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SUPLEMENTO PARA O PROFESSOR 2 Apresentação, 5 A Biologia no Ensino Médio: considerações sobre as propostas oficiais, 6 Características desta obra de Biologia em 3 volumes, 8 Organização geral, 8 Organização dos capítulos, 8 Texto e imagens, 8 Ciência e cidadania em destaque, 8 Atividades didáticas e avaliação, 8 Bibliografia, respostas e índice remissivo, 10 Sugestões de utilização dos capítulos da obra, 10 Documentos citados, 13 Sugestões de leitura didático-pedagógica, 14 Destaques temáticos, objetivos de ensino e sugestões para este volume, 15 Destaques temáticos, objetivos de ensino e sugestões para o volume 1, 16 Unidade A — A natureza da vida, 16 Capítulo 1 — Biologia: ciência e vida, 16 Apresentação, 16 Habilidades sugeridas, 16 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 16 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 16 Sugestão de atividade complementar, 17 Leituras complementares para o professor, 17 Capítulo 2 — Origem da vida na Terra, 17 Apresentação, 17 Habilidades sugeridas, 18 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 18 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 18 Sugestões de atividades complementares, 19 Leituras complementares para o professor, 19 Capítulo 3 — Bases moleculares da vida, 20 Apresentação, 20 Habilidades sugeridas, 20 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 20 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 20 Sugestões de atividades complementares, 21 Leituras complementares para o professor, 21 Unidade B — Organização e processos celulares, 22 Capítulo 4 — A descoberta da célula viva, 22 Apresentação, 22 Habilidades sugeridas, 22 Sumário 3 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 23 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 23 Sugestões de atividades complementares, 23 Leituras complementares para o professor, 24 Capítulo 5 — Fronteiras da célula, 24 Apresentação, 24 Habilidades sugeridas, 24 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 24 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 24 Sugestões de atividades complementares, 25 Leitura complementar para o professor, 25 Capítulo 6 — Citoplasma e organelas citoplasmáticas, 25 Apresentação, 25 Habilidades sugeridas, 25 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 26 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 26 Sugestões de atividades complementares, 26 Leituras complementares para o professor, 26 Capítulo 7 — Núcleo e cromossomos, 27 Apresentação, 27 Habilidades sugeridas, 27 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 27 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 27 Sugestão de atividade complementar, 28 Leituras complementares para o professor, 28 Capítulo 8 — Divisão celular: mitose e meiose, 29 Apresentação, 29 Habilidades sugeridas, 29 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 29 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 29 Sugestões de atividades complementares, 30 Leituras complementares para o professor, 30 Unidade C — O metabolismo celular, 31 Capítulo 9 — Metabolismo energético, 31 Apresentação, 31 Habilidades sugeridas, 31 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 31 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 31 Sugestões de atividades complementares, 32 Leituras complementares para o professor, 33 Capítulo 10 — O controle gênico das atividades celulares, 33 Apresentação, 33 Habilidades sugeridas, 33 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 33 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 34 4 Sugestões de atividades complementares, 34 Leituras complementares para o professor, 34 Unidade D — A diversidade celular dos animais, 35 Capítulo 11 — Tecidos epiteliais e tecidos conjuntivos, 35 Apresentação, 35 Habilidades sugeridas, 35 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 35 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 35 Leituras complementares para o professor, 36 Capítulo 12 — Tecido sanguíneo, 36 Apresentação, 36 Habilidades sugeridas, 36 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 36 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 37 Leituras complementares para o professor, 37 Capítulo 13 — Tecidos musculares e tecido nervoso, 37 Apresentação, 37 Habilidades sugeridas, 38 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 38 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 38 Leituras complementares para o professor, 38 Unidade E — Reprodução e desenvolvimento, 39 Capítulo 14 — Reprodução humana, 39 Apresentação, 39 Habilidades sugeridas, 39 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 39 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 39 Sugestão de atividade complementar, 40 Leituras complementares para o professor, 40 Capítulo 15 — Noções de embriologia animal, 40 Apresentação, 40 Habilidades sugeridas, 40 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 41 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 41 Sugestão de atividade complementar, 41 Leituras complementares para o professor, 41 Capítulo 16 — Desenvolvimento embrionário de mamíferos, 41 Apresentação, 41 Habilidades sugeridas, 42 Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo, 42 Adequando o capítulo ao projeto pedagógico, 42 Leituras complementares para o professor, 42 Atividades complementares, 43 Páginas para fotocopiar, 61 5 Apresentamos, neste Suplemento para o Professor, nossa obra de Bio- logia em 3 volumes, destinada ao Ensino Médio. Os livros foram concebi- dos como instrumentos de apoio didático a professores e estudantes, para informar e guiar o estudo dos principais temas biológicos. Esta coleção de Biologia visa atender diversas opções de conteúdo adotadas pelos professores do Ensino Médio de todo o Brasil. A amplitude dos assuntos tratados, além de refletir o alentado arcabouço conceitual das ciências biológicas, procura contemplar assuntos tradicionalmente trabalhados pela maioria dos colegas de disciplina. Esperamos que cada professor possa utilizar a obra de acordo com seu projeto pedagógico, suas disponibilidades e seus recursos; nesse sentido, mais adiante há sugestões e ideias para cada capítulo do Livro do Aluno. Nossas principais metas, ao elaborar a obra, foram promover o inte- resse dos estudantes pelos temas biológicos fundamentais e integrar a visão científica ao seu cotidiano. Além disso, tentamos mostrar quanto as ciências biológicas têm sido importantes para a humanidade e o grande potencial para novas descobertas que se delineia neste século XXI. Comentaremos, mais adiante, alguns aspectos de propostas gover- namentais para a Biologia no Ensino Médio, publicadas nos documentos oficiais: PCNEM1, PCN12, Orientações Curriculares para o Ensino Médio3 e Matrizes de Referência do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM)4. Na sequência, apresentamos nossa obra didática e sugerimos manei- ras de utilizá-la em consonância às propostas oficiais, em muitos casos instrumentalizando-as. Apresentação 6 Em sua prática cotidiana, cada professor manifesta concepções de ensino e aprendi- zagem desenvolvidas em função de sua formação acadêmica, de suas leituras e de suas relações profissionais e sociais, entre outros fatores. É importante refletir continuamen- te sobre a relação entre a prática em sala de aula e os fundamentos teóricos do proces- so ensino-aprendizagem, adequando-os ao dinamismo do mundo contemporâneo. O Ministério da Educação e Cultura (MEC) tem feito diversas propostas no sentido de ajudar o professor a refletir sobre as concepções de ensino e aprendizagem no país. Esse tema é tratado resumidamente no item “Breve histórico” do documento PCN de 19975, que traz também um histórico da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDBEN - Lei No 9394/96), regulamentada em 1998 pelas Diretrizes do Conselho Nacional de Educação. A LDBEN “estabelece o Ensino Médio como a etapa conclusiva da educaçãobásica de toda a população estudantil e não mais somente como uma etapa preparatória de outra etapa escolar ou do exercício profissional”.5 Como consequência da nova lei, o Ensino Médio, cuja identidade até então oscilava entre uma visão simplesmente preparatória para o Ensino Superior e outra estritamen- te profissionalizante, passa a constituir a etapa conclusiva da Educação Básica; esta tem como objetivos “preparar para a vida, qualificar para a cidadania e capacitar para o aprendizado permanente, em eventual prosseguimento dos estudos ou diretamente no mundo do trabalho”.1 É importante destacar a contemporaneidade da lei e sua conformidade com movimentos educacionais de outros países, onde a formação básica é encarada não apenas como uma preparação para a Universidade ou para o mercado de trabalho, mas principalmente para o exercício pleno da cidadania em uma sociedade democrática. Como exemplo, pode-se citar o projeto estadunidense de reforma educacional lançado em 1985 pela Associação Americana para o Progresso da Ciência (Science for All Americans: Project 2061 — American Association for the Advancement of Science – Oxford University Press — Oxford — 1990)6 e cujo principal objetivo é a alfabetização científica da população daquele país. O projeto estadunidense define a pessoa cientificamente educada como aquela “que é consciente do fato de a ciência, a matemática e a tecnologia serem empreendimentos humanos interde- pendentes, com poderes e limitações; que compreende conceitos-chave e princípios das ciên- cias; que está familiarizada com o mundo natural e reconhece tanto sua diversidade quanto sua unidade; que utiliza o conhecimento científico e o modo de pensar científico com objetivos individuais e sociais”. Em conformidade com a Lei No 9394/96, o Ministério da Educação criou, em 1998, o Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM), com a finalidade de avaliar a aprendizagem dos estudantes em todo o país. Em 2009, a modificação do formato do exame — o novo ENEM — aproximou-o ainda mais das diretrizes curriculares nacionais. Além de estar afinado com as novas propostas dos PCN1 (veja a seguir), o novo ENEM valoriza conteúdos disciplina- res tradicionalmente praticados no Ensino Médio e possibilita utilizar os resultados desse exame na seleção de candidatos ao Ensino Superior. Em relação ao ensino da Biologia, as orientações contidas nos Parâmetros Curricula- res Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM)1, de 1999, foram complementadas no docu- mento PCN12, de 2002, que respondeu a críticas ao documento original, levantadas por muitos educadores. Em 2006, o MEC publicou um novo documento — Orientações Cur- riculares para o Ensino Médio3 —, elaborado a partir de discussões entre equipes téc- nicas do MEC, Secretarias de Educação, professores, estudantes da rede pública e re- presentantes da comunidade acadêmica. O objetivo dessas orientações é fornecer “um instrumento de apoio à reflexão do professor a ser utilizado em favor do aprendizado”.3 A Biologia no Ensino Médio: considerações sobre as propostas oficiais 7 Nesse novo documento, aparece a seguinte crítica em relação ao original de 1999: “... os PCNEM apresentam um diálogo que não aprofunda suficientemente suas principais questões junto aos professores; o texto perde-se em exercícios de reflexão que são pou- co efetivos quando aplicados em sala de aula. Embora o documento traga orientações gerais sobre os princípios norteadores da prática didática, faltam, na verdade, suges- tões e propostas ao professor do ‘como fazer’”.3 O documento de 2006 reconhece a contribuição do diálogo entre o professor e a es- cola na prática docente, como fica claro a seguir: “Os PCN+, propostos como orientações complementares aos PCNEM, apresentam um diálogo direto com os professores e os educadores, tornando menor a distância entre a proposição das ideias e sua execução. O texto reafirma seu compromisso com a necessidade de se articularem as competências gerais com os conhecimentos disciplinares e organiza de forma mais sistemática muitas das propostas pretendidas pelos PCNEM. Nesse sentido, o texto dos PCN+ representou um avanço, pois propõe sugestões de organização de cursos e de aulas, além de múlti- plas abordagens sobre os temas da disciplina. O documento apresenta aos professores exemplos de aplicação das propostas previstas nos Parâmetros, além de permitir a cria- ção de novas possibilidades, segundo o perfil do aluno, a realidade de cada escola e de seu projeto político-pedagógico”.3 Segundo as Orientações Curriculares para o Ensino Médio, “A escola, ao definir seu proje- to pedagógico, deve propiciar condições para que o educando possa conhecer os fundamen- tos básicos da investigação científica; reconhecer a ciência como uma atividade humana em constante transformação, fruto da conjunção de fatores históricos, sociais, políticos, eco- nômicos, culturais, religiosos e tecnológicos, e, portanto, não neutra; compreender e inter- pretar os impactos do desenvolvimento científico e tecnológico na sociedade e no ambiente. Trata-se, portanto, de capacitar o educando para interpretar fatos e fenômenos – naturais ou não – sob a óptica da ciência, mais especificamente da Biologia, para que, simultaneamente, adquira uma visão crítica que lhe permita tomar decisões usando sua instrução nessa área do conhecimento”.3 As orientações contidas nos documentos oficiais, ao contrário de menosprezar conteú- dos científicos específicos, como alguns chegaram a interpretar, ressaltam sua importân- cia para a compreensão do mundo natural e a formação da cidadania. O grande desafio dos professores de Biologia é utilizar conteúdos básicos da disciplina como meios para que o estudante desenvolva uma visão científica do mundo, conheça os fundamentos dos méto- dos científicos de investigação e compreenda a natureza do empreendimento científico. É hoje unânime a ideia de que a aprendizagem envolve a construção ativa de conhe- cimento por parte do estudante. Nessa visão, conhecimento não é algo que possa ser simplesmente transferido do professor para seus alunos, como se pensava anteriormente, e sim o produto da atividade intelectual do estudante, resultante do processamento das novas informações recebidas e de suas conexões aos conhecimentos já estabelecidos. O documento “Ciência na Escola: um direito de todos”7, da Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO), expressa essa linha de pensamento nos seguintes termos: “O aprendiz precisa tornar-se o principal protagonista na construção e na apropriação do conhecimento. [...] A escola deve propor atividades que envolvam os estu- dantes na aprendizagem, com temas de seu interesse e que tenham relevância social. [...] Em vez de um ensino descontextualizado, baseado na memorização pura e simples, podem ser introduzidas situações-problema para que os estudantes busquem soluções”. No item Sugestões de leitura didático-pedagógica, sugerimos algumas publicações que podem auxiliar o professor em sua prática cotidiana. 8 Características desta obra de Biologia em 3 volumes Organização geral A obra aborda três níveis de organização da vida, tratados em três volumes. Procuramos incorporar aos conceitos tradicionalmente tratados no Ensino Médio novidades da Biologia das últimas décadas, de modo a levar os estudantes a conhecer e acompanhar os grandes debates científicos da atualidade. O volume 1 apresenta o nível celular de organização da vida, relacionando-o, por um lado, com o nível das moléculas e, por outro, com o nível dos tecidos biológicos. Os principais assuntos tratados nesse volume são: a) características típicas do fenômeno vida e teorias atuais sobre a origem da vida em nosso planeta; b) estrutura e função nas células vivas (Biologia Celular) e organização celular dos tecidos animais (Histologia); c) aspectos gerais da reprodução e do desenvolvimento animal (Reprodução Humana e Embriologia). O volume 2 aborda a vida no níveldos organismos, estudando sua diversidade, anatomia e fisiologia. Os principais assuntos tratados nesse volume são: a) noções básicas de Siste- mática e classificação biológica; b) estudo sistemático dos principais representantes dos grandes reinos de seres vivos; c) anatomia e fisiologia de plantas e animais, com ênfase nas angiospermas e no organismo humano. O volume 3 trata de conceitos e processos mais diretamente relacionados com o nível populacional de organização dos seres vivos, estudando-o sob os pontos de vista da Ge- nética, da Biologia Evolutiva e da Ecologia. Os principais assuntos tratados nesse volume são: a) aspectos históricos e modernos da Genética, de Gregor Mendel até os recentes avanços no conhecimento genético e suas aplicações; b) aspectos históricos e modernos das teorias de evolução biológica, de Darwin à moderna teoria evolucionista, com destaque para a evolução da espécie humana; c) conceitos fundamentais de Ecologia e de Educação Ambiental. Organização dos capítulos Texto e imagens A linguagem empregada na obra procura aliar a precisão conceitual da comunicação científica à clareza didática. Em algumas situações, foi possível utilizar analogias e compa- rações, exemplificando com assuntos do cotidiano, de modo a tornar conceitos e fenôme- nos biológicos mais concretos para os estudantes. As imagens são fundamentais para a compreensão mais ampla dos assuntos e suas legendas complementam o texto básico. Além de fotografias, há esquemas com compara- ções didáticas e sínteses conceituais e, nesse caso, é importante levar os estudantes a perceber os elementos em diferentes escalas e em cores-fantasia. Ciência e cidadania em destaque Grande parte dos capítulos da obra contém um ou mais quadros denominados Ciência e cidadania, que destacam a presença das ciências naturais em nosso cotidiano e relacio- nam-se à cidadania. Esses quadros podem ser utilizados tanto durante o desenrolar do estudo do capítulo como servir de introdução ou fechamento dos temas tratados. Para auxiliar nesse aspecto, eles contam com um Guia de Leitura, roteiro que leva o estudante a explorar os assuntos apresentados. Mais adiante, comentamos aspectos pedagógicos importantes da utilização desses quadros. Atividades didáticas e avaliação Um ponto central na atividade de ensino-aprendizagem é a avaliação. No chamado “ensi- no tradicional”, a avaliação pautava-se, em geral, pela cobrança de conteúdos aprendidos muitas vezes de forma mecânica. O objetivo desse tipo de avaliação era puramente classifi- catório, ou seja, atribuir notas para classificar os estudantes e aprová-los ou reprová-los. 9 Em um ensino orientado por competências e habilidades, a avaliação vai muito além da simples atribuição de notas em exames que priorizam conteúdos. Nesse tipo de ensino, a avaliação deve levar em conta, além dos resultados das tarefas, também o processo de aprendizagem, ou seja, o caminho percorrido pelos estudantes na aquisição de novos conhecimentos, habilidades e competências. Essa forma ampla de avaliação serve tanto para acompanhar a construção de conhecimento pelo estudante como para orientar o professor na tomada de decisões, no decorrer do trabalho pedagógico. Ao discutir a questão da avaliação, os PCN+ consideram que “entre outras característi- cas, o processo de avaliação deve: • retratar o trabalho desenvolvido; • possibilitar observar, interpretar, comparar, relacionar, registrar, criar novas soluções usando diferentes linguagens; • constituir um momento de aprendizagem no que tange às competências de leitura e inter- pretação de textos; • privilegiar a reflexão, análise e solução de problemas; • possibilitar que os alunos conheçam o instrumento assim como os critérios de correção; • proporcionar o desenvolvimento da capacidade de avaliar e julgar, ao permitir que os alu- nos tomem parte de sua própria avaliação e da de seus colegas, privilegiando, para isso, os trabalhos coletivos”.2 O processo de avaliação deve ser contínuo, e não pontual. Além de avaliar o produto da aprendizagem, isto é, os resultados das tarefas realizadas, é importante também consi- derar o esforço do estudante na realização das tarefas, sua interação com o grupo de co- legas, seu grau de independência intelectual e seu progresso no decorrer das atividades, entre outros fatores. Ao avaliar esses múltiplos aspectos do processo de aprendizagem, o professor ob- terá subsídios para orientar seu próprio trabalho, verificando continuamente se os objetivos propostos estão sendo atingidos ou se há necessidade de adequar as estra- tégias didáticas. As formas de avaliação podem e devem ser variadas: a) provas com questões objetivas para verificar a apropriação de conceitos e de ligações válidas entre conceitos e fatos; b) questões dissertativas que demandem reflexão, análise, resolução de problemas e ar- gumentação lógica, tendo por base a rede conceitual desenvolvida; c) seminários para verificar a capacidade de defender ideias e pontos de vista com base no conhecimen- to adquirido; d) análise de situações-problema para avaliar a consolidação de conteúdos fundamentais e a capacidade de correlacionar teoria e prática; e) debates sobre temas polêmicos que possam permitir o desenvolvimento da consciência crítica, da capacidade argumentativa, da formação ética e de valores pessoais e sociais; entre outras. A avaliação deve ser orientada pelas habilidades e competências que se pretende de- senvolver e deve haver transparência nos critérios avaliativos; assim, além de versar sobre o que foi efetivamente trabalhado, a avaliação deve ter objetivos e critérios de correção claros para os estudantes. Nesta coleção, ao final de cada capítulo há dois módulos de atividades. O primeiro – Questões para pensar e discutir – permite ao estudante avaliar a aquisição de conceitos fundamentais, sua ligação com fatos e processos e a aplicação do conhecimento adquiri- do na solução de problemas. O segundo módulo – Vestibulares pelo Brasil – traz questões selecionadas de vestibulares e do ENEM, permitindo que o estudante se familiarize com o formato desses exames. Os quadros Ciência e cidadania permitem avaliar a aquisição de conhecimentos funda- mentais, a capacidade de utilizar diferentes códigos e o desenvolvimento da capacidade leitora. Esta pode ser avaliada também por meio da elaboração de “mapas de conceitos”, que são formas esquemáticas de representar o conhecimento sobre um tema. 10 Bibliografia, respostas e índice remissivo Após o último capítulo, cada volume tem, em sequência: a) respostas às questões do módulo Questões para pensar e discutir e às questões do módulo Vestibulares pelo Brasil; b) siglas de vestibulares; c) bibliografia; d) índice remissivo. Sugerimos estimular os estudantes a utilizar frequentemente o índice remissivo, tanto para localizar rapidamente assuntos no texto como para relacionar informações de diferen- tes temas. Isso pode ajudá-los a utilizar melhor obras de consulta de qualquer assunto. Sugestões de utilização dos capítulos da obra Com o objetivo de sistematizar e padronizar sugestões e comentários no Suplemento para o Professor, em todos os capítulos há a mesma sequência de itens. a) Apresentação resumida do capítulo. Permite que o professor informe-se rapidamente dos assuntos tratados em cada capítulo. b) Habilidades sugeridas. Tanto no livro do estudante quanto neste Suplemento, sugeri- mos diversas habilidades a serem desenvolvidas pelos estudantes; em cada capítulo, elas estão organizadas por seção. Modernas correntes pedagógicas elegem dois aspec- tos importantes a serem considerados no processo ensino-aprendizagem: competên- cias e habilidades. As primeiras referem-se a capacidades intelectuais, éticas e sociais que os estudantes devem adquirir ou implementar ao estudar os temas. As habilidades, por sua vez, são metas ou objetivos específicos a serem desenvolvidos, guiando o cami- nho para atingir as competências desejadas noprojeto pedagógico. c) Competências e habilidades do ENEM relativas ao capítulo. No Suplemento para o Professor, em cada capítulo, apresentamos as principais habilidades e competências utilizadas pelo ENEM como referência para sua avaliação. Vale a pena citar aqui os PCN+, onde se define competência como “um feixe ou uma articulação coerente de habilida- des. Tomando-as nessa perspectiva, observe-se que a relação entre umas e outras não é de hierarquia. Também não se trata de gradação, o que implicaria considerar habilidade como uma competência menor. Trata-se mais exatamente de abrangência, o que significa ver habilidade como uma competência específica. Como metáfora, poder-se-ia comparar competências e habilidades com as mãos e os dedos: as primeiras só fazem sentido quan- do associadas às últimas”.2 d) Adequando o capítulo ao projeto pedagógico. Um projeto pedagógico é um plano de ensino que elege competências, habilidades e estratégias a serem desenvolvidas ao longo de um curso; ao elaborar seu projeto, cada escola e cada professor têm dife- rentes preferências e defrontam-se com diferentes realidades. Assim, utilizar um livro didático dentro desses projetos não significa compromisso de esgotar completamente seu conteúdo, nem de seguir rigorosamente sua sequência de assuntos. Naturalmente, cada volume de nossa coleção divide-se em capítulos encadeados de acordo com prio- ridades ou pré-requisitos entre os assuntos tratados. Isso não impede, entretanto, que determinados temas sejam abordados mais resumidamente, ou mesmo postergados, a título de informação ou aprofundamento posterior. A razão de os conteúdos de cada volume serem relativamente extensos é que há diferen- tes preferências de assuntos entre os professores. Cabe a cada um selecionar, entre os ca- pítulos da obra e seus conteúdos, aqueles que são mais relevantes no projeto pedagógico. Neste item, “Adequando o capítulo ao projeto pedagógico”, discutimos algumas formas de trabalhar o conteúdo, enfatizando temas que julgamos essenciais e outros que poderiam ser tratados com menor destaque, se houver necessidade. Em relação aos conteúdos praticados no Ensino Médio, os PCN1 “reafirmam que os con- teúdos e as estratégias de aprendizagem devem propiciar o ensino por competências. Nesse sentido, […] o ensino da Biologia deve servir como ‘meio para ampliar a compreensão sobre a realidade, recurso graças ao qual os fenômenos biológicos podem ser percebidos e interpre- tados, instrumento para orientar decisões e intervenções’. (PCN1). 11 Reconhecendo que os principais temas biológicos referem-se à compreensão da vida na Terra, das consequências dos avanços tecnológicos e da intervenção humana, os PCN1 sin- tetizam, a título de referência, seis temas estruturadores: 1. interação entre os seres vivos; 2. qualidade de vida das populações humanas; 3. identidade dos seres vivos; 4. diversidade da vida; 5. transmissão da vida, ética e manipulação gênica; 6. origem e evolução da vida. [...]. Não se trata simplesmente de mudar o planejamento para que a ação pedagógica se enquadre nos temas estruturadores, e sim de utilizar esses temas biológicos como ins- trumentos para que a aprendizagem tenha significado, de forma que o aluno seja capaz de relacionar o que é apresentado na escola com a sua vida, a sua realidade e o seu cotidiano. Um professor que utilize o livro didático em suas aulas conta com uma sequência já orga- nizada de apresentação dos assuntos. Diante da proposta dos temas estruturadores, e con- siderando a sua realidade específica, as necessidades de seus alunos, as particularidades de sua escola e região, o professor pode selecionar os temas que são mais significativos e resolver como deverão ser trabalhados de modo a possibilitar situações de aprendizagem a partir das vivências dos alunos”.3 Ao iniciar uma seção do capítulo, sugerimos ao professor que converse com os estudan- tes e avalie seus conhecimentos prévios sobre o assunto, sejam concepções baseadas no senso comum, sejam conceitos aprendidos em ciclos escolares anteriores e que são pré-requisitos para a construção e o ancoramento de novos conhecimentos. Conversar sobre as habilidades a serem desenvolvidas e discutir as ideias que os estudantes têm a respeito dos temas tratados na seção são ações importantes para detectar os conceitos que exigirão mais discussões e explicações. A ideia de ligar o que se aprende na escola ao cotidiano aparece nos capítulos sempre que possível. Os estudantes geralmente se motivam quando percebem conexões entre fatos próximos à sua vida e conteúdos estudados na escola. Isso fica evidente no inte- resse que eles manifestam em conteúdos referentes a saúde, higiene, questões sobre reprodução, contracepção e DSTs, por exemplo. Assuntos veiculados pela imprensa podem ser utilizados como instrumentos de problematização de conteúdos. Jornais e revistas costumam ter seções especializadas em ciências naturais; é possível estabelecer, na sala de aula, uma rotina para acompanhar notícias de interesse científico, que podem ser apre- sentadas em um mural, por exemplo. Nesta obra, as relações das ciências da natureza com o cotidiano e com o exercício da cidadania são especialmente destacadas nos quadros Ciência e cidadania. Cada quadro aborda, em texto acompanhado de ilustrações, um assunto relacionado ao capítulo. Os parágrafos do texto dos quadros são numerados, em função das atividades propostas no Guia de Leitura; este tem como principal objetivo mostrar aos estudantes estratégias para o aprimoramento de sua capacidade leitora. É consenso entre os professores do Ensino Médio que muitos estudantes têm dificul- dade na leitura compreensiva dos textos escolares. Em geral, eles leem um texto rapida- mente, do início ao fim, com pouca reflexão sobre o que estão lendo. Ao final, na melhor das hipóteses, têm apenas uma compreensão desconexa das ideias centrais do texto. Em nossa experiência como professores, concluímos que essa é uma das principais razões de a leitura de um texto ser tão desestimulante para muitos estudantes: eles geralmente não compreendem bem o que leem e preferem esperar por uma aula expositiva, na esperança de que o professor lhes forneça as informações necessárias. 12 O Guia de Leitura dos quadros Ciência e cidadania se propõe a fazer uma “varredura fina” do texto, parágrafo por parágrafo, estimulando o estudante a descobrir as ideias principais, a utilizar conhecimentos prévios sobre o assunto, a emitir opiniões pessoais e a comparar informações de diversas fontes. Além disso, o Guia propõe aos estudantes a produção de textos, a organização de dados em forma de tabelas, desenhos ou gráficos, ajudando-os a sistematizar conhecimentos e a apresentá-los em diferentes linguagens. Esse tipo de ativi- dade possibilita instrumentalizar uma das propostas constantes nas Orientações Curricu- lares para o Ensino Médio: “Informar e informar-se, comunicar-se, expressar-se, argumentar logicamente, aceitar ou rejeitar argumentos, manifestar preferências, apontar contradições, fazer uso adequado de diferentes nomenclaturas, de diferentes códigos e de diferentes meios de comunicação, são competências gerais, recursos de todas as disciplinas. Por isso, devem desenvolver-se no aprendizado de cada uma delas.”3 Sugerimos que o professor elabore guias semelhantes aos utilizados nos quadros Ciên- cia e cidadania para orientar a leitura de outros textos, tanto do livro didático quanto de jornais e de revistas de divulgação científica. O mesmo pode ser feito pelos estudantes, ajudando-os, entre outras habilidades, a desenvolver sua capacidade leitora. A integração interdisciplinar é também uma importante estratégia de ensino. Por um lado, professores das diferentes disciplinas complementam informações, trocam ideias e desenvolvem o trabalho em equipe. Os estudantes percebem mais facilmen- te as relações entre diferentes fenômenos da natureza quando estudamos mesmos conceitos em diferentes disciplinas. Considere a possibilidade de integração interdis- ciplinar formal ou informal e, se possível, inclua no planejamento ao menos uma ativi- dade desse tipo. Neste Suplemento, sempre que possível, sugerimos possibilidades de integrar assuntos do capítulo a outras disciplinas. Os PCN1 apresentam uma argumen- tação interessante a respeito de interdisciplinaridade: “Quando na Biologia se fala em energia da célula, na Química, em energia da reação e, na Física, em energia da partícula, não basta que tenham a mesma grafia ou as mesmas unidades de medida. Os três temas são tratados em contextos tão distintos que o aluno não pode ser deixado solitário no esforço de ligar as ‘coisas diferentes’ designadas pela mesma palavra. [...] Alguns con- ceitos gerais das ciências, como os de unidades e de escalas, ou de transformação e de conservação, presentes de diferentes formas na Matemática, na Biologia, na Física e na Química, seriam muito mais facilmente compreendidos e generalizados se fossem objeto de um tratamento de caráter unificado, feito de comum acordo pelos professores da área. Com certeza, são diferentes as conotações destes conceitos nas distintas disci- plinas, mas uma interpretação unificada em uma tradução interdisciplinar enriqueceria a compreensão de cada uma das disciplinas”.2 Por fim, manifestamos nossa expectativa de que os comentários e as sugestões cons- tantes deste item do Suplemento auxiliem o professor em suas tarefas. e) Sugestões de atividades complementares. No Suplemento para o Professor, sugeri- mos a execução de atividades complementares, idealizadas para dinamizar o curso de Biologia e para motivar os estudantes. As atividades consistem de sugestões de pes- quisas, debates, simulações, teatralizações e aulas práticas, entre outras. Sempre que possível, verifique a possibilidade de executar as atividades complementares sugeridas ao fim de cada capítulo. Algumas atividades de laboratório requerem o uso de fogo, álcool, objetos cortantes, entre outros. Nesses casos, sugerimos que as atividades sejam feitas por você, professor, e observadas pela classe, evitando, assim, risco à integridade física dos alunos. ! 13 f) Leituras complementares para o professor. Selecionamos, para cada capítulo da obra, um ou mais artigos das seguintes revistas de divulgação científica publicadas em por- tuguês: Ciência Hoje, Scientific American Brasil e Genética na Escola. Os artigos sele- cionados podem ajudar o professor a ampliar temas tratados no capítulo e, eventual- mente, serem utilizados em atividades para os estudantes. Documentos citados 1 Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Brasília: MEC/Semtec, 1999. Dis- ponível em: portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/blegais.pdf (Acesso em: mar. 2010.) 2 PCN1 Ensino Médio: orientações curriculares complementares aos Parâmetros Curricu- lares Nacionais — Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: MEC/ Semtec, 2002. Disponível em: portal.mec.gov.br/index.php?option=com_content&view= article&id=12598:publicacoes&catid=195:seb-educacao-basica (Acesso em: mar. 2010.) 3 Orientações Curriculares para o Ensino Médio: Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Vol. 2 — Secretaria de Educação Básica. Brasília: MEC, 2006. Disponível em: portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/book_volume_02_internet.pdf (Acesso em: mar. 2010.) 4 Matriz de Referência para o ENEM 2009. MEC/INEP. Disponível em: portal.mec.gov.br/in- dex.php?option=com_docman&task=doc (Acesso em: mar. 2010.) 5 Parâmetros Curriculares Nacionais: introdução aos parâmetros curriculares nacionais. Brasília: MEC/SEF, 1997. Disponível em: portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/livro01.pdf (Acesso em: mar. 2010.) 6 Benchmarks for Science Literacy: Project 2061. American Association for the Advance- ment of Science. Oxford: Oxford University Press, 1993. 7 UNESCO – Ciência na Escola: um direito de todos. Disponível em: http://unesdoc.unesco. org/images/0014/001400/140099porb.pdf (Acesso em: mar. 2010.) 14 AUSUBEL, D. P.; NOVAk, J. D; HANESIAN, H. Psicologia Educacional. Rio de Janeiro: Interamericana, 1980. COLL, C. Psicologia da aprendizagem no Ensino Médio. Porto Alegre: Artmed, 2003. ; MARTIN, E.; MAURI, T. M. M.; ORNUBIA, J.; SOLÉ, I.; ZABALA, A. O Construtivismo na sala de aula. 6 ed. São Paulo: Ática, 2002. kRASILCHIk, M. Prática de ensino de Biologia. 4 ed. São Paulo: EDUSP, 2008. LUCkESI, C. C. Avaliação da aprendizagem escolar: estudos e proposições. 15 ed. São Paulo: Cortez, 2003. MOREIRA, M. A. Aprendizagem significativa. Brasília: Editora da UnB, 1999. . Aprendizagem significativa: da visão clássica à visão crítica, 2006. (Disponível em: <www. marcoantoniomoreira.com.br> Acesso em: mar. 2010.) MORIN, E. Os sete saberes necessários à educação do futuro. 4 ed. São Paulo: Cortez e UNESCO, 2004. NOVAk, J. D. Aprender, criar e utilizar o conhecimento. Mapas conceptuais como ferramentas de facilitação nas escolas e empresas. Lisboa: Plátano Universitária, 2000. ; GOwIN, D. B. Aprendendo a Aprender. Lisboa: Plátano Edições Técnicas, 1996. PERRENOUD, P. Dez novas competências para ensinar. Porto Alegre: ArtMed, 2000. . A prática reflexiva no ofício de professor: profissionalização e razão pedagógicas. Porto Alegre: Artmed, 2002. SANT’ANNA, I. M. Por que avaliar? Como avaliar? Critérios e instrumentos. 11 ed. Petrópolis: Vozes, 2005. wEISSMAN, H. (org.) Didática das Ciências Naturais: contribuições e reflexões. Porto Alegre: Artmed, 1998. ZABALA, A. A prática educativa: como ensinar. Porto Alegre: Artmed, 1998. . Enfoque globalizador e pensamento complexo: uma proposta para o currículo escolar. Porto Alegre: Artmed, 2002. Sugestões de leitura didático-pedagógica 15 destaques temáticos, objetivos de ensino e sugestões para este volume 16 Destaques temáticos, objetivos de ensino e sugestões para o volume 1 UNIDADE A A natureza da vida CAPÍTULO 1 Biologia: ciência e vida apresentação Compreender a natureza da ciência, seus alcan- ces e suas limitações auxilia os cidadãos a tomar decisões de interesse público. Este capítulo traz um breve histórico das ori- gens da Biologia como ciência e discute o proces- so de construção do conhecimento científico. Habilidades sugeridas seção 1.1 — A origem da Biologia e as bases do pensamento científico Compreender a ciência como uma realização hu-• mana voltada à aquisição de conhecimentos sobre a natureza, com poderes e limitações, e valorizar seu papel na sociedade contemporânea. Compreender o papel dos filósofos gregos na ori-• gem do modo científico de pensar e proceder. seção 1.2 — Procedimentos em ciência Familiarizar-se com conceitos e procedimen-• tos empregados pelos cientistas e perceber a possibilidade de aplicá-los em situações do cotidiano. Reconhecer os papéis da observação, da for-• mulação de hipóteses e da experimentação nos procedimentos científicos. distinguir fato, hipótese, lei e teoria.• Relacionar ciência e tecnologia.• seção 1.3 — Características dos seres vivos Estar informado sobre as dificuldades dos estu-• diosos em definir vida. Identificar e explicar as principais característi-• cas dos seres vivos: organização celular, meta- bolismo, reprodução e evolução biológica. seção 1.4 — Níveis de organização biológica Identificar diferentes níveis hierárquicos de orga-• nização do mundo vivo: biosfera, ecossistemas, comunidades biológicas, populações, organis- mos, tecidos, órgãos, células. competências e habilidades do enem relativas ao capítulo competência Compreender as ciências naturais e as tecno-• logias a elas associadas como construções hu- manas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. Habilidade Confrontar interpretações científicas com inter-• pretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. adequando o capítuloao projeto pedagógico Este capítulo foi idealizado para apresentar uma visão histórica coerente das origens da ciên- cia. Nesse sentido, fizemos na Seção 1.1 um breve apanhado histórico do pensamento racionalista e da revolução científica. dependendo de uma pos- sível integração com história ou Filosofia, esses assuntos podem ser desenvolvidos paralelamen- te e em momento oportuno, podendo o estudante consultar o texto do livro quando necessário. Su- gerimos apresentar conteúdos e habilidades re- lacionados a temas como racionalismo, Renasci- mento e revolução científica aos seus colegas das disciplinas de história ou Filosofia, verificando a possibilidade de integrar conteúdos e atividades interdisciplinares. Ganha-se tempo, assim, para trabalhar concen- tradamente a Seção 1.2, que trata dos procedimen- tos em ciência, tema central do capítulo. A Seção 1.3 pode ser trabalhada resumidamen- te, uma vez que todos os temas relacionados às características dos seres vivos serão retomados no decorrer de um curso de Biologia. Sugerimos não deixar de trabalhar os conteú- dos do quadro Ciência e cidadania, neste capítulo intitulado “Ciência e tecnologia”; note que o qua- dro está relacionado a habilidades e competên- cias relevantes. A importância da ciência em nos- sa vida, nos mais diferentes ramos de atividade, é explorada nesse quadro, que trata de relações entre ciência e tecnologia. Sugira aos estudan- tes que o leiam como atividade de casa, seguin- do o Guia de Leitura e respondendo às questões propostas. 17 Além de perceber a importância da ciência, ou- tra habilidade a ser desenvolvida é que o modo científico de proceder está ao alcance de todos nós. Nesse sentido, vale a pena explorar exemplos de procedimentos de descoberta como o do “bi- cho” de goiaba, apresentado no item 2 da Seção 1.2. Isso pode facilitar a aproximação dos estudan- tes ao pensamento científico. A popularização da ciência facilita encontrar ar- tigos sobre os mais diversos temas científicos e permite, por exemplo, a confecção de um “mural de ciências” na sala de aula. Os estudantes ficariam encarregados de pesquisar jornais e revistas à pro- cura de matérias de interesse. Outra possibilidade seria editar e produzir um pequeno jornal científi- co bimestral ou semestral. Essas atividades, além de ligar o currículo escolar aos acontecimentos do mundo, estimulam a leitura, a organização e a cria- tividade dos estudantes. A Seção 1.4 demanda relativamente pouco tem- po de trabalho e serve de apresentação aos futu- ros temas a serem desenvolvidos em Biologia. Reavalie, a todo o momento, as habilidades e competências propostas para o capítulo. Com me- nor carga horária ou imprevistos, concentre-se em habilidades menos específicas, desde que elas não sejam pré-requisito para habilidades e compe- tências mais gerais. sugestão de atividade complementar 1. debate: Teria existido vida em Marte? (p. 43) leituras complementares para o professor COuTINhO, F. A.; MARTINS, R. P. Uma ciência autônoma. Ciência Hoje, n. 188, nov. 2002, pp. 65-67. há 200 anos, o estudo dos seres vivos ganhou nome — Bio- logia — e com ele um status de ciência autônoma. A visão da Biologia, porém, é contestada pelos chamados reducio- nistas, segundo os quais todo fenômeno biológico poderia ser explicado pelos princípios da Física e da Química. GARROTE FILhO, M. S.; PENhA-SILVA, N. Uma abordagem termodinâmica da vida. Ciência Hoje, n. 221, nov. 2005, pp. 34-39. O surgimento de organismos cada vez mais complexos leva a uma aparente contradição: o aumento da va- riedade em estruturas e reações químicas requer um aumento do nível interno de organização, o que violaria o segundo princípio da termodinâmica, segundo o qual em qualquer sistema a desordem tende a aumentar com o tempo. Entretanto, essa aparente contradição pode ser solucionada, como mostra o artigo. GLEISER, M. Ciência e moralidade no século 21. Ciência Hoje, n. 206, jul. 2004, p. 21. Este artigo aborda o dilema ético entre aprofundar novas tecnologias, em particular nas áreas da genética e da nanotecnologia, e a proibição dessas novidades tecnológicas por parte de alguns governos. LACEy, h. Perspectivas éticas: o uso de OGMs na agricul- tura. Ciência Hoje, n. 203, abr. 2004, pp. 50-52. A utilização de organismos transgênicos, como geral- mente ocorre quando qualquer nova tecnologia é intro- duzida, suscita, inevitavelmente, questões éticas que precisam ser discutidas por toda a sociedade. LAJOLO, F. M. Alimentos transgênicos: riscos e benefícios. Ciência Hoje, n. 203, abr. 2004, pp. 36-37. A desconfiança em relação à segurança dos alimentos transgênicos é comum em diversos países, inclusive no Brasil, mas não se baseia em fatos. A discussão sobre o uso desses organismos deve levar em conta o conhecimento existente para proteger o ambiente e a população, mas sem inibir o desenvolvimento da ciência e da tecnologia. LEPSI, M. C. Semeando interdisciplinaridade: as ‘ideias- -vivas’ de Gregory Bateson. Ciência Hoje, n. 228, jul. 2006, pp. 16-21. O artigo discute as ideias do biólogo e antropólogo inglês Gregory Bateson (1904-1980), que têm muito a nos ensi- nar sobre o caminho que leva à interdisciplinaridade. OLIVEIRA, B. J. Discurso inaugural da ciência moderna. Ciência Hoje, n. 217 jul. 2005, pp. 71-73. O artigo celebra os 400 anos da publicação do livro O avanço do conhecimento, do filósofo e político inglês Francis Bacon, que lançou as bases para uma reforma radical do conhecimento visando o progresso social. (disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/revista-ch/ revista-ch-2005/217/memoria-discurso-inaugural-da- ciencia-moderna> Acesso em: mar. 2010.) SANTOS, C. M. d. Filosofia e ensino de ciências: uma con- vergência necessária. Ciência Hoje, n. 210, nov. 2004, pp. 59-61. O ensino de ciências é, em geral, prejudicado pela vi- são de que o conhecimento científico é um conjunto de invenções e descobertas individuais, profundas e imutáveis. Este artigo procura mostrar que é possível evitar essa imagem distorcida com a ajuda da história e da filosofia da ciência. apresentação Como a vida surgiu na Terra, o terceiro planeta do Sistema Solar? Esse é o tema principal des- te capítulo, em que apresentamos ideias cien- tíficas atuais sobre a origem da vida em nosso planeta. CAPÍTULO 2 Origem da vida na Terra 18 Habilidades sugeridas seção 2.1 — Abiogênese versus biogênese Conhecer a polêmica entre os defensores da • abiogênese e os defensores da biogênese, re- conhecendo a importância do debate de ideias como essas para o desenvolvimento da cultura humana. seção 2.2 — Teorias modernas sobre a origem da vida Conhecer, em linhas gerais, as condições reinantes • na Terra primitiva antes do surgimento da vida. Conhecer os principais passos que teriam leva-• do à origem dos primeiros seres vivos: formação de substâncias orgânicas precursoras, sua or- ganização em sistemas isolados e aparecimento da reprodução. Comparar as hipóteses heterotrófica e autotró-• fica para a origem da vida e justificar a tendên- cia atual de aceitar a hipótese autotrófica. seção 2.3 — Evolução e diversificação da vida Reconhecer a importância, na história da vida na • Terra, do aparecimento da célula eucariótica e da multicelularidade. Conhecer a ideia central da hipótese endossim-• biótica (ou hipótese simbiogênica) para a origem da célula eucariótica. competências e habilidades do enem relativas ao capítulo competência Compreender as ciências naturais e as tecno-• logias a elas associadas como construções hu- manas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. Habilidades Confrontar interpretações científicas com inter-• pretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. Compreender o papel da evolução na produção • de padrões, processos biológicos ou na organi- zação taxonômica dos seres vivos.adequando o capítulo ao projeto pedagógico É importante ressaltar como a busca do conhe- cimento científico tem levado a descobertas rele- vantes para a humanidade. As polêmicas sobre a origem dos microrganismos, por exemplo, abriram caminho para a tecnologia de preservação dos ali- mentos e para a compreensão, cura e prevenção de doenças microbianas. Essas aplicações tecnológicas da ciência apare- cem no primeiro quadro Ciência e cidadania: “Pes- quisas sobre geração espontânea levam a novas tecnologias”, que mostra duas tecnologias deriva- das de descobertas científicas: os enlatados e a pasteurização. No segundo quadro, “Caçadores de micróbios promovem avanços na Medicina”, o estudante pode acompanhar o duelo científico entre Pasteur e Koch que resultou em inúmeras tecnologias de impor- tância médica e sanitária para a humanidade. Em cada um desses quadros, o Guia de Leitura ajuda o estudante a refletir e a explorar aprofunda- damente os importantes temas tratados. As polêmicas atuais sobre a origem da vida despertam o interesse dos estudantes e são im- portantes para ajudar a desfazer a concepção dogmática e equivocada da infalibilidade da ciên- cia. Recentemente, um grupo de cientistas ligados às pesquisas espaciais norte-americanas tem su- gerido que o bombardeio da Terra por grandes cor- pos celestes devia ser muito intenso logo após a formação dos planetas. Segundo eles, a maior par- te da água e dos gases atmosféricos teria sido tra- zida à Terra por cometas, asteroides e meteoritos. Junto com eles, teriam vindo substâncias orgâni- cas precursoras da vida. Essa ideia, já sugerida em 1961 pelo bioquímico Juan Oró, sugere que a Terra teria sido “semeada” com substâncias precursoras da vida provenientes do espaço. Essas novas pos- sibilidades mostram que, em ciência, não há verda- des imutáveis e que o conhecimento está sendo continuamente construído e reconstruído. A Seção 2.1 apresenta a interessante polêmica entre os defensores da geração espontânea e os da biogênese, que abriu caminho para a questão da origem da vida na Terra. Em caso de carga horá- ria mais reduzida, uma possibilidade é desenvolver a Seção 2.1 como trabalho para casa; os estudan- tes fariam a leitura dos itens da seção e dos qua- dros Ciência e cidadania, respondendo às questões propostas nos Guias de Leitura. Essas questões e suas respostas seriam então discutidas em sala de aula. O foco central do capítulo é a Seção 2.2, cuja habilidade relacionada é: “Conhecer os principais passos que teriam levado à origem dos primeiros seres vivos: formação de substâncias orgânicas precursoras, sua organização em sistemas isola- dos e aparecimento da reprodução”. Em caso de carga horária reduzida, concentre-se nesses pas- sos e simplifique detalhes. 19 Outro aspecto que não pode deixar de ser trata- do é a comparação entre as hipóteses heterotrófi- ca e autotrófica para a origem da vida. Entretanto, poder-se-ia tratar mais resumidamente as origens da fotossíntese e da respiração. Esta seção oferece ainda a oportunidade de in- tegração com a disciplina de Física, para comple- mentar a questão das origens. Talvez seja possível integrar conteúdos e atividades interdisciplinares relacionados à origem do universo, à teoria do Big Bang, à origem de estrelas e de sistemas solares, entre eles o nosso. Isso reforçaria a integração interdisciplinar e, eventualmente, possibilitaria de- sonerar tempo a ser despendido com esses assun- tos “extradisciplinares”. A Seção 2.3 é interessante por mostrar que a vida é altamente interativa, desde suas origens. Vale a pena discutir, ainda que resumidamente, a hipótese endossimbiótica para a origem das célu- las eucarióticas. sugestões de atividades complementares 2. Pesquisa biográfica: Alguns estudiosos da ori- gem da vida (p. 46) 3. Pesquisa histórica: Religiões e origens (p. 46) 4. Atividade de laboratório: Simulando um expe- rimento que refuta a geração espontânea (p. 46) leituras complementares para o professor BRAdLEy, A. S. As raízes mais profundas da vida. Scientific American Brasil, n. 92, jan. 2010, pp. 42-47. Análises de fontes termais descobertas no leito marinho sugerem novas possibilidades para a evolução da vida. dALMASO, G. Z. L.; PAuLINO-LIMA, I. G.; LAGE, C. Astrobio- logia: por que uma vida solitária no planeta Terra? Ciência Hoje, n. 262, ago. 2009, pp. 34-39. O objeto de estudo da astrobiologia é investigar a existên- cia de vida em outros pontos do universo, além de estudar também a origem, a evolução, a distribuição e o futuro da vida na Terra. Este artigo mostra o que é astrobiologia e tenta compreender como a vida poderia surgir e interagir com o ambiente à sua volta e, talvez, expandir-se além de seu planeta de origem, seja ele qual for. RICARdO, A.; SZOSTAK, J. W. Origem da vida na Terra. Scien- tific American Brasil, n. 89, out. 2009, pp. 38-47. Novas pistas indicam como os primeiros organismos vivos podem ter surgido da matéria inanimada. RuMJANEK, F. DNA: motor ou freio? Ciência Hoje, n. 219, set. 2005, p. 19. O artigo propõe um retorno à época em que a célula viva surgiu na Terra. Em dado momento da evolução da célula, surgiu um replicador que se assemelhava, em maior ou menor grau, ao dNA que hoje conhecemos. O autor propõe a discussão de uma ideia polêmica: e se, ao invés de ser o motor principal da evolução, essa molécula fosse seu freio? RuMJANEK, F. Entrega em domicílio. Ciência Hoje, n. 220, out. 2005, p. 17. O artigo traz uma análise do autor sobre a síntese de moléculas orgânicas precursoras dos compostos que hoje integram a célula viva. São discutidos estudos do químico norte-americano Stanley Miller, inspirados na ideia do bioquímico russo Alexandr Oparin (1894-1980), de que as moléculas biológicas teriam sido formadas a partir de constituintes da atmosfera primitiva. SALZANO, F. M. Ciência ou criacionismo? Ciência Hoje, n. 215, maio 2005, pp. 28-32. As autoridades educacionais fluminenses optaram por adotar o ensino religioso confessional, em que um dos temas, o criacionismo, entra em choque com a teoria evolucionista da vida, aceita pela Biologia. Essa polêmica é abordada nesse artigo que mostra como a análise científica dos fenômenos naturais contraria visões de mundo baseadas em mitos, argumentando que o ensino dessas visões é prejudicial aos jovens. ShAPIRO, R. Uma origem mais simples da vida. Scientific American Brasil, n. 62, jul. 2007, pp. 36-43. É improvável que, nos primórdios da vida, tenham surgido moléculas grandes capazes de se autocopiar, como o RNA. Redes de pequenas moléculas, movidas por energia, têm melhores chances de terem sido as iniciadoras da vida. TEREMZI, h. Golpe fatal na geração espontânea. Ciência Hoje, n. 234, fev. 2007, pp. 58-59. O artigo comemora o aniversário de 150 anos da pu- blicação, pelo cientista Louis Pasteur (1822-1895), da descoberta de que organismos microscópicos participam da fermentação. Embora Pasteur seja mais lembrado pelo desenvolvimento da vacina antirrábica ou pelo processo de esterilização, a descrição da ação de microrganismos na fermentação foi certamente um feito notável que pôs fim às ideias equivocadas sobre geração espontânea. VARELA, M. E. Nossas raízes no espaço. Ciência Hoje, n. 251, ago. 2008, pp. 10-11. Teriam os elementos essenciais ao início da vida vindo do espaço? Novas análises de um meteorito conhecido pelos especialistas indicam que sim. (disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/revista-ch/ revista-ch-2008/251/nossas-raizes-no-espaco> Acesso em: mar. 2010.) WARMFLASh, d.; WEISS, B. Caminhos da origem da vida. Scientific American Brasil, n. 43, dez. 2005, pp. 32-39. Os astronautas podem não ser os únicos viajantes espaciais. O artigo discute como microrganismos ou moléculas pré-bióticas são capazes de “pegar carona” em meteoritos. 20 CAPÍTULO 3 Bases moleculares da vida apresentação A aplicação à Biologia dos conhecimentosadvin- dos da Química permitiu reconhecer que a organiza- ção e a fisiologia dos seres vivos são determinadas pelos átomos e moléculas que os constituem. Neste capítulo apresentamos a constituição molecular das principais substâncias que com- põem os seres vivos. Habilidades sugeridas seção 3.1 — A Química e a vida Reconhecer a existência de uma realidade invisível • aos olhos – o nível dos átomos e das moléculas – que pode ser investigado cientificamente e incor- porado às nossas visões e explicações de mundo. Compreender que os seres vivos são constituí-• dos por átomos de vários elementos químicos, organizados em diversos tipos de substâncias orgânicas, principalmente glicídios, lipídios, pro- teínas e ácidos nucleicos. seção 3.2 — A água e os sais minerais nos seres vivos Reconhecer e compreender os principais aspec-• tos da importância da água para a vida. Estar informado sobre os procedimentos que os • cidadãos podem adotar para evitar desperdício de água potável e assim preservar esse recurso natural. seção 3.3 — Glicídios Conhecer os glicídios quanto às suas caracterís-• ticas químicas principais (tipos de componentes, estrutura molecular etc.) e suas funções gerais nos seres vivos. seção 3.4 — Lipídios Conhecer os lipídios quanto às suas característi-• cas químicas principais (tipos de componentes, estrutura molecular etc.) e suas funções gerais nos seres vivos. seção 3.5 — Proteínas Conhecer as proteínas quanto às suas caracte-• rísticas químicas principais e suas funções ge- rais nos seres vivos. Reconhecer o papel de um grupo especial de • proteínas — as enzimas — como catalisadores biológicos. seção 3.6 — Vitaminas Caracterizar vitamina (substância orgânica es-• sencial) e reconhecer sua importância para nos- so organismo. Estar informado sobre os principais tipos de vita-• minas, suas fontes e consequências da carência vitamínica sobre o organismo (avitaminoses). seção 3.7 — Ácidos nucleicos Conhecer os ácidos nucleicos quanto às suas • características químicas principais (tipos de componentes, estrutura molecular etc.) e suas funções gerais nos seres vivos. competências e habilidades do enem relativas ao capítulo competência Entender métodos e procedimentos próprios • das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos. Habilidades Identificar etapas em processos de obtenção, • transformação, utilização ou reciclagem de re- cursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. Relacionar informações apresentadas em dife-• rentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou bioló- gicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica. Relacionar propriedades físicas, químicas ou bio-• lógicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. adequando o capítulo ao projeto pedagógico Em primeiro lugar, vale lembrar que o trabalho com conceitos relativos à Química é apenas uma “ponte” para desenvolver temas biológicos, e não um fim em si mesmo. Em outras palavras, não cabe ao professor de Biologia desenvolver e aprofundar conceitos de Química, e sim usá-los simplificada- mente para atingir a compreensão de conceitos biológicos. Em resumo, conhecer o nível dos átomos e moléculas que constituem os seres vivos fornece a base para entender a complexidade do fenômeno vida e seus níveis de organização. Pense nisso para ajustar o nível de detalhamento dos assuntos do capítulo à sua disponibilidade de tempo. 21 um dos pontos “nevrálgicos” da Biologia no Ensi- no Médio é relativo à composição química dos se- res vivos. Realmente é necessário que o estudante tenha certas noções básicas de Química para com- preender temas biológicos. Entretanto, o curso de Química geralmente só trata das substâncias or- gânicas, quando sobra tempo, no terceiro ano do Ensino Médio. O professor de Biologia acaba sendo obrigado a trabalhar antecipadamente, logo no primeiro ou no segundo bimestre, certos conceitos que a Química costuma desenvolver ao longo de todo o primeiro ano. Modelo atômico e ligações quími- cas, por exemplo, são quase sempre trabalhados em Química no segundo semestre. Além disso, são frequentes as críticas dos professores de Química quanto à falta de precisão ou divergência de con- ceitos utilizados por professores de Biologia. Essas dificuldades podem ser minimizadas com uma boa integração entre Química e Biologia. Afi- nal, é importante que os estudantes saibam que os átomos e as moléculas estudados em Química são os mesmos estudados em Biologia. Nossa su- gestão é que, durante o planejamento, os profes- sores de Biologia apresentem aos seus colegas de Química os conceitos que serão trabalhados e os objetivos que se espera atingir. É preciso discutir, também, a que nível de detalhamento se quer che- gar e quais são as melhores formas de abordar os assuntos. Talvez seja possível, por exemplo, que a Química antecipe alguns conceitos que serão usados em Biologia. Pergunte aos professores de Química quais as melhores maneiras de simplificar conceitos sem distorcê-los e sem prejudicar, pos- teriormente, seu aprendizado mais aprofundado na disciplina de Química. O estudo das substâncias que compõem os se- res vivos nos aproxima do mundo não-vivo e mos- tra nossa ligação com o passado da Terra. Afinal, somos descendentes de uma linhagem de mo- léculas que começou a surgir há quase 4 bilhões de anos. Esse ponto de vista traz, em essência, a ideia de que todo universo evolui e de que nossa espécie é parte integrante dessa evolução. Em cer- to sentido, somos uma continuidade do processo que teve início com o Big Bang. Em nossa opinião, é importante esse tipo de reflexão, que ultrapassa o conteúdo da ciência e leva a pensar sobre aspec- tos filosóficos da existência. Outro aspecto a ser ressaltado é como a busca do conhecimento científico tem levado a desco- bertas relevantes para a humanidade no campo da tecnologia. O desenvolvimento da Química Orgâni- ca e da Bioquímica tornou possível os sonhos dos antigos alquimistas: hoje se pode analisar e fabri- car praticamente qualquer substância da natureza ou mesmo criar substâncias antes inexistentes. O desenvolvimento da Biologia Molecular tem permi- tido compreender o intrincado jogo das moléculas inerente à atividade vital, o que está abrindo cami- nho para compreender e tratar inúmeras doenças. Alguns assuntos deste capítulo serão retoma- dos mais adiante em outros capítulos; por exem- plo, os lipídios que constituem as membranas, os glicídios utilizados como fonte de energia no me- tabolismo, e a estrutura e a síntese de proteínas e de ácidos nucleicos. dessa forma, pode-se optar por uma visão menos detalhada desses assuntos neste momento, se for o caso. É importante explorar as possibilidades de relação do capítulo com temas ligados à cidadania e ao coti- diano, nos quadros Ciência e cidadania. Lembre-se de que eles podem ser trabalhados pelos estudantes em casa, graças às orientações do Guia de Leitura. O quadro Ciência e cidadania “Água: um recurso cada vez mais precioso” apresenta dados interes- santes sobre o consumo de água nas residências e atitudes que todos os cidadãos conscientes po- dem assumir, contribuindo para a utilização racio- nal desse recurso em benefício da humanidade. Outros quadros que ligam ciência e cidadania são: “Colesterol e saúde”; “Malnutrição e subnutri- ção”; ‘“Teste do pezinho’ pode impedir manifesta- ção de doença grave”. Estimule os estudantes a utilizar o Guia de Leitu- ra do quadro que, além de orientar a leitura, propõe outras ligações do tema ao cotidiano das pessoas, com sugestões de reflexão e questionamentos im- portantes. sugestões de atividades complementares 5. Construção de modelos: O modelo da chave- -fechadura (p. 47) 6. Atividade prática: Trabalhando com gráficos (p. 47) 7. Atividadede laboratório: Medindo o ph de al- guns meios (p. 47) leituras complementares para o professor FASANO, A. Surpresas da doença celíaca. Scientific Ameri- can Brasil, n. 88, set. 2009. O estado de uma doença potencialmente fatal induzida por alimentos – a doença celíaca – levou à descoberta de um processo que pode tratar outros distúrbios autoimunes. 22 MECAWI, A. S.; REIS, L. C.; ROdRIGuES, J. A. A versatilidade do sal. Scientific American Brasil, n. 88, set. 2009, pp. 62-66. O sal é uma substância imprescindível ao equilíbrio das funções orgânicas, mas pode produzir efeitos danosos se consumido em excesso. Sua demanda natural já fez, no passado, com que o sal superasse o ouro em valor estratégico e como base para remunerar o trabalho, daí o termo “salário”. MIRANdA, M. T. M.; LOFFREdO, C. Um marco na bioquímica e na medicina. Ciência Hoje, n. 214, abr. 2005, pp. 75-77. Na década de 1940, o bioquímico inglês Frederick Sanger estava interessado em desenvolver um método para determinar com exatidão a sequência de aminoácidos de compostos peptídicos, problema crucial para o de- senvolvimento da química de proteínas e que até então não estava resolvido. Em 1955, a questão foi soluciona- da graças à engenhosidade de Sanger e à sua enorme capacidade de trabalho. MuSSATO, S. I.; FERNANdES, M.; MILAGRES, A. M. F. Enzimas: poderosa ferramenta na indústria. Ciência Hoje, n. 242, out. 2007, pp. 28-33. As enzimas, substâncias essenciais para promover e acelerar reações químicas no metabolismo de todos os seres vivos, passaram a ser cada vez mais usadas em indústrias de vários setores. O artigo discute a função dessas substâncias no preparo de alimentos, na produ- ção de medicamentos, cosméticos e celulose e até no desenvolvimento de biocombustíveis. POMIN, V. h.; MOuRãO, P. A. S. Carboidratos: o novo papel dos açúcares. Ciência Hoje, n. 233, dez. 2006, pp. 24-31. Os carboidratos estão presentes no açúcar, nas fibras de uma folha de papel e até na carapaça de um besouro. Essas substâncias também atuam como reservas de energia do corpo. O artigo mostra que, além dessas, os carboidratos têm outras importantes funções biológicas e podem ser usadas na medicina. um tipo de carboidrato extraído de ouriços-do-mar, por exemplo, tem proprieda- des que o apontam como substituto do anticoagulante heparina, um dos compostos naturais mais usados hoje como medicamento em todo o mundo. RAMOS, C. h. As “damas de companhia” das proteínas. Ciência Hoje, n. 244, dez. 2007, pp. 44-49. A correta atuação das proteínas em nosso organismo não depende apenas das instruções para sua síntese, contidas nos genes. Cada uma delas passa por um processo logo após sua formação – o “enovelamento” – em que ocorre a conformação espacial específica para determinada tarefa. Este artigo discute o papel desem- penhado nesse processo pelas chaperonas – moléculas que acompanham as proteínas recém-formadas e as ajudam a se enovelar na configuração correta. SANTOS, N. F.; BELTRAMINI, L. M. Células e moléculas ao alcan- ce das mãos. Ciência Hoje, n. 207, ago. 2004, pp. 56-59. Jogos, peças de armar e outros materiais facilitam o en- sino da Biologia Molecular. O artigo apresenta o projeto que desenvolveu peças para a construção de moléculas de ácidos nucleicos (dNA e RNA) e de proteínas. apresentação A invenção do microscópio mostrou que há grande semelhança entre os organismos, quando observados no nível microscópico: todos são cons- tituídos por células, minúsculos compartimentos onde ocorrem as reações fundamentais à vida. Neste capítulo apresentamos uma breve histó- ria da descoberta das células e do desenvolvimen- to de seu estudo, a Citologia. Habilidades sugeridas seção 4.1 — O mundo microscópico Reconhecer a existência de uma realidade • invisível aos olhos — o mundo microscópico — que pode ser investigado cientificamente e in- corporado às nossas visões e explicações do mundo. Conhecer alguns fatos históricos sobre a teoria • celular e compreender sua importância como unificadora dos conhecimentos de Biologia. Reconhecer que os vírus não são constituídos • de células (são acelulares) e compreender por que isso não enfraquece a teoria celular nem se opõe a ela. seção 4.2 — A célula observada ao microscópio óptico Conhecer os princípios básicos de funciona-• mento do microscópio óptico (fotônico) e es- tar informado sobre seu aumento, resolução e possibilidade ou não de realizar observações vitais. Conhecer os fundamentos das principais técni-• cas de preparação de materiais biológicos para observação ao microscópio óptico (técnicas ci- tológicas): observação vital, fixação, coloração, inclusão, corte e esmagamento. TAVERA-MENdOZA, L. E.; WhITE, J. h. Defesas celulares e a vitamina obtida do Sol. Scientific American Brasil, n. 67, dez. 2007, pp. 66-73. Estaria a deficiência da vitamina d colaborando para o avanço de doenças mais graves? O artigo apresenta como essa vitamina contribui para o fortalecimento dos ossos, entre outras funções. UNIDADE B Organização e processos celulares CAPÍTULO 4 A descoberta da célula viva 23 Conhecer as unidades de medida utilizadas em • microscopia (micrometro, nanometro e angs- trom), comparando-as entre si e com o metro. seção 4.3 — A célula observada ao microscópio eletrônico Conhecer os princípios básicos de funcionamen-• to dos microscópios eletrônicos de transmissão e de varredura e estar informado sobre seu au- mento, resolução e possibilidade ou não de rea- lizar observações vitais. Conhecer os fundamentos das principais técni-• cas de preparação de materiais biológicos para observação ao microscópio eletrônico: fixação, coloração eletrônica, inclusão e corte. seção 4.4 — Outros métodos para o estudo da célula Conhecer a importância do fracionamento celu-• lar e da radioautografia como métodos de estu- do das células. competências e habilidades do enem relativas ao capítulo competência Compreender as ciências naturais e as tecno-• logias a elas associadas como construções hu- manas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. Habilidade Interpretar modelos e experimentos para explicar • fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos. adequando o capítulo ao projeto pedagógico Cada um de nós é formado por trilhões de célu- las, pequenos mundos microscópicos onde ocor- rem as atividades vitais. A descoberta da célula e a elaboração da teoria celular ressaltam a unidade existente no mundo vivo e mostram que todos os seres vivos têm muito em comum. A ideia de que toda célula provém de uma célula preexistente nos leva a refletir sobre a continuidade temporal da vida, desde sua origem, evidenciando o parentes- co que temos com os primeiros seres vivos. Sem- pre que possível, leve os estudantes a interpretar fatos à luz da evolução biológica, que unifica e dá conjunto a toda a Biologia. Outro aspecto a ser enfatizado é como a busca do conhecimento científico leva a descobertas im- portantes para a humanidade. O estudo das células e de sua estrutura interna, por exemplo, tem permi- tido fantásticos avanços no campo da Biologia, da Bioquímica e da Medicina, possibilitando estudos, diagnósticos e tratamentos de inúmeras doenças. Para otimizar a carga horária disponível, quase sempre menor do que a desejada, é necessário aproveitar ao máximo a interação com os estudan- tes em sala de aula, incumbindo-os de se prepara- rem previamente, pela leitura selecionada de par- tes do capítulo. Por exemplo, a Seção 4.1 apresenta um breve histórico da Citologia, que poderia ser lido pelos estudantes em casa. A ênfase deve ser na te- oria celular, cuja importância deve ser debatida em sala de aula como fechamento da seção. Se houver laboratório de microscopia em sua escola, vale a pena levar os estudantes a conhecer o microscópio e realizar pelomenos uma prática com bons resultados, entre as quais se destaca a observação vital dos pelos estaminais da trapoe- raba. Se possível, oriente os estudantes a observar detalhadamente as principais técnicas de micros- copia apresentadas no livro, conversando com eles sobre o porquê de cada procedimento. A Seção 4.4, sobre outros métodos para estudo da célula, pode ser tratada de forma resumida ou ficar a cargo dos estudantes como aprofundamento. Pos- sivelmente muitos deles conhecem exames clínicos que se utilizam de isótopos radiativos, o que pode ser um ponto motivador para a leitura da seção. No estudo deste capítulo talvez seja possível contar com a colaboração dos professores de Fí- sica de sua escola para fornecer aos estudantes algumas noções básicas de óptica e de eletrônica relativas aos microscópios. Comente que pretende trabalhar em Biologia os conceitos de ampliação e resolução de imagens. Mesmo que não seja possí- vel integrar curricularmente os conteúdos, conver- sar sobre o planejamento e contar com a consul- toria dos colegas possibilita integrações informais e espontâneas, que também são importantes na aprendizagem. sugestões de atividades complementares 8. Pesquisa biográfica: Pioneiros da Citologia (p. 48) 9. Atividade de laboratório: Familiarizando-se com o microscópio (p. 48) 10. Atividade de laboratório: “Resolvendo” pon- tos em uma fotografia impressa (p. 48) 11. Atividade de laboratório: Observando as célu- las da cortiça (p. 48) 12. Atividade de laboratório: Observação vital (p. 48) 24 CAPÍTULO 5 Fronteiras da célula apresentação A célula viva é um mundo microscópico onde ocorre intensa atividade bioquímica; as fronteiras celulares são delimitadas por um finíssimo envol- tório: a membrana plasmática. Neste capítulo estudaremos a membrana celu- lar, que resguarda o interior da célula e seleciona criteriosamente tudo o que entra e sai, mantendo adequadas as condições celulares internas. Habilidades sugeridas seção 5.1 — Membrana plasmática Reconhecer que conhecimentos específicos, • como a estrutura e as propriedades das mem- branas biológicas, por exemplo, podem ser impor- tantes para o avanço da ciência e para o desen- volvimento de tecnologias úteis à humanidade. Conhecer a composição molecular básica da • membrana plasmática, compreendendo o signi- ficado do modelo do mosaico fluido que explica sua estrutura e propriedades. seção 5.2 — Permeabilidade celular Compreender os princípios físico-químicos que • regem a difusão e a osmose, aplicando-os para explicar processos que ocorrem em células vivas. Compreender como os processos de difusão • simples, difusão facilitada e transporte ativo contribuem para a entrada ou saída de substân- cias na célula. seção 5.3 — Endocitose e exocitose Compreender e esquematizar os processos de • endocitose (fagocitose e pinocitose) e de exoci- tose, respectivamente responsáveis pela entra- da e saída de partículas e substâncias na célula. seção 5.4 — Envoltórios externos à membrana plasmática Conhecer a constituição básica e as funções do • glicocálix de células animais e da parede celular de células vegetais. competências e habilidades do enem relativas ao capítulo competência Compreender as ciências naturais e as tecno-• logias a elas associadas como construções hu- manas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. Habilidade Interpretar modelos e experimentos para ex-• plicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas bio- lógicos. adequando o capítulo ao projeto pedagógico Neste capítulo são tratados assuntos relativa- mente especializados no âmbito da Biologia: os envoltórios celulares e sua permeabilidade. Como relacionar tais assuntos com o mundo cotidiano? Será que é realmente importante que os estudan- tes saibam assuntos como esses? Em primeiro lugar, discuta com seus alunos o enorme significado biológico da membrana que se- para a célula do meio externo. Sem um envoltório que impedisse que certas substâncias entrassem ou saíssem da célula, os primeiros seres vivos não teriam conseguido manter sua individualidade e seu meio interno equilibrado. Em outras palavras, é difícil imaginar a formação dos primeiros seres vivos sem pensar em seu isolamento do ambiente por uma membrana. É interessante discutir com os estudantes a complexidade molecular da membrana plasmática e como ela desempenha funções extremamente importantes na vida das células. Estimule os estu- dantes a analisarem detalhadamente as figuras da leituras complementares para o professor BRZOZOWSKI, J. A.; BOTELhO, J. F. Uma longa sequência de gerações. Ciência Hoje, n. 250, jul. 2008, pp. 83-85. uma célula só pode ser gerada por outra célula já exis- tente. Essa ideia, que hoje compõe a teoria celular, era apenas uma hipótese há 150 anos. O artigo relembra o trabalho do patologista alemão Rudolph Ludwig Karl Virchow (1821-1902), que, ao observar o desenvolvimen- to de células ao microscópio, confirmou a hipótese da origem das células pela reprodução celular. MESSIAS Jr., N. S. Não foi suficiente ver para crer. Ciência Hoje, n. 229, ago. 2006, p. 16. O artigo discute como limitações de ordem histórica e social podem explicar por que foi preciso esperar o século 19 para que surgisse a teoria celular. WALLAu, G. L.; ORTIZ, M. F.; RuBIN, P. M.; LORETO, E. L. S.; SEPEL, L. M. N. Construindo um microscópio, de baixo custo, que permite observações semelhantes às dos primeiros microscopistas. Genética na Escola, v. 3, n. 2, pp. 8-12, 2008. (disponível em: <http://www.geneticanaescola.com.br/ menuRevista.html> Acesso em: mar. 2010.) 25 Seção 5.1, que mostram o modelo de organização da membrana e suas funções. A Seção 5.2 trata da permeabilidade celular. É importante enfatizar: na osmose, a difusão de água através da membrana semipermeável ocor- re tanto da solução hipotônica para a hipertônica quanto no sentido inverso. A pressão de difusão da água, porém, é maior no sentido da solução hipotô- nica para a hipertônica. um questionamento frequente dos estudantes é sobre a energia envolvida no processo de osmo- se. A pressão desenvolvida nos sistemas osmóti- cos resulta diretamente da pressão de difusão da água, que, em última análise, é gerada pela ener- gia cinética inerente às partículas em solução. Ou seja, a própria energia térmica de agitação das partículas é a responsável pelo trabalho realizado em sistemas osmóticos. um aspecto a ser ressaltado, como já vimos, é que a compreensão de fenômenos básicos da vida não traz progressos apenas à ciência em si, mas também abre caminhos para a produção de tecnologias úteis, como é o caso da aplicação de princípios da difusão e da osmose à tecnologia médica, que tem permitido construir rins artifi- ciais e salvar a vida de pessoas que sofrem de doenças renais. Em geral, leva algum tempo para que os estu- dantes assimilem e operacionalizem o conceito de osmose. uma vez que esse assunto será retoma- do e aplicado em diversas situações ao longo do curso de Biologia, como, por exemplo, em fisiologia vegetal, no qual a osmose está associada aos pro- cessos de transporte de seiva pelos vasos condu- tores, à manutenção da forma da planta (esqueleto hidrostático) e à realização de movimentos, nossa sugestão é que o processo osmótico seja traba- lhado simplificadamente neste momento inicial, assim como difusão e transporte ativo, se houver limitações de carga horária. Quando trabalhar difusão e osmose, vale a pena tentar algum tipo de integração com a disciplina de Química, mesmo que não seja possível combinar temporalmente o desenvolvimento desses assun- tos. Para a Química do Ensino Médio, os conceitos de difusão e de osmose são talvez menos impor- tantes que para a Biologia. Consulte os professo- res de Química de sua escola sobre o momento do curso e o contexto em que eles tratam a osmose. Troque ideias
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