MODELO DIDÁTICO PARA ESTUDAR OS PROCESSOS EERGÉTICOS
FOTOSSÍTESE E RESPIRAÇÃO CELULAR: PROCESSOS EERGÉTICOS
FUDAMETAIS PARA A MAUTEÇÃO DA VIDA O PLAETA∗
José Ricardo Penteado Falco∗∗
Maria Lucia Mendonça Werneck∗∗∗
RESUMO
Este artigo relata o trabalho realizado durante o processo de implementação do
Projeto PDE na Escola. O Programa de Desenvolvimento Educacional – PDE proposto pela
Secretaria de Estado da Educação, apresenta-se como uma oportunidade para que os
professores da educação básica retornem às Universidades e conjuntamente com os
professores universitários repensem a sua prática pedagógica, atualizem conhecimentos e
elaborem estratégias para compartilhar suas novas ações com outros professores da rede por
meio de um processo de multiplicação. A implementação do Projeto aconteceu no Colégio
Estadual São Judas Tadeu – EFM, no município de Quinta do Sol, Núcleo Regional de
Campo Mourão. Foram desenvolvidas algumas ações com o objetivo de favorecer a
compreensão dos processos energéticos fundamentais para a manutenção da vida, de maneira
mais contextualizada. Durante a implementação foi realizada a montagem e aplicação de um
modelo didático para uma melhor abordagem dos processos energéticos, com mais ênfase
nos processos da Fotossíntese e Respiração Celular. O trabalho foi realizado em turmas de 7ª
e 8ª séries do Ensino Fundamental. Os resultados foram positivos, pois possibilitaram ao
aluno a oportunidade de vivenciar o conteúdo de maneira mais concreta e contextualizada.
Os alunos tiveram a oportunidade de trabalhar os processos da fotossíntese e da respiração
celular como processos complementares, onde o produto de uma reação é utilizado pela
outra. Vivenciando o papel de produtores e depois de consumidores, eles perceberam, após a
simulação das reações com o modelo didático proposto, que os animais dependem da
fotossíntese realizada pelos produtores para terem atendido, às suas necessidades energéticas;
e as plantas dependem do dióxido de carbono produzido pelos animais.
ABSTRACT
This article tells the work carried through during the process of implementation of
Project PDE in the School. The Program of Educational Development - PDE considered for
the State secretary of the Education, presents as a chance so that the professors of the basic
education return to the Universities and jointly with the university professors they rethink
pedagogical practical its, they bring up to date knowledge and they elaborate strategies to
share its new action with other professors of the net by means of a multiplication process.
The implementation of the Project happened in the State College Is Judas Tadeu - EFM, in
the city of Fifth of the Sun, Regional Nucleus of Mourão Field. Some actions with the
∗
Artigo Final apresentado como requisito para conclusão do PDE – Programa de Desenvolvimento
Educacional/SEED – Paraná.
∗∗
Professor Orientador IES – Universidade Estadual de Maringá – email: [email protected]
∗∗∗
Professor da Rede Estadual de Educação – SEED/Pr – Professor PDE 2008. email:
[email protected]
-
2
objective had been developed to favor the understanding of the basic energy processes for the
maintenance of the life, in contextualizada way more. During the implementation it was
carried through the assembly and application of a didactic model for one better boarding of
the energy processes, with more emphasis in the processes of the Photosyntheses and
Cellular Breath. The work was carried through in groups of 7ª and 8ª series of Basic Ensino.
The results had been positive, therefore they make possible to the pupil the chance to live
deeply the content in more concrete and contextualizada way. The students had the
opportunity to work the processes of the photosynthesis and of the cellular breathing as
complemental processes, where the product of a reaction is used by the other. Vivenciando
the paper of producers and after consumers, they noticed, after the simulation of the reactions
with the proposed didactic model, that the animals depend on the photosynthesis
accomplished by the producers for they have assisted, to its energy needs; and the plants
depend on the dióxido of carbon produced by the animals.
Palavras – chave: Processos energéticos. Fotossíntese.
Modelo didático.
Respiração Celular.
1. ITRODUÇÃO
Pretende-se com este trabalho, realizar um estudo mais aprofundado acerca do tema:
Vida e Energia, com o intuito de oferecer subsídios para o professor organizar sua prática
pedagógica de forma que o aluno adquira uma visão mais integrada dos processos de
transferência e energia que ocorrem nos ecossistemas.
Os alunos muitas vezes passam muito tempo aprendendo fórmulas e nomes de termos
e não conseguem relacionar os fenômenos que são fundamentais para a manutenção da vida
no planeta.
Muitos livros didáticos abordam os processos energéticos de maneira desvinculada,
sem relacioná-los como processos complementares e que acontecem em lugares distintos na
célula.
Este trabalho visa contribuir para a superação das dificuldades e problemas
encontrados na escola, visando à melhoria qualitativa do processo ensino aprendizagem nas
escolas públicas do Estado do Paraná.
O presente artigo descreve o trabalho realizado durante o processo de implementação
do Projeto PDE na Escola. Foram desenvolvidas algumas ações com o objetivo de favorecer
a compreensão dos processos energéticos fundamentais para a manutenção da vida, de
3
maneira mais contextualizada. Durante a implementação foi realizada a montagem e
aplicação de um modelo didático para uma melhor abordagem dos processos energéticos,
com mais ênfase nos processos da Fotossíntese e da Respiração Celular.
Segundo HANZEN e TREFIL (2005), “Todas as formas de vida são interligadas”.
Não existe nenhum organismo individual que viva em isolamento. Os animais dependem da
fotossíntese dos produtores para terem atendido, às suas necessidades energéticas; as plantas
dependem do dióxido de carbono liberado pelos animais, bem como do nitrogênio fixado
pelas bactérias em suas raízes; e, todos juntos, vegetais, animais e microorganismos, regulam
toda a biosfera e mantêm as condições propícias à preservação da vida (CAPRA, 2005).
Muitos ainda não compreendem a vida como sendo parte de um sistema ecológico. Os
conteúdos, em sua maioria, como vêm sendo trabalhados, na escola, têm a tendência de
centrar a atenção nos organismos individuais. Os processos biológicos, em alguns livros
didáticos, são tratados como acontecimentos isolados e descontextualizados.
Inicialmente, este artigo contará com uma breve revisão bibliográfica acerca do tema
em estudo, que são os processos energéticos fundamentais para a manutenção da vida. Em
seguida serão descritos os passos metodológicos para a montagem do modelo didático
construído pelas turmas em que o trabalho foi proposto. Finalmente, apresentará os
resultados obtidos com o desenvolvimento do trabalho em sala de aula.
2. VIDA E EERGIA
A Vida no Planeta depende quase que exclusivamente da energia proveniente da luz
solar. Uma característica do ser vivo é a capacidade de utilizar a energia para
seu
metabolismo. FALCO (2005), afirma que “o termo energia vem do grego – ‘energéia’ – e,
conforme a sua formulação, é quase sinônimo de trabalho”.
Todo ser vivo depende direta ou indiretamente desta energia para manter-se vivo.
FALCO (2005), diz que “essa energia é então utilizada na organização da célula, nos
processos de biossíntese (síntese de componentes celulares), e nas atividades metabólicas do
ser”. Essa energia é transferida entre os seres vivos, pelo consumo de matéria, através das
cadeias alimentares.
4
2.1. CARACTERÍSTICAS DOS SERES VIVOS
A maioria dos organismos vivos pode ser facilmente distinguida de materiais
inorgânicos, ou seja, sem vida. Essa distinção torna-se mais difícil em se tratando de formas
inferiores de vida. STORER (2003) cita seis características importantes dos seres vivos que
são utilizadas para distingui-los dos deres brutos: Metabolismo, crescimento, irritabilidade,
reprodução, forma e tamanho e composição química.
Interessa, neste momento, ater-se ao metabolismo, visto que neste processo, parte da
energia incorporada pelo organismo precisa ser transformada para poder ser aproveitada.
Neste processo, ocorre a liberação de energia e produção de outras moléculas.
Parte da energia liberada é transformada em calor e parte é utilizada para o
funcionamento do organismo permanecendo nas moléculas. STORER (2005, p. 6) afirma
que,
Importantes para o metabolismo são atividades comuns como a ingestão e a
digestão de alimentos; a assimilação, pelo corpo, dos alimentos digeridos; a
respiração, que é o processo de libertação de energia. Os seres brutos não
são capazes de desempenhar esses processos, absorvendo materiais
estranhos, transformando-os para produzir energia e eliminando os produtos
residuais de alimentos.
Energia, não se cria, se transforma. Os seres vivos não podem consumir ou usar a
energia, eles somente podem transformar uma modalidade de energia em outra
(LEHNINGER, 2006).
Através da matéria orgânica energizada, o metabolismo fornece matéria e energia
para que o organismo possa manter-se em constante atividade, mantendo-se vivo.
LEHNINGER (2006) afirma que, “os organismos vivos tem a capacidade de extrair e
transformar a energia de seu meio ambiente, a qual eles usam para construir e manter suas
intrincadas estruturas, a partir de materiais primários simples”. Esta é uma característica
exclusiva dos seres vivos. Uma rocha se desgasta com o tempo, mas os seres vivos têm a
capacidade de se recompor.
(...) as mesmas leis básicas que regem os sistemas não vivos, como motores
elétricos e automóveis, também regem todos os tipos de ecossistemas. A
diferença é que os sistemas vivos utilizam uma parte de sua energia
5
disponível internamente para autoconcerto e para a “expulsão” da
desordem, enquanto que as máquinas têm que ser consertadas e substituídas
com o uso de energia externa. (ODUM, 1988, p. 56).
2.2. FLUXO DE EERGIA E CICLO DE MATÉRIA DOS SERES VIVOS
Os seres vivos, produtores e consumidores, só têm condições favoráveis de
sobrevivência no habitat onde vivem quando conseguem obter a matéria energizada de que
necessitam.
Os consumidores obtêm matéria energizada através dos alimentos orgânicos, numa
seqüência em que um ser vivo serve de alimento para outro. Essa seqüência é chamada de
cadeia alimentar. AMABIS define cadeia alimentar como,
(...) a série linear de organismos pela qual flui a energia originalmente
captada pelos seres autotróficos fotossintetizantes e quimiossintetizantes..
Cada elo da cadeia, representado por um organismo, alimenta-se do
organismo que o precede e serve de alimento para o organismo que o
sucede”.. Cada componente da cadeia é denominado nível
trófico.(AMABIS,
ODUM (1988) afirma que “as cadeias alimentares não são seqüências isoladas; estão
interligadas. O padrão de interconexões amiúde denomina-se rede alimentar ou rede
trófica”. O conjunto de cadeias alimentares que interagem em um ecossistema recebe
também a denominação de teia alimentar.
Cada componente da cadeia alimentar consome, em suas próprias atividades, a maior
parte da energia adquirida com os alimentos. O consumidor transfere para o nível trófico
seguinte, apenas uma parcela da energia recebida, pois parte da energia foi consumida nas
atividades metabólicas do organismo. A energia, portanto, apresenta um fluxo decrescente ao
longo da cadeia alimentar (ODUM, 1988).
O comportamento da energia nos ecossistemas pode ser chamado
convenientemente de fluxo de energia, porque como já foi visto, as
transformações energéticas são de ‘sentido único’, em contraste com o
comportamento cíclico dos materiais. (ODUM, 1998, p. 57)
Lembrando que os produtores são os únicos organismos capazes de produzir
alimento, constituindo-se assim a “porta de entrada” da energia para o mundo vivo. Sendo
assim, o fluxo energético desenvolve um trajeto no sentido: produtores consumidores 6
decompositores. Além de decrescente, a energia tem sempre um fluxo unidirecional e,
conseqüentemente, acíclico. Ao passar do mundo vivo para o mundo físico, a energia flui
para o ambiente na forma de calor. A energia luminosa é a única modalidade de energia que
penetra nos produtores fotossintetizantes (ODUM, 1988).
A quantidade de energia acumulada em cada nível trófico da cadeia alimentar
apresenta um fluxo decrescente ao longo da cadeia, significando que, quanto mais distante
dos produtores estiver um determinado nível trófico, menor será a quantidade de energia útil
recebida, considerando a origem da energia recebida. Em média, considera-se que um nível
trófico de qualquer cadeia transfere apenas cerca de 10% da energia útil que recebeu. ODUM
(1988) afirma que “em cada transferência, uma proporção (muitas vezes até 80 ou 90 % ) da
energia potencial perde-se sob a forma de calor”. Tomando como exemplo uma cadeia:
capim => zebra => leão: a energia que veio do capim será menor no leão do que na zebra,
pois parte da energia foi consumida em seu metabolismo.
2.3. SERES PRODUTORES, COSUMIDORES AERÓBIOS, COSUMIDORES
AAERÓBIOS E DECOMPOSITORES
Os seres produtores são também denominados de seres autótrofos. Suas células têm a
capacidade de captar a energia solar e a transformam em energia química. Esta energia é
armazenada nas ligações químicas que ocorrem na síntese de compostos orgânicos que são
obtidos a partir de compostos inorgânicos, através de um processo chamado Fotossíntese.
Por serem a porta de entrada da energia no mundo vivo, os vegetais são considerados
componentes bióticos indispensáveis para a manutenção de vida de um ecossistema
independente (PAULINO, 2006).
Os seres consumidores, também denominados de seres heterótrofos, obtêm a energia
a partir de diferentes moléculas sintetizadas pelos seres autótrofos. A energia contida nestas
moléculas orgânicas é liberada principalmente pela combustão com o O2 da atmosfera,
durante um processo denominado Respiração Celular.
Alguns consumidores conseguem obter a energia necessária para realizar suas
atividades biológicas na ausência do Oxigênio. No processo de degradação da glicose, nos
7
seres aeróbios, o oxigênio desempenha um papel fundamental, conbinando-se com os
hidrogênios liberados, formando água, evitando assim, o processo de acidose da célula. Nos
organismos anaeróbios, outras moléculas funcionam como aceptoras dos hidrogênios, como
nitratos, sulfatos ou carbonos, evitando assim a acidose da célula. A degradação anaeróbia é
chamada de Fermentação (SOARES,1992).
Os consumidores são importantes para a manutenção do equilíbrio dos ecossistemas,
sendo que a eliminação de determinado grupo de consumidores de uma região pode, trazer
conseqüências sérias ao ecossistema.
Os organismos decompositores são consumidores que se alimentam de matéria morta
e excrementos. O seu papel num ecossistema é muito importante uma vez que transformam
as moléculas orgânicas de que se alimentam em minerais. Estes minerais são novamente
utilizáveis pelas plantas verdes, que sintetizam de novo matéria orgânica, fechando assim o
ciclo de utilização da matéria. Por este motivo são também considerados componentes
indispensáveis, por participarem diretamente da reciclagem da matéria na natureza.
2.4. FOTOSSÍTESE
A fotossíntese é um processo fundamental para a manutenção da vida na Terra. É o
principal processo de transformação de energia na biosfera. Um consumidor primário, ao se
alimentar de um produtor, utiliza parte das moléculas orgânicas componentes do
mesmo,produzidas graças à fotossíntese na sua constituição celular, enquanto outra parte das
moléculas adquiridas fornecem a energia necessária às suas funções vitais, como o
crescimento e a reprodução. No processo da Fotossíntese ocorre liberação de oxigênio para a
respiração celular do próprio organismo ou de outros.
Graças à clorofila contida nos cloroplastos, os vegetais verdes são capazes
de absorver a energia que a luz solar emite como fótons e transformá-la em
energia química. Esta energia se acumula nas ligações químicas entre os
carbonos das moléculas alimentícias formadas a partir do CO2 atmosférico.
(DE ROBERTIS & PONZIO, p.393).
A Fotossíntese acontece em duas etapas: fase luminosa e fase escura (fig.1). A
primeira depende diretamente da luz. A segunda ocorre mesmo na obscuridade.
8
Fig. 1 – Reações de Claro e Escuro. Fonte:www. biologiacesaresezar.editorasaraiva.com.br/nav.
(Adaptada por Lucia Mendonça)
Na primeira fase, ocorrem reações dependentes da luz, sendo conhecidas como
reações fotodependentes ou reações fotoquímicas.
Estas reações convertem a energia
luminosa em energia química, formando ATP a partir de ADP e reduzindo moléculas
transportadoras de elétrons, principalmente a coenzima NADP+ em NADPH. Nessa fase
também ocorrem a oxidação de água e liberação de O2 (fig. 2).
Fig.
2
.Representação
esquemática dos
biologiacesaresezar.editorasaraiva.com.br/nav...
fotossistemas
I
e
II.
Fonte:
9
A segunda etapa não depende diretamente da luz.
São denominadas reações
bioquímicas, pois nesta fase ocorre o consumo dos produtos da fase luminosa para a
conversão do CO2 em compostos orgânicos. (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2005). O CO2
chega às células fotossintetizantes através deaberturas reguladas, presentes nas folhas e
caules verdes, chamadas estômatos. Por difusão, atinge o estroma do cloroplasto, onde é
reduzido por meio de uma série de reações químicas conhecidas como ciclo de Calvin(Fig.
3).
Fig.
3.
Representação
do
Ciclo
de
Calvin.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?highlight=calvin&rid=cooper.figgrp.307
Fonte:
Ao final de uma série de reações são produzidas duas moléculas de gliceraldeído 3 –
fosfato (G3 – P). Esta molécula de 3 carbonos serve como precursora para a síntese de
diversas outras moléculas, como carboidratos, aminoácidos, metabólitos secundários como
látex e, até mesmo, a celulose. A partir dela a planta irá sintetizar principalmente a sacarose
(JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2005).
10
2.5.RESPIRAÇÃO CELULAR
É o processo que permite às células retirarem a energia acumulada nos compostos
orgânicos. Este processo ocorre na maioria dos organismos vegetais e animais e depende de
um tipo de organela citoplasmática denominada mitocôndria. O interior das mitocôndrias é
preenchido por um colóide chamado matriz mitocondrial.(SOARES, 1992)
Sob a ação de numerosas enzimas, que atuam numa seqüência
perfeitamente programada, a molécula orgânica deverá ser fragmentada em
outras moléculas cada vez menores, ‘exalando’ a energia nela contida. Essa
energia será, então, recolhida e acumulada em moléculas especiais de um
composto, o ATP, particularmente destinado a esse fim.(SOARES,
1992,p.175).
As células, porém não usam diretamente a energia liberada dos hidratos de
carbono e gorduras, mas se utilizam de um composto intermediário, a
adenosina-trifosfato (ATP), geralmente produzido graças à energia contida
nas moléculas de glicose e de ácidos graxos. (JUNQUEIRA e CARNEIRO ,
2005, p. 64)
O ATP tem duas ligações ricas em energia. Quando uma dessas ligações se rompe,
libera aproximadamente 10 quilocalorias por mol. Geralmente, apenas uma ligação é
rompida. (figura 4).
Fig.
4.
Estrutura
da
molécula
http://www.seara.ufc.br/donafifi/mitocondrias/atp.jpg
do
ATP.
Fonte:
11
A decomposição da glicose em água e gás carbônico que ocorre durante a respiração
celular rende 690 Kcal/mol. A queima da glicose libera uma quantidade certa de energia e
consome oxigênio, conforme a fórmula: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + EERGIA.
(JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2005)
A energia armazenada nas moléculas de glicose não pode ser extraída de uma só vez.
A oxidação direta da glicose pelo oxigênio acarretaria a liberação de considerável quantidade
de energia de uma só vez. E a célula não saberia aproveitá-la convenientemente. A maior
parte dessa energia perder-se-ia fatalmente para o ambiente. A degradação da glicose na
respiração celular ocorre em três etapas: glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa.
(AMABIS; MARTHO, 2004).
2.5.1. Glicólise
Glicólise (do grego glykos, açúcar e lysis, quebra) é o processo pelo qual uma
seqüência de 11 reações químicas catalisadas por enzimas do citosol, transformam
gradualmente
uma molécula de glicose, sem consumo de oxigênio, produzindo duas
moléculas de ácido pirúvico ou piruvato (C3 H4O3) e liberando duas moléculas de ATP(FIG.
5) (AMABIS; MARTHO, 2004).
2.5.2. Ciclo De Krebs
Este ciclo também é chamado de ciclo dos ácidos tricarboxílicos ou ciclo do ácido
cítrico (fig. 6), é uma seqüência de reações enzimáticas na qual ocorre a produção gradual de
elétrons e prótons. Os elétrons são captados por moléculas complexas como o NAD
(Nicotinamida-Adenina-Dinucleitídeo) e FAD (Flavina-Adenina-Dinucleotídeo) e os
citocromos, que funcionam como transportadores de elétrons. (JUNQUEIRA; CARNEIRO,
2005).
12
Fig. 5. Representação da Glicólise. Fonte: www.curlygirl.naturlink.pt/glicolise.jpg
O ácido pirúvico, após sofrer a ação de enzimas denominadas descarboxilases, perde
o CO2 e converte-se em aldeído acético. O aldeído acético combina-se com uma molécula
denominada coenzima A (CoA), originando a acetilcoenzima A (Acetil-CoA). Esta por sua
vez penetra na matriz mitocondrial, reage com o ácido oxalacético, surgindo uma molécula
chamada ácido cítrico. Essa molécula sofre uma série de desidrogenações (perdas de
hidrogênio) e descarboxilações (perdas de carbono) até originar uma nova molécula de ácido
oxalacético, fechando um ciclo de reações, que constituem o ciclo de Krebs. (Fig. 6). O
ácido oxalacético funciona como um reagente, pois é de sua reação com o acetil-CoA que
surge o ácido cítrico (PAULINO,1998) .
13
Fig. 6. Representação das reações envolvidas no Ciclo de Krebs. Fonte:
www.dbio.uevora.pt/.../imagens/biocelof65.jpg (Adaptada por Lucia Mendonça)
Pode-se observar que durante o ciclo de Krebs ocorre liberação de gás carbônico e
desidrogenações diversas. Os hidrogênios liberados são caturados pelos aceptores que podem
ser o NAD+ ou o FADH, que após a captura do hidrogênio formam o NADH e FADH2.
Durante o ciclo, cada molécula de acetil-CoA libera três moléculas de NADH, uma molécula
de FADH2 e energia suficiente para a síntese de uma molécula de ATP. Os átomos de
carbono da glicose são expelidos para o meio externo na forma de CO2 (PAULINO,1998). A
função principal do ciclo do ácido cítrico é, portanto, produzir elétrons com alta energia e
prótons. Seu rendimento energético é baixo. (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2005).
14
2.5.3. Cadeia Respiratória
Os hidrogênios retirados da glicose presentes nas moléculas de FADH2 e NADH
passam para uma cadeia de citocromos ( Fig. 7), proteínas transferidoras de elétrons que
possuem ferro em sua composição. Cada conjunto de transferidores de elétrons recebe o
nome de cadeia transportadora de elétrons ou cadeia respiratória.
Fig. 7. Representação das reações ocorridas na Cadeia
Respiratória. Fonte:
www.biologiacesaresezar.editorasaraiva.com.br/nav.(Adaptada por Lucia Mendonça)
À medida que os elétrons dos hidrogênios passam pela cadeia de citrocromos, liberam
energia gradativamente. No final da cadeia, os elétrons são recolhidos pelo oxigênio que se
reduz a O - -, que se combina com os íons H+ formando água. A falta de Oxigênio bloqueia o
transporte de elétrons ao longo da cadeia respiratória, provocando a morte da célula por
asfixia. Cada NADH permite a formação de 3 moléculas de ATP na cadeia respiratória e
cada FADH2 permite a formação de 2 moléculas de ATP. (SOARES, 1992).
15
Ao final de todo o processo de decomposição da molécula de glicose são formadas 40
moléculas de ATP. Porém, no início da reação foram consumidas duas moléculas de ATP,
tendo então, um saldo positivo de 38 moléculas de ATP.
3. PROCEDIMETOS METODOLOGICOS
O trabalho foi realizado nas turmas de 7ª e 8ª séries do Colégio Estadual São Judas
Tadeu – EFM, no município de Quinta do Sol, Núcleo Regional de Campo Mourão.
Foi produzido um caderno pedagógico para complementar o livro didático e
confecção de um modelo didático para trabalhar a Fotossíntese e Respiração
Celular.
Durante a implementação foi realizada a montagem e aplicação de um modelo
didático para uma melhor abordagem dos processos energéticos, com mais ênfase nos
processos da Fotossíntese e Respiração Celular.
Os Modelos foram confeccionados utilizando o material E.V.A ou cartolina, onde o
aluno pode representar cada átomo com cores diferentes.
Inicialmente trabalhou-se com os alunos a montagem de pequenas moléculas, para
simular pequenas reações químicas, conforme o exemplo a seguir:
1. Monte a molécula de 2H2 :
Fonte: Lucia Mendonça
2. Em seguida monte a molécula de O2 :
Fonte: Lucia Mendonça
16
3. Para representar a reação, misture todos os átomos e os reorganize montando duas
moléculas de H2O:
Fonte: Lucia Mendonça
Esta é a representação da reação que você simulou;
2H2 + O2
2H2
Na sétima série, estas atividades foram introduzidas durante o trabalho sobre os
alimentos. Para que o aluno compreenda melhor de onde vem a energia contida nos
alimentos, foi proposto o trabalho com os modelos didáticos para trabalhar os processos da
Fotossíntese e Respiração Celular.
Na oitava série, após o trabalho com as reações químicas, seguiram-se os estudos
sobre as diversas formas de energia. Para que os alunos pudessem entender de forma mais
contextualizada que energia, não se cria, se transforma e que os seres vivos não podem
consumir ou usar a energia, mas somente podem transformar uma modalidade de energia em
outra, foi proposto o trabalho com os modelos didáticos acima citados e descritos a seguir:
3.1.MODELO PARA TRABALHAR A FOTOSSÍTESE E RESPIRAÇÃO CELULAR
Material necessário: EVA ou cartolina, em cores diferentes recorte:
18 oxigênios (O),
6 carbonos (C) e
12 hidrogênios (H)
Tirinhas para representar as ligações
17
1. Monte 6 moléculas de CO2 :
Fonte: Lucia Mendonça
2. Monte 6 moléculas de H2O
Fonte: Lucia Mendonça
3. Para representar a reação, misture todos os átomos e os reoganize, montando:
a) A molécula de glicose (C6H12O6):
b) Com os átomos que sobraram, monte
6 moléculas de O2
Fonte: Lucia Mendonça
Fonte: Lucia Mendonça
Com esta atividade o aluno representa a reação da Fotossíntese: 6CO2
EERGIA C6H12O6 + 6H2O
+
6H2O +
Com o produto da fotossíntese, vamos representar a reação da Respiração Celular:
1. A molécula de glicose: (C6H12O6)
Fonte: Lucia Mendonça
2. Monte 6 moléculas de O2 :
Fonte: Lucia Mendonça
3. Para representar a reação, vá retirando as ligações que unem os carbonos
(simbolizando a “queima” da glicose dentro das células). Misture todos os átomos e os
reorganize, montando:
a) Após a liberação da energia, há uma
b) 6 moléculas de H2O
18
reorganização das moléculas, formando 6
moléculas de CO2
Fonte: Lucia Mendonça
Fonte: Lucia Mendonça
Com esta atividade o aluno representa a reação da Respiração Celular, reação que
ocorre nas células, para que haja a liberação da energia armazenada na matéria orgânica
energizada: C6H12O6 + 6O2 6CO2 +
6H2O + Energia
Agora com as moléculas de Gás Carbônico resultantes da Respiração Celular, você
pode novamente representar a reação da Fotossíntese. Lembrando-se que a água é consumida
pelo organismo.
2. Aproveite as 6 moléculas de CO2 ,
2. Monte 6 moléculas de H2O
resultantes da Respiração Celular
3.
:
Fonte: Lucia Mendonça
Fonte: Lucia Mendonça
3. Para representar a reação, misture todos os átomos e os reoganize, montando:
c) A molécula de glicose (C6H12O6):
d) Com os átomos que sobraram, monte
6 moléculas de O2
Fonte: Lucia Mendonça
Fonte: Lucia Mendonça
19
Com esta atividade, o aluno representou novamente a reação da Fotossíntese e pode
visualizar os ciclos da matéria e perceber o fluxo de energia que ocorre com os processos
alimentares (fotossíntese e respiração celular)..
Antes da elaboração e das atividades com o material didático, foi trabalhado a
fundamentação teórica utilizando o caderno produzido para complementar o livro didático.
Foram também realizadas atividades práticas de laboratório e elaborado um pequeno roteiro
com slides e vídeos complementares ao assunto.
4. COSIDERAÇÕES
Com este conjunto de atividades os alunos tiveram a oportunidade de trabalhar os
processos da fotossíntese e da respiração celular como processos complementares, onde o
produto de uma reação é utilizado pela outra. Vivenciando o papel de produtores e depois de
consumidores, eles perceberam, após a simulação das reações com o modelo didático
proposto, que os animais dependem da fotossíntese realizada pelos produtores para terem
atendido, às suas necessidades energéticas; e as plantas dependem do dióxido de carbono
produzido pelos animais.
A respiração celular e a fotossíntese são reações químicas inversas, em que os
reagentes de uma correspondem ao produto da outra, mas não são processos antagônicos.
Essas reações ocorrem em diferentes organelas das células e na maioria das vezes em células
distintas.
6. COCLUSÃO
A elaboração de modelos didáticos buscou promover uma aprendizagem mais
significativa e contextualizada, proporcionando aos alunos momentos de reflexão e também
de criação, visto que os mesmos produziram seu próprio material de trabalho. Além de
contribuir para a melhoria da qualidade da aprendizagem. A proposta de trabalho utilizando
um modelo didático proporcionou aos alunos um ensino de ciências de forma mais atraente e
significativa.
20
Os conteúdos, em sua maioria, como vêm sendo trabalhados na escola, tem a
tendência de centrar a atenção nos organismos individuais. Os processos biológicos, em
alguns livros didáticos são tratados como acontecimentos isolados e descontextualizados.
Este trabalho teve como foco principal a abordagem dos assuntos Fotossíntese e
Respiração Celular, procurando estabelecer relações entre ambos os processos,
possibilitando ao aluno uma visão mais integrada dos processos energéticos que são
fundamentais para a manutenção da vida.
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7. REFERÊCIAS
AMABIS, J. M; MARTHO. R. Biologia: Biologia das células. 2 ed. São Paulo: Moderna,
2004
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PARANÁ/SEED. Programa de Desenvolvimento Educacional – PDE. (Síntese). Faxinal
do Céu. 2008
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modelo didtico para estudar os processos energticos