunos vão relacionar as diferentes célu-

las com os mais variados tecidos, funções e estruturas. Outro

aspecto que pode ser levantado diz respeito à diversidade

biológica e à evolução.


13


definições encontradas em dicionário para o termo célula

1. “Unidade microscópica estrutural e funcional dos seres vivos, constituída fundamentalmente de material genético, citoplasma e membrana plasmática.”

1.1. “Estrutura musical mínima, a partir da qual se faz uma composição; grupo de pessoas com ideal e atuação afins, ger. Políticos. Ex.: célula da revolução.”

Dicionário Houaiss da língua portuguesa. Edição eletrônica. rio de Janeiro: Objetiva, 2009.

2. “Cada uma das unidades microscópicas de protoplasmas que integram o corpo da grande maioria dos seres vivos; formadas por núcleo, citoplasma e membrana (e mais a parede celular, nos vegetais); unidade fundamental da matéria viva. Col.: tecido (quando diferenciadas igualmente).”

2.1. “Diminutivo de cela, pequena cela. Pequena cavidade, grupo de pessoas para defesa de ideias políticas.”

Michaelis Moderno Dicionário da Língua Portuguesa. São Paulo: Melhoramentos, 2007.

Uma vez definido o que é célula, os alunos

devem conhecer um pouco mais os dois gran-

des grupos de células existentes, que compõem

os seres procariontes e os eucariontes. Para

isso, peça que resolvam a questão a seguir.

3. (Comvest/vestibular Unicamp – 1994) Con-

sidere as características das células A, B e

C indicadas na tabela adiante quanto à pre-

sença (+) ou ausência (–) de alguns compo-

nentes e responda:

Células Componentes celulares

Parede celular

Envoltório nuclear Nucléolo Ribossomos Complexo

golgiense Mitocôndrias Cloroplastos

A - + + + + + -

B + + + + + + +

C + - - + - - -

Quadro 3.

a) Quais das células A, B e C são eucarió-

ticas e quais são procarióticas?

As células A e B são eucarióticas e a célula C é procariótica.

b) Qual célula (A, B ou C) é característica

de cada um dos seguintes reinos: Bac-

teria (Monera), Animalia e Plantae?

Que componentes celulares presentes

ou ausentes os diferenciam?

Célula C: reino Bacteria (Monera). Não apresenta núcleo

organizado.

Célula A: reino Animalia. Célula eucariótica (envoltório

nuclear), heterotrófica (não possui cloroplasto) – não produz

seu próprio alimento.

Célula B: reino Plantae. Célula eucariótica (núcleo,

parede celular), autotrófica – produz o próprio alimento

(cloroplasto).


14

Uma característica essencial que distingue seres produtores de seres consumidores é a capacidade que os primeiros têm de sintetizar o próprio alimento. A capacidade de produzir alimento deve-se a um processo que leva à produção de carboidratos e

gás oxigênio a partir de água e de gás carbônico. Esse processo é chamado de fotossíntese e ocorre apenas em organismos clorofilados, isto é, que apresentam clorofila: certas bactérias, algas e plantas. Em algas e plantas, a clorofila está localizada em organelas específ icas denominadas cloroplastos. Tais organelas são de coloração verde e apresentam moléculas de clorofila.

1. Com base nessa descrição, qual das três

células ilustradas anteriormente poderia

ser de uma planta?

Célula B.

2. Sabemos também que células de bactéria

diferenciam-se de células animais e vegetais

por não apresentarem núcleo organizado.

Seguindo essa descrição, qual das imagens

Figura 8 – diferentes tipos de célula: (A) animal; (B) vegetal; e (C) procariótica (bactéria).

poderia ser de uma célula bacteriana?

Célula C.

3. Há uma série de estruturas no interior das

células representadas nas figuras. você

saberia dizer o que são essas estruturas?

São as organelas celulares, compartimentos delimitados

por membrana que executam diferentes funções metabó-

licas na célula.

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atin

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A


15


4. Escreva o nome das estruturas presentes

em todos os tipos celulares estudados até

o momento.

Em todas as células: membrana celular, citoplasma, ribosso-

mos, material genético.

Os alunos podem questionar o que são as

estruturas vistas no interior de algumas célu-

las. Você deve apenas mencionar que real-

mente existem estruturas no interior do

citoplasma e que, portanto, são chamadas de

estruturas ou “organelas” citoplasmáticas,

que desempenham funções importantes,

como respiração, digestão e fotossíntese,

entre outras.

É interessante que os alunos percebam

que as células possuem formatos e tamanhos

diferentes e que algumas apresentam núcleo

e outras não. Com relação às estruturas

comuns a todas as células, deve ficar clara a

presença da membrana e do citoplasma. É

importante também que observem que, ape-

sar de diferentes, as definições de célula têm

em comum a ideia de unidade, de centro, de

representatividade do todo etc.

Etapa 3 – Comparando células e cidades

Até agora, vimos que:

f todos os seres vivos são formados por

células;

f a célula é a unidade anatômica e fisiológica

dos seres vivos;

f as células que formam os seres vivos podem

ser procarióticas ou eucarióticas.

Informe aos alunos que foram necessários

muitos anos (mais de cem) para que os cientis-

tas chegassem a essas conclusões e o quanto

elas foram importantes, pois unificaram a Bio-

logia. Ou seja, tudo o que estava disperso, como

organismos completamente diferentes, foi uni-

ficado com a compreensão dos pressupostos

anteriores. Assim, se todos os seres vivos são

formados por células, basta estudar a fundo as

células para compreender como é a vida.

O objetivo das próximas atividades é aden-

trar no mundo da célula: explorar para com-

preender. Divida a sala em grupos e proponha

a situação a seguir (adaptada de uma questão

de vestibular, Vunesp – 2000). Combine o

tempo que os grupos terão para resolver o

problema. Instrua-os a usar o livro didático e

disponibilize outras fontes para a pesquisa

(livros didáticos e paradidáticos, acesso à

internet etc.).

1. Se fôssemos comparar a organização e o fun-

cionamento de uma célula eucariótica com o

que ocorre em uma cidade, poderíamos esta-

belecer determinadas analogias. Por exemplo,

a membrana plasmática seria o perímetro

urbano, ao passo que o citoplasma correspon-

deria ao espaço ocupado pelos edifícios, ruas e

casas com seus habitantes. Em primeiro lugar,

pesquisem diferentes materiais a função das

estruturas celulares listadas a seguir:

a) retículo endoplasmático: síntese de molécu-

las orgânicas, proteínas, lipídios e glicoproteínas, entre

outras. Constituído de canais por onde circulam proteínas

e outras substâncias;


16

b) complexo golgiense: empacotamento e distribui-

ção de substâncias para diferentes locais no interior da

célula e para exportação;

c) mitocôndrias: respiração celular. Síntese de ATP

(adenosina trifosfato);

d) cloroplastos: fotossíntese e produção de glicose,

utilizando-se de gás carbônico e água;

e) lisossomos: digestão intracelular e reciclagem de

estruturas celulares.

2. Quais comparações podem ser feitas entre

as estruturas citadas na questão 1 e o fun-

cionamento de uma cidade?

a) retículo endoplasmático: assemelha-se a ruas

e avenidas, porque por ele circulam proteínas e lipídios,

importantes para diversas funções celulares;

b) complexo golgiense: parece-se com um armazém

ou silo, porque processa, embala e estoca proteínas que se-

rão enviadas para certas regiões da célula ou para fora dela;

c) mitocôndrias: estas são a central energética, por-

que nelas acontece a produção de ATP, molécula que

será empregada em diversos processos celulares;

d) cloroplastos: estes são comparáveis a uma casa com

aquecimento solar, porque absorvem do Sol (ou da luz)

a energia e a transformam em açúcares que, posterior-

mente, serão oxidados para a geração de energia e calor;

e) lisossomos: estes podem ser classificados como res-

taurantes e lanchonetes, porque neles ocorre o processo

de digestão celular.

observação: é aconselhável lembrar aos

alunos que toda analogia tem limitações e por

isso pode induzir a erros.

Instrua os alunos sobre a produção do

texto A célula como uma cidade, ressaltando a

necessidade de utilizar as analogias feitas na

questão 2.

Produção de Texto

1. Agora você vai construir um texto, em

seu caderno, intitulado A célula como uma

cidade, no qual a comparação entre uma

célula e uma cidade deverá ser explorada.

Etapa 4 – o que é tecido?

Pergunte aos alunos se o termo tecido é de

conhecimento deles. As seguintes questões

poderão nortear a discussão:

1. O que você entende pela palavra tecido?

Resposta pessoal. Nas respostas a essa questão, os alunos

provavelmente farão referência aos tecidos das roupas

que usamos e outros ainda vão mencionar o tecido dos

seres vivos.

2. Você saberia dizer que relação existe entre

células e tecidos?

Os tecidos são constituídos de células com estrutu-

ras semelhantes e que também desempenham funções

semelhantes.

3. Examine as imagens a seguir e indique em

qual situação (A, B, C ou D) encontramos

tecidos.


17


Figura 9 – Situação A: fotografia em microscopia óptica de um corte histológico de pele humana, corado e ampliado aproximadamente 400 vezes.

Figura 11 – Situação C: fotografia em microscopia óptica de um corte histológico de ponta de raiz de cebola. Ampliação de aproximadamente 200 vezes.

Figura 10 – Situação B: fotografia em microscopia óptica de uma cultura do protozoário Paramecium. Ampliação aproximadamente de 400 vezes.

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18

Figura 12 – Situação d: corte histológico de osso, evidenciando região de desenvolvimento (região esponjosa). Ampliação de aproximadamente 400 vezes (detalhe).

Nas situações A, C e D, pois pertencem a seres multicelulares.

Em cada um dos três casos, as célula são semelhantes e se

reúnem em uma mesma estrutura para realizar uma única

função. A situação B é a de um organismo unicelular, por-

tanto, não se caracteriza como tecido.

© S

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u N

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Lat

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19


desafio!

Calculando o tamanho das células

Será possível saber quantas células formam uma área de 25 milímetros quadrados (mm2) da superfície de nossa pele? Com uma régua, desenhe na própria pele um quadradinho que meça 5 milímetros de lado. Sabendo que o tamanho aproximado de uma célula epitelial humana é de 10 micrômetros (µm) e que 1 micrômetro corresponde à milésima parte do milímetro, calcule quantas células caberiam em 25 mm2.

Para resolver o desafio é preciso, em primeiro lugar, que os alunos levem em conta as relações colocadas entre micrômetro e milímetro, já explícitas no próprio texto. Além disso, informe a eles que em 1 mm2 de pele há 10 mil células. A partir dessas informações, os alunos podem, usando uma regra de três, chegar ao número de 250 mil células por 25 mm2 de pele.

4. Converse com seus colegas sobre o esquema

a seguir. depois, escreva suas conclusões.

células tecidos órgãos sistemas

corpo humano

Ao desenvolver essa questão, é imprescindível que os alunos

estabeleçam a seguinte relação: células formam tecidos, que

formam órgãos, que compõem os sistemas do corpo humano

(respiratório, circulatório, nervoso etc.).

Chame a atenção dos alunos para o fato de

que organismos unicelulares, como bactéria e

ameba, vistos nas figuras da Etapa 2, não

apresentam tecidos, uma vez que são formados

por uma única célula. Esclareça que os organismos

formados por uma única célula (bactéria, alguns

fungos e algumas algas) são chamados de

unicelulares, e organismos formados por muitas

células (homem, plantas, animais) são chamados

de pluricelulares. Organismos unicelulares não

apresentam tecidos, enquanto os multicelulares

são formados por uma variedade deles.

Para que os alunos possam compreender a

dimensão das células, sugerimos a seguinte

atividade.

Organismos unicelulares não apre-

sentam tecidos, enquanto os multice-

lulares são formados por uma

variedade deles. Em termos evolutivos, o que o

aparecimento de tecidos representa? Em outras

palavras, quais vantagens a presença de tecidos

confere a um organismo? Proponha uma hipó-

tese que relacione o aparecimento dos tecidos

com a evolução dos seres vivos. Em seguida,

realize um trabalho de pesquisa para ver se sua

hipótese se confirma.

Escreva as conclusões em seu caderno.

Nesse trabalho, os alunos vão estabelecer uma correlação

entre a presença de tecidos diferenciados nos organismos

multicelulares e as diferentes formas de organização no

corpo desses organismos, uma vez que um organismo plu-

ricelular naturalmente tem várias vantagens em relação aos

unicelulares: maior resistência e capacidade de adaptação a

diferentes ambientes e aumento do tamanho (o que pode

ser útil tanto para um predador como para uma presa). A

ocupação do ambiente terrestre só foi possível com o surgi-

mento dos seres pluricelulares.


20

1. (Fuvest – 2007) As estruturas pre-

sentes em uma célula vegetal, porém

ausentes em uma bactéria, são:

a) cloroplastos, lisossomos, núcleo e mem-

brana plasmática.

b) vacúolos, cromossomos, lisossomos e

ribossomos.

c) complexo golgiense, membrana plasmá-

tica, mitocôndrias e núcleo.

d) cloroplastos, mitocôndrias, núcleo e

retículo endoplasmático.

e) cloroplastos, complexo golgiense, mito-

côndrias e ribossomos.

2. (vunesp – 2000) Observe o esquema.

Um biólogo, ao analisar esse esquema hipo-

tético, observou que as mitocôndrias e os

cloroplastos se originaram de ancestrais

procariontes que se associaram a determina-

dos tipos de células. As mitocôndrias estão

presentes no citoplasma de células animais,

células vegetais e nos fungos, enquanto os

cloroplastos são encontrados em células

fotossintetizantes, estabelecendo-se entre eles

relações harmônicas de mutualismo.

Tendo-se como referência essas informações

e o esquema, responda:

a) Que vantagens as mitocôndrias ofere-

cem às células hospedeiras e o que elas

proporcionam às organelas?

As mitocôndrias apresentam, em seu interior, enzimas respon-

sáveis pela respiração celular. Os seres vivos com mitocôndrias

têm, portanto, a capacidade de respirar, o que pode represen-

tar uma enorme vantagem, se houver gás oxigênio (O2) dis-

ponível no ambiente. De outro modo, as células hospedeiras

oferecem nutrição e proteção às mitocôndrias.

b) Quais são as vantagens proporcionadas

ao meio ambiente pelos cloroplastos?

Na condição de sede da fotossíntese, ou seja, o local da

célula onde ocorre a fotossíntese, os cloroplastos proporcio-

nam ao ambiente o gás oxigênio, consumido por todos os

organismos que realizam a respiração.

3. O citoplasma é constituído por um mate-

rial mais ou menos viscoso, chamado cito-

sol, no qual estão mergulhadas estruturas

denominadas organelas citoplasmáticas.

Considere as seguintes funções desempe-

nhadas por essas organelas:

i. Síntese de proteínas.

ii. Produção de energia.

iii. Digestão intracelular.

As organelas que desempenham as funções

citadas são, respectivamente:

Figura 13.


21


4. Observe atentamente a figura seguinte, que

procura relacionar a célula a uma fábrica.

Que nomes receberiam as organelas e os

compostos orgânicos presentes nos “depar-

tamentos” 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8 dessa fábrica?

(1) Núcleo; (1a) DNA; (1b) RNA; (2) glicose e outros com-

postos orgânicos; (3) mitocôndria; (4) ribossomo; (5) retículo

endoplasmático; (6) complexo golgiense; (7) vesícula secre-

tora; (8) membrana plasmática.

5. Imagine que seu professor peça para você

construir dois modelos de células empre-

gando, para isso, materiais simples, como

canudinhos de refrigerante e bexigas. Um

dos modelos deve ser de uma célula pro-

cariótica, e o outro, de uma célula euca-

riótica. Como você construiria esses dois

modelos utilizando apenas esses materiais?

O modelo de uma célula eucariótica deve apresentar o

núcleo delimitado por membrana, enquanto na célula pro-

cariótica, não. Os modelos empregados podem ser os mais

variados possíveis, mas essas características são imprescindí-

veis. Pode ser que os alunos queiram representar as estru-

turas que estão dentro do núcleo. É importante lembrá-los

de que no núcleo das células eucarióticas há cromossomos

que geralmente são representados na forma duplicada (com

aspecto de “X”). No entanto, nas células procarióticas o

material genético é diferente. Geralmente, o “cromossomo”

dessas células está na forma circular e é uma estrutura única.

6. Preencha a tabela a seguir de tal forma

que seja possível distinguir uma célula

procarió tica de uma eucariótica, de acordo

com a presença ou ausência de algumas

estruturas. Coloque o sinal + para pre-

sença e – para ausência. A estrutura “mem-

i ii iii

a) Retículo endoplasmático não granuloso

Lisossomo Mitocôndria

b) Mitocôndria Complexo golgiense Retículo endoplasmático

c) Lisossomo Ribossomo Complexo golgiense

d) Mitocôndria Complexo golgiense Ribossomo

e) Retículo endoplasmático granuloso

Mitocôndria Lisossomo

Quadro 4.

1a 1b

23

41

6

8

7

5

© g

us M

orai

s

Figura 14.


22

brana plasmática”, presente nos dois tipos

de células, já está assinalada.

EstruturasCélula

procarióticaCélula

eucariótica

Membrana plasmática + +

Membrana nuclear (carioteca)

- +

dNA/rNA + +

Citoplasma + +

Complexo golgiense - +

Mitocôndrias - +

Retículo endoplasmático - +

Quadro 5.

7. Dos seres listados a seguir, quais não pos-

suem células? Quais são unicelulares?

Quais são pluricelulares?

Ser humano, água-viva, ameba, granito,

baleia, rato, diamante, laranja, laran-

jeira, semente da laranja, bactéria, lesma

e besouro.

Pluricelulares: ser humano, água-viva, baleia, rato, laranja,

laranjeira, semente da laranja, lesma e besouro. Unicelulares:

ameba e bactéria. Não possuem células: granito e diamante.

8. São, respectivamente, funções das mito-

côndrias e dos cloroplastos:

a) a respiração celular e a fotossíntese.

b) o armazenamento e a secreção de

proteí nas.

c) a digestão e a secreção de proteínas.

d) a síntese de proteínas e de lipídios.

e) os processos de fagocitose e pinocitose.

9. São funções do complexo golgiense:



pro teí nas.




10. São funções do retículo endoplasmático:



proteí nas.





23


SiTUAçÃO dE APrENdizAgEM 2 BiOMEMBrANAS E SUAS FUNçõES

Esta Situação de Aprendizagem tem por finalidade apresentar a estrutura e a organização das

biomembranas e suas funções.

Conteúdos e temas: o papel da membrana na interação entre célula e ambiente; tipos de transporte.

Competências e habilidades: estabelecer a relação entre o texto e as ilustrações; participar de discussões e mostrar respeito a opiniões diferentes e capacidade de fazer sínteses e relações; reconhecer e explicar as diferentes funções da membrana celular.

sugestão de estratégias: leitura de textos e imagens; enfrentamento de situações-problema; discussão em grupos; organização de respostas a questões para reflexão.

sugestão de recursos: textos e figuras presentes neste Caderno; lousa e giz.

sugestão de avaliação: participação dos alunos em discussões e respostas às questões.


Os cientistas acreditam que um dos passos

fundamentais para a origem da vida foi o apa-

recimento da membrana. Não havia vida

enquanto tudo era apenas um caldo orgânico

ou uma “sopa primitiva”.

As primeiras formas de vida surgiram após

o aparecimento de membranas, o que indivi-

dualizou o ser do todo em que estava imerso.


Distribua os alunos em grupos e proponha

a seguinte situação:

Para pensar e refletir sobre a importância

da membrana para as células, imagine que você

e seus colegas são seres microscópicos que pre-

tendem entrar em uma célula, a fim de conhe-

cer esse mundo intrigante. Pensem e anotem

como vocês fariam se:

1. Tivessem a mesma composição da mem-

brana, de tal forma que se misturassem a

ela (fossem solúveis).

Os alunos devem utilizar, em suas respostas, informa-

ções e conceitos prévios relacionados à solubilidade das

substâncias para que possam, minimamente, estabelecer

relações entre substâncias solúveis ou não solúveis em

água.

2. Fossem muito grandes, mas muito bem

relacionados com todos os porteiros que

vigiassem o que entra e o que sai da célula.

Nesta etapa, eles vão estabelecer uma relação de afi-

nidade entre os materiais que entram nas células e seus

“porteiros”.


24

3. Fossem pequenos a ponto de não serem

notados pelos porteiros da célula.

Agora vão perceber que há espaços na membrana e que cer-

tas substâncias, por causa de seu tamanho reduzido e de suas

propriedades químicas, conseguem passar por esses espaços.

Etapa 2 – funções e características das membranas

Inicie uma discussão geral sorteando os grupos

formados na etapa 1 para responder a cada uma

das questões propostas nesta etapa. O grupo sor-

teado dá a sua resposta para a questão (questão

1, por exemplo) e os demais grupos devem concor-

dar, discordar ou complementar o que foi dito. O

mesmo procedimento deve ser adotado para as

questões 2 e 3. Os alunos podem consultar o livro

didático para auxiliá-los nas conclusões.

As conclusões gerais da classe devem con-

templar as seguintes questões:

1. As três questões estão relacionadas a que

característica da membrana?

As questões estão relacionadas à permeabilidade da membrana,

ou seja, ao papel da membrana em relação à entrada e saída de

substâncias da célula. Elas caracterizam a permeabilidade sele-

tiva da membrana em relação aos diferentes compostos citados.

2. O que significa a permeabilidade da mem-

brana?

Permeabilidade é a capacidade da membrana de selecionar

criteriosamente o que deve entrar ou sair da célula.

Etapa 3 – Entrada e saída de substâncias na célula

Após o encerramento da discussão sobre a

permeabilidade da membrana, apresente aos

alunos este material:

Entrada e saída de substâncias na célula

Muito antes de poderem “ver” a membrana das células, os cientistas suspeitavam de sua existência. Ao colocar as células em soluções com diferentes concentrações de sal, o conteúdo

das células não se misturava à solução, mas as células inchavam ou encolhiam. Isso levou os cientistas a suspeitar de que existia um envoltório, uma película muito fina que controlava a água que entrava e que saía das células.

Figura 15 – Esquema que mostra a capacidade de uma célula (hemácia) de manter-se constante, encolher ou inchar, dependendo da concentração do meio.

ilus

traç

ões:

© L

ie

Kob

ayas

hi

SOLUÇÃO ISOTÔNICA

Fot

os: ©

Enc

yclo

pedi

a/C

orbi

s/L

atin

stoc

k

SOLUÇÃO HIPERTÔNICA SOLUÇÃO HIPOTÔNICA


25


Depois de ter lido atentamente o texto e

observado as imagens, responda:

1. O que as setas representam?

As setas indicam o sentido do fluxo de água que passa atra-

vés da membrana.

2. De que forma a membrana regula a água

que entra e que sai da célula?

A membrana não regula diretamente a quantidade de água

que entra ou sai da célula, apenas separa o meio interno da

célula do meio externo. Quando existe diferença de concen-

tração entre os dois meios separados por uma membrana

semipermeável, as moléculas de água tendem a migrar do

meio menos concentrado para o meio mais concentrado,

na tentativa de estabelecer o equilíbrio entre os meios. Se a

célula estiver mais concentrada que o meio que a circunda

haverá entrada de água, se a célula estiver menos concen-

trada haverá saída de água para o meio externo.

3. Caso a célula seja mantida em solução

hipotônica, o que poderá ocorrer com ela?

A Figura 15 mostra o efeito da osmose em hemácias humanas

submetidas à solução hipertônica e à solução hipotônica. Na

solução hipertônica, a hemácia perde grande quantidade de

água, o que diminui seu volume, comprometendo seu fun-

cionamento. Na solução hipotônica, a hemácia incorpora

grande quantidade de água, o que aumenta seu volume,

podendo levá-la à lise (rompimento).

4. você sabe o significado do termo osmose?

Converse com os colegas e escreva seu

significado.

Osmose é um fenômeno de difusão no qual duas solu-

ções de concentrações diferentes estão separadas por

uma membrana que é permeável ao solvente (parte

líquida da solução) e praticamente impermeável ao soluto

(parte sólida da solução). Há, então, passagem do sol-

vente da solução de menor concentração (solução hipo-

tônica) para a solução de maior concentração (solução

hipertônica).

Diferentes respostas podem aparecer. Pro-

picie um momento para que os alunos apre-

sentem e discutam suas ideias e possam

quest ionar também as respostas dos

colegas.

Para aprofundar o conhecimento sobre a

membrana plasmática, proponha aos alunos a

leitura do texto O envoltório das células.

Inicialmente, peça que os alunos respondam a

questão 5 para o levantamento de hipóteses.

5. Antes da leitura do próximo texto, preste

atenção ao título e, com base nele, pro-

cure supor: quais conceitos e processos

devem estar presentes no texto? Qual

deve ser a importância de um envoltório

para a célula?

Nas respostas, os alunos devem relacionar a ideia expressa no

título com a permeabilidade da membrana. Quanto à impor-

tância de um envoltório para a célula, eles devem destacar

suas características, como permeabilidade, delimitação do

espaço, proteção etc.


26

o envoltório das células

A membrana das células, chamada de membrana plasmática, é um envoltório que circunda a célula e separa o que está dentro do que está fora. Ela está presente em todos os seres vivos, plantas, animais, algas, protozoários e bactérias. Por ser uma película extremamente fina (da ordem de 7,5 nanômetros [nm]), não pode ser vista ao microscópio óptico, sendo necessário, para isso, o uso do microscópio eletrônico. No entanto, apesar de sua espessura mínima, ela desempenha funções importantíssimas na célula. Uma delas é controlar o que entra e o que sai, pois a célula é extrema-mente seletiva. Tudo o que entra ou sai deve ser examinado criteriosamente para evitar invasores ou perdas desnecessárias.

Devido à sua composição química – a membrana é formada por lipídios e proteínas –, ela é permeável a muitas substâncias de natureza semelhante. Alguns íons também entram e saem da membrana com facilidade, em razão do seu tamanho. É por esse processo que as células de plantas, por exemplo, absorvem água e sais minerais presentes no solo, e as células do intestino absorvem nutrientes minerais e pequenas moléculas orgânicas provenientes do alimento digerido. No entanto, certas moléculas grandes precisam de uma ajudinha extra para entrar na célula. Essa ajudinha envolve uma espécie de porteiro, que examina o que está fora e o ajuda a entrar.

Assim, podemos dizer que a célula apresenta dois tipos de transporte, o ativo e o passivo. No passivo, as substâncias entram e saem livremente. No ativo, elas precisam de energia para entrar na célula (a membrana realiza transporte ativo).

Mas por que é importante saber tanta coisa sobre a membrana? Os cientistas acreditam que um dos passos fundamentais para a origem da vida foi o aparecimento da membrana. Quando tudo era apenas um caldo orgânico, ou uma “sopa primitiva”, as primeiras formas de vida só surgiram depois da existência da membrana, que isolou moléculas orgânicas, possibilitando a formação de uma célula.

Além de ter propiciado a existência da vida, a membrana plasmática também é importante para a transmissão das sinapses, que leva à propagação do impulso nervoso. Logo, sem membrana, não haveria vida, tampouco sensações. A membrana também desempenha a função de boca e membros em organismos formados por uma única célula. Amebas, por exemplo, projetam a membrana para a frente a fim de “capturar” o alimento e também para se movimentar.

Células especializadas na defesa do nosso corpo, como os macrófagos, também “capturam” substâncias ou organismos inteiros (por exemplo, bactérias) e, em seguida, os digerem, tirando-os, literalmente, de circulação.

A membrana plasmática tam bém desempenha um papel muito importante na nossa altura. Os cientistas descobriram que os pigmeus, pessoas de baixa estatura que vivem na África, embora produzam quantidade suficiente do hormônio de crescimento, têm uma característica peculiar nas membranas das células. Nelas, faltam moléculas capazes de reconhecer esse hormônio, sem o qual o indivíduo não cresce.

Elaborado por Solange Soares de Camargo especialmente para o São Paulo faz escola.


27


Depois de ler o texto, peça aos alunos que

respondam às questões a seguir:

1. Por que a existência da membrana plas-

mática representa um marco para o surgi-

mento dos primeiros seres vivos?

Porque a membrana isolou o ambiente celular do seu

entorno, possibilitando o estabelecimento de um meio (inte-

Figura 16 – Membrana plasmática.

Membranaplasmática

1. Muito fina

2. Permeável

3. Envoltório4. Seletiva

5. Lipotroteica (lipídios + proteínas)

6. Receptora

3. Elabore, em seu caderno, um pequeno texto

com as palavras utilizadas no preenchimento

do diagrama. Nesse texto, você deve enfatizar

as diferentes funções e características da mem-

brana necessárias ao desenvolvimento da vida.

Exemplo: a membrana plasmática é um envoltório muito

fino, constituído de lipídios e proteínas (lipoproteico),

que atua de forma seletiva. É importante observar como o

texto é elaborado e como as palavras são utilizadas e rela-

cionadas ao longo dele.

1. (Vunesp – 2008) No início da

manhã, a dona de casa lavou algu-

mas folhas de alface e as manteve

em uma bacia, imersas em água comum de

torneira, até a hora do almoço. Com esse

procedimento, a dona de casa assegurou que

as células das folhas se mantivessem:

a) túrgidas, uma vez que foram colocadas

em meio isotônico.

b) túrgidas, uma vez que foram colocadas

em meio hipotônico.

c) túrgidas, uma vez que foram colocadas

em meio hipertônico.

d) plasmolisadas, uma vez que foram colo-

cadas em meio isotônico.

rior da célula) quimicamente diferenciado do que estava a

sua volta. Com isso, transformações químicas características

dos seres vivos puderam ocorrer no interior das células.

2. Encontre no texto seis características da

membrana plasmática e escreva-as no dia-

grama a seguir. A primeira delas, “muito

fina”, já está escrita.


28

e) plasmolisadas, uma vez que foram colo-

cadas em meio hipertônico.

2. Todas as membranas presentes nas células

animais e vegetais são constituídas, basica-

mente, pelos seguintes componentes:

a) DNA e proteínas.

b) ácidos nucleicos e enzimas.

c) lipídios e enzimas.

d) enzimas e açúcares.

e) lipídios e proteínas.

3. Se compararmos uma célula a uma casa, a

membrana celular corresponderia:

a) ao muro.

b) às janelas e às portas.

c) ao conjunto de paredes, telhado e chão.

d) ao quarto.

e) ao jardim.

4. (vunesp – 1998) Um pesquisador colocou

células de raiz de cebola, hemácias huma-

nas e alguns paramécios, separadamente,

em três tubos de ensaio numerados e con-

tendo água destilada.

Tubo I – Células de raiz de cebola.

Tubo II – Hemácias humanas.

Tubo III – Paramécios.

Algum tempo depois, foi observado que, no

tubo I, as células tiveram seus volumes

aumentados; no tubo ii, as hemácias tive-

ram suas membranas plasmáticas rompidas,

e a água ficou ligeiramente avermelhada; no

tubo III, o volume celular dos paramécios

permaneceu inalterado.

Pergunta-se:

a) Por que não houve alteração no volume

celular dos paramécios?

Paramécios são protozoários de água doce que possuem

vacúolos pulsáteis. Utilizando-se dessas estruturas, podem

eliminar o excesso de água que adquirem do meio, por

osmose, mantendo seu volume inalterado.

b) Qual é a estrutura celular presente nas

células da raiz de cebola (e ausente nas

hemácias) que evitou a ruptura dessas

células? Por que o tubo que continha

hemácias ficou avermelhado após a

ruptura das membranas plasmáticas?

A estrutura presente nas células da raiz de cebola, que evi-

tou sua ruptura quando estavam túrgidas, é a membrana

celulósica ou parede celular. O tubo que contém hemácias

fica avermelhado porque essas células, após a ruptura, libe-

ram seu conteúdo, que é constituído por hemoglobina, um

pigmento de cor vermelha.


29


5. A figura a seguir representa um organismo

unicelular eucarionte. Descreva que pro-

cesso ele está realizando e o papel que a

membrana celular desempenha durante

esse processo.

Durante o processo de alimentação desse ser unicelular,

a membrana engloba o alimento, permitindo que ele seja

coletado, ingerido e digerido pela célula.

Professor, no Caderno do Aluno há uma

sugestão de pesquisa sobre o funcionamento da

bomba de sódio e potássio nas células nervosas;

sobre como o açúcar presente nos alimentos

chega até o interior das células e sobre o que são

os compostos isotônicos e por que recebem esse

nome. Cabe a você decidir se essa atividade é

adequada ou não para a sua turma.

núcleo partícula sólida

membrana celular

Figura 17.

SiTUAçÃO dE APrENdizAgEM 3 PrOCESSOS dE OBTENçÃO dE ENErgiA PELOS SErES vivOS:

FOTOSSÍNTESE E rESPirAçÃO CELULAr

Nesta Situação de Aprendizagem, busca-

mos enfatizar a importância dos processos de

respiração celular e fotossíntese para os seres

vivos. Com essa atividade, espera-se que os

alunos percebam que a principal finalidade

da fotossíntese é a produção, pela planta, do

próprio alimento e que há uma relação entre

a fotossíntese e a respiração na qual os pro-

dutos da fotossíntese são a matéria-prima

para o processo de respiração.

Conteúdos e temas: fotossíntese e respiração celular.

Competências e habilidades: estabelecer relação entre o texto e as ilustrações; compreender e interpretar textos de diferentes gêneros, como tabelas e figuras; analisar e explicar dados experi-mentais; identificar informações em textos e imagens; comparar o processo de fotossíntese e respiração celular, ressaltando as diferenças entre seus reagentes e produtos.

sugestão de estratégias: atividade de levantamento de conhecimentos prévios a partir de afirmações do senso comum, seguida de questionamentos para serem trabalhados em pequenos grupos.


30



Para iniciar o trabalho com esses processos

celulares, pense na seguinte situação: algumas

pessoas dizem que dormir com planta no

quarto faz mal. Em sua opinião, o que leva

essas pessoas a pensar assim? Você concorda

com essa opinião? Por quê?

Esse questionamento deve-se ao fato de haver um enten-

dimento popular de que não se deve colocar plantas no

ambiente onde pessoas estão dormindo, porque poderiam

causar problemas, uma vez que, sem luz, as plantas consumi-

riam gás oxigênio do ambiente. Ao longo desta Situação de

Aprendizagem, deve-se ressaltar aos alunos que essa preocu-

pação é descabida, uma vez que, havendo circulação do ar,

a presença das plantas não trará problemas para as pessoas.

Etapa 2 – Definindo fotossíntese

Proponha aos alunos as seguintes questões:

1. Complete o diagrama a seguir com pala-

vras relacionadas à fotossíntese. Depois,

com base nas palavras escolhidas, escreva

em seu caderno uma definição para o

termo fotossíntese.

Resposta pessoal. Entre as palavras usadas para completar o

diagrama podem estar: plantas, luz solar, clorofila, gás carbô-

nico, gás oxigênio, glicose, alimento, cloroplasto, autotrófico.

Quanto à definição, os alunos podem criar uma definição

simples, a exemplo desta: “Fotossíntese é um processo que

ocorre nas plantas e depende da luz solar”.

2. interprete o experimento de Joseph Pries-

tley e responda às questões propostas.

Um dos primeiros estudos sobre a fotos-

síntese foi o realizado por Joseph Priestley

(1733–1804). Essas figuras representam um

dos seus experimentos, no qual uma planta

confinada por certo tempo em uma campâ-

nula fechada permanecia viva e um rato nes-

sas mesmas condições morria. No entanto, se

uma planta fosse colocada na campânula

junto com o rato ambos se mantinham vivos.

Figura 18 – Fotossíntese.

Fotossíntese

sugestão de recursos: questões motivadoras; interpretação de experimentos clássicos; leitura e interpretação de imagens; leitura e interpretação de linguagens matemática e química.

sugestão de avaliação: participação nas atividades; verificação das respostas dadas aos questio-namentos e o produto da pesquisa.


31


a) Qual é o motivo da morte do rato na

Situação 2 do experimento?

O rato morreu porque não podia respirar.

b) Que tipo de interação estaria aconte-

cendo entre os dois tipos de seres vivos?

A planta recupera o ar irrespirável, tornando-o respirável. De

alguma maneira, a planta fornecia a substância necessária

para a sua respiração e a do rato.

Retome a situação apresentada na Etapa 1,

questionando os alunos:

c) Esse experimento corrobora a crença

de que dormir com plantas faz mal?

Justifique.

Nessa questão, uma reflexão sobre esse questionamento vai

permitir aos alunos a compreensão de que, a princípio, a

crença não tem sentido, uma vez que as plantas precisam de

pouco gás oxigênio na ausência de claridade e renovam o ar

do ambiente na presença de luz.

d) Converse com seus colegas e indique

quais são as condições necessárias para

a realização do experimento.

Os alunos devem constatar que, para a realização do experi-

mento, são fatores indispensáveis a presença de luz e campâ-

nulas hermeticamente fechadas.

Situação 1

Figura 19 – Experimento de Joseph Priestley.©

Lie

Kob

ayas

hi

Situação 2

Situação 3

luz luz

luz


32

A crença de que dormir com plantas faz

mal pode estar relacionada ao fato de que, na

ausência da luz, não ocorre fotossíntese.

Aguarde um momento para as deliberações e,

depois, solicite aos alunos que relatem as conclusões

a que chegaram sobre as questões propostas.

Organize um fórum de discussões. Solicite

aos alunos que formem grupos e que cada um

dos grupos apresente argumentação consis-

tente em defesa da sua conclusão.

Terminada a discussão, peça aos alunos

que pesquisem as respostas para as seguintes

questões:

1. Qual é a substância presente no ar

que é fundamental para a respiração?

O2 (gás oxigênio).

2. Qual é a substância devolvida ao ar pelo

processo da respiração?

CO2 (dióxido de carbono ou gás carbônico).

3. Em relação ao experimento de Priestley

apresentado na atividade anterior, obser-

vou-se que os resultados descritos só eram

obtidos se o conjunto campânula, rato e

planta fosse mantido em ambiente ilumi-

nado. Caso fossem mantidos no escuro, o

rato e a planta não permaneceriam vivos.

Como você explica esse novo resultado?

Na ausência de luz e em um ambiente completamente

fechado, o rato e a planta morrem, pois não ocorre fotos-

síntese sem luz, e, com isso, não se produz gás oxigênio,

essencial para a sobrevivência dos dois.

4. Em relação ao esquema a seguir, indique:

luz

12H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

clorofila

a) o significado dos símbolos: os símbolos repre-

sentam substâncias químicas envolvidas no processo de

fotossíntese, sendo: H2O = água; CO2 = gás carbônico;

C6H12O6 = glicose.

b) o significado da seta: a seta indica a direção da

reação. Ela separa os reagentes (lado esquerdo) dos pro-

dutos (direito), indicando quais substâncias são reagen-

tes e quais são produtos da reação.

5. Agora, desenvolva em seu caderno um

pequeno texto que explique o processo

da fotossíntese.

No texto, estes tópicos devem ser abordados:

• a fotossíntese é um processo químico;

• a fotossíntese envolve a transformação de substâncias quí-

micas mais simples em outras mais complexas;

• a fotossíntese é dependente de energia luminosa;

• os reagentes são água e gás carbônico (dióxido de carbono);

• os produtos são glicose e gás oxigênio;

• o gás oxigênio pode ser considerado um subproduto da

fotossíntese, porque é eliminado pela planta ao final do

processo;

• a fotossíntese ocorre nos cloroplastos, onde se localiza

a clorofila.

6. Compare os dois processos trabalhados em

aula: a fotossíntese e a respiração celular. Em

seguida, preencha a tabela com as seguintes

informações:


33


aspectos fotossíntese respiração

local na planta onde ocorrem os processos

Principalmente nas células das folhas, que contêm os cloroplastos e a clorofila.

Em todas as células.

Produtos Glicose, oxigênio e água. Gás carbônico e água.

Equação simplificada

luz6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

clorofila

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energia

tese são autotróficos, isto é, produzem seu

próprio alimento. Sendo assim: por que é

necessário colocar adubo na terra onde as

plantas se desenvolvem?

A fotossíntese converte energia luminosa em energia quí-

mica, que fica armazenada nos compostos orgânicos. É

essa energia química armazenada que possibilita a reali-

zação de todas as funções da planta. Entretanto, a planta

necessita de vários nutrientes para completar o seu cresci-

mento, desenvolvimento e reprodução. Esses nutrientes a

planta retira do solo ou do adubo colocado no solo em que

a planta se desenvolve.

1. Em células eucariontes, quais

estruturas celulares realizam,

respectivamente, o Processo I e o

Processo II aqui representados?

As questões empregadas no momento da

sondagem e da sensibilização pretendem tra-

zer para a sala de aula um dos questionamen-

tos mais comuns sobre as plantas e a

fotossíntese. É muito provável que os alunos

respondam afirmativamente com relação à

questão proposta na Etapa 1, o que é, de certa

forma, esperado. Em geral, os alunos dizem

que a planta “intoxica” o ar que se respira

porque ela libera CO2 à noite. Pode ser, ainda,

que alguém diga que, à noite, a planta respira

e, durante o dia, ela faz fotossíntese.

A questão seguinte permitirá que os alu-

nos reconheçam o equívoco das afirmações

e aprendam um pouco mais sobre a fotossín-

tese. É fundamental que os alunos percebam

que a principal finalidade da fotossíntese é

produzir matéria orgânica, ou seja, o ali-

mento da planta.

7. Você aprendeu que a fotossíntese é um

processo existente nas plantas e em outros

organismos clorofilados, responsável pela

síntese de alimento (glicose e outros açúca-

res) em presença de luz. Dizemos, por isso,

que os seres vivos que realizam a fotossín-

Quadro 6.

Processo I Processo IICarboidratos

CO2 + H2O

1/2 O21/2 O2

Luzsolar


34

a) Membrana celular e núcleo.

b) Cloroplasto e mitocôndria.

c) Folha e pulmão.

d) Mitocôndria e cloroplasto.

e) Pulmão e folha.

2. (Fuvest – 2005) Dois importantes proces-

sos metabólicos são:

i “Ciclo de Krebs”, ou ciclo do ácido

cítrico, no qual moléculas orgânicas são

degradadas, e seus carbonos, liberados

como gás carbônico (CO2).

ii “Ciclo de Calvin-Benson”, ou ciclo das

pentoses, no qual os carbonos do gás

carbônico são incorporados em molé-

culas orgânicas.

Que alternativa indica corretamente os

ciclos presentes nos organismos citados?

Humanos Plantas algas levedo

a) I e II I e II I e II Apenas I

b) I e II Apenas II Apenas II I e II

c) I e II I e II I e II I e II

d) Apenas I I e II I e II Apenas I

e) Apenas I Apenas II Apenas II Apenas I

Quadro 7.

Observação: apesar de não trabalharmos, ao longo do

material, com muitos dos termos apresentados na questão,

as informações disponíveis no enunciado devem permitir

aos alunos chegar à alternativa correta.

3. (vunesp – 2003) Um grupo de estudan-

tes montou o seguinte experimento: qua-

tro tubos de ensaio foram etiquetados,

cada um com um número, 1, 2, 3 e 4.

Uma planta de egéria (planta aquática)

foi colocada nos tubos 1 e 2. Os tubos 1

e 3 foram cobertos com papel-alumínio,

de modo a criar um ambiente escuro, e os

outros dois foram deixados descobertos.

Dentro de cada tubo, foi colocada uma

substância indicadora da presença de gás

carbônico, que não altera o metabolismo

da planta. Todos os tubos foram fechados

com rolha e mantidos por 24 horas em

ambiente iluminado e com temperatura

constante. A figura representa a monta-

gem do experimento.

Sabendo-se que a solução indicadora tem,

originalmente, cor vermelho-clara, a qual

muda para amarela, quando aumenta a

1 2 3 4

Rolha

Solução indicadora

Papel-alumínio

Planta

1 2 3 4

Figura 20.


35


concentração de gás carbônico dissolvido,

e para vermelho-escura, quando a concen-

tração desse gás diminui, pode-se afirmar

que as cores esperadas, ao final do experi-

mento, para as soluções dos tubos 1, 2, 3 e

4 são, respectivamente:

a) amarela, vermelho-clara, vermelho-clara

e vermelho-escura.

b) amarela, vermelho-escura, vermelho-

-clara e vermelho-clara.

c) vermelho-escura, vermelho-escura, ama-

rela e amarela.

d) amarela, amarela, amarela e amarela.

e) vermelho-escura, vermelho-clara, verme-

lho-clara e amarela.

4. Pensando nos produtos da fotossíntese e

sabendo que aproximadamente 30% da

superfície do nosso planeta é constituída

de terra, onde se encontram grandes flores-

tas, e 70% de água, onde vivem microscópi-

cas algas, avalie a afirmação a seguir:

“A Amazônia purifica o ar do planeta, pro-

duzindo o gás oxigênio necessário para a

vida na Terra”.

A afirmação está equivocada, pois as algas microscópicas

também produzem gás oxigênio, por meio da fotossíntese.

A área que elas ocupam no planeta é bem maior que a ocu-

pada por florestas como a Amazônia.

5. O espermatozoide contém muitas mitocôn-

drias. Qual é a relação dessas mitocôndrias

com a atividade dessa célula?

Para se deslocar até o óvulo, essa célula gasta muita energia,

que é gerada pela mitocôndria.

Nesta Situação de Aprendizagem, enfa-

tiza-se a importância do núcleo para a orga-

nização e o funcionamento das células.

Busca-se salientar a relação entre sua com-

posição e suas funções.

A divisão celular é abordada com o intuito

de mostrar como as células se dividem e tam-

bém como o descontrole desse processo pode

ser um fator de propensão ao desenvolvimento

de câncer.

SiTUAçÃO dE APrENdizAgEM 4 NúCLEO CELULAr

Conteúdos e temas: funções do núcleo; mitose; mecanismo básico de reprodução celular; cânceres; mitoses descontroladas; prevenção contra o câncer e tecnologia de seu tratamento.

Competências e habilidades: compreender e interpretar textos de diferentes gêneros, como tabelas e figuras; participar de discussões e relações; saber se expressar em público; associar a divisão celular mitótica à reprodução dos seres unicelulares e ao crescimento e regeneração dos tecidos


36


Etapa 1 – Clonagem e a função do núcleo celular

Inicie esta Situação de Aprendizagem sobre

a importância do núcleo da célula com a dis-

cussão sobre a clonagem. Apresente aos alunos

o caso da ovelha dolly.

Esta é a ovelha dolly, que em 1997 fi cou

famosa no mundo inteiro.

Em seguida, proponha as seguintes pergun-

tas ao alunos:

1. Você sabe qual é o motivo de tanta fama da

ovelha dolly?

A ovelha Dolly foi o primeiro clone de mamíferos feito com

células adultas.

2. Converse com um colega e, juntos, procurem

descrever como foi feita a clonagem da dolly.

Os dois alunos podem, neste momento dos estudos, relacio-

nar a clonagem à manipulação de células.

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hoto

cou

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rape

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s/B

WP

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ages

Solicite aos alunos que façam um levanta-

mento, utilizando o livro didático de Biologia

ou sites, sobre como foi o procedimento de

clonagem da ovelha dolly. Em seguida, peça a

eles que façam um esquema representando o

que pesquisaram.

dos seres multicelulares; relacionar a gênese de tumores e cânceres a processos descontrolados de divisão celular; reconhecer hábitos de vida que guardam estreita relação com determinados tipos de cânceres e indicar as maneiras mais adequadas de prevenção.

sugestão de estratégias: atividade de levantamento de conhecimentos prévios a partir do uso de discussão em grande grupo.

sugestão de recursos: pergunta inicial, seguida de representação esquemática usando rolinhos de papel.

sugestão de avaliação: avaliar a manifestação dos alunos e as dúvidas mais frequentes.

Figura 21.


37


Uma vez esclarecido o esquema anterior,

discuta com os alunos:

1. Por que foi importante empre-

gar uma “mãe de aluguel” de uma

raça diferente da doadora de célu-

las para a clonagem?

Para visualizar a presença das características diferentes e ates-

tar a efi ciência ou não do processo.

2. Por que dolly não se parece com a mãe de

aluguel?

Porque é o núcleo celular, utilizado na transferência, que con-

fere as características que se manifestam no indivíduo adulto.

3. O que existia no núcleo da célula da ovelha

da raça Finn Dorset que fez com que seu

clone apresentasse as mesmas característi-

cas que ela possuía?

Nesta etapa, é importante que os alunos reconheçam a

importância do núcleo para a manifestação das caracte-

rísticas. O ideal é que eles concluam que alguma coisa no

núcleo é responsável pelas características físicas da ovelha.

O que haveria dentro do núcleo? É provável que os alunos

mencionem: genes, DNA, material genético. Todas essas res-

postas estão corretas e consistem em uma boa preparação

para as próximas atividades, que levarão à compreensão da

mitose e do papel fundamental dos cromossomos na trans-

missão das características hereditárias.

Etapa 2 – divisão celular e manutenção da vida

O conhecimento sobre a divisão celular é

um dos mais enfatizados no Ensino Médio.

No entanto, observa-se uma preocupação

excessiva em descrever e memorizar o nome

das fases da mitose (prófase, metáfase, anáfase

e telófase) e pouca importância ao processo

como forma de propagar e manter a vida. Esta

atividade foi proposta como uma forma de

ressaltar os aspectos básicos da divisão celular,

sua importância para a manutenção da vida e

sua estreita relação com o câncer.

Organize os alunos em pequenos grupos e

distribua algumas questões para serem discu-

tidas livremente, sem consultas.

1. Na espécie humana, após a fecundação

(união dos gametas), forma-se uma única

célula, que dá origem a várias outras. Por

Figura 22 – Clonagem da ovelha dolly.

Ovelha Scottish BlackfaceOvelha Finn Dorset

Remoção das células mamárias

Óvulo

Óvuloanuclear

Eletrofusão

Fusão

Remoção do núcleo do óvulo

Embrião após 6 dias de desenvolvimento

Célula reconstruída com o citoplasma da Scottish Blackface e o núcleo da Finn Dorset

Implante do embrião no útero de ovelha "barriga de aluguel" da raça Scottish Blackface

Dolly – uma ovelha Finn Dorset

© C

onex

ão E

dito

rial


38

volta do quarto dia, está formado um

embrião com 64 células. Observe a ilustra-

ção a seguir e descreva como foi possível que

isso acontecesse. De onde vieram todas essas

células, se inicialmente existia apenas uma?

As células originaram-se de um processo contínuo de divi-

são celular. Uma célula origina duas, que originam quatro,

que originam oito e assim sucessivamente. Espera-se que

a resposta contenha alguma indicação de um processo de

reprodução das células que origina novas células.

Figura 23 – Embriogênese.

© C

onex

ão E

dito

rial

a) Célula formada pela união dos gametas.

b) Embrião com 64 células.

(a)

(b)

2. Abel teve cirrose hepática e precisou

remover 30% de seu fígado. Em seis

meses, no entanto, o fígado de Abel havia

voltado ao tamanho original. O que pode

ter sido responsável pela regeneração do

fígado de Abel?

3. Células que revestem o intestino vivem ape-

nas de seis a sete dias, mas são continuamente

substituídas por outras. Como isso ocorre?

Nessas questões (2 e 3), espera-se que os alunos estabeleçam

uma correlação entre o processo de reprodução das células

(mitose) com a regeneração de tecidos e com o crescimento

dos órgãos e tecidos.

4. O que você imagina que aconteceria se as

células parassem de se dividir nas plantas?

E nos bebês? E nos adultos?

Eles parariam de crescer, de se regenerar e morreriam.

5. Elabore um texto que explique o esquema

a seguir.


39


Para o desenvolvimento do texto, é indispensável que se

estabeleça uma relação sequencial do processo, conforme

descrito a seguir:

• há um período no qual a célula apresenta grande

crescimento;

• depois, uma etapa em que o material genético é duplicado;

• há ainda uma fase em que o material genético sofre con-

densação, formando os cromossomos. Nesse ínterim, a

membrana nuclear se fragmenta;

• em outra etapa, os cromossomos alinham-se na região

central da célula;

• em seguida, as duas cópias de cada cromossomo se separam

para polos opostos da célula, onde ocorre a reorganização

de dois núcleos, um em cada polo da célula;

• finalmente, a porção citoplasmática divide-se em duas, cada

qual contendo um núcleo.

Discuta as respostas dadas pelos grupos,

solicitando que elaborem argumentos para sus-

tentar suas opiniões. Em seguida, apresente o

título do texto que será lido, Dividir para crescer,

e proponha algumas questões antes de iniciar a

leitura, como: Pelo título, o que se espera do

texto? O que, na sua opinião, se deve dividir para

poder crescer?

Figura 24.

células-filhas

célula-mãe

(2n)

(2n)(2n)

dividir para crescer

O processo de divisão celular conhecido como mitose é um dos mais importantes e o que possi-bilita a existência e a manutenção da vida, tal como a conhecemos. Para os organismos formados por uma única célula, é por meio da mitose que se dá a reprodução e, para aqueles formados por muitas células, como as plantas e os animais, é por meio da mitose que ocorrem o crescimento e a manutenção do organismo.

Por meio da mitose, o embrião humano se desenvolve. Em 24 horas, uma única célula dá origem a duas; depois a outras e mais outras, até que, após quatro dias, existam aproximadamente 64 células; em 39 semanas, haverá um indivíduo completo, formado por trilhões de células.

Evento semelhante acontece com a planta, que se origina de uma semente ou que recupera os seus galhos, folhas e frutos após a poda. isso só é possível porque as células se dividem por mitose, dando origem a outras iguais.

No corpo humano, a cada minuto, morrem milhares de células. Porém, outras tantas surgem para ocupar o lugar daquelas que morreram. Células da pele, por exemplo, vivem, em média, duas semanas, e células do intestino apenas uma! No entanto, essas células estão continuamente sendo repostas pelo mesmo processo, conhecido como mitose.

A mitose também é um dos processos envolvidos na formação de um tumor. Qualquer problema em uma das etapas do ciclo celular pode levar à multiplicação descontrolada das células e ao sur-gimento de tumores. Esse tumor pode ficar restrito a um determinado local ou algumas células tumorais podem alcançar a corrente sanguínea, dando origem às metástases.


40

No entanto, apesar de todo o conhecimento sobre a importância da mitose em nossa vida, a constatação de que células só provêm de células preexistentes não foi uma ideia que surgiu da noite para o dia. Até o século Xviii, muitos cientistas defendiam a hipótese da abiogênese, ou seja, a geração da vida a partir da não vida. Acreditava-se, por exemplo, que escorpiões surgiam de um amontoado de pedras ou que carnes em decomposição “criavam” bichos. Essa hipótese encontrava alguns opositores nos partidários da biogênese (geração da vida a partir da vida) e foi rejeitada por Lazzaro Spallanzani, em meados de 1700. Ele defendia a ideia de que os “germes” nasciam de pequenos “ovinhos” postos por eles mesmos, mas que eram invisíveis aos olhos humanos.

A hipótese de Spallanzani, no entanto, não foi aceita pelos cientistas da época, uma vez que a ideia da geração espontânea era muito forte. Levou cem anos para que outro cientista, Louis Pasteur, conseguisse confirmar a hipótese de Spallanzani.

Como se vê, demorou muito para os cientistas se convencerem de que as células surgem somente pela reprodução de outras preexistentes. A célula-mãe se divide ao meio, originando duas células-filhas idênticas, elucidando, assim, o princípio básico da mitose.

A mitose, no entanto, não ocorre do mesmo modo em todas as células existentes no corpo humano. Enquanto células embrionárias se dividem em poucas horas, células do esôfago levam dias para realizar o mesmo processo e células nervosas e musculares adultas nunca se dividem. Por isso é que lesões em células nervosas podem ser fatais, e doenças que levam à degeneração dessas células, como Alzheimer e Parkinson, são irreversíveis.

Elaborado por Solange Soares Camargo especialmente para o São Paulo faz escola.

Uma vez lido o texto, solicite aos alunos

que respondam às questões a seguir.

1. Suas hipóteses, levantadas nas questões 1

a 5, sobre o assunto do texto se confirma-

ram? Explique.

Resposta pessoal. É importante que os alunos exercitem a

habilidade de localizar no texto as informações que permi-

tam, ou não, confirmar as suas hipóteses.

2. O que precisa se dividir para crescer?

As células.

3. Qual a relação entre a mitose e a biogênese?

Todo ser vivo descende de outro ser vivo; toda célula des-

cende de outra célula.

4. De que forma a mitose está relacionada

com o aparecimento de tumores?

O crescimento desregulado das células pode ocasionar um

acúmulo de células com metabolismo e funções alterados,

que podem gerar o câncer.

5. Complete o diagrama com as palavras

indicadas a seguir:

células-filhas — reprodução — cresci-

mento — células — animais — seres vivos.


41


Ao término dessa etapa, espera-se que os

alunos reconheçam que:

f as células surgem somente pela repro-

dução de outras preexistentes;

f para os organismos formados por uma

única célula, como as bactérias, é por

meio da mitose que ocorre a reprodução,

e, para aqueles formados por muitas

células, como as plantas e os animais,

é por meio da mitose que ocorrem o

c re s c i mento e a manut enç ão do

organismo;

f o princípio básico da mitose é: a célula-

-mãe divide-se, originando duas células-

-filhas idênticas.

A discussão em sala de aula sobre a rela-

ção entre mitose e câncer é uma excelente

oportunidade para que os alunos recorram

aos conhecimentos desenvolvidos na escola

para elaborar propostas de intervenção soli-

dária na realidade, respeitando os valores

humanos e considerando a diversidade socio-

cultural. Pode-se, com efeito, trazer para o

cotidiano dos alunos e de seus familiares, a

necessidade de prevenir dois tipos de câncer

que mais afetam homens e mulheres e que

são totalmente curáveis se diagnosticados

precocemente: o câncer de próstata e o cân-

cer de mama.

Etapa 3 – Ciclo celular

Divida os alunos em pequenos grupos e

proponha as seguintes questões, que devem

ser respondidas na sequência apresentada:

1. Imagine que você tem uma informação

secreta que precisa ser passada adiante

CÉLULASgera

novasprocessono qual

uma

ocorrenos

originaduas

atua comomecanismo

de

atua comomecanismo

de

como e

tipo

MITOSE

CÉLULA MÃE

ANIMAIS

PLANTAS

MANUTENÇÃO

ORGANISMO

SERES VIVOS

REPRODUÇÃOCÉLULAS-FILHASIDÊNTICAS

CÉLULASPREEXISTENTES

do

CRESCIMENTO

PLURICELULARESUNICELULARES

Figura 25.

BIOLOGIA_CP_2s_Vol1a_2014_P8.indd 41 21/11/13 17:03

42

da forma mais fiel possível, ou seja, sem

alterações. Ela está impressa em um papel

e deve ser passada da mesma forma, mas

você deve ficar com a informação original.

Como você faria?

É importante que os alunos percebam a necessidade de se

copiar a informação. E a forma mais fiel seria fazer uma foto-

grafia, uma digitalização ou uma fotocópia dela.

2. Agora, imagine a situação de uma célula

que precisa se dividir para que o orga-

nismo possa crescer e repor células per-

didas. Para repor células da pele, por

exemplo, é necessário que algumas célu-

las da pele deem origem a outras células

da pele com as mesmas características.

Portanto, o que deve acontecer primeiro

para que as células-filhas tenham as mes-

mas características da célula-mãe?

Espera-se que os alunos relacionem essa situação à ideia de

que a informação genética deve ser replicada (duplicada)

para só depois ser passada adiante.

Etapa 4 – Construindo um cromossomo

O núcleo ainda é, para os alunos, apenas

o local que contém o material genético. No

entanto, eles ainda não conhecem as estru-

turas em que a informação genética está

contida. Para isso, uma analogia possível

para a relação entre cromossomos, genes e

DNA pode ser estabelecida utilizando-se um

modelo formado por lápis, caneta hidrocor

e barbante. dois fios de barbante, com apro-

ximadamente 2 metros, têm suas pontas

presas com fita adesiva e são enrolados um

sobre o outro, de modo a representar uma

molécula de DNA.

Alguns trechos de 5 cm do barbante são

pintados com canetas hidrocor de cores dife-

rentes, deixando espaços de diversos tamanhos

entre eles. Os trechos pintados representam os

genes. Por fim, o fio duplo é enrolado em torno

de um lápis, que representa a estrutura proteica

de um cromossomo. O produto é um cromos-

somo com diferentes genes ao longo de uma

molécula de DNA.

Em seguida, pergunte aos alunos:

1. Neste seu modelo de cromossomo, o que

representa:

a) o lápis: esqueleto proteico do cromossomo;

b) o barbante: DNA, material genético;

c) as regiões pintadas com canetas hidrocor:

genes, regiões do DNA que contêm informações genéticas.

2. Escreva, com suas palavras, uma definição

de cromossomo.

Nesse texto, a expectativa é que os alunos consigam:

• estabelecer uma relação entre cromossomo, DNA e genes;

• relacionar a diferença entre DNA e cromossomo a diferen-

tes níveis de organização do material genético.

Essa visão simples é suficiente para conti-

nuarmos os estudos sobre mitose. Nas próximas

Situações de Aprendizagem, ela será retomada

e aprofundada.


43


Após a realização da atividade anterior,

questione os alunos:

1. Como você explica o nome dado a essa ati-

vidade: “multiplicar para dividir”? O que

exatamente se multiplica para depois se

dividir?

O título refere-se ao material genético que deve ser multi-

plicado (replicado) para depois dividir-se em duas células-

-filhas. Os cromossomos se multiplicam, ou seja, dão origem

a uma cópia deles mesmos para que possam, então, ser divi-

didos em duas células-filhas.

2. Consulte o livro didático e explique com suas

palavras o comportamento dos cromosso-

mos durante um processo de divisão celular.

Na explicação sobre o comportamento do cromossomo,

espera-se que os alunos, ao descreverem um processo de

divisão celular, relacionem as seguintes etapas, sem necessa-

riamente recorrer a esses mesmos termos:

• está descompactado;

• duplica-se ainda descompactado;

• sofre compactação e as duas cópias permanecem unidas

pelo centrômero;

• alinham-se na região equatorial da célula;

desafio!

representando a mitose: multiplicar para dividir

Utilizando rolinhos de papel colorido, fios de lã ou massinha de modelar, os alunos devem representar os cromossomos durante o processo da mitose.

Eles devem desenhar, em uma folha de papel, um círculo para representar o limite da célula e posicionar os dois cromossomos dentro dela.

Apresente para os alunos o esquema I, para que tenham uma referência.

Nesta atividade, espera-se que os alunos façam um esquema similar ao esquema II. É fundamental que eles percebam a impor-tância da duplicação dos cromossomos. Isso pode ser visualizado a partir da utilização de rolinhos de papel, que devem estar duplicados na etapa representada por um ponto de interrogação.

Figura 26 – Mitose: comportamento dos cromossomos.

Esquema i Esquema ii


44

• as duas cópias se separam para polos diferentes;

• ocorre descompactação dos cromossomos.

Etapa 5 – divisão celular e câncer

1. A figura a seguir representa o desenvolvi-

mento de um tumor na pele. (1) Células nor-

mais da epiderme sofrem mutações e geram

células cancerosas, que se reproduzem mais

rapidamente do que as células normais, acu-

mulando-se (2). Entre as células iniciais do

tumor, surgem novas linhagens de células

tumorais devido à mutação. Algumas célu-

las tumorais alcançam a corrente sanguínea

(3), espalhando-se pelo corpo e podendo

gerar novos tumores em outras regiões.

Com base no que foi visto nas atividades

anteriores, qual processo celular está envol-

vido na formação do tumor? O que pode ter

dado errado nesse processo?

Nesta resposta, espera-se que os alunos considerem:

• a mitose;

• o descontrole do processo;

• a alteração nas informações genéticas.

Figura 27 – Desenvolvimento de um tumor.

© H

udso

n C

alas

ans

ultravioleta e câncer (Enem – 2007)

As autoridades sanitárias de todo o mundo mostram-se alarmadas com o grande aumento da incidência do câncer de pele. A frequência do melanoma dobrou na última década na Austrália, a campeã do câncer cutâneo, mas fato idêntico ocorreu no norte da Europa. [...]

Alguns sem dúvida procurarão atribuir essa explosão à rarefação da camada de ozônio que periodicamente ocorre na estratosfera. [...] Mas é relativamente pequena a contribuição dessa rare-fação, embora as medidas tomadas contra o uso de clorofluorcarbonados e outros produtos que para ela concorrem tenham diminuído um pouco a incidência do carcinoma. [...]


45


O maior responsável pelo crescimento do câncer de pele, segundo especialistas dos EUA, é o hábito de expor o corpo por muito tempo ao sol, nas praias e também em salões de bronzeamento.

Os três principais tipos de câncer cutâneo (o carcinoma escamocelular, o basal e o melanoma) desenvolvem-se na epiderme, que é a camada externa da pele. [...]

As células epidérmicas tornam-se malignas quando o seu DNA (material genético) se divide sem controle. Essa transformação pode ter muitas causas, como exposição excessiva aos raios X, quei-maduras, irritações repetidas ou doenças infecciosas. Mas o culpado mais comum é a radiação ultravioleta. [...] Convém lembrar que o Uv exerce ação supressiva do sistema imune que talvez explique em parte a sensibilidade das células a seus efeitos. A hereditariedade também pode contri-buir para o aparecimento do câncer.

Os carcinomas basais raramente formam metástases (disseminação do tumor a outros pontos), ao contrário dos escamosos. Os melanomas também produzem metástase, mas sua origem muitas vezes é diferente. Eles podem aparecer em áreas de pele geralmente cobertas pelo vestuário e resul-tam de episódios repetidos de queimaduras solares com formação de bolhas.

rEiS, José. Ultravioleta e câncer. Folha de S. Paulo, 2 jan. 2000.

1. Em relação ao exposto, é correto afirmar que:

a) o câncer de pele só é causado por radia-

ção ultravioleta.

b) com a destruição de parte da camada de

ozônio, não ocorre nenhum aumento de

risco de câncer de pele.

c) em qualquer caso de câncer, o apareci-

mento da doença nunca possui relação

com o fator hereditariedade.

d) a metástase corresponde ao processo

por meio do qual o câncer se desenvolve

em um tecido, a partir de uma alteração

do DNA de suas células.

e) o comportamento das pessoas, expondo-

-se ao sol em busca de bronzeamento,

intensifica o risco de desenvolvimento

de câncer de pele.

Pesquisa em grupo

Sobre o tema câncer, oriente os alunos

para uma pesquisa em diferentes fontes

sobre:

f quais são os tipos de câncer mais frequen-

tes na sua região;


tes entre as mulheres;


tes entre os homens;

f quais são os principais fatores de risco

para o desenvolvimento de um câncer;

f quais são as estratégias de atuação para

a prevenção do câncer de mama;

f quais são as estratégias de atuação para

a prevenção do câncer de colo do útero;

f quais são as relações entre hábitos de vida

como fumo e álcool, e o câncer;

f como prevenir o câncer de próstata.


46

Após os alunos compartilharem, em classe,

o resultado da pesquisa, discuta com eles a

necessidade de divulgação aos seus familiares

dos conhecimentos adquiridos na escola sobre

esse assunto tão importante. Divida a classe

em grupos e instrua-os para que planejem a

elaboração de um fôlder ou de uma cartilha

para a comunidade com informações sobre a

doença, os fatores de risco e sua prevenção.

Sorteie os temas (tipos mais comuns da

doença) entre os grupos.

Auxilie-os na preparação do trabalho.

Algumas questões devem ser pensadas: Qual é

o público-alvo do fôlder que o grupo vai produ-

zir? Que informações serão transmitidas? Serão

utilizadas imagens? Quais?

Incentive os alunos a dividir as tarefas:

quem será o responsável pelo texto, pelas ima-

gens, pela elaboração da arte, pela revisão etc.

distribua uma folha de papel sulfite para

cada grupo e instrua-os a dobrá-la em três

partes iguais e a dispor as informações de

maneira correta.

Supervisione o planejamento e a execução

dos trabalhos e agende a data da entrega.

Ao término dessa etapa, espera-se que os

alunos reconheçam que:

f para se dividir, as células necessitam

duplicar seu material genético, que se

encontra na forma de cromossomos;

f os tumores e os cânceres resultam de um

processo descontrolado de divisão celular;

f hábitos de vida não saudáveis têm es-

treita relação com determinados tipos

de câncer;

f a prevenção ainda é o melhor remédio;

f o diagnóstico precoce da doença é o

caminho certo para a cura.

1. Em uma divisão mitótica nor-

mal, a sequên cia correta dos even-

tos esquematizados nas fi guras é:

© C

onex

ão E

dito

rial

i ii iii iV

Figura 28.


47


a) II, IV, III, I.

b) I, IV, II, III.

c) II, I, IV, III.

d) I, II, IV, III.

e) IV, I, III, II.

2. Quantas serão as células formadas no

esquema da questão 1? Quantos cromosso-

mos terá cada uma dessas células forma-

das? geneticamente, elas serão iguais ou

diferentes entre si?

Duas células com dois cromossomos cada. Elas serão idên-

ticas entre si.

3. A explosão das bombas atômicas em

Hiroshima e Nagasaki provocou discus-

sões sobre os efeitos da radiação no meio

ambiente e nos seres humanos. Existe

uma alta incidência de câncer nas duas

cidades japonesas. Como a radiação está

relacionada ao aumento na incidência de

câncer?

Radiações nucleares podem danificar o material gené-

tico (DNA), causando diferentes anomalias celulares, den-

tre as quais o câncer. Nessa situação, a célula se multiplica

descontroladamente.


48

TEma – Transmissão da Vida E mECanismos dE VariabilidadE gEnÉTiCa – VariabilidadE gEnÉTiCa E HErEdiTariEdadE

SiTUAçÃO dE APrENdizAgEM 5 AS idEiAS PrÉ-MENdELiANAS

As atividades propostas nesta Situação de

Aprendizagem visam permitir que os alunos

entendam diferentes explicações sobre heredita-

riedade, em diferentes períodos históricos, à luz

das concepções da época em que foram propos-

tas. Espera-se com isso que eles consigam iden-

tificar e diferenciar características genéticas,

hereditárias, congênitas e adquiridas.

Conteúdos e temas: características hereditárias, congênitas e adquiridas; concepções pré-mendelianas

sobre hereditariedade.

Competências e habilidades: interpretar textos; identificar e diferenciar características genéticas,

hereditárias, congênitas e adquiridas; identificar os aspectos históricos das concepções sobre

hereditariedade à luz da época em que foram propostas; elaborar textos.

sugestão de estratégias: leitura e interpretação de textos; resolução de problemas de classificação;

elaboração de cartas.

sugestão de recursos: textos presentes nesta Situação de Aprendizagem.

sugestão de avaliação: as questões de verificação de leitura, a classificação das características e as

cartas produzidas são excelentes indicadores da participação dos alunos.



Para iniciar esta Situação de Aprendizagem,

proponha uma leitura compartilhada do texto

sobre as causas da surdez. Antes de iniciar a

leitura, apresente o título aos alunos e pergunte

o que sabem sobre essa deficiência. Pergunte

também se conhecem pessoas que têm déficit de

audição. Com esse diálogo, a intenção é motivá-

-los para as discussões seguintes.


49


surdez: uma característica invisível

Ao nascer, um bebê parece saudável. No entanto, ele pode ter uma deficiência auditiva que dificulte o desenvolvimento de sua linguagem. Quanto mais rápido for o diagnóstico de surdez nas crianças, mais chances elas terão de desenvolver suas capacidades comunicativas.

A surdez é a deficiência sensorial mais comum em seres humanos. Do total da população mundial que chega aos 70 anos, cerca de 60% apresenta perdas consideráveis da capacidade auditiva, inclusive por longa exposição a sons de volume alto.

No entanto, a proporção de crianças que nascem surdas é bem menor. No Brasil, estima-se que, em cada mil crianças nascidas, apenas quatro sofram perda auditiva.

Esse número poderia ser ainda mais baixo. É que, no nosso país, a rubéola é uma das principais causas de surdez na infância. Quando o vírus da rubéola infecta uma mulher grávida, pode provocar a perda total da audição no bebê. Por isso, é fundamental que as mulheres em idade fértil estejam vacinadas contra essa enfermidade.

Uma vacina também é capaz de prevenir outra importante causa de surdez na infância: a menin-gite. Por isso, todas as crianças de até 2 anos de idade devem ser vacinadas contra a meningite.

Nos países mais desenvolvidos, esses fatores perdem importância em razão de maior acesso à vaci-nação preventiva, mas a principal causa de surdez entre crianças, correspondente a mais de 50% dos casos, está relacionada a alterações no dNA. Já no Brasil, essa causa responde por apenas 20% dos casos.

Elaborado por Rodrigo Venturoso Mendes da Silveira especialmente para o São Paulo faz escola.

Após a leitura do texto, organize os alunos em

duplas para a discussão das questões a seguir.

1. Qual a importância da audição no pro-

cesso de desenvolvimento das crianças?

A importância da audição reside no fato de que ela é funda-

mental para o desenvolvimento da linguagem do indivíduo.

2. Por que o número de crianças surdas é

menor em países desenvolvidos?

O número de crianças surdas em países desenvolvidos é

menor por causa do maior acesso à vacinação preventiva da

rubéola e da meningite.

3. Elabore uma lista com as causas da surdez

apresentadas ao longo do texto.

As causas da surdez apresentadas no texto são: longa exposi-

ção a elevados níveis de ruído; alterações no DNA; rubéola;

meningite.

4. Como a vacinação pode diminuir o número

de crianças surdas?

Com a vacinação preventiva, as mulheres grávidas estariam

livres da rubéola e, assim, não contaminariam seus filhos.

Também as crianças de até dois anos vacinadas deixariam de

apresentar meningite, o que diminuiria o número de crian-

ças surdas.


50

Etapa 2 – Classificando as características humanas

Após a discussão das respostas dadas

pelos alunos às questões relaciona-

das ao texto, apresente-lhes o quadro

comparativo a seguir, que classifica as caracte-

rísticas dos seres vivos como genéticas, heredi-

tárias, congênitas ou adquiridas. Para facilitar

a compreensão dos alunos, você pode utilizar

os exemplos relacionados à surdez presentes no

texto da etapa anterior.

Car

acte

ríst

icas

adq

uiri

das

Con

gêni

tas

Her

edit

ária

sg

enét

icas

f São os casos em que os indivíduos não as apresentavam ao nascer.

fOcorrem quando os indivíduos as apresentam desde o nascimento.

f São transmitidas de uma geração para outra.

f São determinadas pelo DNA do indivíduo.

fA surdez provocada por longa exposição a ruídos pode ser considerada adquirida, pois o indivíduo não a apresentava ao nascer. A surdez provocada por meningite também é adquirida.

fQuando uma grávida é contaminada pelo vírus da rubéola, o bebê pode nascer surdo. A surdez, neste caso, pode ser considerada congênita, pois o bebê já nasce com essa característica.

fAs pessoas que se tornaram surdas por meningite, rubéola ou exposição a elevados níveis de ruído não transmitem essa característica para seus filhos; assim, a surdez, nestes casos, não é uma característica hereditária. No entanto, quando a surdez é genética, causada por alteração nos genes, ela pode ser transmitida de uma geração para outra, sendo, portanto, hereditária.

fMuitos são os genes envolvidos com a capacidade de audição. Qualquer alteração de pelo menos um deles pode levar à surdez.

Quadro 8.

Depois dessa apresentação, peça aos alunos

que, em dupla, respondam a questão 1.

1. Com base em sua compreensão da tabela,

classifique as características a seguir:

f cor dos olhos: trata-se de uma característica genética e

hereditária. Além disso, o indivíduo nasce com a característica,

ou seja, podemos classificá-la como congênita.

f idioma: este é um caso típico de característica adquirida.

f cor do cabelo: é uma característica genética e hereditária.

No entanto, às vezes a cor do cabelo muda ao longo do desen-

volvimento da criança. Os alunos podem, por isso, classificá-la

como congênita ou não. Além disso, as pessoas costumam

mudar a cor do cabelo com produtos específicos, o que nos

permite classificar tal característica também como adquirida.


51


f barba: esta é uma característica genética e hereditária, mas

que não apresentamos ao nascer.

f gripe: característica adquirida.

f inteligência: para essa característica, os alunos podem

considerar aspectos genéticos, hereditários, mas, principalmente,

aqueles adquiridos.

Após a classificação, devem ser formados

grupos de quatro alunos, para que cada dupla

compare suas respostas e apresente as justifi-

cativas para as classificações divergentes. Uma

correção coletiva pode ser feita por você. É

importante valorizar a argumentação dos alu-

nos nesse momento, além da clareza dos crité-

rios utilizados na classificação.

Etapa 3 – as ideias sobre hereditariedade

A partir dos exemplos estudados, inicie com

os alunos uma discussão sobre a construção de

ideias sobre a hereditariedade. Para isso, a lei-

tura de um texto sobre as origens da teoria

genética será muito útil.

Ao longo do texto, alguns fatos históricos

sobre hereditariedade são apresentados.

Além deles, discussões sobre a produção de

conhecimento científico também são feitas.

Por exemplo: algumas ideias refutadas em

certo período são reutilizadas por outros

pesquisadores após muito tempo, outras,

consideradas equivocadas hoje, foram neces-

sárias para a construção das que são aceitas

atualmente. A interpretação dos dados per-

mite argumentar contra ou a favor de uma

teoria, devendo-se levar em consideração que

os recursos tecnológicos e conceituais dispo-

níveis em um período limitam nossa interpre-

tação do mundo.

os pioneiros da genética: Hipócrates e aristóteles

Hipócrates (460-377 a.C.)

A história da genética começou há mais de 2 400 anos, quando Hipócrates, considerado o fundador das ciências médicas, propôs, em 410 a.C., a Hipótese da Pangênese para explicar a hereditariedade.

de acordo com essa hipótese, a transmissão das características hereditárias baseava-se na pro-dução, por todas as partes do corpo, de partículas muito pequenas que eram transmitidas para a descendência no momento da concepção. Para validar essa teoria, Hipócrates argumentava que os filhos, geralmente, reproduzem as características dos pais: cor de olhos, tipo de cabelo e até mesmo deficiências como o estrabismo ou doenças que, atualmente, sabemos que não são hereditárias.

A pangênese permaneceu como a única teoria geral de hereditariedade até o final do século XIX. Foi de Hipócrates, também, o conceito de hereditariedade de caracteres adquiridos – adotado pelo naturalista francês Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829), em 1809, como explicação do mecanismo de mudanças evolutivas – uma explicação, ainda hoje, utilizada por muitas pessoas.


52

A teoria da pangênese também foi adotada por darwin (1809-1882), em 1859, em suas explicações sobre a evolução.

aristóteles (384-322 a.C.)

Para Aristóteles, existia uma base física da hereditariedade no sêmen produzido pelos pais. Essa ideia foi fundamental para o desenvolvimento posterior da genética, pois, a partir da sua proposição, passou--se a considerar a hereditariedade como resultado da transmissão de algum tipo de substância pelos pais.

O termo “sêmen” foi usado por Aristóteles com o sentido de semente. Atualmente, o termo cor-respondente seria gametas, cujo papel na reprodução só foi estabelecido em meados do século XiX.

Aristóteles conhecia a hipótese da pangênese, mas, apesar de relacionar argumentos importantes que apoiavam a pangênese como uma hipótese plausível, ele a rejeitou.

Algumas características não estruturais, como a voz ou o jeito de andar, frequentemente herdadas, le-varam Aristóteles a se perguntar a respeito da maneira pela qual produziriam material para o sêmen. Além disso, observou, por exemplo, que filhos de pais com cabelos e barbas grisalhos não são grisalhos ao nascer.

As evidências mais importantes que refutaram tanto a pangênese de Hipócrates como a de darwin, cerca de dois mil anos mais tarde, estavam ligadas à não transmissividade das deficiências provocadas pelas mutilações; plantas mutiladas produziam descendência perfeita, assim como homens que haviam perdido partes do corpo.

Havia, ainda, o poderoso argumento de que, se o pai e a mãe produzem sêmen com partículas precursoras de todas as partes do corpo, não deveria se esperar que os descendentes tivessem duas cabeças, quatro braços etc.?

Aristóteles era um cientista à frente de seu tempo. Ele propôs uma hipótese que, embora vaga, ain-da é considerada verdadeira. Pode-se considerar que nenhum avanço relevante, em termos de trans-missão de características hereditárias, foi alcançado até o final do século XiX, ou seja, a compreensão da hereditariedade não progrediu entre Aristóteles e gregor Mendel (1822-1884).

Elaborado por Maria Augusta Querubim especialmente para o São Paulo faz escola.

Antes de iniciar a discussão sobre Ciência,

peça aos alunos que localizem ao longo do

texto, individualmente, respostas para as ques-

tões a seguir.

1. Explique o conceito da pangênese pro-

posto por Hipócrates.

De acordo com Hipócrates, na pangênese, ocorre a produ-

ção de partículas por todas as partes do corpo e a transmissão

destas para a descendência no momento da concepção. É

importante perceber que tal concepção está totalmente vin-

culada à concepção espontânea (senso comum) de heredi-

tariedade. Quando, por exemplo, as pessoas comparam pais

e filhos, costumam se referir à ideia de que herdamos a cor

dos olhos do pai, a forma do nariz da mãe e assim por diante.

Essa concepção mostrou-se um entrave para a compreensão

dos mecanismos de herança, inclusive para pesquisadores

importantes, como Lamarck e Darwin.


53


2. Como Aristóteles achava que as informa-

ções hereditárias eram transmitidas de

uma geração para outra?

Por meio do sêmen produzido pelos pais.

3. Quais eram as críticas de Aristóteles a res-

peito das ideias de Hipócrates?

Esta é uma boa oportunidade para que os alunos entendam

como funciona um dos mecanismos básicos da Ciência: a

refutação de hipóteses. Nesse caso, os argumentos apre-

sentados expõem os limites da hipótese da pangênese e sua

incapacidade de dar conta de certos aspectos do fenômeno

da herança, tais como: a herdabilidade de características não

estruturais e o fato de os filhos não nascerem com as caracte-

rísticas de seus pais adultos.

Após a leitura do texto e da resolução das

questões propostas, os alunos, em dupla ou

pequenos grupos, devem resolver o desafio a

seguir:

por terem cabelos castanho-escuros, seu filho também terá

essa cor de cabelo.

É provável que muitos alunos não conheçam a estrutura de

uma carta. Por isso, solicite a eles que pesquisem esse tipo de

estrutura ou perguntem ao professor de Português.

Carta 2A respeito da cor do cabelo do bebê, utili-

zem argumentos de Aristóteles para criticar as

ideias apresentadas na carta escrita com base

em argumentos de Hipócrates.

Não podemos prever a cor do cabelo da criança com base

na pangênese, porque as crianças não nascem com as carac-

terísticas de pessoas adultas; por outro lado, o fato de os pais

terem mudado a cor do cabelo quando adultos não condi-

ciona a passagem dessa característica aos filhos, da mesma

forma que a deficiência provocada pela mutilação de um

membro como o braço não é transmitida aos descendentes.

1. Em sua época, Aristóteles depa-

rou-se com um problema intri-

gante com relação à herança: na

cidade de Elis, uma mulher grega (de pele

clara) casou-se com um etíope (de pele negra)

e da união nasceu uma filha de pele clara.

Solicite aos alunos que representem por meio de um esquema

a situação descrita. Neste momento ainda não é necessário que

eles se utilizem das regras de elaboração de heredogramas.

a) Como Hipócrates explicaria esse acon-

tecimento?

Apenas a mulher forneceu partículas para a formação da

pele, por isso a criança tem cor de pele clara.

b) Essa criança cresceu e casou-se com um

grego (de pele clara). Baseando-se nas

ideias de Hipócrates, responda: qual

desafio!

Lara e Antônio eram loiros desde o nascimento. Já adultos, eles mudaram a cor do cabelo, que se tornou castanho--escuro. Eles estão juntos e Lara espera um filho de Antônio.

Depois de ler e interpretar a situação, escre-

vam duas cartas em seu caderno.

Carta 1Para a elaboração dessa carta, utilizem ideias

e argumentos de Hipócrates para descrever qual

deverá ser a cor do cabelo do filho do casal.

Segundo a hipótese da pangênese defendida por Hipócrates,

o casal transmitirá partículas de seus cabelos à criança. Assim,


54

seria a cor da pele dos filhos desse novo

casal?

Todos os filhos deveriam ter pele clara.

c) Suponha que esse casal teve cinco filhos,

entre os quais um apresentava pele negra.

f Como Hipócrates poderia explicar esse

acontecimento?

Hipócrates não poderia explicar esse fato tomando por base

a hipótese da pangênese.

f E como Aristóteles explicaria o mesmo

acontecimento?

Aristóteles atribuiria o nascimento de uma criança de pele

negra à contribuição do avô etíope.

1. O sarampo é uma doença:

a) congênita.

b) hereditária.

c) genética.

d) adquirida.

2. Os seres humanos:

a) possuem poucas características congênitas.

b) não herdam comportamentos de seus pais.

c) possuem apenas características genéticas.

d) não adquirem muitas características ao

longo da vida.

e) possuem características genéticas que

podem ser herdadas de seus pais.

3. Sobre a pangênese, podemos afirmar que:

a) não era útil para explicar como os filhos

se assemelhavam aos pais.

b) é uma ideia aceita por toda a comuni-

dade científica atualmente.

c) ela defende que ocorre a transmissão de

partículas para os pais no momento da

concepção.

d) era uma ideia defendida por Aristó teles.

e) ela argumenta que há uma produção

de partículas por todas as partes do

corpo.

4. De acordo com as ideias da pangênese,

como nasceria o filho de um homem que

se tornou musculoso por realizar muitas

atividades físicas?

A criança nasceria com músculos semelhantes aos do pai.

5. Por qual motivo não nascerá uma criança

tatuada, mesmo que os pais tenham

tatuagens?

As tatuagens foram desenhadas no corpo dos pais, mas

essa característica não é transmitida pelos gametas aos

filhos.

Sabe-se que alguns alunos têm dificuldade em relacionar

gametas, genes e características biológicas. Por isso, é pre-

ciso retomar o conceito de célula e explicitar o fato de os

gametas serem células reprodutivas.


55


de coletor a agricultor, de caçador a criador

durante a maior parte da história evolutiva humana, nossos antepassados simplesmente coleta-vam e caçavam os alimentos que estavam à disposição na natureza; comíamos o que a natureza nos ofertava.

Há cerca de 10 mil anos, essa situação começou a mudar. Em diferentes regiões do mundo, seres humanos deram início ao processo de cultivar plantas e criar animais. O resultado dessas atividades pode ser visto, atualmente, no que está à nossa mesa.

Nessa transição, um tipo de conhecimento foi indispensável: a noção de reprodução sexuada, a experimentação com formação de híbridos e a seleção de variedades de interesse.

Alimentos que consumimos diariamente, como o trigo, o arroz, o feijão e o milho, não existiam da maneira como os conhecemos hoje. Eles são fruto do trabalho de seleção que os humanos reali-zaram ao longo de muitas gerações.

1. Você acha que a genética tem alguma coisa

a ver com essa transição?

O conhecimento da Genética, mesmo que intuitivo, foi

indispensável para a seleção das variedades de alimentos que

consumimos hoje.

2. Faça uma pesquisa sobre a origem do

milho ou do trigo e identifique as plantas

que originaram as variedades que consu-

mimos hoje.

O milho é um bom exemplo da intervenção humana na seleção

artificial de variedades utilizadas em nossa alimentação. O teos-

sinto, uma planta selvagem, é provavelmente uma planta ances-

tral do milho, embora o milho que conhecemos atualmente

guarde pouca semelhança com seu ancestral. É bom lembrar

que foi por meio da seleção artificial que nossos antepassados

obtiveram as variedades de milho que conhecemos hoje.

3. Quanto aos animais domesticados, procure

informações a respeito de como as dife-

rentes raças de cães, gado e cabras foram

selecionadas.

Da mesma forma, foi por meio desse tipo de seleção que se

tornou possível o isolamento das diferentes raças de cães e

outros animais domesticados.

Nesse processo de seleção artificial, o ser humano escolhe os

organismos que pretende reproduzir com base na presença

de características de interesse. Desse modo, ao escolher os

progenitores, é possível, ao longo de várias gerações, pro-

duzir populações de plantas e animais que apresentam as

características desejadas.

Ressalte aos alunos que tais características não foram “cria-

das” pelo ser humano. Eram características que já estavam

presentes nos organismos e foram “selecionadas”.


56

SiTUAçÃO dE APrENdizAgEM 6 AS idEiAS dE MENdEL

Esta Situação de Aprendizagem trata das

ideias fundamentais de gregor Mendel. Ela

foi adaptada de atividades elaboradas para a

internet, conhecidas como “Objetos virtuais

de Aprendizagem”, e disponíveis no site do

projeto Banco internacional de Objetos Edu-

cacionais: <http://objetoseducacionais2.mec.

gov.br> (acesso em: 24 maio 2013), do Minis-

tério da Educação, na qual é possível acessar

conteúdos para diferentes disciplinas.

Entre os conteúdos para a disciplina de Bio-

logia, você encontra um módulo específico de

genética. É possível salvar as atividades no com-

putador e utilizá-las off-line, independentemente

do acesso à internet. Entretanto, é preciso que os

alunos tenham acesso ao computador para tra-

balhar essas atividades. Nas escolas que contam

com sala de informática, seria muito interessante

realizar esse estudo no computador.

A primeira atividade é O caso do rebanho de

Jacó. Um problema é apresentado aos alunos

e, para resolvê-lo, eles devem realizar cruza-

mentos para descobrir qual é o casal que aju-

daria Jacó a ter cabras malhadas.

A segunda atividade, O trabalho de Men-

del com as ervilhas, é apresentada pelo pró-

prio gregor Mendel. Ele descreve seus

trabalhos com ervilhas e, durante a ativi-

dade, os alunos deverão acompanhar os

relatos completando esquemas para ilustrar

a fala do pesquisador.

A terceira atividade, As ervilhas ajudariam

Jacó?, retoma o problema das cabras, mas uti-

lizando os conhecimentos produzidos por

Mendel. Agora, Jacó tem novas cabras para

cruzar e deve descobrir o fenótipo e o genótipo

delas. Esses termos não são explicados nas

atividades anteriores. Você pode apresentá-los

antes de iniciar essa atividade ou solicitar aos

alunos que tentem descobrir seu significado na

própria atividade; dessa forma, a sistematiza-

ção ocorreria apenas depois.

Conteúdos e temas: transmissão das características hereditárias e as leis de Mendel.

Competências e habilidades: propor e testar hipóteses sobre herança, aplicando as leis de Mendel; conceituar gene, alelo, homozigoto, heterozigoto, dominante, recessivo, genótipo e fenótipo; prever os resultados de cruzamentos genéticos baseados nas leis de Mendel.

sugestão de estratégias: leitura de texto; elaboração de relatório escrito, com síntese das discussões em sala; resolução de problemas de genética; análise de textos, tabelas e esquemas envolvendo o trabalho de Mendel; trabalho em duplas ou trios; debate em grande grupo; realização de atividades na internet.


57


sugestão de recursos: computador com acesso à internet (opcional); textos A proposta de Jacó, Quem foi Gregor Mendel? e Dialogando com Mendel, presentes neste Caderno.

sugestão de avaliação: respostas às questões propostas durante a atividade; participação, cooperação e interesse no desenvolvimento das atividades propostas; registro escrito das conclusões; participação individual nas discussões e nos exercícios propostos; participação em duplas e grupos maiores.


Os diferentes aspectos modernos da genética

são atrativos aos alunos. No entanto, para traba-

lhar os aspectos históricos e básicos da disciplina,

utilizaremos a resolução de um problema simples.

Assim, seria interessante começar a aula dizendo

que esta Situação de Aprendizagem ajuda a

entender diferentes notícias sobre a genética,

mas que, para isso, eles devem entender o pro-

blema apresentado e tentar resolvê-lo. Os alunos

podem ser divididos em duplas ou em trios para

a realização da atividade.

Etapa 2 – o problema de Jacó

As ideias e os conceitos acerca da herança

genética permaneceram inalterados por mais

de 2 mil anos. Somente na segunda metade

do século XIX ocorreu uma revolução na

maneira de compreender o fenômeno da

hereditariedade.

Essa revolução se deu a partir das ideias

fundamentais de gregor Mendel (1822-1884),

monge agostiniano que dedicou alguns anos da

sua vida à tarefa de identificar os mecanismos

básicos pelos quais as características biológicas

são transmitidas ao longo das gerações.

Leia ou peça que um ou mais alunos

leiam para a classe o texto que apresenta o

problema de Jacó, pastor de rebanho, casado

com Leia e raquel, filhas de Labão.

a proposta de Jacó

Não venho discutir minha vida amorosa aqui! Minha vida já é quase um livro aberto... E está des-crita na Bíblia, em gênesis, no capítulo 30! O motivo que me traz aqui é a necessidade de ajuda. Fiz um acordo com meu sogro, Labão. Certo dia, eu disse a ele que me deixasse voltar para minha terra:

– dê-me os meus filhos e as minhas mulheres, e eu irei embora.

– Fique comigo, por favor – respondeu Labão –, diga quanto quer, e eu pagarei!

– O senhor sabe como tenho trabalhado e como tenho cuidado dos seus animais. Antes de eu chegar, o senhor tinha pouco, depois, no entanto, tudo aumentou muito. Agora, preciso cuidar de minha família!

– Quanto você quer que eu lhe pague? – insistiu Labão.

– Não quero salário. Eu continuarei a cuidar das suas cabras se o senhor concordar com a propos-ta que vou fazer. Hoje vou passar por todo o rebanho a fim de separar para mim todos os cabritos


58

malhados. É só isso que eu quero como salário.

Como a amizade entre os dois não era tão grande assim, Jacó ainda fez uma ressalva:

– No futuro será fácil o senhor saber se eu tenho sido honesto. Na hora de conferir o meu salário, se houver no meu rebanho cabritos que não sejam malhados, o senhor saberá que fui eu que os roubei.

– Está bem. Aceito sua proposta!

Adaptação de atividade da rede interativa virtual de Educação (rived) – SEEd/MEC. disponível em: <http://rived.mec.gov.br/atividades/biologia/genetica/atividade1/atividade1.htm>.

Acesso em: 24 maio 2013.

As cabras do rebanho de Labão são pretas,

mas já ocorreu o nascimento de algumas cabras

malhadas. Jacó está interessado em possuir um

grande rebanho de cabras malhadas e o seu

problema é fazer com que aumente o número de

nascimentos desse tipo de cabra no rebanho.

Após a leitura, as duplas ou os trios devem

discutir como resolver o problema de Jacó.

No momento, não existe nenhuma cabra

malhada no rebanho de Labão. Existem três

machos e três fêmeas, todos pretos, para serem

cruzados:

machos fêmeas

Simeão Bila

Levi zila

Ruben Dina

Quadro 9.

Em cruzamentos anteriores, Simeão, zila e

dina sempre produziram filhotes pretos, não

importando o parceiro. Por outro lado, Bila,

Levi e ruben produziram apenas filhotes pre-

tos em certos cruzamentos, mas, em outros,

apareceram alguns filhotes malhados.

Após um tempo para a discussão das duplas

ou dos trios sobre os dados apresentados, propo-

nha as seguintes questões para interpretação:

1. Qual casal traria mais benefícios para Jacó?

Por já terem produzido filhotes malhados, a fêmea do casal

teria de ser obrigatoriamente Bila, ao passo que o macho

poderia ser tanto Levi como Ruben.

2. As cabras escolhidas são semelhantes às

outras: todas são pretas. O que será que só

elas possuem de diferente das outras para

ter filhotes malhados?

Ao responder a essa questão, os alunos devem evidenciar

suas concepções prévias sobre transmissão de caracterís-

ticas hereditárias. Apesar de terem aparência semelhante

(fenótipo), a constituição genética (genótipo) das cabras é

diferente; as que podem ter filhos malhados são heterozigó-

ticas. Alguns alunos podem citar nomes de estruturas cito-

lógicas, como “cromossomos” e “DNA”, mas sem associá-los

aos mecanismos genéticos. Dessa forma, esses conceitos se

tornam inúteis para diferenciar as cabras. No entanto, eles

podem servir de ponte para aproximar a genética da citolo-

gia nas Situações de Aprendizagem seguintes.

3. Formule uma hipótese para responder à

seguinte questão:


59


f Como determinada característica (a cor

dos pelos da cabra, por exemplo) passa

de uma geração para a outra?

Uma hipótese possível seria relacionar a transmissão das

características a materiais presentes nas células ou até

mesmo nos gametas que serão usados na formação da prole.

No caso de alguma dupla ou trio relacionar em sua hipótese

os termos “DNA”, “cromossomo” ou “gene”, explore esses

conceitos com eles e veja quais são suas concepções.

Após a discussão, realizada com base nas

respostas dos alunos, consolide o conceito de

transmissão das características por meio de

uma aula expositiva. O objetivo dessa apresen-

tação é compartilhar a ideia de que o material

genético está presente em todas as células,

inclusive nos gametas que serão usados na

formação da prole.

Etapa 3 – o trabalho de mendel

Para iniciar esta atividade, convide os alunos

a conhecer um pouco da história de Mendel,

por meio da leitura do texto a seguir.

Quem foi gregor mendel?

A genética teve início no ano de 1900, quando um trabalho publicado em 1866 pelo monge agostiniano gregor Mendel chegou enfim ao conhecimento da comunidade científica. Nesse trabalho, Mendel propunha explicações para a herança de algumas características da ervilha Pisum sativum, explicações que ficaram conhecidas, mais tarde, como leis de Mendel.

Após completar seus estudos no mosteiro de Brno (atual república Tcheca), Mendel foi para Viena, onde frequentou cursos de Física e se submeteu a exames necessários à obtenção do título de professor.

Acredita-se que ali Mendel tenha se inteirado das discussões sobre evolução biológica, tema que, no início da década de 1850, já despertava a atenção dos biólogos e que atingiria seu ponto alto em 1859, com a publicação do livro A origem das espécies, do inglês Charles Darwin.

O monge cientista entusiasmou-se com a questão da evolução e percebeu que, para compreen-der esse fenômeno, seria necessário conhecer os fundamentos da herança biológica.

De volta a Brno, Mendel passou a se dedicar à problemática da hereditariedade: leu os princi-pais trabalhos sobre o assunto e decidiu utilizar a ervilha como material experimental, como haviam feito alguns de seus antecessores.

Trecho extraído de MiYAKi, Cristina Yumi; AMABiS, José Mariano; MOri, Lyria; SiLvEirA, rodrigo venturoso Mendes da. In: Programa Construindo Sempre. Aperfeiçoamento de Professores (PEC). Biologia. Módulo 1.

São Paulo: SEE/Pró-reitoria da Universidade de São Paulo, 2002. disponível em: <http://www.ib.usp.br/ microgene/files/biblioteca-17-PdF.pdf>. Acesso em: 24 maio 2013.


60

Um dos objetivos centrais do ensino de Bio-

logia é contextualizar a ciência historicamente.

No entanto, a abordagem dada ao ensino de

genética apenas aparenta tratar tais aspectos

quando discutimos os trabalhos de Mendel.

Existe ainda uma tentativa de reproduzir os

trabalhos de Mendel na sala de aula, não refa-

zendo seus experimentos, mas sim analisando

seus dados e chegando a suas conclusões.

Tendo em vista essa premissa, esta atividade

tem o objetivo de apresentar aos alunos o tra-

balho de Mendel e seus experimentos com as

ervilhas, com enfoque não nas relações mate-

máticas, mas no modelo proposto.

Com base no texto, solicite aos alunos que

respondam às seguintes questões:

1. De acordo com o texto, o que teria levado

Mendel a desenvolver seus trabalhos?

Foi a percepção de que, para entender o fenômeno da evo-

lução, seria necessário conhecer os fundamentos da herança

biológica que motivou Mendel a realizar seus experimentos.

2. Os trabalhos de Mendel foram publicados

em 1866, porém o texto indica que eles

chegaram ao conhecimento da comuni-

dade científica apenas em 1900. Converse

com seus colegas a respeito disso e aponte

alguns motivos pelos quais os trabalhos de

Mendel permaneceram tanto tempo à mar-

gem do debate científico.

É provável que os alunos apresentem motivos diversos, como

a falta de circulação das ideias, seu desconhecimento por

parte de outros pesquisadores e a própria falta de divulgação,

entre outras causas. Este pode ser um bom momento para

mostrar aos alunos que em Ciência boas ideias não bastam:

é preciso que elas sejam compartilhadas e aceitas por outras

pessoas.

De qualquer modo, Mendel tem uma abordagem muito

clara e com a qual é possível debater seus experimentos:

como as características biológicas são transmitidas de gera-

ção em geração?

Cabe ressaltar aqui a importância da formulação da “per-

gunta” na produção do conhecimento científico, pois é certo

que a ciência caminha muito mais por meio das questões

formuladas do que das respostas produzidas.

Etapa 4 – dialogando com mendel

Proponha a leitura da história em

quadrinhos, que é uma adaptação da

atividade interativa do projeto Rede

Interativa Virtual de Educação (Rived), dispo-

nível em: <http://rived.mec.gov.br/atividades/

biologia/genetica/atividade2/atividade2.htm>.

Acesso em: 24 maio 2013.

Uma es tratégia interessante seria interromper

a leitura para escrever na lousa as situações que

aparecem ao longo do texto.


61


Dialogando com Mendel

© J

AL

BIOLOGIA_CP_2s_Vol1b_2014_P8.indd 61 21/11/13 17:05

62

© J

AL

Planta rugosa (pura) Fatores: a a

Planta lisa (pura) Fatores: A A

Gametas produzidos

Gameta masculinoFator: a

Gameta femininoFator: a

Gameta masculino Fator: A

Gameta feminino Fator: A

Planta lisa híbrida

Fatores: A a

Planta lisa (híbrida) Fatores: A a

Gametas produzidos

Gameta masculino Fator: A ou a

Gameta feminino Fator: A ou a

© J

AL


63


PlAntA Aa (1) × PlAntA Aa (2)

FAtores Presentes nos gAmetAs Produzidos PelA PlAntA 1: ou

FAtores Presentes nos gAmetAs Produzidos PelA PlAntA 2: ou

© J

AL

A

A

a

a

gAmetAs dA PlAntA 2 →

↓ gAmetAs dA PlAntA 1 A a

A A A a

A a a a

A

resPostA: 75% de sementes lisAs 25% de sementes rugosAs

a

“[...] AquelAs cArActerísticAs que PAssAm de FormA totAlmente ou quAse inAlterAdA PArA A comPosição do híbrido e que, Por isso mesmo, PAssAm A rePresentAr As cArActerísticAs híbridAs em si serão denominAdAs domi-nAntes; enquAnto AquelAs que se tornAm lAtentes nA combinAção serão denominAdAs recessivAs. A rAzão dA escolhA do termo recessivo se deve Ao FAto de que As cA-rActerísticAs Assim designAdAs recuAm PArA um segundo PlAno ou Até desAPArecem Por comPleto, Porém tornAm A APArecer de FormA inAlterAdA nA descendênciA [...].”

mendel, gregor. Versuche über Pflanzenhybriden. trAdução corine stAnderski. disPonível em:

<httP://www.biologie.uni-hAmburg.de/b-online/ d08_mend/mendel.htm>. Acesso em: 23 mAio 2013.


64

diante das conclusões de Mendel, peça aos

alunos que respondam a seguinte questão:

1. Com base no que foi observado, qual seria a

porcentagem de sementes lisas e de semen-

tes rugosas esperada do cruzamento de uma

planta híbrida com uma planta pura?

Do cruzamento de uma planta híbrida com uma planta pura

lisa, o esperado é 100% de sementes lisas; já do cruzamento

de uma planta híbrida com uma planta pura rugosa, o espe-

rado é: 50% de sementes lisas e 50% de sementes rugosas.

Após a finalização da atividade, verifique

se os pontos principais foram bem compreen-

didos pelos alunos, que devem responder às

questões a seguir:

1. O que Mendel fez?

Ele cruzou ervilhas puras com características distintas (lisa e

rugosa) e, a partir da análise dos resultados, produziu um modelo

explicativo para a herança da característica "textura da semente".

2. Quais foram os tipos de ervilhas cruzadas

por ele?

Lisas e rugosas puras, ou seja, que só produzem ervilhas

semelhantes. Em seguida, as ervilhas híbridas produzidas

foram cruzadas entre si.

3. Qual era a característica dominante do

cruzamento apresentado? E qual era a

recessiva?

Lisa era dominante e rugosa, recessiva.

4. O que faz uma característica ser conside-

rada recessiva ou dominante?

A característica dominante é a que aparece no híbrido.

Trata-se das características que passam de forma totalmente

ou quase inalterada para a composição do híbrido. A carac-

terística é considerada recessiva quando, por sua vez, se

expressa em dose dupla, ou seja, quando os dois fatores do

par são iguais.

Ao retomar os trabalhos de Mendel, é possível, e desejável

solicitar aos alunos que investiguem nos livros didáticos

outras características da planta de ervilha estudada por

Mendel.

5. Organize um esquema que represente as

ideias de Mendel. Nele, é preciso que cons-

tem as diferentes gerações de ervilhas estu-

dadas, bem como o modelo explicativo pro-

posto pelo monge.

O esquema de síntese, que apresenta as gerações estudadas

e o modelo proposto, pode ser semelhante ao apresentado

a seguir (Figura 29).

P

¼

a a

a a

A a

A a

A A

A A

F1

F2

sementeslisas

sementeslisas e sementes

lisas

híbridas

purassementesrugosas

sementesrugosas

sementeslisas

X

© C

onex

ão E

dito

rial

¼2

Figura 29.

Etapa 5 – as ervilhas de mendel ajudariam Jacó?

retome a história de Jacó e suas cabras.

Agora, com a ajuda dos resultados obtidos por

Mendel, os alunos poderão responder à

seguinte questão:


65


1. O que podemos supor quando duas cabras

pretas cruzam e um filhote malhado nasce?

Podemos supor que a característica malhada é recessiva em

relação à preta, ou seja, as cabras pretas em questão são hete-

rozigóticas (Aa), e o fator “a”, que condiciona pele malhada,

não se manifesta nessa condição.

o problema de Jacó continua

Nesta etapa, os alunos devem, com base

nos resultados de cruzamentos, descobrir os

genótipos das novas cabras e escolher o casal

ideal para aumentar o rebanho de cabras

malhadas de Jacó.

Apresente o novo problema de Jacó:

Chegaram seis novas cabras, das quais

apenas uma é malhada, e Jacó precisa saber

quais são os melhores cruzamentos, ou seja,

aqueles que darão cabras malhadas, para

que ele possa aumentar seu rebanho.

Cabras novas sexo fenótipo genótipo

James Watson Preto AA

Francis Crick Malhado aa

Thomas Morgan Preto Aa

rosalind Franklin Preto AA

Barbara McClintock Preto Aa

Lynn Margulis Preto AA

Quadro 10.

Jacó realizou alguns cruzamentos entre as novas cabras.

rosalind franklinA A

barbara mcClintockA a

lynn margulisA A

James WatsonA A 100% de filhotes pretos 100% de filhotes pretos 100% de filhotes pretos

francis Cricka a 100% de filhotes pretos

50% de filhotes pretos e 50% de filhotes malhados

100% filhotes pretos

Thomas morganA a 100% de filhotes pretos

75% de filhotes pretos e 25% de filhotes malhados

100% de filhotes pretos

Quadro 11.


66

Após os alunos observarem os cruzamentos

realizados por Jacó, peça que respondam às

seguintes questões:

1. Analise os cruzamentos feitos por Jacó na

segunda tabela e indique, na primeira, os

genótipos das novas cabras.

2. Escolha o casal ideal para Jacó realizar futu-

ros cruzamentos. A seguir, calcule o resultado

esperado para o cruzamento entre as duas

cabras escolhidas, justificando sua resposta.

O casal ideal é Francis Crick (que é malhado e, portanto, aa)

e Barbara McLintock (que é Aa).

Nesse cruzamento, 50% dos filhotes serão pretos e 50% serão

malhados: aa · Aa = 50% Aa e 50% aa.

3. Qual é a característica dominante? E a

recessiva? Quais são as cabras homozigó-

ticas? E as heterozigóticas?

A característica cor preta é dominante sobre a malhada. Francis

Crick é homozigótico recessivo (aa). James Watson, Rosalind

Franklin e Lynn Margulis são homozigóticos dominantes (AA).

Thomas Morgan e Barbara McClintock são heterozigóticos (Aa).

Jacó estava selecionando as características

mais interessantes para ele. Essa prática é comum

e costuma ser feita com diferentes espécies. Com

base nas seleções feitas pelo ser humano em cães,

tomates, bananas, gatos, ovelhas, vacas etc., pense

em uma espécie e suas respectivas características

e responda às questões a seguir.

4. Essas características foram selecionadas

por quais motivos?

A resposta vai depender da espécie e das características esco-

lhidas pelos alunos. Espera-se que com a reflexão individual

e a discussão no grupo eles sejam capazes de entender que

muitas características presentes nos animais domésticos no

passado já não são mais úteis para o ser humano. Por outro

lado, características atualmente consideradas importantes

não o foram no passado. Ao solicitar as respostas dos alunos,

verifique se a linguagem que utilizam não é lamarckista ou

finalista em relação à ideia de “utilitarismo” sobre outros seres

vivos e também ao próprio conceito de “herança adquirida”

de Lamarck.

5. Algumas das características de cães que

foram selecionadas em outras épocas con-

tinuam sendo interessantes atualmente? E

aquelas que são interessantes atualmente

também foram interessantes no passado?

No caso dos cães, fica bastante evidente que as característi-

cas escolhidas no passado não são as mesmas que se priori-

zam atualmente. No passado, por exemplo, um bom cão de

caça tinha de possuir certos atributos, como olfato aguçado

e resistência física. Atualmente, a seleção de raças de cães

visa a outras qualidades, como a estética e o caráter de ser

manso para o convívio com crianças.

6. Em sua opinião, de que maneira essas

características foram selecionadas?

Nesta questão os alunos devem fazer referência aos cru-

zamentos preferenciais entre irmãos e entre filhos e pais

(retrocruzamento). Nem sempre está claro para muitos alu-

nos quais são os procedimentos para se obter (isolar) uma

variedade de novos organismos. Por isso, talvez seja necessá-

rio explicar com mais detalhes o que é um retrocruzamento.

Expectativas de aprendizagem

Ao término desta atividade, espera-se que

os alunos sejam capazes de entender os concei-


67


tos de gene, alelo, homozigoto, heterozigoto,

dominante, recessivo, genótipo, fenótipo, e

consigam justificar os resultados de cruzamen-

tos que envolvem indivíduos com constituição

genética diferente.

1. Uma característica domi-

nante é:

a) aquela que aparece na maioria dos

indivíduos.

b) a que não provoca doenças.

c) a que se manifesta nos indivíduos

heterozigotos.

d) a que se manifesta nos indivíduos

homozigotos.

e) aquela que aparece na minoria dos

indivíduos.

2. (Fuvest – 1991) Um gato preto (A) foi

cruzado com duas gatas (B e C), também

pretas. O cruzamento do gato A com a

gata B produziu oito filhotes, todos pre-

tos; o cruzamento do gato A com a gata C

produziu seis filhotes pretos e dois ama-

relos. A análise desses resultados permite

concluir que:

a) a cor preta é dominante, A e C são

homozigotos.

b) a cor preta é dominante, A e B são

homozigotos.

c) a cor preta é dominante, A e C são

heterozigotos.

d) a cor preta é recessiva, A e C são

homozigotos.

e) a cor preta é recessiva, B e C são

heterozigotos.

3. (Fuvest – 1992) Dois alelos atuam na

determinação da cor das sementes de uma

planta: (A), dominante, determina a cor

púrpura e (a), recessivo, determina a cor

amarela. A tabela a seguir apresenta resul-

tados de vários cruzamentos feitos com

diversas linhagens dessa planta:

Cruzamento resultado

I × aa 100% púrpura

II × aa 50% púrpura; 50% amarela

III × aa 100% amarela

IV × Aa 75% púrpura; 25% amarela

Quadro 12.

Apresentam genótipo heterozigoto as

linhagens:

a) I e III.

b) II e III.

c) II e IV.

d) I e IV.

e) III e IV.


68

4. A fenilcetonúria é uma doença genética que

resulta na incapacidade do organismo de

uma pessoa de processar o aminoácido feni-

lalanina, contido nas proteínas que come-

mos. A fenilcetonúria manifesta-se no início

da lactância e, caso não seja tratada, geral-

mente leva ao retardo mental. Essa doença

pode ser detectada logo após o nascimento

por meio de triagem neonatal (conhecida

popularmente por “teste do pezinho”), e

afeta aproximadamente 1 em cada 12 mil

recém-nascidos no Brasil.

Um casal pretende ter um filho e consulta um

geneticista sobre a possibilidade de a criança

ser afetada, pois o homem tem uma irmã com

fenilcetonúria e a mulher tem dois irmãos com

essa mesma doença. Não existem outros casos

conhecidos em suas famílias.

a) A fenilcetonúria é causada pelo alelo

dominante? Justifique, utilizando infor-

mações do enunciado dessa questão.

Não, ela é causada por alelos recessivos, já que não existem

outros casos de fenilcetonúria na família, embora os irmãos

possuam a doença. Assim, os pais do casal são heterozigó-

ticos e normais. A frequência da doença na população não

tem relação com a dominância ou recessividade.

b) Por qual motivo o casal está preocupado

com o risco de o filho ter fenilcetonúria,

se eles não são afetados pela doença?

Os pais da criança podem ser heterozigóticos e, nesse caso,

seria possível ambos passarem o alelo recessivo, gerando

um filho doente. Caso haja interesse dos alunos, pode-se

utilizar esse exercício para demonstrar um cálculo mais

elaborado de probabilidade envolvendo herança:

f O casal em questão tem chance de que ambos

sejam heterozigóticos. Qual é essa chance?

A mulher tem 2/3 de chance de ser heterozigótica.

O homem tem 2/3 de chance de ser heterozigótico.

f Caso ambos sejam heterozigóticos, há

chance de terem uma criança com a doença

(homozigota recessiva). Qual é essa chance?

Resposta: 1/4 de chance.

f Qual a probabilidade real de esse casal ter

uma criança com a doença?

(probabilidade de a mãe ser heterozigótica) e (probabilidade de

o pai ser heterozigótico) e (probabilidade de a criança ser aa)23

· 23

· 41 = 1

9

5. Considere duas linhagens homozigóticas

de plantas, uma com frutos ovais e outra

com frutos redondos. O alelo que deter-

mina fruto redondo é dominante.

a) De que forma podem ser obtidas plan-

tas com frutos ovais a partir do cruza-

mento das linhagens originais? Expli-

que esquematizando os cruzamentos.

No esquema é possível obter plantas com frutos ovais ao

cruzar os híbridos obtidos do cruzamento das plantas puras

homozigóticas.

F1linhagem pura oval

linha

gem

pur

a

redo

nda

f f

F

100% Ff

F

FF e Ff = frutos redondos ff = frutos ovais


69


b) Demonstre em que proporção essas

plantas de frutos ovais serão obtidas.

Elas serão 25% das plantas obtidas no cruzamento dos

híbridos.

F2híbrido

híbr

ido

F f

F F F F f

f F f f f

FF e Ff = frutos redondos ff = 1/4 (25%)

ff = frutos ovais

F2híbrido

híbr

ido

F f

F F F F f

f F f f f

FF e Ff = frutos redondos

ff = frutos ovais

aconselhamento genético

Em certas situações em que há o risco de

ocorrência ou recorrência de uma doença

hereditária e/ou genética em uma família,

recomenda-se o aconselhamento genético.

Trata-se de um processo de comunicação

entre profissionais da saúde e pacientes com

o intuito de revelar e prevenir o apareci-

mento de alguma possível enfermidade

genética.

Faça uma pesquisa sobre esse tema e veri-

fique os itens propostos a seguir:

f Quais são as doenças genéticas mais comuns.

f Em que consiste o aconselhamento

genético.

f Quais profissionais estão envolvidos nesse

tipo de especialidade médica.

f Quais pessoas ou famílias devem se submeter

ao aconselhamento genético.

f Quais tipos de exames podem auxiliar no

diagnóstico e no aconselhamento.

Aconselhamento genético é um procedimento clínico muito

útil no diagnóstico e no acompanhamento de familiares de

pessoas portadoras de doenças genéticas. Há uma série de

doenças genéticas, entre elas as denominadas síndromes

cromossômicas, como a síndrome de Down (trissomia do

cromossomo 21), a de Turner (monossomia do cromossomo

X) e a de Klinefelter (XXY). Além dessas, há doenças cuja

manifestação depende de alterações em um único ou em

poucos genes. É o caso, por exemplo, das distrofias muscu-

lares, da fibrose cística e da hemofilia. São diversos os pro-

fissionais envolvidos em um processo de aconselhamento

genético, e entre eles estão incluídos psicólogos, geneticis-

tas, biólogos e médicos.

Os exames mais comuns são os de DNA e aquele que deter-

mina qual é o cariótipo de uma pessoa, além de outros espe-

cíficos para cada tipo de doença.

É recomendado que se submetam ao aconselhamento

genético casais ou grupos familiares que apresentem algum

histórico relacionado à manifestação de doenças genéticas.

Outra situação é quando ocorre casamento consanguíneo

entre, por exemplo, primos em primeiro grau.


70

SiTUAçÃO dE APrENdizAgEM 7 O PrOCESSO MEiÓTiCO

As atividades propostas nesta Situação de

Aprendizagem buscam evidenciar a relação

existente entre a segregação dos alelos presen-

tes nos cromossomos homólogos e o processo

de meiose na transmissão das características

hereditárias.

Conteúdos e temas: reprodução sexuada e processo meiótico.

Competências e habilidades: descrever o processo meiótico; relacionar o comportamento dos

cromossomos na meiose e o dos genes na formação dos gametas; identificar e caracterizar os

principais eventos que ocorrem na meiose.

sugestão de estratégias: simulação do processo meiótico.

sugestão de recursos: livro didático, papel kraft ou cartolina; seis bastões de massa de modelar de

diferentes cores; dois pinos de plástico ou percevejos etiquetados com a letra A e dois pinos com a

letra a; dois pinos de plástico ou percevejos etiquetados com a letra B e dois pinos com a letra b.

sugestão de avaliação: as respostas das questões de entendimento, o resultado da pesquisa orientada,

bem como o material produzido na simulação podem, ser indicadores da aprendizagem do tema.


Mendel descreveu um mecanismo funda-

mental da herança genética: a segregação dos

fatores (alelos) na formação dos gametas e a

posterior combinação desses fatores na forma-

ção de novos indivíduos.

A questão é que Mendel não tinha, em seu

tempo, nem a compreensão dos fenômenos

celulares nem do modo como são produzidos

os gametas.

No início do século XX, os cientistas esta-

beleceram relação direta entre o fenômeno

da herança genética descrito por Mendel e

um processo de divisão celular responsável

pela formação de gametas nos animais: a

meiose. Você já ouviu falar nesse processo?

Para iniciar esta Situação de Aprendizagem,

seria interessante resgatar com os alunos os

conhecimentos sobre a mitose, processo de

divisão celular estudado anteriormente neste

Caderno. Para isso, peça que completem as

questões a seguir.

1. Uma célula em mitose produz duas

células-filhas.


71


2. Quanto ao conteúdo genético, as duas

células-filhas são idênticas entre si e também em

relação à célula que lhes deu origem.

3. Em nosso organismo, a mitose ocorre em

células somáticas – células que formam todos

os nossos tecidos e órgãos do corpo.

Etapa 2 – Pesquisa

Oriente os alunos a pesquisar no livro didá-

tico o outro tipo de divisão celular que, nos

animais, dá origem aos gametas. A pesquisa

deve ter como objetivo responder as seguintes

questões:

1. Por que, na formação dos game-

tas, o tipo de divisão tem de ser

diferente do que ocorre na mitose?

Na mitose são produzidas duas células com o mesmo número

de cromossomos da célula original. Se esse processo ocor-

resse na formação dos gametas, a cada fecundação seriam

produzidos indivíduos com o dobro de cromossomos de seus

pais. Portanto, a cada geração, o material genético duplicaria.

2. Como o número de cromossomos é man-

tido constante ao longo das gerações nas

espécies com reprodução sexuada?

Nas espécies com reprodução sexuada, o número de cromos-

somos é mantido constante porque, na formação dos gametas,

ocorre um processo de divisão que produz células-filhas com a

metade do número de cromossomos da célula original. Na fe-

cundação é restaurado o número de cromossomos da espécie.

3. Qual é o nome desse processo? Quais são

as características principais desse tipo de

divisão?

Esse processo é chamado de meiose e é um tipo de divisão

celular no qual uma célula diploide dá origem a quatro célu-

las haploides (gametas).

4. Quais são os eventos mais significativos

que ocorrem na meiose?

Os principais eventos que ocorrem no processo meiótico

são: a duplicação dos cromossomos; o emparelhamento

dos cromossomos homólogos; a permutação cromossô-

mica (crossing over), a separação dos cromossomos homó-

logos e a separação das cromátides-irmãs.

5. Quando ocorre a duplicação dos cromos-

somos?

Na intérfase, que antecede a meiose I, todo o material gené-

tico é duplicado. Por essa razão, cada cromossomo passa a

possuir duas cromátides (as cromátides-irmãs).

6. O que são cromossomos homólogos e

quando ocorre o emparelhamento entre eles?

Cromossomos homólogos são aqueles que carregam genes

equivalentes, normalmente em pares, sendo herdados um

de cada progenitor (um do pai e outro da mãe). No início

da primeira divisão da meiose, os cromossomos homólogos

posicionam-se lado a lado em todo o seu comprimento, ou

seja, emparelham-se.

7. Quando ocorre a separação dos cromosso-

mos de origem materna e seus homólogos

de origem paterna?

Em seguida ao emparelhamento, os cromossomos homólo-

gos separam-se e migram para polos opostos da célula, origi-

nando duas células, cada uma delas com apenas um cromos-

somo de cada par de homólogos. Nessa fase, apesar de cada

cromossomo ser constituído de duas cromátides-irmãs, as

duas células formadas já são qualitativamente haploides, isto é,

apresentam apenas um representante de cada cromossomo.


72

8. Quando ocorre a separação das cromáti-

des-irmãs?

Na segunda divisão da meiose, as cromátides-irmãs separam-

-se, migrando para polos opostos, e vão fazer parte de células

diferentes, de modo que, ao final da meiose, haja a formação

de quatro células haploides ou gametas.

9. Com base na célula com um par de cro-

mossomos, como a ilustrada a seguir, com-

plete o esquema, seguindo as orientações.

Os esquemas podem diferir, mas todos devem conter as eta-

pas básicas.

© L

ie K

obay

ashi

Figura 30.

Etapa 3 – simulando o processo meiótico

Divida a classe em grupos e distribua o

material:

f uma folha de papel kraft ou cartolina;

f seis bastões de massa de modelar de diferentes

cores;

f dois pinos de plástico ou percevejos eti-

quetados com a letra A e dois pinos com

a letra a;

f dois pinos de plástico ou percevejos eti-

quetados com a letra B e dois pinos com a

letra b.

Apresente a situação que norteia o exercí-

cio de simulação adaptado de Meiose e as leis

de Mendel, de Lyria Mori e Maria Augusta Q.

r. Pereira, constante no Projeto Micro&gene

– Universidade de São Paulo (disponível em:

<http://www.ib.usp.br/microgene/files/

manuais -7-PDF.pdf>. Acesso em: 24 maio

2013.)

Para responder à questão: Qual é a relação

entre o comportamento dos cromossomos na

meiose e o dos genes responsáveis pelas carac-

terísticas hereditárias? O grupo realizará simu-

lações do processo de meiose, executadas em

duas situações: i) meiose em células com um

par de cromossomos (2n = 2) e com genótipo

Aa; ii) meiose em células com dois pares de

cromossomos e com genótipo AaBb, sendo

cada gene localizado em um cromossomo

diferente.


73


situação i: célula com um par de cromossomos, heterozigótica, para um gene (aa)

Passo 1 f Desenhe um círculo no papel kraft ou cartolina, representando os limites da célula que sofrerá

meiose. Lembre-se de que a membrana do núcleo se desfaz quando a célula entra em divisão.

Passo 2 f Faça dois rolinhos de massa de modelar, de cores diferentes, com cerca de 5 cm de compri-

mento e 0,5 cm de diâmetro, representando o cromossomo de origem materna e o cromossomo de origem paterna.

Passo 3 f Aplique nos bastões de massa os pinos de plástico marcados com as letras A e a, representando

os alelos do gene em questão.

Passo 4 f Duplique os cromossomos materno e paterno,

fazendo, com a massa de modelar, dois novos rolinhos e utilizando a cor correspondente a cada um.

Passo 5 f Una os rolinhos da mesma cor pelos centrômeros.

Passo 6 f Coloque o alelo correspondente nas novas cro-

mátides formadas.

Passo 7 f Com os bastões de massa representando os cromossomos duplicados, simule:

a) o emparelhamento dos cromossomos homólogos;

b) a primeira divisão da meiose;

c) a segunda divisão da meiose.

lembre-se: o material genético (DNA) duplica-se antes do processo de meiose propriamente dito, durante a interfase.

situação ii: célula com dois pares de cromossomos, heterozigótica, para dois genes localizados em cromossomos diferentes (aabb)

Passo 1

• Utilize quatro bastões de massa de modelar para representar dois pares de cromossomos homó-logos. Empregue cores diferentes para os cromossomos de origem paterna e materna e para os

© L

ie K

obay

ashi

Figura 31.


74

diferentes pares de cromossomos homólogos. A célula a ser considerada tem número diploide de cromossomos igual a quatro (2n=4).

Passo 2 f Molde um par de cromossomos metacêntricos (centrômero no meio) e um par de cromossomos

acrocêntricos (centrômero na extremidade).

Passo 3 f Aplique nos bastões de massa que representam os cromossomos metacêntricos os pinos de

plástico marcados com as letras A e a. Nos bastões de massa que representam os cromossomos acrocêntricos aplique os pinos com as letras B e b.

Passo 4 f Duplique os cromossomos materno e paterno,

fazendo, com a massa de modelar, quatro novos rolinhos, utilizando a cor correspondente a cada um.

Passo 5 f Una os rolinhos da mesma cor pelos centrômeros.

Passo 6 f Coloque o alelo correspondente nas novas cromá-

tides formadas.

Passo 7 f Com os bastões de massa representando os cromossomos duplicados, simule:

a) o emparelhamento dos cromossomos homólogos;

b) a primeira divisão da meiose;

c) a segunda divisão da meiose.

Após simular os eventos meióticos, o grupo

deve responder às seguintes questões de

conclusão:

1. No segundo passo da Situação I, o que

representa cada um dos rolinhos de massa

de modelar?

Cada rolinho de massa de modelar representa um

cromossomo.

2. Na sua simulação, identifique:

a) os cromossomos homólogos;

Os cromossomos que foram representados são homólogos

e, portanto, portadores dos alelos do mesmo gene.

b) as cromátides-irmãs.

Após a duplicação, cada cromossomo passa a ser constituí do

de duas cromátides idênticas (cromátides-irmãs).

© L

ie K

obay

ashi

Figura 32.


75


3. Quando o alelo presente em uma cromá-

tide é A, na cromátide-irmã também existe

o alelo A. Explique por quê.

Uma cromátide-irmã foi copiada da outra no momento da

duplicação, portanto, se o alelo presente em uma cromátide

é A, a sua cromátide-irmã, copiada da cromátide presente,

também terá o alelo A.

4. Quantos tipos de posicionamento são pos-

síveis quando há dois pares de cromosso-

mos homólogos emparelhados na primeira

divisão da meiose?

Dois posicionamentos são possíveis: AA BB e aa bb ou AA bb

e aaBB.

5. Compare o comportamento dos cromosso-

mos na meiose com a segregação dos alelos:

a) na primeira divisão meiótica;

Na primeira divisão da meiose, ocorre o emparelhamento

dos cromossomos homólogos e a migração dos homólo-

gos para polos opostos, com a inclusão desses em células

diferentes.

b) na segunda divisão meiótica.

Na segunda divisão, ocorre a separação das cromátides-

-irmãs num processo semelhante ao da mitose.

6. Quantos e quais tipos de gametas foram

formados na meiose de uma célula duplo-

-heterozigótica (AaBb)?

Uma célula AaBb forma, ao final da meiose, somente dois

tipos de gametas: AB e ab ou Ab e aB, dependendo da posi-

ção relativa dos cromossomos portadores dos dois genes.

7. Segundo a lei da segregação independente

(Segunda Lei de Mendel), quantos e quais

tipos de gametas são produzidos por um

indivíduo duplo-heterozigótico (AaBb)?

De acordo com a Segunda Lei de Mendel, são produzidos

quatro tipos de gametas: AB, ab, Ab e aB.

8. Existe diferença entre as respostas das

questões 6 e 7? Justifique.

Sim, pois várias células entram em meiose na formação dos

gametas de um indivíduo AaBb, enquanto algumas células for-

mam gametas AB e ab, outras poderão formar outros dois tipos

de gametas Ab e aB. Assim, serão produzidos os quatro tipos de

gametas: AB, ab, Ab e aB. Chame a atenção dos alunos para o

fato de esse ser um fenômeno probabilístico. Em uma popula-

ção de milhares de células, algumas (aproximadamente 50%)

terão um tipo de posicionamento de seus cromossomos, e

outras (também aproximadamente 50%) terão outro tipo.

9. A figura representa uma célula diploide

(2n=2) e, tomando-a por base, você simu-

lará o processo de meiose, considerando

dois genes (g e F) que estão presentes

no mesmo par de cromossomos homólo-

gos em condição heterozigótica. Analise

os resultados e os compare com aquele

obtido para genes presentes em cromosso-

mos homólogos distintos.©

Lie

Kob

ayas

hi

Figura 33.


76

Aqui os alunos vão se deparar com uma situação na qual

não há segregação independente, pois os locos gênicos G

e F encontram-se no mesmo cromossomo. Assim, eles cer-

tamente vão constatar que não há duas possibilidades de ali-

nhamento, como ocorreu na situação em sala de aula.

Neste momento, reforce entre os alunos o

conceito cromossômico de herança, mostrando

que a unidade de herança não são os genes,

mas os cromossomos, com certo arranjo

cromossômico.

1. O albinismo é a incapacidade,

de um animal ou de um indiví-

duo, de produzir o pigmento cha-

mado melanina. A melanina é um pigmento

avermelhado ou negro que normalmente

existe na pele, no cabelo e na membrana dos

olhos. A respeito de uma mulher com pig-

mentação normal e heterozigótica para o

albinismo, pergunta-se:

a) Qual a proporção de seus gametas em

que se espera que haja o alelo A?

Espera-se uma proporção de 50%.

b) Se ela tiver filhos com um homem

albino, quais serão, provavelmente, os

fenótipos dos filhos do casal?

A probabilidade é de 50% normais para pigmentação e de

50% albinos.

c) Se ela tiver filhos com um homem hete-

rozigótico, qual a probabilidade de nas-

cimento de uma criança albina?

A probabilidade é de 25%.

2. Explique o que é uma cromátide.

É o cromossomo recém-originado que ainda está ligado ao

seu irmão pelo centrômero.

3. Na espécie humana, qual é o número de

cromossomos das células originadas pela

mitose? E pela meiose?

Mitose = 46 cromossomos; meiose = 23 cromossomos.

4. A duplicação dos cromossomos nos pro-

cessos de divisão celular (meiose e mitose)

ocorre:

a) antes do início do processo.

b) após o posicionamento dos cromosso-

mos homólogos no centro da célula.

c) após o posicionamento de todos os cro-

mossomos no centro da célula.

d) após o posicionamento dos pares de

cromossomos homólogos no centro da

célula.

e) após a divisão do citoplasma.


77


© L

ie K

obay

ashi

Início da interfase(A)

Início da interfase I(B)

Fim da divisão II (C)

5. (Fuvest – 2004) A figura mostra etapas da

segregação de um par de cromossomos

homólogos em uma meiose.

No início da intérfase, antes da dupli-

cação dos cromossomos que precede a

meiose, um dos representantes do par

de alelos sofreu uma alteração.

Considerando as células que se formam

no final da primeira divisão (B) e no

final da segunda divisão (C), encontra-

remos o alelo alterado em:

a) uma célula em B e nas quatro em C.

b) uma célula em B e em duas em C.

c) uma célula em B e em uma em C.

d) duas células em B e em duas em C.

e) duas células em B e nas quatro em C.

Reprodução sexuada e evolução são

dois processos biológicos direta-

mente relacionados. Todo processo

evolutivo depende da existência da variabilidade

genética. Os mecanismos responsáveis por essa

variabilidade são as mutações que consistem em

alterações no material genético e a recombina-

ção que ocorre durante a reprodução sexuada,

que pode ser definida como uma mistura de

genes proveniente da fecundação.

Pesquise em seu livro e responda:

1. Quais mecanismos relacionados à meiose

estão envolvidos na geração de variabili-

dade genética?

A distribuição aleatória dos cromossomos homólogos pelos

gametas e a recombinação, ou crossing-over.

2. O que é crossing-over? Quando e onde

ocorre?

O crossing-over é um mecanismo de recombinação entre

cromossomos homólogos que possibilita novos arranjos gêni-

cos. Ocorre na primeira divisão meiótica (prófase I/paquíme-

tro), durante o pareamento dos cromossomos homólogos se

entrelaçam, sofrem quebra e fazem permuta de fragmentos

cromossômicos, o que gera grande variabilidade genética.

Figura 34.


78

SiTUAçÃO dE APrENdizAgEM 8 A FAMÍLiA BrASiL

A genética humana sempre desperta a

curiosidade dos alunos. Por isso, serão estuda-

dos nesta Situação de Aprendizagem os dife-

rentes padrões de herança de algumas

características humanas de uma família fictícia:

“A família Brasil”.

Conteúdos e temas: leis de Mendel; meiose; teoria cromossômica da herança.

Competências e habilidades: construir e analisar heredogramas; calcular probabilidades em problemas de genética; relacionar o processo meiótico com o cálculo de probabilidades.

sugestão de estratégias: simulação de cruzamentos e construção de heredogramas.

sugestão de recursos: álbum de fotos da família Brasil presente neste Caderno; papel para desenho; moedas.

sugestão de avaliação: os desenhos e os heredogramas produzidos pelos alunos, bem como a resolução de problemas, podem ser indicadores da aprendizagem do tema.


João Maria

Pedro JoséRenata Paulo Ana

Rafael BeatrizCamila Ricardo Carlos

Figura 35.

O heredograma a seguir (Figura 35) repre-

senta a família Brasil. Com ele, vamos estudar

três características distintas: presença ou ausên-

cia de sardas, cabelos lisos ou encaracolados e

necessidade ou não de usar óculos.

Depois de apresentar as características que

serão estudadas, você pode ensiná-los a ler e

construir um heredograma como este, da família

Brasil. Para isso, peça que consultem os livros

didáticos e identifiquem os diferentes símbolos

utilizados nesse tipo de representação.


79


Pesquise em seu livro o que signifi ca e como se constrói um heredograma. depois, escreva o que

cada símbolo signifi ca.

Homem

Mulher

Sexo

indeterminado

Casal com fi liação

Homem ou

mulher afetados

Casamento

consanguíneo

Pai, mãe e

três fi lhos

Gêmeos

fraternos

Etapa 2 – Estudando a família brasil

Apresente as fotos da família Brasil e, em seguida, solicite aos alunos que respondam às seguintes

questões:

João Maria Pedro José

Paulo Ana Renata Camila

Rafael Ricardo Beatriz Carlos

© P

ietr

o A

ntog

nion

i

Figura 36.

=

ou

=

==

=

=

=

=


80

1. Siga a descrição a seguir e construa um

heredograma para a família Brasil:

“João e Maria tiveram três filhos homens

– Pedro, Paulo e José. renata casou-se com

Pedro e teve Camila e rafael. José casou-se

com Ana, que teve Beatriz e Carlos. Beatriz

casou-se com Ricardo.”

2. Observe as ilustrações (Figura 36) e preen-

cha a tabela a seguir, indicando o fenótipo

dos indivíduos da família Brasil em relação:

f à visão: necessita ou não usar óculos;

f à pele: com sardas ou sem sardas;

f ao cabelo: liso ou enrolado.

fenótipos Características

Óculos sardas Cabelo

João Sem Com Liso

maria Com Com Enrolado

renata Sem Com Liso

Pedro Sem Sem Liso

Paulo Com Sem Liso

João Maria

Pedro JoséRenata Paulo Ana

Rafael BeatrizCamila Ricardo Carlos

Figura 37.



José Com Com Liso

ana Sem Com Liso

Camila Com Sem Enrolado

rafael Sem Com Enrolado

beatriz Com Com Enrolado

Carlos Com Sem Liso

ricardo Com Com Enrolado

Quadro 13.

Observação: na parte do exercício que trata do caso da

visão, estamos considerando um caso particular de miopia

autossômica recessiva. É importante esclarecer aos alunos

que há outros problemas de visão que apresentam padrões

de herança distintos. Há casos de herança poligênica e

outros autossômicos dominantes.

3. Analisando as características das pessoas

da família Brasil, identifique:

f a condição dominante e a condição re-

cessiva com relação à necessidade de usar

óculos.

• Usar óculos é uma característica recessiva em relação a não

usar óculos, que é dominante.


cessiva com relação à presença ou ausência

de sardas.

• Ter sardas é uma característica dominante sobre não ter

sardas, que é recessiva.


cessiva com relação ao tipo de cabelo.

• Cabelo enrolado é recessivo em relação a ter cabelo liso,

que é dominante.


81


4. Com base em suas respostas, preencha a

tabela a seguir, indicando, quando for pos-

sível, prováveis genótipos dos indivíduos

da família Brasil. Utilize letras diferentes

para cada uma das três características estu-

dadas: O, S e E, por exemplo.



João Oo Ss EE

maria oo Ss ee

renata Oo Ss Ee

Pedro Oo ss Ee

Paulo oo ss Ee

José oo Ss Ee

ana Oo Ss Ee

Camila oo ss ee

rafael O_ Ss ee

beatriz Oo S_ ee

Carlos oo ss E_

ricardo oo Ss ee

Quadro 14.

Camila Carlos

Óculos Sem sardasCabelo enrolado

Óculos Sem sardasCabelo liso

Nesse caso, por exemplo, o casal poderá ter filhos que usa-

rão óculos, não terão sardas e terão cabelo liso ou enrolado,

dependendo do genótipo de Carlos.

Professor, a análise dos dados do heredo-

grama deve levar os alunos a concluir que usar

óculos é recessivo em relação a não usá-los. Os

alunos devem explicar para os colegas como

chegaram a essa conclusão. O casal que melhor

explica essa relação de dominância é Renata e

Pedro, que tiveram Camila – ambos não usam

óculos (heterozigóticos) e sua filha necessita

usar óculos (homozigota recessiva). Coletiva-

mente, os genótipos para a característica “usar

ou não óculos” podem ser anotados ao lado dos

nomes no heredograma.

Depois de analisar o heredograma da famí-

lia Brasil, os alunos podem tentar, individual-

mente, fazer o mesmo com a característica

“sardas”. O casal José e Ana evidencia que ter

sardas é característica dominante, já que Car-

los não a apresenta.

Por fim, o tipo de cabelo também pode ser

analisado no heredograma. Vários casais de

cabelos lisos têm filhos com cabelos enrolados,

mostrando que a característica recessiva, neste

caso, é ter cabelos enroladosa.

5. Faça um novo heredograma da família

Brasil, priorizando um possível casamento

com filhos entre Camila e Carlos.

a Professor, é importante que você alerte os alunos de que a determinação da estrutura do cabelo está na dependência de um grande número de genes e que ainda não se tem ideia de quantos e nem de todos os processos envolvidos. Um artigo interessante sobre esse assunto foi publicado na revista Nature Genetics, em março de 2008. Aproveite para orientar os alunos a respeito de que, em genética Humana, não se afirma que “o padrão dessa característica é”, mas se diz “neste caso, o padrão de herança mais provável é”. Vale lembrar que não faz parte dos objetivos do ensino de genética que os alunos memorizem padrões de herança; o propósito é que eles consigam identificar, pelos resultados de cruzamentos, qual é o padrão que explica o caso.


82

Como lição de casa, os alunos podem tentar

construir heredogramas de sua família utili-

zando a característica “dobrar a língua em

forma de U”.

Durante a correção da tarefa, não será

necessário estabelecer uma única resposta para

os heredogramas apresentados pelos alunos

com os padrões de herança.

O mais importante dessa tarefa é envolver

os alunos e gerar dúvidas quanto ao desenho

dos heredogramas.

O padrão de herança da característica não

necessita ser definido em detalhes, por existir

uma variedade de casos familiares que podem

gerar padrões complexos.

A capacidade de dobrar ou não a

língua é controlada por nossos

genes. Consulte seus familiares a

respeito dessa característica e construa um

heredograma. Depois, procure determinar a

condição dominante e a condição recessiva.

© C

orde

lia M

ollo

y/SP

L/L

atin

stoc

k

A resposta dependerá da família. Espera-se que os alunos sejam

capazes de de, a partir das informações, organizar um heredo-

grama com o qual poderão deduzir o padrão de herança dessa

característica. Na maioria dos casos analisados, dobrar a língua

é dominante sobre não dobrar a língua. No entanto, deve-se

considerar a ressalva feita na página anterior sobre os conceitos

referentes aos padrões de herança aplicados à Genética Humana.

Etapa 3 – a família brasil continua

Agora, os alunos devem continuar o trabalho

com a família Brasil. Em duplas, vão simular o

nascimento dos filhos de ricardo e Beatriz. Para

isso, devem utilizar os genótipos definidos a seguir:

Quadro 15.

Característicasricardo beatriz

fenótipo genótipo fenótipo genótipo

Cabelo Enrolado ee Enrolado ee

sardas Presentes Ss Presentes Ss

Óculos Presentes oo Ausentes Oo

Figura 38.


83


Um componente da dupla vai representar

Ricardo, e o outro, Beatriz. A dupla fará a

simulação do nascimento de dois filhos, de

acordo com os resultados de um sorteio.

Para realizar o sorteio, cada um deve utilizar

três moedas.

Cada moeda representa uma caracterís-

tica e, em cada face dela, um alelo deve ser

representado. Por exemplo, a moeda que

representa o gene das “sardas” de Ricardo

deve ter em uma de suas faces o alelo “S” e,

na outra, “s”. Já a moeda que representa o

gene do cabelo de Beatriz deve ter em ambas

as faces a letra “e”.

1. Determinando as características do pri-

meiro filho:

f lancem simultaneamente as moedas para

o tipo de cabelo;

f anotem na tabela os alelos sorteados e,

a seguir, o fenótipo do filho 1 em relação

ao tipo de cabelo;

f façam o mesmo para as outras caracte-

rísticas do filho 1;

f determinem as características do filho 2.

Características

filho 1 filho 2

fenótipoalelos recebidos

fenótipoalelos recebidos

do pai da mãe do pai da mãe

Cabelos

sardas

Óculos

Quadro 16.

Há diferentes respostas possíveis para esse exercício. Quanto

ao cabelo, os filhos só podem ter cabelo enrolado; com rela-

ção às sardas, podem ter (3/4) ou não ter (1/4). Quanto aos

óculos, podem vir a utilizar (1/2) ou não (1/2).

2. Com base no registro dos resultados do

sorteio, façam desenhos representando os

filhos de ricardo e Beatriz, com os fenóti-

pos resultantes. Ao lado do desenho, regis-

trem os genótipos e fenótipos das caracte-

rísticas estudadas.

Espera-se que os alunos representem os descendentes,

enfatizando as características “sorteadas”. Outra possibili-

dade é solicitar que façam uma colagem com rostos recor-

tados de revistas.

Ao final da aula, você poderá analisar a

diversidade de desenhos. Por exemplo, todos

os filhos apresentam cabelos enrolados, mas

nem todos possuem sardas. Além disso, a

presença de sardas não garante o uso de

óculos.


84

Após a análise da produção dos alunos,

desafie-os com algumas situações que

envolvam cálculos de probabilidades, con-

forme apresentado na questão 3. Essa abor-

dagem pode ser interessante para integrar

os conhecimentos trabalhados ao longo das

aulas.

3. Fixem os desenhos em um quadro junto

com os das outras duplas. Com isso,

todos poderão comparar os resultados.

Agora, você analisará algumas situações

que envolvem cálculos de probabilidade.

a) Ricardo e Beatriz estão esperando um

bebê. Qual é a probabilidade dessa

criança vir a necessitar de óculos?

De 50%, pois Ricardo é homozigótico recessivo (oo) e

produz apenas um tipo de gameta (o), enquanto Beatriz

é heterozigótica e produz dois tipos de gametas (O e o).

Assim, poderão ocorrer apenas dois tipos de combinação

entre os gametas de Ricardo e Beatriz: Oo ou oo.

b) Caso o primeiro filho do casal pre-

cise usar óculos, a chance de a segunda

criança também precisar de óculos é alte-

rada? Justifique.

Não, a chance continua em 50%, porque a proporção de

gametas não se altera.

c) Qual seria a chance de esse casal ter

um bebê com sardas e cabelo liso

simultaneamente?

Nenhuma, pois Ricardo e Beatriz são homozigóticos para o

tipo de cabelo e só podem ter filhos com cabelo enrolado.

No entanto, a chance de nascer uma criança com sardas

seria de 75%.

1. A pseudoacondroplasia é um

tipo de nanismo determinado

geneticamente pelo alelo D autos-

sômico dominante, que interfere no cresci-

mento dos ossos durante o desenvolvimento.

A princípio, pensou-se que o fenótipo anão

seria expresso pelo genótipo DD ou Dd.

Entretanto, foi considerado que a severidade

do alelo dominante, quando em dose dupla,

produz efeito letal durante o desenvolvimento

embrionário, provocando aborto precoce-

mente. Considere um casal de anões pseudoa-

condroplásicos que já tem três crianças com a

pseudoacondroplasia. Qual é a probabilidade

de, em um eventual quarto nascimento, a

criança também nascer afetada?

a) 100%, pois os pais são homozigóticos

dominantes.

b) 2/3, já que não existem nascidos homo-

zigóticos dominantes.

c) 75%, já que basta receber um alelo

dominante dos pais heterozigotos.

d) 100%, pois já tiveram outras três crian-

ças com pseudoacondroplasia.

e) não é possível determinar essa probabili-

dade.

2. (Fuvest – 1991) Do casamento entre uma

mulher albina com cabelos crespos e um

homem normal com cabelos crespos, cuja

mãe é albina, nasceram duas crianças, uma

com cabelos crespos e outra com cabelos


85


lisos. A probabilidade de que uma terceira

criança seja albina com cabelos crespos é:

a) 75%

b) 50%

c) 37,5%

d) 25%

e) 12,5%

3. (Comvest/vestibular Unicamp – 2004) A

herança da cor dos olhos na espécie

humana geralmente é representada de

forma simplificada como um par de ale-

los, A (dominante, determinando cor cas-

tanha) e a (recessivo, determinando cor

azul). Baseando-se nessa explicação, ana-

lise as afirmações a seguir, proferidas por

casais em relação à cor dos olhos de seu

bebê, verificando se elas têm fundamento.

Justifique sua resposta.

a) Afirmação de um casal de olhos azuis:

“Nosso bebê poderá ter olhos castanhos

porque as avós têm olhos castanhos”.

Falso, pois casal de olhos azuis, característica recessiva, não

pode ter filho de olhos castanhos (dominante).

b) Afirmação de um casal de olhos cas-

tanhos: “Nosso bebê poderá ter olhos

azuis porque o avô paterno tem olhos

azuis”.

Afirmação verdadeira, desde que um dos avós maternos tam-

bém transmita o alelo recessivo para a mãe.

4. No heredograma, se os indivíduos marca-

dos são afetados por uma característica

genética, quais são as probabilidades de os

casais terem crianças normais?

a) O casal 7 × 8 tem 100% de chance.

b) O casal 9 × 10 tem 50% de chance.

c) O casal 1 × 2 tem 75% de chance.

d) O casal 3 × 4 tem 50% de chance.

e) O casal 9 × 10 não tem chance.

5. (Fuvest – 2006) No heredograma, estão

representadas pessoas que têm uma doença

determinada por um alelo mutante domi-

nante em relação ao alelo normal.

a) Quais os genótipos do casal de primos

III-7 × III-8?

Aa×Aa.

1 2 3 4

5 6 7 8 9 10

11Figura 39.

1 2

31 2 4 5 6 7

41 2 5 8 973 6

I

II

III

pessoas clinicamente normaispessoas com a doença

Figura 40.


86

b) III-8 está grávida de uma menina. Cal-

cule a probabilidade de que essa menina,

filha de iii-7 e iii-8, não tenha a doença.

25%.

Faça uma pesquisa sobre a Segunda

Lei de Mendel e, em seu caderno,

procure descrevê-la com base na

Primeira Lei. Em sua pesquisa, não deixe de

verificar:

f Em quais condições ela é aplicada.

f Por que ela não é válida para caracterís-

ticas cujos genes estão presentes no mesmo

par de cromossomos homólogos.

f Como se aplica a regra do “e”.

A Segunda Lei de Mendel é aplicada quando analisa-

mos a herança de duas características cujos genes são

de herança independente, ou seja, seus locos gênicos

encontram-se em cromossomos homólogos distintos.

Quando dois genes estão presentes no mesmo par de

cromossomos homólogos, estes são herdados conjunta-

mente, só ocorrendo variação devido ao fenômeno do

crossing-over.

A regra do “e” é aplicada para fenômenos independen-

tes. É usada para calcular a probabilidade de dois eventos

independentes ocorrerem simultaneamente. Exemplo:

um casal que quer ter dois filhos e deseja saber qual a

probabilidade de que ambos sejam do sexo masculino.

Admitindo que a probabilidade de ser homem ou mulher

é igual a ½, a probabilidade de o casal ter dois meninos é

½ × ½, ou seja, ¼.

SiTUAçÃO dE APrENdizAgEM 9 CErTO CrOMOSSOMO X

Nesta Situação de Aprendizagem são apre-

sentadas atividades que buscam evidenciar os

diferentes mecanismos de determinação do sexo,

como o relacionado à presença de cromossomos

sexuais que ocorre em mamíferos e aves. Além

disso, é trabalhado o padrão de herança de

características ligadas ao sexo, ou seja, cujos

genes estão localizados no cromossomo X.

Conteúdos e temas: cromossomos sexuais e herança ligada ao sexo.

Competências e habilidades: interpretar textos; identificar e caracterizar os mecanismos básicos envolvidos na determinação do sexo dos organismos em geral; identificar e caracterizar o mecanismo de transmissão das características ligadas aos cromossomos sexuais; identificar e caracterizar o paralelismo entre o comportamento dos cromossomos na meiose e o dos genes na formação dos gametas.

sugestão de estratégias: leitura de imagens; interpretação de textos.

sugestão de recursos: textos e imagens presentes neste Caderno.

sugestão de avaliação: as respostas de interpretação de textos e imagens são os melhores indicadores de avaliação desta Situação de Aprendizagem.


87



Há diferenças genéticas entre homens e

mulheres? Como o sexo é determinado? Existem

doenças genéticas que afetam um sexo majori-

tariamente? Questões como essas puderam ser

respondidas quando se compreendeu a relação

entre sexo e cromossomos em alguns grupos de

animais, como mamíferos, aves e artrópodes.

Espera-se que nesse momento os alunos já

saibam o que é um cromossomo. Se necessário,

oriente-os a consultar as Situações de Apren-

dizagem anteriores.

Proponha aos alunos que realizem uma

pesquisa em livros didáticos e sites sobre a

diferença entre os cromossomos autossômicos

e os cromossomos sexuais e também a relação

entre cromossomos e cariótipos.

A seguir, os alunos deverão ler o artigo

publicado na revista Ciência Hoje, em junho

de 2005, sobre a determinação genética do

sexo.

genética ou ambiente?

Os cromossomos – os “pacotes” que acondicionam a longa molécula do ácido desoxirribonu-

cleico, ou dNA, no núcleo das células – foram observados ainda no século XiX, mas seu papel

como responsáveis pela herança genética só veio a ser desvendado no início do século XX. Uma

importante contribuição para isso foi a constatação, em 1905, de que uma característica marcante

de diferentes seres vivos, como o sexo, estava associada ao cromossomo batizado como “X”. Essa e

outras descobertas marcaram o início de um novo ramo da ciência – a genética, palavra inventada,

por coincidência, também nesse ano.

O início do século XX acolheu o desabrochar dos fundamentos da genética, com a redescoberta

dos trabalhos sobre a hibridação de ervilhas, publicados em 1866 pelo monge austríaco gregor

Mendel (1822-1884), e a proposição da teoria de que os cromossomos seriam responsáveis pela

herança genética, pelo médico norte-americano Walter Sutton (1877-1916) e pelo biólogo alemão

Theodor Boveri (1862-1915). Essa teoria mostrava a relação entre o comportamento dos cromos-

somos no processo de formação de gametas e as leis mendelianas de herança.

A associação de uma característica marcante, como o sexo, com a presença de um determinado

cromossomo foi um aliado importante na aceitação da teoria cromossômica da herança genética.

Mas esse não foi um trajeto simples. Afinal, seria o sexo determinado geneticamente? A meta cien-

Etapa 2 – sexo, cromossomos e ambiente


88

tífica é estabelecer uma lei geral e universal. E esse foi um dos empecilhos para a aceitação da ideia

de determinação genética do sexo. vários pesquisadores colecionavam evidências da influência am-

biental na geração de fêmeas e machos em diversos organismos. Hoje, sabe-se que, em certas espé-

cies animais, como tartarugas, o sexo é determinado por fatores ambientais, como a temperatura.

O citologista norte-americano Clarence E. McClung (1870-1946) foi o primeiro a associar, em

1902, a herança de um cromossomo extra com a determinação do sexo masculino em insetos, embora

tenha analisado apenas a formação de espermatozoides (e nunca a de óvulos). Em 1891, o citologista

alemão Hermann Henking (1858-1942) havia descrito esse cromossomo extra em células que sofriam

meiose para formar espermatozoides de insetos como um corpúsculo nuclear e o chamou de “nucléo-

lo de cromatina”, “elemento cromático”, “corpúsculo de cromatina” ou, simplesmente, “X”.

Henking não acreditava que o corpúsculo descrito fosse um cromossomo, devido à sua morfo-

logia distinta, ao fato de não parear com outros cromossomos durante a meiose e de estar presente

em apenas metade dos espermatozoides resultantes. Portanto, é de McClung o mérito de identificar

o corpúsculo X como um cromossomo e de propor o papel desse cromossomo na determinação

do sexo. Mas a hipótese de McClung previa a presença do cromossomo extra no sexo masculino,

embora não houvesse qualquer evidência nesse sentido. Ele contava, talvez, com a propalada*

ideia da superioridade masculina – nesse caso, seria de se esperar que o macho dispusesse de maior

quantidade de material genético.

A questão foi esclarecida em 1905, quando os pesquisadores norte-americanos Edmund Bee-

cher Wilson (1859-1939) e Nettie Maria Stevens (1861-1912) publicaram, respectivamente, os ar-

tigos Os cromossomos em relação à determinação do sexo em insetos e Estudos na espermatogênese

com referência especial ao cromossomo acessório.

Os dois autores, independentemente, explicaram a determinação do sexo pela presença de ape-

nas um cromossomo X em machos e de dois cromossomos X em fêmeas. Wilson, cujo artigo já

estava em processo de impressão quando recebeu o artigo de Stevens para análise, apoiou veemen-

temente a publicação do outro trabalho. Por isso, ambos são considerados responsáveis pela teoria

cromossômica de determinação de sexo.

Wilson e Stevens estabeleceram que algumas espécies têm um sistema do tipo X0 (o macho tem

um cromossomo a menos que a fêmea) e outras têm um sistema do tipo XY, no qual os cromos-

somos sexuais são morfologicamente diferentes. verificou-se mais tarde, entre as aves, que a fêmea

apresenta dois cromossomos sexuais diferentes (que foram chamados de zW) e o macho tem dois

cromossomos sexuais iguais (zz). Fica, pois, patente, que a determinação de sexo não é universal

entre os seres vivos.

Em uma época em que a genética engatinhava e a citologia sofria limitações técnicas consideráveis,

foram muitas as dificuldades para o completo entendimento do papel dos cromossomos sexuais. Pou-

cos anos depois, as evidências de herança de caracteres morfológicos ligadas ao cromossomo sexual X

consolidariam a teoria cromossômica da herança e da determinação de sexo. Mas o cromossomo X


89


continua revelando seus segredos. Na edição de 17 de março de 2005, a revista britânica Nature, um dos

mais importantes periódicos científicos do mundo, trouxe dois artigos com os resultados do sequencia-

mento do cromossomo X e a determinação de seu padrão de expressão gênica em homens e mulheres.

Portanto, os cromossomos sexuais ainda mantêm algo de misterioso.

rOdrigUES, Mônica Bucciarelli. genética ou ambiente? Ciência Hoje, rio de Janeiro: instituto Ciência Hoje,

v. 36, n. 216, jun. 2005, p. 69.

* (N. E.) A palavra propalada significa propagada ou divulgada.

Após a leitura individual do texto, os alunos

devem responder às questões em duplas.

1. Organize uma lista de todos os eventos

citados no texto, em ordem cronológica.

1866 – Publicação dos trabalhos de Gregor Mendel.

1891 – Hermann Henking descreve o cromossomo extra em

células que sofriam meiose para formar espermatozoides de

insetos.

1902 – Clarence E. McClung associa a herança de um cromos-

somo extra à determinação do sexo masculino em insetos.

1905 – Edmund Beecher Wilson e Nettie Maria Stevens

publicam, respectivamente, os artigos Os cromossomos

em relação à determinação do sexo em insetos e Estudos na

espermatogênese com referência especial ao cromossomo

acessório.

2005 – A revista britânica Nature, um dos mais importantes

periódicos científicos do mundo, traz dois artigos com os resul-

tados do sequenciamento do cromossomo X e a determinação

de seu padrão de expressão gênica em homens e mulheres.

2. De que maneira a informação “o sexo

das tartarugas é determinado por fatores

ambientais, como a temperatura” dificul-

tou a aceitação da teoria cromossômica

da herança?

A teoria deveria servir para explicar a determinação do sexo

de todos os seres vivos. No entanto, esse exemplo mostra que

a determinação do sexo pode ser ambiental e não genética,

como estava sendo proposto.

3. Por qual motivo o cromossomo extra rece-

beu o nome de “X”?

Por ser um corpúsculo estranho, desconhecido até então, ele

recebeu o nome de “X”.

4. Por quais motivos Henking não acre-

ditava que o cromossomo X fosse um

cromossomo?

Henking não acreditava que o corpúsculo descrito fosse um

cromossomo devido à sua morfologia distinta, ao fato de

não parear com outros cromossomos durante a meiose e

de estar presente em apenas metade dos espermatozoides

resultantes.

5. Qual é o sexo de um animal com os cro-

mossomos z e W?

São aves do sexo feminino.

6. Qual é o sexo de um animal com dois cro-

mossomos X?

São mamíferos do sexo feminino.


90

7. Compare o sistema de determinação sexual

zW/zz com o XY/XX.

No ZW/ZZ, as fêmeas apresentam dois cromossomos sexuais

distintos. No XY/XX, são os machos que apresentam dois cro-

mossomos sexuais distintos. O ZW/ZZ é comum em aves e o

XY/XX, em mamíferos.

8. Explique o título do texto.

O texto discute como é a determinação do sexo: genética

(pela presença de cromossomos específicos) ou ambiental

(pela temperatura, exemplo). Cabe ressaltar para os alunos

que as diferenças sexuais correspondem a uma pequena par-

cela das características biológicas. Machos e fêmeas compar-

tilham grande número de características.

Os alunos podem se agrupar para comparar

suas respostas, identificando possíveis

divergências.

Complete a imagem seguinte, repre-

sentando o comportamento de um

par de cromossomos autossomos e

um par de cromossomos sexuais, durante a

formação de gametas em um homem e em uma

mulher.

Caso você queira, poderá utilizar bastões de

massa de modelar e simular o comportamento

desses cromossomos, como foi feito na Situa-

ção de Aprendizagem 7.

Depois de completar o esquema, explique o

que significa dizer que em mamíferos o macho

é o sexo heterogamético. Qual a consequência

disso para a determinação do sexo na espécie

humana?

Figura 41.


91


Na espécie humana, o sexo masculino é

heterogamético, pois possui cromossomos

sexuais diferentes entre si. Dessa forma, os

homens produzem dois tipos de espermatozoi-

des, um carregando um cromossomo X e outro

um cromossomo Y.

Por isso, é o pai quem determina o sexo na

espécie humana. De acordo com o tipo de esper-

matozoide que fecunda o óvulo, vai se formar

um embrião masculino ou um feminino.

Etapa 3

Na aula seguinte, os alunos podem analisar

um cariótipo humano, figura bastante divul-

gada em livros didáticos de biologia.

A partir da análise da imagem, os

alunos devem responder, individual-

mente, às questões apresentadas a

seguir.

1. O cariótipo apresentado é de uma mulher

ou de um homem? Justifique.

De uma mulher, pois apresenta dois cromossomos X.

2. Quantos cromossomos estão representados?

Estão representados 46 cromossomos.

3. Na figura, os cromossomos estão organiza-

dos. Qual parece ser o critério de organi zação?

O tamanho dos cromossomos, do maior para o menor,

exceto os sexuais.

4. Qual é a origem de cada cromossomo de

um par?

Um cromossomo veio do pai e o outro da mãe.

Além de fornecer subsídios para responderem

às questões, a leitura da Figura 42 com os alunos

pode ser útil para explorar muitos outros concei-

tos: diferenciar autossomos e cromossomos sexu-

ais, relacionar genes, alelos e cromossomos,

explicar como essa imagem é produzida etc.

Seu professor vai organizá-los para

a realização desta atividade.

f Utilizem um livro didático ou uma fonte

confiável de informações na internet para

pesquisar sobre aberrações cromossômicas

ou síndromes cromossômicas.

f Construam uma ficha de descrição para

cada uma das síndromes cromossômicas.

Essa ficha deverá conter:

1. alterações cromossômicas típicas;

© d

ept.

of

Clin

ical

Cyt

ogen

etic

s,

Add

enbr

ooke

s H

ospi

tal/S

PL

/Lat

inst

ock

Figura 42 – Fotomontagem de cariótipo humano obtida por microscópio de luz, ampliada aproximadamente 2,5 mil vezes e colorida artificialmente.


92

2. prováveis origens dessas aberrações;

3. principais características das síndromes.

Como atividade de finalização, comparem

as fichas produzidas pelo seu grupo com as de

outros grupos da sala.

Professor, é importante que os alunos indi-

quem nessa ficha as causas das alterações

cromossômicas; nesse caso, falhas nos proces-

sos de divisão celular – meiose, no caso da

formação dos gametas, e mitose, no caso da

proliferação das células do embrião.

Nesse momento, você pode retomar a dis-

cussão sobre o comportamento dos cromosso-

mos durante a meiose. Com isso, os alunos

podem expor suas dúvidas e reorganizar os

conceitos trabalhados ao longo das aulas.

Algumas das síndromes ou aberrações cro-

mossômicas mais comuns e que merecem des-

taque no Ensino Médio são:

f Síndrome de down (Trissomia do

cromossomo 21)

f Síndrome de Turner (45 cromosso-

mos, X)

f Síndrome de Klinefelter (47 cromos-

somos, XXY)

f Síndrome de Patau (Trissomia do cro-

mossomo 13)

f Síndrome de Edwards (Trissomia do

cromossomo 18)

f Síndrome de Martin Bell (X frágil)

Na aula seguinte, vamos discutir os padrões

de herança ligados ao sexo. Para isso, realize

com os alunos a leitura de um artigo retirado

do jornal Folha de S.Paulo.

Etapa 4

mulheres percebem mais cor, diz estudo

O mundo é mais colorido para as mulheres. Literalmente: um estudo norte-americano sugere que boa parte delas enxerga mais cor do que os homens, devido a uma estranha transformação no gene envolvido na percepção da cor vermelha nas células da retina.

Ninguém sabe direito como ocorreu essa transformação. Mas o resultado de uma análise feita em 236 indivíduos pelos geneticistas Brian verrelli e Sarah Tishkoff, da Universidade de Maryland em College Park (EUA), indica que cerca de 40% das mulheres produzem em sua retina um pigmento que absorve luz no espectro do vermelho-alaranjado.

Mulheres “normais” e homens produzem apenas três pigmentos: os responsáveis pela absorção do azul, do verde e do vermelho. A combinação da luz absorvida por esses três pigmentos, chamados genericamente opsinas, possibilita a visão colorida em humanos.


93


Os genes que trazem as receitas para fabricar as opsinas vermelha e verde estão alojados no cro-mossomo X, que caracteriza o sexo feminino quando ocorre em duplicata (o sexo masculino é defini-do quando outro cromossomo, o Y, faz par com o X).

Mulheres normais, portanto, têm duas cópias de ambos os genes. O que a dupla americana desco-briu foi que em alguns casos a segunda cópia – ou “alelo”, em cientifiquês – do gene para o pigmento vermelho foi “convertida” durante a evolução da espécie.

“devido ao fato de existirem várias mutações que permitem à opsina vermelha absorver cor na faixa do vermelho-laranja, algumas mulheres têm tanto um alelo vermelho ‘normal’ em um cromos-somo do par X quanto um alelo ‘vermelho-laranja’ alterado no outro”, diz verrelli, hoje na Universi-dade do Estado do Arizona. “Essas mulheres podem distinguir melhor as cores na faixa do espectro que vai do vermelho ao laranja”, afirmou o pesquisador. [...]

ANgELO, Claudio. Mulheres percebem mais cor, diz estudo. Folha de São Paulo, 13 jul. 2004. Disponível

em: <http://www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia/ult306u12157.shtml>. Acesso em: 23 maio 2013.

Após a leitura do texto, os alunos devem

responder às questões em duplas.

1. Todas as mulheres conseguem enxergar o

vermelho-laranja descrito no texto?

Não, a maior parte das mulheres apresenta dois alelos iguais

para o vermelho comum, são homozigotas.

2. Homens podem possuir o alelo que per-

mite a percepção do vermelho-laranja?

Sim, mas apenas uma versão desse alelo.

3. Explique como se origina o alelo

vermelho-laranja.

O alelo vermelho-laranja é uma variação do alelo que codi-

fica para o pigmento responsável pela absorção do verme-

lho. Essa variação origina-se por mutação, ou seja, uma alte-

ração no DNA.

4. Com base no texto, comente a afirmação:

“Apenas 40% das mulheres percebem a cor

laranja”.

A frase está incorreta, pois o texto afirma que 40% das mulhe-

res apresentam um pigmento a mais que lhes permite dis-

tinguir melhor as cores na faixa do espectro que vai do ver-

melho ao laranja. Mulheres que não apresentam a mutação

discutida no texto enxergam a cor laranja pela combinação

da luz absorvida pelos três outros pigmentos que absorvem o

verde, o azul e o vermelho.

Etapa 5 – Herança ligada ao sexo na família brasil

O artigo Mulheres percebem mais cor, diz

estudo trata de genes presentes no cromossomo

X. Tais genes apresentam um padrão de herança

denominado de herança ligada ao sexo. Há

outras características que também apresentam

esse padrão de herança, entre elas o daltonismo,

a hemofilia e a distrofia muscular.

Oriente os alunos a utilizar o heredograma

da família Brasil, da Situação de Aprendizagem

8, para trabalhar a herança dessas característi-


94

cas. A seguir, exemplificamos algumas situações

possíveis de serem trabalhadas com os alunos.

1. Na família Brasil, algumas pessoas apresen-

tam daltonismo, que é uma incapacidade de

diferenciar algumas cores. Essa anomalia

é condicionada por um alelo recessivo em

relação a um alelo que determina a visão

normal. Supondo que João apresente o alelo

causador do daltonismo em seu cromossomo

X e Maria apresente dois alelos normais,

qual seria a chance de seus filhos (homens)

herdarem essa característica?

Nenhuma, pois eles herdariam o cromossomo Y do pai. Os cro-

mossomos X de cada um deles seriam provenientes da mãe.

2. A hemofilia é uma doença que se caracte-

riza pelo retardo no processo de coagulação

do sangue. O tipo mais comum de hemofi-

lia deve-se à incapacidade de a pessoa pro-

duzir a proteína fator VIII de coagulação

sanguínea, cujo loco gênico se encontra no

cromossomo X. imagine a hipótese de que

José seja hemofílico, apresentando incapaci-

dade de coagulação sanguínea. Nesse caso,

o alelo causador da hemofilia que ele possui

foi herdado de seu pai ou de sua mãe?

Da sua mãe.

Ao concluir que Maria é a origem do alelo para

hemofilia presente em José, questione os alunos

a respeito do fato de Maria não ser hemofílica.

Nesse caso, espera-se que concluam que

Maria apresenta dois alelos, um normal e outro

alterado, que provoca a doença na mulher ape-

nas quando está em homozigose.

3. Qual é a chance de José ter passado o alelo para

hemofilia para seu filho Carlos? E para Beatriz?

Carlos: nula, pois ele envia o cromossomo Y.

Beatriz: 100%, pois ela envia o cromossomo X com o alelo da

hemofilia.

4. Beatriz pode ser hemofílica?

Só se recebeu outro cromossomo X com esse alelo de sua mãe.

5. A hipertricose auricular é caracterizada

pela presença de pelos longos e abundantes

na orelha. O gene relacionado a essa carac-

terística está no cromossomo Y. Se João

apresenta o alelo causador da hipertricose

auricular, quem na família Brasil teria pelos

longos e abundantes nas orelhas?

Pedro, Paulo, José, Rafael e Carlos. Apenas os homens des-

cendentes de João, por herdarem o cromossomo Y do pai.

Procure demonstrar com esses exercícios por que caracterís-

ticas genéticas ligadas ao sexo (genes presentes no cromos-

somo X) e recessivas se manifestam mais em homens do que

em mulheres. Demonstre, também, por que nesses casos, ao

se analisar uma família, a impressão que temos é de que esta

salta uma geração; aparece no avô materno, não aparece na

mãe e reaparece no neto.

Agora, oriente os alunos para que realizem

a pesquisa individual.

O fato de as mulheres apresentarem

dois cromossomos X, enquanto os

homens contam com apenas um,

interfere na forma de atuação dos genes pre-

sentes nesses cromossomos?

Há um fenômeno denominado compensação

de dose gênica que explica como a diferença no


95


número de genes ligados ao cromossomo X é

compensada entre os sexos.

Para saber mais sobre esse fenômeno, pes-

quise sobre:

f inativação do cromossomo X;

f compensação de dose gênica em mamíferos;

f cromatina sexual ou corpúsculo de Barr.

Quando tiver terminado sua pesquisa, procure

explicar a razão do padrão malhado na pelagem

de gatas com base nas informações coletadas.

Em mamíferos, a diferença no número de genes ligados ao

cromossomo X entre machos (um X) e fêmeas (dois X) é

compensada pela inativação de um dos dois cromossomos

X da fêmea. Ou seja, um dos cromossomos da fêmea sofre

condensação e fica inativado; portanto, apesar das fêmeas

terem dois cromossomos X, apenas um permanece ativo nas

células. O cromossomo X condensado forma o corpúsculo

de Barr ou cromatina sexual, que pode ser visualizado nas

células somáticas das fêmeas de mamíferos.

Essa condensação é aleatória, o que significa que em algu-

mas células um dos cromossomos será inativado e em outras

células o outro cromossomo será inativado. Em gatos, a

pelagem preta e a pelagem amarela são condicionadas por

alelos de um gene localizado nos cromossomos X. Como

os machos têm apenas um cromossomo X, eles nunca têm

essas duas cores simultaneamente. As fêmeas heterozigóti-

cas são geralmente malhadas, com partes do corpo pretas e

outras partes amarelas. A explicação para esse fato é que nas

regiões pretas o cromossomo X inativado é o portador do

alelo para amarelo, enquanto, nas regiões amarelas, o cro-

mossomo X inativado é portador do alelo para a cor preta.

1. (Fuvest – 2005) No heredo-

grama, os quadrados cheios

representam meninos afetados por uma

doença genética. Se a doença for condicio-

nada por um par de alelos recessivos localiza-

dos em cromossomos autossômicos, as pro-

babilidades de o pai (A) e de a mãe (B) do

menino (C) serem portadores desse alelo são,

respectivamente, (I) e (II). Caso a anomalia

seja condicionada por um alelo recessivo

ligado ao cromossomo X, num segmento

sem correspondência com o cromossomo Y,

as probabilidades de o pai e de a mãe serem

portadores desse alelo são, respectivamente,

(III) e (IV).

Assinale a alternativa que mostra as porcen-

tagens que preenchem corretamente os

espaços I, II, III e IV.

i ii iii iV

a) 50% 50% 100% 0%

b) 100% 100% 100% 0%

c) 100% 100% 0% 100%

d) 50% 50% 0% 100%

e) 100% 100% 50% 50%

Quadro 17.

pai (A) mãe (B)

C

Figura 43.


96

2. (Fuvest – 1997) Na genealogia a seguir, os símbolos cheios representam pessoas afetadas por

uma doença genética rara.

Figura 44.

O padrão de herança que melhor explica o

heredograma é:

a) autossômico dominante, porque a

doença afeta os dois sexos.

b) autossômico dominante, porque a

doen ça aparece em todas as gerações.

c) autossômico dominante, porque aproxi-

madamente 50% da prole é afetada.

d) dominante ligado ao sexo, porque todas

as filhas de homens afetados são afetadas.

e) recessivo ligado ao sexo, porque não há

transmissão de homem para homem.

3. Na espécie humana, a determinação do

sexo é cromossômica no sistema XX-XY.

a) Nesse sistema, quem determina o sexo

da prole?

O pai, pois os homens podem produzir dois tipos de

espermatozoides: os portadores de X, que dão origem a

meninas, e os portadores de Y, a meninos. A mãe produz

gametas iguais, portadores do cromossomo X.

b) Explique por que crianças do sexo mas-

culino hemofílicas nunca herdam essa

característica do pai.

O gene da hemofilia é ligado ao cromossomo X, que um

homem herda de sua mãe. Filhos homens herdam do pai o

cromossomo sexual Y.


97


4. O daltonismo é uma característica reces-

siva ligada ao cromossomo X, que se

manifesta como a incapacidade de enxer-

gar as cores verde e/ou vermelha. Um

homem daltônico casou-se com uma

mulher de visão normal, em cuja família

não havia casos de daltonismo. Esse casal

teve dois filhos: Pedro e Ana.

a) Qual a probabilidade de Pedro e Ana

terem herdado do pai o gene para

daltonismo?

A probabilidade de Pedro ter herdado do pai o gene para

daltonismo é zero, porque ele recebe do pai o cromossomo

Y. Para Ana é 100%, porque ela recebe o cromossomo Xd do

pai, que é daltônico (XdY).

b) Por que é mais fácil encontrar

homens daltônicos do que mulheres

daltônicas?

Como o daltonismo é de herança recessiva ligada ao

cromossomo X, homem é daltônico quando apresenta o

genótipo XdY. Para ser daltônica, a mulher precisa apresen-

tar o genótipo XdXd, ou seja, para apresentar a anomalia a

mulher precisa de dois alelos, enquanto o homem precisa

de apenas um.


98

rECursos Para amPliar a PErsPECTiVa do ProfEssor E do aluno Para a ComPrEEnsão dos TEmas

artigo

SHiMOMUrA, Y. et al. disruption of P2rY5,

an orphan g protein-coupled receptor,

underlies autosomal recessive woolly hair. in:

Nature Genetics, v. 40, n. 3, mar. 2008. Nature

Publishing group (NgP). Nesse artigo, os

autores relatam que a genética da determinação

da estrutura do cabelo ainda é desconhecida.

livros

EL-HANi, Charbel Nino; vidEirA, Anto-

nio Passos (Org.). O que é a vida afinal? Para

entender a Biologia do século XXI. Rio de

Janeiro: relume dumará, 2000. O livro trata

do desenvolvimento do século XX, tendo

como base os conhecimentos produzidos pela

ciência da Biologia.

gONiCK, Larry; WHEELiS, Mark. Introdução

ilustrada à Genética. São Paulo: Harbra, 1995.

Por meio de ilustrações divertidas, o livro faz

uma explanação dos principais conceitos da

genética.

HENig, robin Marantz. O monge no jardim.

rio de Janeiro: rocco, 2001. O livro detalha a

construção das ideias de gregor Mendel.

PErEirA, Lygia da veiga. Clonagem, fatos e

mitos. São Paulo: Moderna, 2002. A autora,

com longa experiência em pesquisa celular e

utilização de células-tronco, trata, nesse livro,

do desenvolvimento científico que culminou na

clonagem da ovelha dolly.

PrESTES, Maria Elice Brzezinski. Teoria

celular: de Hooke a Schwann. São Paulo: Sci-

pione, 1997. O livro apresenta uma linguagem

adequada tanto ao professor como aos alu-

nos, além de retratar os principais marcos na

construção da teoria celular.

Sites

BANCO iNTErNACiONAL dE OBJETOS

EdUCACiONAiS. disponível em: <http://

objetoseducacionais2.mec.gov.br/>. Acesso

em: 24 maio 2013.

CdCC USP SÃO CArLOS. disponível em:

<http://www.cdcc.usp.br/exper/medio/>.

Acesso em: 23 maio 2013. Traz o roteiro de

como observar células de cebola e da mucosa

da boca ao microscópio, além de apresentar

textos de apoio sobre aspectos básicos da

célula.

FUNdAçÃO OSWALdO CrUz (Fiocruz).

disponível em: <http://www.invivo.fiocruz.br/

celula>. Acesso em: 23 maio 2013.

Traz um material ilustrado e didático sobre

células e tecidos. Trata-se de uma exposição


99


virtual, chamada “Célula, oficina da vida”.

Nela, o aluno pode ver algumas fotos de

células, aprender sobre a história do micros-

cópio e entender um pouco a relação exis-

tente entre célula e tecido.

gENÉTiCA ONLiNE. disponível em: <http://

www.virtual.epm.br/cursos/genetica/genetica.

htm>. Acesso em: 24 maio 2013. É um site da

Universidade Federal Paulista (Unifesp) no qual

estão disponíveis informações, esquemas e ani-

mações sobre genética Humana.

HOWSTUFFWOrKS (Comotudofunciona).

disponível em: <http://saude.hsw.uol.com.br/

celulas1.htm>. Acesso em: 23 maio 2013. É

uma criação de um professor da Carolina do

Norte (EUA). Traz as mais variadas informa-

ções sobre como as coisas funcionam, desde

células até motores de carro. O texto é claro e

a linguagem coloquial torna-o bem acessível

ao público em geral.

iNSTiTUTO CiÊNCiA HOJE. disponível

em: <http://www.uol.com.br/cienciahoje>.

Acesso em: 24 maio 2013. O site de divulgação

científica apresenta avanços recentes da gené-

tica e os trabalhos de Mendel.

iNSTiTUTO dO HOSPiTAL dO CÂNCEr

A.C. CAMArgO. disponível em: <http://

www.accamargo.org.br>. Acesso em: 23

maio 2013. Traz informações muito úteis

sobre o câncer: o que é, como se previne,

fatores de risco, diagnóstico e tratamento. A

l inguagem é c lara e adequada para

estudantes.

iNSTiTUTO NACiONAL dE CÂNCEr

(iNCA). disponível em: <http://www.inca.gov.

br>. Acesso em: 23 maio 2013.

MiCrO & gENE. disponível em: <http://

www.ib.usp.br/microgene>. Acesso em: 24 maio

2013. O site apresenta atividades relacionadas

aos conteúdos de genética. Além de materiais

virtuais, kits podem ser emprestados.

ONg AMBiENTE BrASiL rEdE dE

ESTUdOS – viçOSA (Mg). disponível em:

<http://www.redeambiente.org.br/index.asp>.

Acesso em: 23 maio 2013. Traz uma seção

muito interessante, denominada “Fatos e

mitos”, que pretende dar respostas a questio-

namentos frequentes entre os alunos. As ques-

tões sobre fotossíntese são muito interessantes

e respondidas de forma clara.

WiKiPEdiA. disponível em: <http://pt.

wikipedia.org/wiki/vida>. Acesso em: 23 maio

2013. Apresenta definições e figuras sobre

células e seres vivos.

dicionários

diCiONÁriO Houaiss da língua portuguesa.

Edição eletrônica. rio de Janeiro: Objetiva,

2009.

MiCHAELiS Moderno Dicionário da Língua

Portuguesa. São Paulo: Melhoramentos, 2007.


100

Quadro dE ConTEúdos do Ensino mÉdio

1ª série 2ª série 3ª série

Vol

ume

1

Tema: a interdependência da vida f os seres vivos e suas interações

– Manutenção da vida, fluxos de energia e matériaProcesso da fotossíntese: condições e substâncias necessárias; Cadeias e teias alimentares; Níveis tróficos: produtores, consumidores e decompositores; Circulação de energia e matéria ao longo das cadeias alimentares; Pirâmide de biomassa e energia; Ciclo biogeoquímico do carbono; relações ecológicas entre espécies: predação, parasitismo, mutualismo ou cooperação, epifitismo, inquilinismo e competição; Fatores bióticos e abióticos que promovem o equilíbrio dinâmico das populações de seres vivos; Controle biológico em plantações.

f a intervenção humana e os desequilíbrios ambientaisCiclo do carbono: deslocamentos do carbono no ambiente (fotossíntese e respiração) e emissão de CO2 na atmosfera pelo ser humano; Crescimento populacional e as consequências socioambientais: produção de lixo, desmatamento e poluição da água por matéria orgânica; Pegada ecológica; impactos humanos no ciclo do carbono: aquecimento global e efeito estufa; Ações individuais e coletivas para minimizar a interferência humana no ambiente.

Tema: a identidade dos seres vivos f organização celular e funções básicas

– Organização celular da vidaOrganização celular como característica fundamental de todas as formas vivas; Organização e funcionamento dos tipos básicos de células.

– As funções vitais básicasO papel da membrana na interação entre célula e ambiente – tipos de transporte; Processos de obtenção de energia pelos seres vivos – fotossíntese e respiração celular; Mitose, mecanismo básico de reprodução celular; Cânceres, mitoses descontroladas; Prevenção contra o câncer e tecnologias de seu tratamento.

Tema: Transmissão da vida e mecanismos de variabilidade genética

f Variabilidade genética e hereditariedade– Mecanismos de variabilidade genéticareprodução sexuada e processo meiótico; Os fundamentos da hereditariedade; Características hereditárias congênitas e adquiridas; Concepções pré-mendelianas e as leis de Mendel; Teoria cromossômica da herança; determinação do sexo e herança ligada ao sexo; Cariótipo normal e alterações cromossômicas, como down, Turner e Klinefelter

– genética humana e saúdegrupos sanguíneos (ABO e rh) – transfusões e incompatibilidade; distúrbios metabólicos – albi-nismo e fenilcetonúria; Tecnologias na prevenção de doenças metabólicas; transplantes e doenças autoimunes; importância e acesso ao aconselha-mento genético.

Tema: diversidade da vida f O desafio da classificação biológica

– Bases biológicas da classificaçãoCritérios de classificação, regras de nomenclatura e categorias taxonômicas reconhecidas; Taxonomia e conceito de espécie; Os cinco reinos – níveis de organização, obtenção de energia, estruturas, importância econômica e ecológica; relação de parentesco entre seres – árvores filogenéticas.

f As especificidades dos seres vivos– Biologia das plantasAspectos comparativos da evolução das plantas; Adaptação das angiospermas quanto à organização, ao crescimento, ao desenvolvimento e à nutrição.

– Biologia dos animaisdiversidade no reino Animal; Características principais dos animais; sistemas especializados; função e comparação entre os diferentes filos; Aspectos da Biologia Humana; Fisiologia humana: metabolismo energético; Nutrição; integração dos sistemas digestório, respiratório e cardiovascular; Sistema digestório: órgãos e nutrientes; Aparelho reprodutor feminino e masculino – órgãos e funções.

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Tema: Qualidade de vida das populações humanas

f a saúde coletiva e ambiental– Agressão à saúde das populaçõesvulnerabilidade; Principais doenças no Brasil de acordo com sexo, renda e idade; doenças infectocontagiosas, parasitárias, degenerativas, ocupacionais, carenciais, sexualmente transmissíveis e por intoxicação ambiental; gravidez na adolescência como risco à saúde; Medidas de promoção da saúde e prevenção de doenças; impacto de tecnologias na melhoria da saúde – vacinas, medicamentos, exames, alimentos enriquecidos, adoçantes etc.

– Saúde ambientalSaneamento básico e impacto da mortalidade infantil e em doenças contagiosas e parasitárias.

f a saúde individual e coletiva– O que é saúdeSaúde como bem-estar físico, mental e social; seus condicionantes, como alimentação, moradia, saneamento, meio ambiente, renda, trabalho, educação, transporte e lazer.

– A distribuição desigual da saúdeCondições socioeconômicas e qualidade de vida em diferentes regiões do Brasil e do mundo; Indicadores de desenvolvimento humano e de saúde pública, como mortalidade infantil, esperança de vida, saneamento e acesso a serviços.

Tema: dna f a receita da vida e seu código

– O dNA – estrutura e atuaçãoEstrutura química; Modelo de duplicação do dNA e história de sua descoberta; rNA – a tradução da mensagem; Código genético e fabricação de proteínas; integração entre os conceitos da genética Clássica e da Biologia Molecular.

f Tecnologias de manipulação– BiotecnologiaTecnologias de transferência do dNA – enzimas de restrição, vetores e clonagem molecular; Engenharia genética e produtos geneticamente modificados – alimentos, produtos médico--farmacêuticos, hormônios; riscos e benefícios de produtos geneticamente modificados.

Tema: origem e evolução da vida f Hipóteses e teorias

– A origem da vidaHipóteses sobre a origem da vida; vida primitiva.

– As ideias evolucionistas e evolução biológicaAs ideias evolucionistas de Darwin e Lamarck; Mecanismos da evolução das espécies – mutação, recombinação gênica e seleção natural; Fatores que interferem na constituição genética das populações – migração, seleção e deriva genética; grandes linhas da evolução dos seres vivos – árvores filogenéticas.

f Evolução biológica e cultural– A origem do ser humano e a evolução culturalA árvore filogenética e a evolução cultural; Evolução do ser humano – desenvolvimento da inteligência, da linguagem e da capacidade de aprendizagem; A transformação do ambiente pelo ser humano e a adaptação de espécies animais e vegetais a seus interesses; O futuro da espécie humana.

– Intervenção humana na evoluçãoProcessos de seleção animal e vegetal; Impactos da medicina, agricultura e farmacologia.


CONCEPÇÃO E COORDENAÇÃO GERALNOVA EDIÇÃO 2014-2017

COORDENADORIA DE GESTÃO DA EDUCAÇÃO BÁSICA – CGEB

Coordenadora Maria Elizabete da Costa

Diretor do Departamento de Desenvolvimento Curricular de Gestão da Educação Básica João Freitas da Silva

Diretora do Centro de Ensino Fundamental dos Anos Finais, Ensino Médio e Educação Profissional – CEFAF Valéria Tarantello de Georgel

Coordenadora Geral do Programa São Paulo faz escolaValéria Tarantello de Georgel

Coordenação Técnica Roberto Canossa Roberto Liberato Suely Cristina de Albuquerque Bomfim

EQUIPES CURRICULARES

Área de Linguagens Arte: Ana Cristina dos Santos Siqueira, Carlos Eduardo Povinha, Kátia Lucila Bueno e Roseli Ventrela.

Educação Física: Marcelo Ortega Amorim, Maria Elisa Kobs Zacarias, Mirna Leia Violin Brandt, Rosângela Aparecida de Paiva e Sergio Roberto Silveira.

Língua Estrangeira Moderna (Inglês e Espanhol): Ana Paula de Oliveira Lopes, Jucimeire de Souza Bispo, Marina Tsunokawa Shimabukuro, Neide Ferreira Gaspar e Sílvia Cristina Gomes Nogueira.

Língua Portuguesa e Literatura: Angela Maria Baltieri Souza, Claricia Akemi Eguti, Idê Moraes dos Santos, João Mário Santana, Kátia Regina Pessoa, Mara Lúcia David, Marcos Rodrigues Ferreira, Roseli Cordeiro Cardoso e Rozeli Frasca Bueno Alves.

Área de Matemática Matemática: Carlos Tadeu da Graça Barros, Ivan Castilho, João dos Santos, Otavio Yoshio Yamanaka, Rodrigo Soares de Sá, Rosana Jorge Monteiro, Sandra Maira Zen Zacarias e Vanderley Aparecido Cornatione.

Área de Ciências da Natureza Biologia: Aparecida Kida Sanches, Elizabeth Reymi Rodrigues, Juliana Pavani de Paula Bueno e Rodrigo Ponce.

Ciências: Eleuza Vania Maria Lagos Guazzelli, Gisele Nanini Mathias, Herbert Gomes da Silva e Maria da Graça de Jesus Mendes.

Física: Carolina dos Santos Batista, Fábio Bresighello Beig, Renata Cristina de Andrade

Oliveira e Tatiana Souza da Luz Stroeymeyte.

Química: Ana Joaquina Simões S. de Matos Carvalho, Jeronimo da Silva Barbosa Filho, João Batista Santos Junior e Natalina de Fátima Mateus.

Área de Ciências Humanas Filosofia: Emerson Costa, Tânia Gonçalves e Teônia de Abreu Ferreira.

Geografia: Andréia Cristina Barroso Cardoso, Débora Regina Aversan e Sérgio Luiz Damiati.

História: Cynthia Moreira Marcucci, Maria Margarete dos Santos e Walter Nicolas Otheguy Fernandez.

Sociologia: Alan Vitor Corrêa, Carlos Fernando de Almeida e Tony Shigueki Nakatani.

PROFESSORES COORDENADORES DO NÚCLEO PEDAGÓGICO

Área de Linguagens Educação Física: Ana Lucia Steidle, Eliana Cristine Budisk de Lima, Fabiana Oliveira da Silva, Isabel Cristina Albergoni, Karina Xavier, Katia Mendes e Silva, Liliane Renata Tank Gullo, Marcia Magali Rodrigues dos Santos, Mônica Antonia Cucatto da Silva, Patrícia Pinto Santiago, Regina Maria Lopes, Sandra Pereira Mendes, Sebastiana Gonçalves Ferreira Viscardi, Silvana Alves Muniz.

Língua Estrangeira Moderna (Inglês): Célia Regina Teixeira da Costa, Cleide Antunes Silva, Ednéa Boso, Edney Couto de Souza, Elana Simone Schiavo Caramano, Eliane Graciela dos Santos Santana, Elisabeth Pacheco Lomba Kozokoski, Fabiola Maciel Saldão, Isabel Cristina dos Santos Dias, Juliana Munhoz dos Santos, Kátia Vitorian Gellers, Lídia Maria Batista Bomfim, Lindomar Alves de Oliveira, Lúcia Aparecida Arantes, Mauro Celso de Souza, Neusa A. Abrunhosa Tápias, Patrícia Helena Passos, Renata Motta Chicoli Belchior, Renato José de Souza, Sandra Regina Teixeira Batista de Campos e Silmara Santade Masiero.

Língua Portuguesa: Andrea Righeto, Edilene Bachega R. Viveiros, Eliane Cristina Gonçalves Ramos, Graciana B. Ignacio Cunha, Letícia M. de Barros L. Viviani, Luciana de Paula Diniz, Márcia Regina Xavier Gardenal, Maria Cristina Cunha Riondet Costa, Maria José de Miranda Nascimento, Maria Márcia Zamprônio Pedroso, Patrícia Fernanda Morande Roveri, Ronaldo Cesar Alexandre Formici, Selma Rodrigues e Sílvia Regina Peres.

Área de Matemática Matemática: Carlos Alexandre Emídio, Clóvis Antonio de Lima, Delizabeth Evanir Malavazzi, Edinei Pereira de Sousa, Eduardo Granado Garcia, Evaristo Glória, Everaldo José Machado de Lima, Fabio Augusto Trevisan, Inês Chiarelli Dias, Ivan Castilho, José Maria Sales Júnior, Luciana Moraes Funada, Luciana Vanessa de Almeida Buranello, Mário José Pagotto, Paula Pereira Guanais, Regina Helena de Oliveira Rodrigues, Robson Rossi, Rodrigo Soares de Sá, Rosana Jorge Monteiro,

Rosângela Teodoro Gonçalves, Roseli Soares Jacomini, Silvia Ignês Peruquetti Bortolatto e Zilda Meira de Aguiar Gomes.

Área de Ciências da Natureza Biologia: Aureli Martins Sartori de Toledo, Evandro Rodrigues Vargas Silvério, Fernanda Rezende Pedroza, Regiani Braguim Chioderoli e Rosimara Santana da Silva Alves.

Ciências: Davi Andrade Pacheco, Franklin Julio de Melo, Liamara P. Rocha da Silva, Marceline de Lima, Paulo Garcez Fernandes, Paulo Roberto Orlandi Valdastri, Rosimeire da Cunha e Wilson Luís Prati.

Física: Ana Claudia Cossini Martins, Ana Paula Vieira Costa, André Henrique Ghelfi Rufino, Cristiane Gislene Bezerra, Fabiana Hernandes M. Garcia, Leandro dos Reis Marques, Marcio Bortoletto Fessel, Marta Ferreira Mafra, Rafael Plana Simões e Rui Buosi.

Química: Armenak Bolean, Cátia Lunardi, Cirila Tacconi, Daniel B. Nascimento, Elizandra C. S. Lopes, Gerson N. Silva, Idma A. C. Ferreira, Laura C. A. Xavier, Marcos Antônio Gimenes, Massuko S. Warigoda, Roza K. Morikawa, Sílvia H. M. Fernandes, Valdir P. Berti e Willian G. Jesus.

Área de Ciências Humanas Filosofia: Álex Roberto Genelhu Soares, Anderson Gomes de Paiva, Anderson Luiz Pereira, Claudio Nitsch Medeiros e José Aparecido Vidal.

Geografia: Ana Helena Veneziani Vitor, Célio Batista da Silva, Edison Luiz Barbosa de Souza, Edivaldo Bezerra Viana, Elizete Buranello Perez, Márcio Luiz Verni, Milton Paulo dos Santos, Mônica Estevan, Regina Célia Batista, Rita de Cássia Araujo, Rosinei Aparecida Ribeiro Libório, Sandra Raquel Scassola Dias, Selma Marli Trivellato e Sonia Maria M. Romano.

História: Aparecida de Fátima dos Santos Pereira, Carla Flaitt Valentini, Claudia Elisabete Silva, Cristiane Gonçalves de Campos, Cristina de Lima Cardoso Leme, Ellen Claudia Cardoso Doretto, Ester Galesi Gryga, Karin Sant’Ana Kossling, Marcia Aparecida Ferrari Salgado de Barros, Mercia Albertina de Lima Camargo, Priscila Lourenço, Rogerio Sicchieri, Sandra Maria Fodra e Walter Garcia de Carvalho Vilas Boas.

Sociologia: Anselmo Luis Fernandes Gonçalves, Celso Francisco do Ó, Lucila Conceição Pereira e Tânia Fetchir.

Apoio:Fundação para o Desenvolvimento da Educação - FDE

CTP, Impressão e acabamentoLog & Print Gráfica e Logística S. A.


Filosofia: Paulo Miceli, Luiza Christov, Adilton Luís

Martins e Renê José Trentin Silveira.

Geografia: Angela Corrêa da Silva, Jaime Tadeu

Oliva, Raul Borges Guimarães, Regina Araujo e

Sérgio Adas.

História: Paulo Miceli, Diego López Silva,

Glaydson José da Silva, Mônica Lungov Bugelli e

Raquel dos Santos Funari.

Sociologia: Heloisa Helena Teixeira de Souza

Martins, Marcelo Santos Masset Lacombe,

Melissa de Mattos Pimenta e Stella Christina

Schrijnemaekers.

Ciências da Natureza

Coordenador de área: Luis Carlos de Menezes.

Biologia: Ghisleine Trigo Silveira, Fabíola Bovo

Mendonça, Felipe Bandoni de Oliveira, Lucilene

Aparecida Esperante Limp, Maria Augusta

Querubim Rodrigues Pereira, Olga Aguilar Santana,

Paulo Roberto da Cunha, Rodrigo Venturoso

Mendes da Silveira e Solange Soares de Camargo.

Ciências: Ghisleine Trigo Silveira, Cristina Leite,

João Carlos Miguel Tomaz Micheletti Neto,

Julio Cézar Foschini Lisbôa, Lucilene Aparecida

Esperante Limp, Maíra Batistoni e Silva, Maria

Augusta Querubim Rodrigues Pereira, Paulo

Rogério Miranda Correia, Renata Alves Ribeiro,

Ricardo Rechi Aguiar, Rosana dos Santos Jordão,

Simone Jaconetti Ydi e Yassuko Hosoume.

Física: Luis Carlos de Menezes, Estevam Rouxinol,

Guilherme Brockington, Ivã Gurgel, Luís Paulo

de Carvalho Piassi, Marcelo de Carvalho Bonetti,

Maurício Pietrocola Pinto de Oliveira, Maxwell

Roger da Purificação Siqueira, Sonia Salem e

Yassuko Hosoume.

Química: Maria Eunice Ribeiro Marcondes, Denilse

Morais Zambom, Fabio Luiz de Souza, Hebe

Ribeiro da Cruz Peixoto, Isis Valença de Sousa

Santos, Luciane Hiromi Akahoshi, Maria Fernanda

Penteado Lamas e Yvone Mussa Esperidião.

Caderno do Gestor Lino de Macedo, Maria Eliza Fini e Zuleika de

Felice Murrie.

GESTÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO EDITORIAL 2014-2017

FUNDAÇÃO CARLOS ALBERTO VANZOLINI

Presidente da Diretoria Executiva Antonio Rafael Namur Muscat

Vice-presidente da Diretoria Executiva Alberto Wunderler Ramos

GESTÃO DE TECNOLOGIAS APLICADAS À EDUCAÇÃO

Direção da Área Guilherme Ary Plonski

Coordenação Executiva do Projeto Angela Sprenger e Beatriz Scavazza

Gestão Editorial Denise Blanes

Equipe de Produção

Editorial: Amarilis L. Maciel, Angélica dos Santos Angelo, Bóris Fatigati da Silva, Bruno Reis, Carina Carvalho, Carla Fernanda Nascimento, Carolina H. Mestriner, Carolina Pedro Soares, Cíntia Leitão, Eloiza Lopes, Érika Domingues do Nascimento, Flávia Medeiros, Gisele Manoel, Jean Xavier, Karinna Alessandra Carvalho Taddeo, Leandro Calbente Câmara, Leslie Sandes, Mainã Greeb Vicente, Marina Murphy, Michelangelo Russo, Natália S. Moreira, Olivia Frade Zambone, Paula Felix Palma, Priscila Risso, Regiane Monteiro Pimentel Barboza, Rodolfo Marinho, Stella Assumpção Mendes Mesquita, Tatiana F. Souza e Tiago Jonas de Almeida.

Direitos autorais e iconografia: Beatriz Fonseca Micsik, Érica Marques, José Carlos Augusto, Juliana Prado da Silva, Marcus Ecclissi, Maria Aparecida Acunzo Forli, Maria Magalhães de Alencastro e Vanessa Leite Rios.

Edição e Produção editorial: Adesign, Jairo Souza Design Gráfico e Occy Design (projeto gráfico).

* Nos Cadernos do Programa São Paulo faz escola são indicados sites para o aprofundamento de conhecimen-tos, como fonte de consulta dos conteúdos apresentados e como referências bibliográficas. Todos esses endereços eletrônicos foram checados. No entanto, como a internet é um meio dinâmico e sujeito a mudanças, a Secretaria da Educação do Estado de São Paulo não garante que os sites indicados permaneçam acessíveis ou inalterados.

* Os mapas reproduzidos no material são de autoria de terceiros e mantêm as características dos originais, no que diz respeito à grafia adotada e à inclusão e composição dos elementos cartográficos (escala, legenda e rosa dos ventos).

* Os ícones do Caderno do Aluno são reproduzidos no Caderno do Professor para apoiar na identificação das atividades.

São Paulo (Estado) Secretaria da Educação.

Material de apoio ao currículo do Estado de São Paulo: caderno do professor; biologia, ensino médio, 2a série / Secretaria da Educação; coordenação geral, Maria Inês Fini; equipe, Felipe Bandoni de Oliveira, Ghisleine Trigo Silveira, Lucilene Aparecida Esperante Limp, Maria Augusta Querubim Rodrigues Pereira, Paulo Roberto da Cunha, Rodrigo Venturoso Mendes da Silveira, Solange Soares de Camargo. - São Paulo : SE, 2014.

v. 1, 104 p.

Edição atualizada pela equipe curricular do Centro de Ensino Fundamental dos Anos Finais, Ensino Médio e Educação Profissional – CEFAF, da Coordenadoria de Gestão da Educação Básica - CGEB.

ISBN 978-85-7849-575-6

1. Ensino médio 2. Biologia 3. Atividade pedagógica I. Fini, Maria Inês. II. Oliveira, Felipe Bandoni de. III. Silveira, Ghisleine Trigo. IV. Limp, Lucilene Aparecida Esperante. V. Pereira, Maria Augusta Querubim Rodrigues. VI. Cunha, Paulo Roberto da. VII. Silveira, Rodrigo Venturoso Mendes da. VIII. Camargo, Solange Soares de. IX. Título.

CDU: 371.3:806.90

S239m

CONCEPÇÃO DO PROGRAMA E ELABORAÇÃO DOS CONTEÚDOS ORIGINAIS

COORDENAÇÃO DO DESENVOLVIMENTO DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS DOS CADERNOS DOS PROFESSORES E DOS CADERNOS DOS ALUNOS Ghisleine Trigo Silveira

CONCEPÇÃO Guiomar Namo de Mello, Lino de Macedo, Luis Carlos de Menezes, Maria Inês Fini (coordenadora) e Ruy Berger (em memória).

AUTORES

Linguagens Coordenador de área: Alice Vieira. Arte: Gisa Picosque, Mirian Celeste Martins, Geraldo de Oliveira Suzigan, Jéssica Mami Makino e Sayonara Pereira.

Educação Física: Adalberto dos Santos Souza, Carla de Meira Leite, Jocimar Daolio, Luciana Venâncio, Luiz Sanches Neto, Mauro Betti, Renata Elsa Stark e Sérgio Roberto Silveira.

LEM – Inglês: Adriana Ranelli Weigel Borges, Alzira da Silva Shimoura, Lívia de Araújo Donnini Rodrigues, Priscila Mayumi Hayama e Sueli Salles Fidalgo.

LEM – Espanhol: Ana Maria López Ramírez, Isabel Gretel María Eres Fernández, Ivan Rodrigues Martin, Margareth dos Santos e Neide T. Maia González.

Língua Portuguesa: Alice Vieira, Débora Mallet Pezarim de Angelo, Eliane Aparecida de Aguiar, José Luís Marques López Landeira e João Henrique Nogueira Mateos.

Matemática Coordenador de área: Nílson José Machado. Matemática: Nílson José Machado, Carlos Eduardo de Souza Campos Granja, José Luiz Pastore Mello, Roberto Perides Moisés, Rogério Ferreira da Fonseca, Ruy César Pietropaolo e Walter Spinelli.

Ciências Humanas Coordenador de área: Paulo Miceli.

Catalogação na Fonte: Centro de Referência em Educação Mario Covas


5a SÉRIE 6oANOENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAISCaderno do ProfessorVolume 1

ARTELinguagens

Valid

ade: 2014 – 2017

BIOLOGIA CP 2s Vol1 2014 P8 · Ana Leonor Sala Alonso Coordenadora de Orçamento e Finanças ......

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Transcript of BIOLOGIA CP 2s Vol1 2014 P8 · Ana Leonor Sala Alonso Coordenadora de Orçamento e Finanças ......