FOTOSSÍNTESE Por que estudar Biologia? Por que estudar Química? Então por que não estudar as duas ao mesmo tempo? Nesse material, iremos apresentar sugestões envolvendo esses dois componentes em uma mesma atividade. Esperamos dessa forma oportunizar que os alunos se relacionem adequadamente com a natureza, com seu corpo, com o planeta e com a cultura contemporânea; esperamos ainda, que eles se familiarizem com a metodologia científica, fortalecendo uma atitude critica e racional frente às situações, o que é fundamental para cidadãos capazes de tomar suas próprias decisões. Dando início a essa nova metodologia envolvendo os dois componentes, sugerimos como 1ª atividade, uma experiência envolvendo as aulas 12 de Química, e 16 e 26 de Biologia. Nessas três aulas é abordado o tema Fotossíntese, sendo que na aula 12 de Química, a ênfase maior é dada nas substâncias e energia que participam desse processo. Em Biologia é mostrado como essas substâncias, na presença da luz, são capazes de sintetizar a glicose e liberar oxigênio, e como esse processo é fundamental para a vida de todos os seres vivos. Já em Química a ênfase dar-se-á na possibilidade de se transformar o gás carbônico em glicose, e a água em oxigênio. atividade_01_biologia e quimica_ok.pmd 1 Nas três aulas mencionam-se também que as plantas são muito importantes para a vida, pois são elas que produzem o oxigênio do ar. Nessa atividade pretendemos proporcionar aos alunos um momento de análise e reflexão da importância da fotossíntese, e como os conceitos químicos e biológicos podem favorecer um entendimento mais amplo desse processo. BIOLOGIA E QUÍMICA CARO MONITOR ATIVIDADE 1 Como sugestão, é possível articular junto aos alunos a montagem de um aquário, com o objetivo de observarem as diversas transformações que nele ocorrem. Salientamos, ainda, a necessidade de vocês se organizarem quanto à aquisição dos materiais para a realização dessa atividade com antecedência. Mas, lembre-se: É importante que os alunos estejam sempre de posse dos livros de Biologia e Química como instrumento precioso de pesquisa. Como vamos fazer isso? Vamos começar retomando os conceitos de substâncias simples e composta da aula 12 de Química, que irá colaborar no entendimento do esquema da Fotossíntese, abordado na aula 16 de Biologia, página 119. Observe também que relembraremos como ocorre o processo de quebra da molécula de água, formação do NADPH e formação do ATP da aula 26 de Biologia. Para revisar essas aulas é interessante, antes da montagem da experiência, que os alunos tenham em mãos o material que vem após a orientação para o monitor. Nossa sugestão é que esse trabalho seja realizado em grupo. 5/3/2007, 16:00 1 Depois da resolução e discussão das atividades é hora de montar a experiência. Nossa idéia de montar um aquário surgiu pelas diversas possibilidades de observações que esse sistema oferece. Os alunos precisam estar atentos desde a montagem. A água que será utilizada precisa ser de poço ou vendida como mineral, pois o cloro, presente na água tratada, pode matar os peixes e as algas. Caso optem pela água de torneira, procurem deixá-la em um recipiente por 2 semanas mexendo por três vezes ao dia para que o cloro evapore, ou adicione pastilhas vendidas em pet shops que neutralizam o cloro, deixando-a em condições para experiência. Dando continuidade, coloque o peixe e as algas. Quando forem comprá-los peça ajuda, pois as espécies que irão comprar, dependerão do tamanho do aquário. Não podemos esquecer de proporcionar um espaço para colocar os aquários com iluminação adequada, para as algas se desenvolverem. Vale ressaltar que a única luz sob a qual os vegetais não podem viver é a luz verde. Se colocarmos plantas num local iluminado somente com essa cor, elas definham e morrem. Isso acontece exatamente por elas serem verdes, porque refletem a luz com essa cor. A energia que a planta absorve, e com a qual realiza o processo de fotossíntese, é exatamente a que corresponde a todas as outras cores menos a verde. A luz verde é refletida pela clorofila do vegetal e, portanto, não participa da fotossíntese. Com o aquário montado Para facilitar nossa atividade, sugerimos que o primeiro passo seja a resolução da palavra cruzada sugerida no material a seguir, pois acreditamos que irá colaborar no sentido de revisar os conteúdos que já foram vistos nas aulas 12 de Química, 16 e 26 de Biologia, todas sobre fotossíntese. O objetivo dessa atividade não se restringe apenas à revisão de conteúdos, mas principalmente que os alunos comecem a perceber o quanto a Biologia e a Química estão ligadas. Após esse exercício, podemos convidar os alunos para montagem do aquário. Na tentativa de auxiliá-los disponibilizaremos no material do aluno duas tabelas que podem auxiliar no registro das ações e observações realizadas, diariamente. A partir daí, convide os alunos a responderem e refletirem sobre as questões proposta na página 6. Lembre-se, o gabarito apresentado no final irá auxiliá-lo na discussão com os alunos. Procure, nesse momento, questioná-los se nessa primeira proposta envolvendo os dois componentes, eles conseguem separar a Biologia da Química nas atividades que estão realizando. Agora é sua vez! 2 atividade_01_biologia e quimica_ok.pmd 2 5/3/2007, 16:00 FOTOSSÍNTESE 11. Gases produzidos pela decomposição da água. CARO MONITOR Bom trabalho! Essa será a nossa primeira atividade, envolvendo os componentes de Biologia e Química, que irá contemplar as aulas 16 e 26 de Biologia e a aula 12 de Química. Não se preocupem, pois essa união só irá colaborar com a aprendizagem de vocês e proporcionar muitos momentos de descoberta, discussão e reflexão. Para revisar alguns conteúdos que já foram vistos nessas aulas, que tal resolver essa cruzadinha? Então vamos lá! Horizontais 2. Substâncias que podem transformadas em outras substâncias. ser 4. Processo pelo qual o carbono fica dando voltas na natureza, passando dos compostos orgânicos para o gás carbônico do ar. 5. Seres como as plantas que produzem seus próprios alimentos. 13. Líquido incolor que é retirado pelas raízes e sobe como seiva até as folhas. 15. Principal fonte da luz utilizada no processo da fotossíntese. 16. Gás indispensável à vida que é liberado pelas plantas verdes. BIOLOGIA E QUÍMICA ATIVIDADE 1 17. Combustíveis fósseis, utilizados pelo homem como fonte de energia, que nunca teriam existido sem a fotossíntese das plantas que viveram em outras eras. 18. Única luz, sob a qual os vegetais não podem viver, porque ela não participa da fotossíntese. 19. Substância composta, presente no ar, que é assimilada pelas plantas no processo fotossintético. Verticais 1. Rocha formada principalmente por carbonato de cálcio. 3. Composto orgânico, de cor verde, que absorve parte da energia luminosa que permite a fotossíntese. 7. Com o desenvolvimento tecnológico, mais e mais carbono é jogado no ar. Graças às plantas não ocorre o agravamento de um tipo de poluição que eleva a temperatura média do planeta. 5. Mistura homogênea de vários gases. 9. Substâncias simples produzidas pela decomposição do gás carbônico. 12. Estruturas presentes nas células dos seres vivos fotossintetizantes. 10. Fase clara da fotossíntese que consiste na incidência da luz solar sobre a clorofila. 14. Principal açúcar produzido pela fotossíntese. 6. Substâncias que não podem ser transformadas em outras substâncias. 8. Forma de energia acumulada na glicose. 3 atividade_01_biologia e quimica_ok.pmd 3 5/3/2007, 16:00 Agora que já refletimos e revisamos as aulas de Biologia e Química que tratam da Fotossínse, vamos a montagem dos aquários. Montagem dos aquários No aquário (1) colocar água de poço ou mineral, algas e no máximo 2 peixes Fig. 1 Para essa 1ª atividade existe a necessidade de providenciar para o dia apresentado em calendário o seguinte: • • • • • • 2 aquários ou duas tigelas transparentes água de poço ou mineral algas de água doce peixes ração leite 4 atividade_01_biologia e quimica_ok.pmd 4 5/3/2007, 16:00 FOTOSSÍNTESE No aquário (2) colocar água de poço ou mineral e no máximo 2 peixes BIOLOGIA E QUÍMICA ATIVIDADE 1 Fig. 2 Observação: Alimentar os peixes dos aquários com ração própria para a espécie, uma vez ao dia. Após a morte do peixe do aquário 2, acrescentar na alimentação do peixe do aquário 1 uma gota de leite. Tabelas para os registros diários Data Alimentação Modificações Observadas Desenvolvimento dos seres vivos Data Alimentação Modificações Observadas Desenvolvimento dos seres vivos AQUÁRIO 1 AQUÁRIO 2 5 atividade_01_biologia e quimica_ok.pmd 5 5/3/2007, 16:00 Para um bom aproveitamento vamos conhecer um pouco sobre as algas. 1 Qual a importância da Fotossíntese para vida dos seres vivos? A maioria das algas é fotossintetizante, isto é, capaz de produzir as substâncias que lhe servem de alimento. Ainda que muitas delas sejam pequenas e invisíveis, sem auxílio de microscópio, as algas respondem pela maior parte da fotossíntese realizada no planeta. Todos os seres que habitam mares, lagos e rios dependem do alimento produzido pelas algas na fotossíntese. Como seres fotossintetizantes, as algas são as principais responsáveis pela manutenção da quantidade de gás oxigênio existente na atmosfera. Além disso, as algas também são importantes fontes de alimento e de matérias para indústria. As algas verdes e pardas são consumidas na alimentação de muitos povos e contribuem como fonte de sais minerais e vitaminas. Das algas extraem-se fertilizantes e diversas substâncias empregadas na indústria: espessantes – usados na produção de alimentos, tecidos, cosméticos, agentes antisecantes de pães, gelatinas e sobremesas instantâneas, em laboratórios de bioquímica e de biologia; usados em dentifrícios e no polimento de metais. Agora refletindo sobre tudo que lemos 2 Qual a relação que existe entre as algas do aquário e os peixes? 3 Em sua opinião o que irá acontecer com os peixes dos aquários 1 e 2? Por que? 4 Com base nas aulas 12 de Química e 16 de Biologia, a partir da relação que existe entre esses dois componentes, responda: na sua opinião o que são as bolhas de ar presentes no aquário 1? 5 Tente discutir com seus colegas o que irá acontecer com os peixes do aquário que receberam uma gota de leite. Que conclusão vocês chegaram? Retome a essa questão após concluírem a experiência. Observamos durante a montagem dos aquários, vamos responder às seguintes questões: 6 atividade_01_biologia e quimica_ok.pmd 6 5/3/2007, 16:00 FOTOSSÍNTESE 1 Esperamos que nosso aluno saiba responder que a fotossíntese é importantíssima para o homem. É na fotossíntese, realizada pelas plantas, que ocorre o primeiro e principal processo de transformação de energia no ambiente terrestre. Ao ingerirmos o alimento proveniente das plantas, parte das substâncias entram na constituição celular e outra parte fornece a energia necessária às nossas atividades como o crescimento, a reprodução, etc. Ex: O petróleo e o carvão, utilizados pelo homem como fonte de energia, nunca teriam existido sem a fotossíntese de plantas que viveram em outras eras. 4 As algas fazem fotossíntese absorvendo o gás carbônico e a água e eliminado o oxigênio. A quantidade de oxigênio produzida rapidamente satura a água. Não havendo mais espaço na água, a sobra será eliminada sob a forma de bolhas que sobem e vão para o ar. BIOLOGIA E QUÍMICA GABARITO DAS QUESTÕES ATIVIDADE 1 5 Os peixes do aquário 1 irão viver por um período maior , desde que em condições favoráveis de luz e alimentação. Mas a partir do momento que introduzirmos na sua alimentação uma gota de leite, acontecerá o seguinte: a presença de leite propiciará a rápida reprodução de microorganismos, que encontrarão condições favoráveis para o seu desenvolvimento, provocando um desequilibro nesse ambiente, levando os peixes à morte. 2 Nesse momento os alunos chegam à conclusão de que todos os peixes dependem do alimento produzido pelas algas na fotossíntese. 3 Os peixes do aquário 2 irão morrer primeiro, pois não possuindo algas a quantidade de oxigênio dissolvido na água não será suficiente para os peixes. A ração e os dejetos eliminados pelos peixes contribuem para o desenvolvimento e multiplicação de bactérias aeróbicas que concorrem com os peixes na demanda de oxigênio. Sem as algas para repô-lo, os peixes vão buscar no ar esse oxigênio que acabará por matá-los. 7 atividade_01_biologia e quimica_ok.pmd 7 5/3/2007, 16:00 GABARITO DA CRUZADA Autótrofos: seres como as plantas que produzem seus próprios alimentos. Ar: mistura homogênea de vários gases. Efeito estufa: com o desenvolvimento tecnológico, mais e mais carbono é jogado no ar. Graças às plantas não ocorre o agravamento de um tipo de poluição que eleva a temperatura média do planeta. Substâncias simples: substâncias que não podem ser transformadas em outras substâncias. Substâncias compostas: substâncias que podem ser transformadas em outras substâncias. Gás carbônico: substância composta, presente no ar, que é assimilada pelas plantas no processo fotossintético. Oxigênio: gás indispensável à vida que é liberado pelas plantas verdes. Clorofila: composto orgânico, de cor verde, que absorve parte da energia luminosa que permite a fotossíntese. Glicose: principal açúcar produzido pela fotossíntese. Água: líquido incolor que é retirado pelas raízes e sobe como seiva até as folhas. Luz verde: única luz sob a qual os vegetais não podem viver porque ela não participa da fotossíntese. Petróleo e carvão: combustíveis fósseis, utilizados pelo homem como fonte de energia, que nunca teriam existido sem a fotossíntese das plantas que viveram em outras eras. Cloroplastos: estruturas presentes nas células dos seres vivos fotossintetizantes. Sol:: principal fonte da luz utilizada no processo da fotossíntese. Química: forma de energia acumulada na glicose. Fotoquímica: fase clara da fotossíntese que consiste na incidência da luz solar sobre a clorofila. 8 atividade_01_biologia e quimica_ok.pmd 8 5/3/2007, 16:00 FOTOSSÍNTESE Calcário: rocha formada principalmente por carbonato de cálcio. Hidrogênio e oxigênio: gases produzidos pela decomposição da água. Ciclo do carbono: processo pelo qual o carbono fica dando voltas na natureza passando dos compostos orgânicos para o gás carbônico do ar. BIOLOGIA E QUÍMICA ATIVIDADE 1 Carbono e oxigênio: substâncias simples produzidas pela decomposição do gás carbônico 9 atividade_01_biologia e quimica_ok.pmd 9 5/3/2007, 16:00 10 atividade_01_biologia e quimica_ok.pmd 10 5/3/2007, 16:00