UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PARANÁ – UNESPAR

PRÓ-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO

PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE

INICIAÇÃO À DOCÊNCIA - PIBID

Plano/ Relatório de Atividades (PIBID/UNESPAR)

1 – IDENTIFICAÇÃO

NOME DO SUBPROJETO: O PIBID como instrumento direcionador na formação de docentes

baseado na reflexão-ação-transformação de conceitos e processos biológicos

COORDENADOR(A): FABIANE FORTES

PROF. SUPERVISOR: EOLANDA CARNEIRO DE CAMPOS

NOME DA ESCOLA: CENTRO ESTADUAL DE EDUCACÃO BASICA PARA JOVENS E

ADULTOS

Licenciandos Bolsitas

Nome E-mail Curso de licenciatura

Fernanda Carla S Geisler fernandageisler@yahoo.com.br Ciências biológicas

Felipe Rafael de Oliveira felipebio12@outlook.com Ciências biológicas

Priscila Simões Franca priscilasimoesfranca@hotmail.com Ciências biológicas

Vilcinéia Leszak vilcineialeszak@gmail.com Ciências biológicas

Wivian Greici Peper wgpeper@outlook.com Ciências biológicas

DATA: 07/05/2014

DURAÇÃO: 4 aulas.

PARTICIPANTES/SÉRIE:

1.TEMA: Modelo didático do DNA

2. OBJETIVO GERAL:

Apresentar aos alunos o modelo didático, a fim de facilitar a compreensão e

melhorar o rendimento nas aulas de biologia.

2.1. Objetivos específicos:

Apresentar o modelo didático aos alunos e explicar suas estruturas;

Indicar a estrutura molecular do DNA, conhecida como modelo dupla hélice;

Identificar as bases nitrogenadas do DNA;

3. CONTEÚDO:

Modelo didático do DNA

3.1. Conteúdos descritos

A modalização é introduzida como mediadora entre o teórico e o empírico. Os

modelos são abordados na medida em que se procuram relações entre a teoria e a

prática. (PIETROCOLA, 2001).

Os modelos podem ser divididos em duas categorias: modelos mentais e

modelos conceituais. Modelos mentais são representações pessoais, construídas

mentalmente para a compreensão de um determinado fenômeno. Já os modelos

conceituais são representações externas construídas por indivíduos ou coletividades de

pesquisadores para facilitar a compreensão ou o ensino de determinado fenômeno.

(GRECA; MOREIRA apud ANDRADE, 2009).

O primeiro modelo da estrutura da molécula do DNA foi elaborado por James

Dewey Watson (1928-) Francis Harry Compton Crick (1916-2004), que é um dos mais

conhecidos e utilizados no ensino de biologia. O processo de desenvolvimento dos

organismos é um estudo complexo, que vai alem do conhecimento sobre a estrutura de

uma molécula. Assim, ao utilizar o modelo de DNA no ensino de biologia, é necessário

estabelecer uma relação entre conhecimento cientifico que possibilite a elaboração do

modelo para que a aprendizagem do aluno ocorra. (ANDRADE; ANDRADE, 2009).

Os modelos tridimensionais auxiliaram na descoberta da estrutura do DNA.

Estes modelos nos facilitam diferentes níveis de ensino, a compreensão de várias duvida

relacionada ao funcionamento do DNA. O DNA possui estruturas que não são capazes

de ser representadas com nitidez em figuras necessitando de ferramentas que auxiliem

na melhor visualização. Acredita-se então, que modelos tridimensionais ajudem nesta

visualização e na melhor compreensão da estrutura, fazendo com que o aluno consiga

prender as situações relacionadas ao funcionamento celular, à existência de sulcos e a

possibilidade de mudanças nos parâmetros relacionados com a torção da molécula.

Existem hoje, ótimos modelos da molécula de DNA construídos com diferentes

materiais para o uso em salas de aula. (SEPEL apud, 2007)

Frequentemente os alunos aprendem o modelo, mas não conseguem fazer a

devida interpretação do fenômeno, por isso é necessário que o professor verifique, por

meio de avaliações constantes, se realmente o modelo auxiliou a transposição didática

para o ensino e a aprendizagem em questão. (ANDRADE; ANDRADE, 2009).

3.1.1 Ácidos Nucléicos

Os ácidos nucléicos são composto por ligações de unidades chamadas

nucleotídeos. Esses formados por três tipos de substâncias químicas a base nitrogenada,

pentose, fosfato que estão ligadas a uma enorme cadeia de açúcar e fosfato, do qual se

projetam as bases nitrogenadas. Essa longa molécula chamada polinucleotideo.

As bases nitrogenadas são cinco: Adenina (A), Guanina(G), Citosina (C),

Timina (T), Uracila (U)

Acido ribonucléico (RNA ou ARN) nucleotídeo com açúcar ribose, que esta

dissolvido no citoplasma ou associado a proteínas.

Ácidos desoxirribonucléicos (DNA ou ADN) apresentam açúcar de

desoxirribonucléicos, aparece associado a proteínas nos cromossomos estando presente

na mitocôndria ou cloroplasto.

DNA

Na molécula de DNA encontramos Adenina (A), Guanina(G), Cistosina (C) e

Timina (T). Pela pentose ser sempre da desoxirribose, duas moléculas de DNA irão se

diferenciar entre elas pela sequência de bases que possui ao longo de seu filamento. A

sequência especifica de bases forma a mensagem especifica, que determinara a coleção

de proteínas influenciara as características do organismo.

Modelo da dupla hélice: a molécula de DNA é representada por dois filamentos

formados por muitos nucleotídeos e torcida em hélice no espaço ligada uns aos outras

por bases nitrogenadas. A ligação entre as bases é realizada por ponte de hidrogênio, um

hidrogênio se liga a um átomo eletronegativo e se aproxima outro átomo negativo.

Ao observarmos o modelo de DNA, Nota-se que a Timina sempre se liga a

Adenina, Citosina sempre se liga a Guanina. Por causa desse emparelhamento

obrigatório, a sequência de bases de filamentos determina a de outros.

Duplicação do DNA

A duplicação é controlada por enzimas que promovem o afastamento dos fios

(enzimas e proteínas especificas desenrolam as duplas hélices e quebram as pontes de

hidrogênio) unem os nucleotídeos novas e corrigem erros. Através da enzima DNA-

polimerase, filamentos expostos no ocorre o encaixe de novos nucleotídeos que estão

dissolvidos no nucleoplasma. A sequência é obedecida T-A e C-G, por isso o filamento

antigo determina a sequência de filamento que esta sendo formado este ocupava aquela

posição. Assim as duas moléculas serão resultantes iguais. Cada molécula-filha é

formada por filamento antigo, que veio do DNA antigo, que veio do DNA original, e

por um novo recém fabricado, a duplicação do DNA é semi-conservativa.

RNA: controle da síntese de proteínas

O DNA define as características de um organismo. Isso ocorre pelo mecanismo

de transcrição e tradução. A transcrição ocorre no núcleo com a síntese de RNA, (

transferência da mensagem genética do DNA para o RNA). Tradução ocorre no

citoplasma, na superfície dos ribossomos, com sínteses de proteínas.

O RNA é formado apenas por um filamento de nucleotídeos, no qual a pentose é

sempre a ribose e não existe a timina, mas uracila. Há três tipos de RNA

RNA-mensageiro ou moldador (TNA-m) – leva a mensagem de DNA do núcleo

para o citoplasma.

RNA - transportador, transferência ou solúvel (RNA-t) transporta aminoácidos.

RNA-ribossimial (RNA-r) participa da constituição dos ribossomos.

Primeira Lei de Mendel

Mendel teve grande sucesso após sua pesquisa com ervilhas de fácil cultivo que

produzem grande quantidade de sementes, que permite uma análise de estatísticas nas

características dos descendentes, reproduzindo por auto fecundação.

Experiência

Mendel propôs que a semente amarela tinha algum elemento ou fator

responsável por essa cor, sendo que o mesmo ocorria com a semente verde. Após

realizar o cruzamento entre sementes amarelas e verdes, selecionando para esse

processo apenas sementes amarelas que originassem amarelas e sementes verdes que

originassem sementes verdes. Mendel escolhia o individuo e analisava durante dois

anos. Em cada geração analisava grande numero de descendentes e se nenhum deles

produzisse sementes da cor do individuo inicial, concluía que se tratava de uma planta

pura.

As células da maioria dos organismos são diplóides como as ervilhas. Os

cromossomos de um par são homólogos (possuem o mesmo tamanho e mesma forma).

Neles os genes situados na mesma posição controlam o meso tipo de característica (cor

da flor da ervilha, por exemplo) e são chamados de genes alelos. Embora controlem o

mesmo tipo de característica pode ter efeito diferente. Na ervilha existem sete pares de

cromossomos homólogos (cromossomos que se emparelham Durante a meiose e

possuem a mesma forma, contendo genes responsáveis pelas mesmas características).

Em um desses pares está o gene que determina a cor da flor.

4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

4.1. Montagem do Modelo didático

Fazer a massa de biscuit;

Tingir a massa com corante e modelar as estruturas do DNA;

Fixar duas hastes de arame na tabua;

Colar as estruturas do DNA no modelo;

Envernizinar o modelo.

4.2. Montagem do Modelo de Jujuba

Formar grupo de quatro a cinco alunos;

Fazer a bases de isopor;

Passar álcool no arame para deslizar melhor as balas;

Fixar o arame na base de isopor;

Colocar as balas no arame e com o auxilio do palito de dente, encaixar uma bala

na outra;

4.3. Prática de extração do DNA do morango

Retirar o talo verde do morango e cortá-lo em pequenos pedaços, colocar em um

saco plástico, fechar e amassar;

Adicionar o detergente, o sal e a água quente no saco plástico e misturar;

Passar a mistura pelo funil de vidro, com filtro de papel dentro do erlenmeyer;

Adicionar o álcool gelado. Colocar o dobro de álcool em relação a mistura do

morango;

Mexer a solução e aguardar 5 minutos;

Observar a solução.

5. Recursos materiais e humanos:

5.1. Materiais para a confecção do modelo didático:

Massa de biscuit;

Maisena;

Cola;

Óleo;

Vinagre;

Creme para as mãos;

Corante para alimentício;

Verniz;

Arame;

Madeira;

Data show

5.2. Materiais para confecção do modelo de DNA de jujuba:

Bala de jujuba;

Palito de dente;

5.3. Materiais para a prática de extração do DNA do morango

Morangos maduros

Saco plástico resistente

Tubo de ensaio

Filtro de papel (destes usados para coar café) com a base

Detergente doméstico

Sal de cozinha

Álcool gelado (colocado no congelador por 1 noite)

Bastão de vidro

Água morna (70o – 75

o C)

6. RESULTADOS ESPERADOS:

Visando que o conteúdo de genética é complexo e depende muito da fixação de

imagens que demonstre sua estrutura, um modelo didático da molécula do DNA irá

facilitar a compreensão dos conceitos que são abordados neste tema. O modelo

confeccionado pelos alunos com bala de jujuba também irá auxiliar na fixação do

conteúdo.

A prática de extração do DNA fará com que fique visível o DNA liberado, que

fica em filamentos brancos.

7. REFERÊNCIAS

ANDRADE, M. A. B. S. C. de; ANDRADE, A. M. de. O modelo de DNA e a biologia

molecular: inserção histórica para o ensino de biologia. Filosofia e História da

Biologia, v. 4, n. 1, p. 139-165, 2009.

JUSTINA, L. A. D.; FERLA, M. R.. A utilização de modelos didáticos no ensino de

genética-exemplo de representação de compactação do DNA eucarioto. Arquivos do

Museu Dinâmico Interdisciplinar, v. 11, n. 1, p. 35-40, 2013.

PIETROCOLA, Maurício. Construção e realidade: o realismo científico de Mário

Bunge e o ensino de ciências através de modelos. Investigações em ensino de

Ciências, v. 4, n. 3, p. 213-227, 1999.

SCHEID, N. M. J.; DELIZOICOV, D.; FERRARI, N. A proposição do modelo de

DNA: um exemplo de como a História da Ciência pode contribuir para o ensino de

genética. Associação Brasileira de pesquisadores em educação em ciências, v. 200,

n. 1, 2003.

SEPEL, L. M. N. LORETO, E. L. S. Estrutura do DNA em Origami–possibilidades

didáticas. Rev. Genética da Escola, v. 1, p. 3-5, 2007.

8. CONTRIBUIÇÃO DA ATIVIDADE PARA A FORMAÇÃO DOCENTE

Esta atividade promoveu uma nova experiência com a elaboração de um modelo

didático. Também torna-se importante, para que futuramente possamos utilizar os

mesmo recursos em nossas aulas e melhorar as técnicas a serem aplicadas.

Nome da cidade, ________ de _____________________ de 2014.

Professor Supervisor

Coordenador Subprojeto

UNESPAR - UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PARANÁ

Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência

EXTRAÇÃO DE DNA DE MORANGO (Fragaria ananassa – ROSACEAE)

Os morangos que consumimos hoje são resultado de cruzamentos de espécies diferentes que

ocorriam naturalmente na Europa (França e Rússia) e nas Américas (Chile e Estados Unidos).

Prestam-se muito bem para a extração de DNA porque são fáceis de serem macerados e quando

maduros produzem pectinases e celulases, que são respectivamente as enzimas que degradam os

reforços celulares de pectina e a celulose. Além disso, os morangos atuais são octaplóides, ou

seja, possuem 8 genomas!

MATERIAL NECESSÁRIO:

Morangos maduros

Saco plástico resistente

Tubo de ensaio

Filtro de papel (destes usados para coar café) com a base

Detergente doméstico

Sal de cozinha

Álcool gelado (colocado no congelador por 1 noite)

Bastão de vidro

Água morna (70o – 75

o C)

PROCEDIMENTO

Colégio Disciplina: Biologia Série:

Professor:

Data:___/___/_____

Aluno:_____________________________________________________________nº:______

Colocam-se 2 a 3 morangos em um saco plástico, umas 5 gotas de detergente, uma pitada de sal

de cozinha e um pouco de água morna. Macera-se tudo e filtra-se. Coloca-se sobre o filtrado o

mesmo volume de álcool gelado, com cuidado para que forme uma fase sobre o filtrado.

Aguarda-se um pouco e observa-se o DNA saindo do filtrado e passando para a fase do álcool.

Com o auxílio do bastão de vidro, fazendo-se movimentos giratórios, pode-se “pescar” os

filamentos que são as moléculas de DNA.

PERGUNTAS PARA FIXAÇÃO DO ASSUNTO DE AULA

EXTRAÇÃO DE DNA:

1) Qual a função de cada regente usado na extração simplificada do DNA explanada nesta aula

prática?

a) Do sal

b) Do detergente

c) Do álcool

2) O que se consegue ver seria o DNA puro?

3) Como se sabe que os filamentos são moléculas de DNA?

4) Se fosse RNA seria possível enrolá-lo como foi feito para o DNA? Por que?

Tópicos para discussão

1. Sobre as estruturas celulares e qual a sua composição

As membranas, celular e nuclear são compostas principalmente por lipídeos. As proteínas

encontram-se aprisionadas na bicamada lipídica.

Os organismos celulares são compostos por proteínas, ácidos nucléicos (DNA e RNA),

envolvidos por uma membrana.

As paredes celulares das células vegetais são compostas essencialmente por polissacarídeos.

As pequenas estruturas celulares são compostas por substâncias com diferentes propriedades

químicas, pelo que os procedimentos experimentais devem ser definidos de modo a separar um

determinado constituinte celular das restantes partes, sem causar muitos danos.

2. Onde se encontra o DNA na célula

Cerca de 99% do DNA encontra-se no núcleo da célula, o restante encontra-se em locais

específicos como exemplo, nas organelas (mitocôndria e os cloroplastos possuem o seu próprio

DNA). Apesar dessas organelas terem o seu próprio cromossomo elas não podem contar

somente com a sua informação contida neles, elas necessitam de genes especiais situados em

noutras organelas e, na maioria dos casos, nos cromossomos nucleares.

3. Sobre a função dos reagentes usados na experiência

3.1. Sal

A adição do sal (NaCl) no início da experiência proporciona ao DNA um ambiente favorável. O

sal contribui com íons positivos e negativos. Os positivos neutralizam a carga negativa do

DNA, e os negativos as histonas, permitindo que o complexo DNA+Histonas não se repila mais

e então se enovele. Se não fosse a presença do sal, ele poderia desintegra-se. Um outro fato, é

que o sal aumenta a densidade do meio, o que facilita a migração do DNA para o álcool.

3.2. Detergente

O detergente afeta a permeabilidade das membranas, que são constituídas, em parte, por

lipídeos. Com a ruptura das membranas os conteúdos celulares, incluindo as proteínas e o DNA,

são liberados e dispersam-se na solução. A função de algumas dessas proteínas é manter o DNA

enrolado numa espiral muito apertada.

3.3. Álcool

O DNA não se dissolve no álcool. Como resultado, o DNA precipita-se. Ele aparece à superfície

da solução porque é menos denso que a água e a mistura aquosa dos restos celulares.

4. Como se sabe que os filamentos são moléculas de DNA?

Porque, a partir de estudos das propriedades químicas dos filamentos sabe-se que estes têm as

mesmas propriedades das moléculas de DNA. Por exemplo, o RNA não se enrolaria no palito, o

DNA não é solúvel em álcool, é menos denso que a água, tem grande absorção de luz UV,

quando corado com brometo de etídio mostra-se fluorescente em luz UV.

UNESPAR - UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PARANÁ

Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência

Roteiro da aula prática

Materiais:

Bala de jujuba;

Palito de dente;

Arame;

Procedimento:

Fazer uma base com isopor;

Montar no 1° fio (limpo com álcool, para a jujuba deslizar melhor) o código genético

(DNA molde ou fita mãe: Citosina-vermelha, Citosina, Guanina-roxa, Timina-verde,

Timina e Adenina (laranja).

Fazer a comparação de fita filha com a fita mãe, Citosina com Guanina e Timina com

Adenina.

Realizar as pontes (com os palitos de dente) fracas- Adenina com a Timina (um palito

de dente) e as pontes-guanina com a Citosina (dois palitos de dente).

Colégio Disciplina: Biologia Série:

Professor: Data:___/___/_____

Aluno:_____________________________________________________________nº:______