FICHA PARA CATÁLOGO

PRODUÇÃO DIDÁTICO PEDAGÓGICA

Título: A Revolução Científica da Molécula de DNA e o Ensino de Biologia Manipulação de DNA

Autor Jociane Daldegan de Padua

Escola de Atuação Colégio Estadual João Marques da Silveira

Ensino Fundamental e Médio

Município da escola Quatiguá

Núcleo Regional de Educação Jacarezinho

Orientador Mateus Luiz Biancon

Instituição de Ensino Superior UENP – Universidade Estadual do Norte do Paraná Campus de Jacarezinho

Disciplina/Área Biologia

Produção Didático-pedagógica Unidade Didática

Relação Interdisciplinar Química, Artes, Sociologia, Filosofia, História

Público Alvo Alunos da 3ª série do Ensino Médio

Localização Colégio Estadual João Marques da Silveira – Ensino Fundamental e Médio, localizado em frente à Praça Expedicionário Eurides do Nascimento nº 214 - Centro

Apresentação

Sabendo das dificuldades apresentadas por nossos alunos em compreenderem como acontece o funcionamento da molécula de DNA e também a falta de interesse pelo tema, faz-se necessário um trabalho articulado a tal problemática, pois diante de todos os avanços biotecnológicos que vivenciamos atualmente, como: células troncos, transgênicos, terapia gênica, clonagem entre outros, despertou-se assim o interesse pelo desenvolvimento do presente material, com objetivo de compreender como a disciplina de Biologia pode subsidiar o processo de formação de uma consciência crítica e ética frente aos avanços biotecnológicos que estamos vivendo. E, ainda as contribuições que a biologia pode proporcionar para a formação de um cidadão crítico na sociedade. Atribuindo aos alunos acesso ao conhecimento para assim compreenderem a função e a importância dos mesmos no meio em que estão inseridos. Que tais propostas possam ir de encontro do entendimento e o comportamento da molécula de DNA e também reconhecer a importância da aprendizagem pisco-social do aluno.

Palavras-chave DNA, Avanços Biológicos, Engenharia Genética, Ética.

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE DO PARANÁ CAMPUS DE JACAREZINHO SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO DO PARANÁ PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL

JOCIANE DALDEGAN DE PADUA

JACAREZINHO – PR 2011

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JOCIANE DALDEGAN DE PADUA

A REVOLUÇÃO CIENTÍFICA DA MOLÉCULA DE DNA E O ENSINO

DE BIOLOGIA - MANIPULAÇÃO DE DNA

Material Didático produzido à Universidade do Norte do Paraná – UENP Campus de Jacarezinho, como requisito parcial no Programa de Desenvolvimento Educacional – PDE na área de Biologia, para obtenção do título professor PDE, sob orientação do Professor Mateus Luiz Biancon

JACAREZINHO – PR 2011

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SUMÁRIO

1 DADOS DE IDENTIFICAÇÃO ..............................................................................04

2 APRESENTAÇÃO ................................................................................................05

3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................07

3.1 Evolução biológica: descobertas e avanços na Manipulação Genética ..............07

3.2 O Ensino de Biologia ...........................................................................................13

4 ATIVIDADES .........................................................................................................20

Dinâmica de grupo ................................................................................................20

Experiência ............................................................................................................21

Jogo dos sete erros................................................................................................22

Vídeo .....................................................................................................................23

Construindo modelos da dupla hélice....................................................................23

Construção da molécula de DNA - Espacial..........................................................23

Texto ......................................................................................................................26

Filme ......................................................................................................................27

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................28

REFERÊNCIAS .........................................................................................................29

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PRODUÇÃO DIDÁTICO PEDAGÓGICA

UNIDADE DIDÁTICA

1. DADOS DE IDENTIFICAÇÃO

Professor PDE: Jociane Daldegan de Pádua

Área PDE: Biologia

NRE: Jacarezinho

Professor Orientador IES: Mateus Luiz Biancon

IES vinculada: UENP – Universidade Estadual do Norte do Paraná

Escola de Implementação: Colégio Estadual João Marques da Silveira-

Ensino Fundamental e Médio

Público objeto da intervenção: Alunos da 3ª série do Ensino Médio

TEMA DE ESTUDO

Engenharia Genética

Avanços Biológicos e suas Implicações no Ensino de Biologia

TÍTULO

A revolução científica da molécula de DNA e o ensino de Biologia

Manipulação de DNA

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2. APRESENTAÇÃO

A meta principal desta unidade didática que versa o título: A revolução

científica da molécula de DNA e o ensino de Biologia – Manipulação de DNA é tratar

assuntos relacionados à molécula de DNA, sua constituição, organização função e

fornecer algumas sugestões de atividades e experiências, cujo objetivo principal é

mostrar a importância do DNA na vida de nossos alunos, pois acredito que estes

realmente necessitam de estímulos para entenderem toda a importância que o DNA

representa na vida dos seres vivos como também a importância da descoberta desta

molécula na influência direta que esta apresentou em nossa sociedade.

Hoje a ciência está cada vez mais presente no cotidiano das pessoas.

Estudos envolvendo a molécula de DNA tem sido destaque dentro das pesquisas

científicas e através destas, muitos avanços ocorreram principalmente os

relacionados à área da biologia molecular.

Cabe a nós professores de biologia aproveitar as oportunidades para

explorar conteúdos tão relevantes como o DNA e viabilizar não somente o

entendimento e o comportamento da molécula de DNA, mas também reconhecer a

importância da mesma na aprendizagem pisco-social do aluno, pois somente a partir

do momento que nossos alunos entenderem realmente o DNA, e qual a sua função

deste na vida dos seres vivos estes terão oportunidade de acompanhar as mais

modernas descobertas envolvendo tal molécula. E desta forma, poderá entender

todo o desenvolvimento da ciência quanto às diversas questões que envolvem a

nossa sociedade, como a terapia genética - manipulação genética, os alimentos

transgênicos e outros organismos geneticamente modificados, o uso de células

troncos, o aborto, a clonagem, a procriação humana assistida, e outros processos de

manipulação dessa molécula que ocorrem pelo avanço da ciência na atualidade

devendo envolver toda a sociedade humana com as questões da bioética.

Todas as formas de vida possuem os chamados ácidos nucléicos. Segundo Amabis,

os ácidos nucléicos são as maiores e mais importantes moléculas orgânicas

encontrada nos seres vivos.

O DNA é encontrado no núcleo das células eucariontes e no citoplasma das

células procariontes, junto com o RNA orientam a célula na fabricação de novas

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proteínas que determinam os traços biológicos dos seres vivos que poderão ou não

ser passadas de geração a geração.

Assim sendo esta unidade didática auxiliará sugerindo, atividades,

experiência, modelo para construção da molécula de DNA, oferecendo

possibilidades para que nossos alunos participem realmente das aulas. Para que

assim a Biologia possa contribuir para formação de cidadãos críticos na sociedade

em que estão inseridos.

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3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

3.1 Evolução biológica: descobertas e avanços na Manipulação Genética

A biologia esta presente e faz parte da vida do ser humano, em todos os

níveis, é uma ciência voltada para o estudo da vida e relação dos seres humanos

com o meio. Silva Junior (2005) enfatiza que, quando se fala em clones, em

alimentos transgênicos, em testes de DNA, nos projetos de Genoma Humano,

quando se descobre ou busca novos tratamentos, poluição da água e do ar, efeito

estufa, espécies de animais e vegetais, tudo envolve a biologia.

A Biologia (do grego bios = vida; logos = estudo), segundo Casagrande

(2006) é uma ciência que se preocupa com o estudo de todos os seres vivos, além

de compreender os mecanismos que regem a vida.

Neste sentido podemos perceber que a biologia está mais presente na vida

do ser humano do que se possa imaginar, contudo percebe-se também, que a

maioria dos indivíduos muitas vezes não questionam e nem refletem sobre o tema e

sua importância na vida de todos.

Desde a antiguidade, estudiosos de química e física do iluminismo, herdeiros

dos filósofos que tentaram explicar os fenômenos naturais na Antigüidade, aos

naturalistas que se ocupavam da descrição das maravilhas naturais do novo mundo,

passando pelos pioneiros do campo da medicina, todos contribuíram no

desenvolvimento de campos de saber que acabaram reunidos, na escola, sob o

nome de ciências, ciências físicas e biológicas, ciências da vida, ou ciências naturais

(FERNANDES, 2005).

Embora os estudos sobre os seres vivos tenham sido conduzidos desde a Antiguidade por filósofos conhecidos, como Aristóteles (384 a.C. 322 a.C.), a Biologia se constitui como ciência a menos tempo do que outras disciplinas, como a Física, por exemplo. A ciência moderna só começou a se consolidar nos séculos XVI e XVII quando os pensadores da época passaram a expor suas idéias em academias. Era nesses espaços que aconteciam as discussões cientificas e diferentes idéias eram debatidas e contestadas (BIZZO, 2010, p. 13).

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O autor ainda ressalta que, as discussões científicas ajudaram a definir

regras para produzir o conhecimento cientifico. As Diretrizes Curriculares de

Educação Básica de Biologia ressalta que as idéias desse período contribuíram para

o desenvolvimento da Biologia, o filósofo Aristóteles deixou contribuições

significantes quanto à organização dos seres vivos, com interpretações filosóficas

que buscavam, dentre outras, explicações para a compreensão da natureza

(PARANÁ, 2008).

A Biologia se desenvolveu muito ao longo do século XIX e sobre tudo no século XX. Apesar das inúmeras perguntas sem respostas, certamente o conhecimento a respeito da natureza é maior hoje do que nos séculos passados (BIZZO, 2010, p. 23).

Segundo o desenvolvimento das ciências biológicas foi proporcionado por

avanços tecnológicos e o desenvolvimento de técnicas que proporcionaram um

maior e melhor conhecimento de detalhes da estrutura dos seres vivos, um desses

avanços foi o uso de microscópio (Bizzo, 2010).

As Diretrizes Curriculares de Educação Básica de Biologia apontam que os

estudos do geneticista Thomas Hunt Morgan (1866-1945) colaboraram para que a

genética se desenvolvesse como ciência, juntamente com os movimentos políticos e

tecnológicos decorrentes das grandes guerras, promovendo assim a ressignificação

do darwinismo e dando força ao processo de unificação das ciências biológicas.

Dessa forma, a Biologia passou a ser vista como utilitária pela aplicação de seus

conhecimentos na medicina, na agricultura e em outras áreas.

Na década de 1940, com o mundo sacudi pela guerra, houve um frenesi

criador entre os cientistas. Contudo foi na em 1944, que foi dado o grande passo,

Osvaldo T. Avery, juntamente com outros dois cientistas estudaram uma substancia

capaz de transformar uma linhagem de bactérias em outra, era o acido

desoxirribonucléico – DNA (ASIMOV, s/d).

Dentre as descobertas da biologia, a mais importante é considerada a da

estrutura do DNA representa um marco no seu desenvolvimento nos últimos dois

séculos, cujo início deu-se com o estabelecimento da teoria celular e a descoberta

das leis da herança dos “fatores hereditários” (genes) por Mendel e seu

relacionamento com os cromossomos. Somente depois da descoberta da estrutura

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do DNA foi possível desvendar o código genético e um novo capítulo da Genética

teve início (ARIAS, 2004).

O desenvolvimento dessa nova tecnologia foi possível por meio de algumas

ferramentas descobertas, como:

As enzimas de restrição que podem cortar o DNA em pontos determinados, funcionando como tesouras; Ligases que funcionam como cola, unindo fragmentos de DNA, produzindo moléculas de DNA recombinadas; DNA Polimerase produzindo uma fita complementar de DNA; Transcriptase Reversa fazendo a transcrição reversa, de RNA para DNA; PCR: a reação da polimerase em cadeia; Os vetores com uso de vírus (inclusive os fagos); A biobalística e a eletroporação (SILVA JUNIOR; SASSON, 2005 p. 165 e 167).

A manipulação do DNA está no centro de várias tecnologias que possibilitam

a reprogramação da vida dos organismos inclusive a do ser humano, de acordo com

Nodari e Guerra (2003), ressaltam ainda que, a partir da adição de seqüências

extras, geralmente quiméricas (conjunto de fragmentos ligados por técnicas de DNA

recombinante que não são contíguos in vivo). Outras tecnologias possibilitam obter a

genotipagem (caracterização de parte do genoma dos indivíduos com o acesso a

diversas marcas contidas no DNA), a diagnose de doenças, a fusão somática e a

clonagem.

Com o passar dos tempos e através de várias pesquisas chegamos ao

advento das tecnologias de DNA recombinante e com ele a capacidade de criar

moléculas de DNA sob medida.

Essas “tecnologias de DNA recombinante” representaram muito mais que um mero avanço em técnicas laboratoriais. De repente, os cientistas tinham condições de criar moléculas de DNA personalizadas, moléculas que nunca haviam existido na natureza. Pudemos “bancar Deus” com a estrutura molecular subjacente à própria vida. Essa era e ainda é uma idéia perturbadora para muitas pessoas. Jermy Rifkin, um alarmista para quem toda nova tecnologia genética traz consigo um quê de monstro de Dr. Frankenstein, acertou quando disse que o DNA recombinante foi “tão importante quanto a descoberta do fogo (WATSON, 2005, p. 151).

A Biologia ampliou sua área de atuação e se diversificando, Nodari e Guerra

(2003), ressalta que paralelamente ao avanço no conhecimento científico na

manipulação do DNA, foi realizado um esforço da comunidade científica e de

empresas de biotecnologia para desenvolver métodos de transferência de DNA

recombinante e sua integração no genoma de um organismo de interesse.

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A biologia molecular percorreu um longo caminho nos vinte primeiros anos após a descoberta da dupla-hélice. Conseguimos compreender o mecanismo básico da vida e adquirimos até uma vaga noção de como os genes são regulados. Mas, nesse período, tudo o que fizemos foi observar; éramos naturalistas moleculares para quem a floresta tropical era a célula – tudo o que podíamos fazer era descrever o que víamos. Chegará, porém, a hora de começarmos a agir. Menos observação e mais ação: a perspectiva de intervir, de manipular coisas vivas, nos atraia. O advento das tecnologias de DNA recombinate e, com elas, a capacidade de criar moléculas de DNA sob medida tornaria tudo possível (WATSON, 2005, p. 99).

A Biologia, então, ampliou sua área de atuação e se diversificou. Uma delas

é a biologia molecular, considerada por Mayr (1998) o centro dos interesses

biológicos na atualidade. Tais avanços, sobretudo os relativos à bioquímica, à

biofísica e à própria biologia molecular, permitiram o desenvolvimento de inovações

tecnológicas e interferiram no pensamento biológico evolutivo.

De acordo com o Arias “descoberta do DNA e o projeto genoma”, a

descoberta da dupla hélice do DNA, deu abertura para a moderna biologia molecular

e vem causando uma verdadeira revolução na instigação científica ligada à ciência

da vida. A moderna biologia molecular aponta para horizontes ainda mais fantásticos

e cada vez mais próximos como, por exemplo, o de medicamentos personalizados

de acordo com o código genético de cada um. Pelo menos teoricamente seria

possível, e mais simples, obter-se medicamentos mais eficazes e com melhor perfil

toxicológico.

A biologia molecular é a área da biologia que propiciou, nas últimas décadas, os maiores avanços em conhecimentos e tecnologia. Associadas ao que já se conhecia anteriormente graças à genética, técnicas como o sequênciamento rápido de DNA, a hibridação in vitro de células, o uso de enzimas de restrição, transferências de gene e a clonagem estão permitindo a investigação de questões altamente complexas, antes impossíveis de serem consideradas, ampliando-se, assim, consideravelmente as fronteiras do conhecimento em biologia (VERA R. DA COSTA, EDSON V. DA COSTA, 2006, p. 21).

Essa tecnologia foi fundamental para novas pesquisas e descobertas,

trazendo grandes benefícios para a sociedade. Uma vez que, segundo Pierce

(2004), além de dar valiosas informações sobre os genes, sua estrutura, natureza e

função, tem sido utilizada para produção de substâncias úteis (farmacêuticas ou

não), cultivo de bactérias especializadas e melhoramento genético artificial de

plantas e animais importantes sob ponto de vista econômico.

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De acordo com Bizzo (2010), a biologia molecular tem tido progressos

importantes e fornecido conhecimentos para aplicações tecnológicas que

possibilitam fabricar vacinas contra doenças perigosas, melhorar alimentos

tradicionais. Contudo, é necessário que os cidadãos estejam atentos a participar de

debates sobre a possibilidade de investimento em ciências e tecnologias.

A decifração do código genético e a manipulação do DNA neste ultimo quarto de século aceleraram as descobertas cientificas e suas implicações biotecnológicas abriram-se novas perspectivas econômicas nos campos da saúde humana, sanidade animal, produção de alimentos e novos termos e conceitos foram incorporados ao cotidiano como planta e animais transgênicos, clonagem de mamíferos, produção de proteína humana em organismos, em plantas e em animais, mapeamento do genoma humano, técnicas de detecção e diagnostico por PCR e terapia genética (MARQUES, 1998).

Os avanços e conhecimentos da genética abriram caminho para o domínio

humano na área da reprodução, da transmissão da herança genética e do sistema

nervoso, além de estimular os esforços de novas ciências, como a genética, a

biologia molecular, a citologia, a engenharia genética, além disso, desenvolveram-se

diversas áreas das ciências, como a medicina e a biologia. (BARTH, 2005).

Segundo Watson (2005), com a chegada da biotecnologia, ocorreu grandes

mudanças no mundo todo, na década de 1980 ocorreram mudanças na relação

entre ciência e negócios inimagináveis, dessa forma a biologia se tornou um campo

econômico, onde o dinheiro corre solto, surgindo assim uma nova mentalidade e

complicações inesperadas.

As várias técnicas relacionadas à biotecnologia trouxeram benefícios para a

sociedade, sendo considerada um caminho amplo e promissor em diversas áreas

seja na medicina, na agricultura, na indústria, na alimentação, trazendo benefícios e

agravando valores em diversos setores.

Apesar de algumas complicações discussões, Watson (2005) enfatiza que

após um quarto de século, a engenharia genética e a tecnologia do DNA

recombinante acabaram se tornando rotineiro em indústrias de drogas. Sendo que

em alguns casos as proteínas modificadas geneticamente são mais seguras para

uso terapêutico e diagnostico do que suas predecessoras.

Barth (2005) enfatiza grandes benefícios da engenharia genética, de acordo

com o autor a medicina preventiva esta na terapia genética, uma vez que por meio

da decodificação dos genes presentes na molécula de DNA, será possível

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estabelecer melhor os diagnósticos de doenças e elaborar novos prognósticos. Barth

destaca que algumas doenças ou predisposições poderão ser eliminadas, no futuro,

pois todas as funções fisiológicas e morfológicas dependem de alguma forma, dos

genes.

Outro beneficio apontado por Barth (2005), são as plantas geneticamente

modificadas em vez de depender de adubos, de inseticidas, a biotecnologia

possibilita mais proteção biológica das plantas e melhoria das espécies. Além disso,

possibilita a diminuição de herbicidas e inseticidas, diminuindo assim os custos da

produção.

Apesar dos benefícios que a manipulação genética traz, existem inúmeras

questões que geram discussões e preocupação sobre as futuras aplicações dessas

tecnologias em nossa sociedade, as quais podem ferir os princípios éticos. Marques

(1998, p.40), ressalta algumas desses fatores:

Os efeitos sinergísticos de algumas técnicas biológicas, como a manipulação de DNA versus a produção de embriões humanos em laboratórios, a clonagem com a tecnologia dos transplantes, a terapia gênica junto com a manipulação de células germinativas, a seleção de características genéticas (eugenia) nas primeiras divisões celulares no processamento da fecundação assistida, o diagnóstico precoce de doenças hereditárias tardias e cálculos atuariais nas empresa de seguro ou de empregos etc. estão atingindo uma sociedade despreparada para entender e mesmo normalizar o novo paradigma das inúmeras aplicações da biotecnologia e seus impactos no novo milênio que se aproxima.

Desta forma é necessário a bioética para que a sociedade entenda a e tenha

respostas satisfatórias. Reich (1978 apud MARQUES 1998) define que a bioética

tem como princípios básicos a autonomia, a beneficência e a justiça, dessa forma

ela respeita o autogoverno, atende aos interesses dos indivíduos e é entendida com

equidade na distribuição de bens e serviços.

Lepargneur, (1996 p.16) define bioética como:

A resposta da ética aos novos casos e situações originadas da ciência ao campo da saúde. Poder-se-ia definir a bioética como a expressão crítica do nosso interesse em usar convenientemente os poderes da medicina para conseguir um atendimento eficaz dos problemas da vida, saúde e morte do ser humano.

A biologia ao longo dos anos teve um grande avanço, sendo que nos últimos

anos teve um crescimento acelerado principalmente na biologia molecular e

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genética. Com isso trouxe muitos benefícios para a sociedade em geral, porém

ainda existem pontos fundamentais que precisam ser discutidos sobre a utilização

das biotecnologias.

A lei da biossegurança tem como objetivo reformular a utilização da

manipulação genética no país estabelece normas de segurança e mecanismos de

fiscalização sobre a construção, o cultivo, a produção, a manipulação, o transporte,

a transferência, a importação, a exportação, o armazenamento, a pesquisa, a

comercialização, o consumo, a liberação no meio ambiente e o descarte de

organismos geneticamente modificados – OGM e seus derivados, tendo como

diretrizes o estímulo ao avanço científico na área de biossegurança e biotecnologia,

a proteção à vida e à saúde humana, animal e vegetal, e a observância do princípio

da precaução para a proteção do meio ambiente.

Para que os indivíduos discutam e compreendem a utilização dessas novas

tecnologias e o seu benefício e malefício para a sociedade é preciso que se tenha

contado e informações sobre a aplicação das biotecnologias. A bioética surge com a

responsabilidade de alertar a sociedade da realidade existente no mundo da

biotecnociência.

Diante dessas mudanças no campo da biologia e também na sociedade, é

necessário que o ensino de biologia acompanhe essas mudanças, apresentando

para o aluno, a importância da biologia em nossa vida, assim como promover nos

alunos um ensino que desenvolva habilidades de tomar decisões e refletir sobre as

novas descobertas e os avanços da biotecnologia.

3.2 O Ensino de Biologia

A biologia e as novas tecnologias estão presentes em nossas vidas, e nela

interfere gerando grandes transformações. Observa-se nos últimos anos um

crescimento acelerado nos conhecimentos cientifico principalmente na área da

biologia e acompanhar esse crescimento deveria ser compromisso para todos.

As Diretrizes Curriculares de Educação Básica de Biologia ressalta que a

disciplina de biologia tem como objeto de estudo o fenômeno vida, muitos foram os

conceitos elaborados sobre este fenômeno buscando explicá-lo e compreende-lo.

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Esta preocupação com a definição dos seres vivos e dos fenômenos naturais levou o

ser humano a diferentes concepções de vida, de mundo e de seu papel como parte

deste, buscando garantir a sobrevivência humana.

Dominar conhecimentos biológicos para compreender os debates contemporâneos e deles participar, no entanto, constitui apenas uma das finalidades do estudo dessa ciência no âmbito escolar. Há outras. As ciências biológicas reúnem algumas das respostas às indagações que vêm sendo formuladas pelo ser humano, ao longo de sua história, para compreender a origem, a reprodução, a evolução da vida e da vida humana em toda sua diversidade de organização e interação (PCN+, BRASIL, 2002, p.33).

Segundo Andery (1988), a ciência sempre esteve sujeita às interferências,

determinações, tendências e transformações da sociedade, aos valores e ideologias

e às necessidades materiais do homem. Ao mesmo tempo em que sofre a sua

interferência, nelas interfere.

Segundo Freire-Maia (1990 apud PARANÁ, 2008), o avanço da Biologia é

determinado pelas necessidades materiais do ser humano com vista ao seu

desenvolvimento, em cada momento histórico. O ser humano recebe influencia das

exigências do meio social e econômico e ao mesmo tempo influencia esse meio.

Ao longo da histórica da Biologia, percebe-se que o objeto de estudo

disciplinar sempre esteve pautado pelo fenômeno da vida, influenciado pelo

pensamento historicamente construído, correspondente à concepção de ciência de

cada época e à maneira de conhecer a natureza (método) (PARANÁ, 2008).

Elementos da história e da filosofia da Biologia tornam possível aos alunos a compreensão de que há uma ampla rede de relações entre a produção científica e o contexto social, econômico e político. É possível verificar que a formulação, o sucesso ou o fracasso das diferentes teorias científicas estão associados o seu momento histórico (BRASIL, 2002, p. 14).

Casagrande (2006), esclarece que muitos motivos tornaram o ensino da

biologia fundamental para a formação do indivíduo, pois estamos a todo o momento

tomando decisões que estão relacionadas com as ciências biológicas, como

alimentação, saúde, bem-estar entre outras, assim conhecimentos biológicos nos

ajudam a tomar decisões mais adequadas no sentido de preservar e fazer escolhas

adequadas para a nossa vida.

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Segundo os conhecimentos biológicos são de fundamental importância

também para a humanidade, pois ajudam a entende como utilizar os recursos

naturais de forma correta, promovendo a conservação desses recursos. Além disso,

a autora ainda enfatiza que:

Estudar biologia contribui para nossa formação como cidadãos, informando-nos para que possamos opinar com mais responsabilidade a respeito de temas como clonagem, transgênicos, interrupção terapêutica da gravidez, emissão de gases poluentes que destroem a camada de ozônio, dentre outros (Casagrande, 2006, p. 17).

Diante de grandes mudanças que ocorreram no campo biológico,

principalmente por meio da moderna biologia molecular e a genética, que interferem

em nossa sociedade, é de fundamental importância que o ensino de biologia

acompanhe essas novas mudanças, trabalhando para formação de um aluno critico

capaz de refletir sobre as novas tecnologias.

Os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio aponta que o

conhecimento de Biologia deve auxiliar no julgamento das questões polêmicas, que

se referem ao desenvolvimento, ao aproveitamento de recursos naturais e à

utilização de tecnologias que implicam intervenção humana no ambiente.

Os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio ainda ressalta que é

o elemento de estudo da Biologia é o fenômeno vida em toda sua diversidade de

manifestações e que seu aprendizado deve permitir a compreensão da natureza viva

e dos limites dos diferentes sistemas explicativos, a contraposição entre os mesmos

e a compreensão de que a ciência não tem respostas definitivas para tudo, sendo

uma de suas características a possibilidade de ser questionada e de se transformar

(BRASIL, 2002).

Neste sentido, Forneris (1997 apud CASAGRANDE, 2006), ressalta que os

conceitos da Biologia são indispensáveis para o entendimento do ser humano e são

ainda fundamentais para que a humanidade possa ter um futuro viável. Desta forma,

a autora enfatiza que os cidadãos precisam não só entender o mundo biológico,

como também a natureza desse conhecimento.

Os PCN+ enfatizam que os conteúdos 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, recursos

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graças ao quais os fenômenos biológicos podem ser percebidos e interpretados,

instrumento para orientar decisões e intervenções” (BRASIL, 2002, p. 36).

É de fundamental importância que os alunos possam interpretar e se

posicionar sobre as novidades científicas e tecnológicas da área de genética, tão

divulgadas pelos meios de comunicação, é essencial que eles estejam familiarizados

com os mecanismos da sua hereditariedade. Segundo os PCNEM:

O desenvolvimento da Genética e da Biologia Molecular, das tecnologias de manipulação do DNA e de clonagem traz à tona aspectos éticos envolvidos na produção e aplicação do conhecimento científico e tecnológico, chamando à reflexão sobre as relações entre a ciência, a tecnologia e a sociedade. Conhecer a estrutura molecular da vida, os mecanismos de perpetuação, diferenciação das espécies e diversificação intraespecífica, a importância da biodiversidade para a vida no planeta são alguns dos elementos essenciais para um posicionamento criterioso relativo a o conjunto das construções e intervenções humanas no mundo contemporâneo (BRASIL, 2002, p.14 e15).

Mello (1997), et. al. também enfatizam as mudanças no campo da genética,

apontando um novo direcionamento no ensino dessa disciplina. De acordo com os

autores, os surpreendentes avanços da genética e a necessidade crescente de

tomadas de decisões em ações relacionadas colocam o ensino de genética em uma

posição de destaque, com importantes implicações nas questões sociais e éticas e

também de saúde pessoal e pública.

A educação em genética humana deve promover nos alunos o desenvolvimento das habilidades de tomar decisões, reconhecerem alternativas, aplicar informações e selecionar opções relativas à saúde em nível comunitário e pessoal; os estudantes devem ser preparados para utilizar os conceitos da área para entender e opinar em relação a aspectos sociais e éticos desse campo de conhecimento. Além disso, o estudo da genética pode ajudar na compreensão das diferenças individuais, aceitando a diversidade e reconhecendo-a como regra e não como exceção (CASAGRANDE, 2006, p.7).

De acordo com Amabis (1988 apud CASAGRANDE, 2006), a disciplina de

Biologia, é de fundamental importância para que os alunos possam se posicionar

frente aos seus avanços científicos, principalmente na área da genética.

O PCN ressalta mais que fornecer informações, é necessário que o ensino

de Biologia auxilie o aluno a desenvolver competências que permitam lidar com as

informações, compreendê-las, elaborá-las, refutá-las, caso for preciso, neste sentido

os conhecimentos de biologia tem função fazer o aluno compreender o mundo e

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nele agir com autonomia. O desenvolvimento dessas competências deve ser iniciado

no ensino fundamental, porém não se restringem a ela, cada nível escolar é uma

parte do desenvolvimento dessas competências (BRASIL, 2002).

Dentro da proposta curricular de Biologia as Diretrizes Curriculares de

Educação Básica, propõe como conteúdo a manipulação genética estipulando que

este conteúdo estruturante trata das implicações dos conhecimentos da biologia

molecular sobre a vida, na perspectiva dos avanços da Biologia, com possibilidade

de manipular o material genético dos seres vivos e permite questionar o conceito

biológico da VIDA como fato natural, independente da ação do ser humano

(PARANÁ, 2008).

Essa necessidade de compreender como os mecanismos hereditários de características específicas dos seres vivos são controlados constitui um modelo teórico explicativo que permite apresentar e discutir o pensamento biológico da manipulação do material genético (DNA). Desse modo, a manipulação do material genético em microorganismos, que traz importantes contribuições para a criação de produtos farmacêuticos, hormônios, vacinas, alimentos, medicamentos, bem como propõe soluções para problemas ambientais, constitui fato histórico importante para este conteúdo estruturante, pois determina a mudança no modo de explicar o que é VIDA do ponto de vista biológico (PARANÁ, 2008, p.60).

Dessa forma, ampliam-se as os esclarecimento sobre como novos sistemas

orgânicos e como se originam e como esse conhecimento interfere e modifica o

conceito biológico vida, contribuindo assim, para reflexões acerca das implicações

éticas, morais, políticas e econômicas das manipulações no material genético.

(PARANÁ, 2008).

A Orientação Curricular para o Ensino Médio, destaca que o aluno precisa

conhecer e compreender as informações genéticas codificadas no DNA, as quais

definem a estrutura e o funcionamento das células, determinando assim as

características dos organismos.

Outro ponto de destaque nas Orientações Curriculares para o Ensino Médio,

é o trabalho com a diversidade, a qual deve ser trabalhada todos os seus níveis. O

professor deve levar o aluno a compreender que todos os organismos estão sujeitos

aos mesmos processos, é preciso compreender a célula como um sistema

organizado.

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A descrição do material genético em sua estrutura e composição, a explicação do processo da síntese protéica, a relação entre o conjunto protéico sintetizado e as características do ser vivo e a identificação e descrição dos processos de reprodução celular são conceitos e habilidades fundamentais à compreensão do modo como a hereditariedade acontece. Cabe também, nesse contexto, trabalhar com o aluno no sentido de ele perceber que a estrutura de dupla hélice do DNA é um modelo construído a partir dos conhecimentos sobre sua composição (BRASIL, 2002, p.19).

O aluno precisa também conhecer os princípios básico de duplicação do

DNA e saber que esse processo está sujeito a erros, que geram mutações – que

originam novas versões (alelos) do gene afetado e podem, ou não, ser causadores

de problemas para os diferentes organismos (BRASIL, 2006).

Dessa forma, conhecendo os princípios básicos e também as informações

necessárias para adotar uma postura, a Orientação Curricular para o Ensino Médio

(BRASIL, 2006, p. 24) enfatiza:

Cabe estimular o aluno a avaliar as vantagens e desvantagens dos avanços das técnicas de clonagem e da manipulação do DNA, considerando valores éticos, morais, religiosos, ecológicos e econômicos. Trata-se da evolução sob a intervenção humana. Sobre esse tema, podem-se gerar discussões, por exemplo, em relação à seleção artificial, ao surgimento e perda de espécies e ao aumento da expectativa de vida da população humana.

As recentes descobertas e assuntos na área da Biologia divulgadas em

jornais, revistas, televisão, entre outros meios precisam ser compreendidos,

analisados e discutidos pelos alunos, com base em um conjunto de princípios éticos

e morais, individual e socialmente construídos (KRASILCHIK, 1996).

Neste século presencia-se um intenso processo de criação científica, inigualável há tempos anteriores. A associação entre ciência e tecnologia se amplia, tornando-se mais presente no cotidiano e modificando cada vez mais o mundo e o próprio ser humano. Questões relativas à valorização da vida em sua diversidade, à ética nas relações entre seres humanos, entre eles e seu meio e o planeta, ao desenvolvimento tecnológico e sua relação com a qualidade de vida, marcam fortemente nosso tempo, pondo em discussão os valores envolvidos na produção e aplicação do conhecimento científico e tecnológico (BRASIL, 2002, p.15).

Contudo, as recentes descoberta e os temas presentes nos meios de

comunicação, relacionados às novas tecnologias genéticas, como clonagem de

órgãos, emprego de células-troncas, produção e utilização de organismos

transgênicos exigem uma compreensão mais eficiente do conhecimento científico.

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Dessa forma, faz-se necessário explorar esses conhecimentos, fornecendo aos

alunos meios para que eles possam compreender o processo.

De acordo com, Krasilchik (1991), um indivíduo com um bom conhecimento

em Biologia é capaz de entender a natureza da Biologia como ciência, suas

possibilidades e limitações; distinguir ciência de tecnologia, compreendendo as

especificidades de cada uma delas; compreender também as características da

Biologia como instituição social, as relações entre pesquisa e desenvolvimento e, as

limitações sociais do desenvolvimento científico.

Desta forma, a seleção dos conteúdos deve ser trabalha de forma a

desenvolver esses indivíduos, as aulas precisam ser voltadas para a formação de

um aluno critico e consciente de seu papel.

Conforme Lopes e Rosso, (2005, p. 3) a maioria da população sequer se

pergunta ou reflete acerca de suas origens, e como educadores temos o

compromisso de proporcionar este conhecimento dos avanços biológicos aos

nossos alunos.

Dessa forma, Manzke (2002 apud BRASIL, 2006), ressalta que as aulas de

Biologia, devem estar disponíveis ao debate e à discussão sobre o papel e as

influências que os conhecimentos científicos proporcionam a nossa sociedade.

Ao longo do tempo as ciências biológicas tiveram grandes avanços

fundamentais para a sobrevivência humana, contudo muitos desses avanços geram

discussões, percebe-se que na sociedade em geral as maiorias dos indivíduos não

demonstram interesses ou muitas vezes não tem conhecimentos sobre essas novas

tecnologias.

Dessa forma, o ensino de biologia necessita além de ensinar os conceitos

básicos e informações necessárias, deve proporcionar situações e conhecimentos

para subsidiar a participação nos debates sobre conhecimento científico. Além disso,

precisa proporcionar ao aluno o desenvolvimento de um conhecimento sólido e um

raciocínio crítico.

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4. ATIVIDADES

Conteúdos:

- Molécula de DNA

- Biotecnologia

- Bioética

Objetivos:

- Levar os alunos a entender o comportamento da molécula de DNA;

- Analisar e discutir interesses econômicos, políticos, aspectos éticos e bioéticos que

envolvem a manipulação genética;

- Fazer com que as aulas de Biologia se tornem mais atrativa para os alunos.

Para que tais objetivos possam ser alcançados sugerimos algumas atividades fáceis

de serem realizadas e podem ajudar os alunos a assimilarem os conteúdos:

1- Dinâmica de grupo

a- Organizar cartões com seguintes assuntos: terapia genética, manipulação

genética, alimentos transgênicos, organismos geneticamente modificados,

células troncos, abortos, clonagem, procriação humana assistida; sortear estes

cartões entre os alunos;

b- Formar grupos com os alunos que pegaram os cartões com as palavras iguais;

c- Cada grupo vai escrever o que eles sabem sobre o assunto sorteado;

d- Fazer um círculo onde os grupos irão relatar o que escreveram.

Com o resultado desse trabalho o professor poderá levantar algumas questões

como:

- Se vocês tivessem estudado estes conteúdos seria mais fácil falar sobre o

assunto? Por quê?

- Já ouviram falar em ética, bioética, biossegurança?

- Qual a importância do DNA em suas vidas?

Depois desta sondagem o professor vai falar sobre a importância da molécula de

DNA na vida dos seres vivos e na sociedade.

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2- EXPERIÊNCIA

EXTRAINDO DNA DE MORANGO

O DNA (ácido desoxirribonucléico) é uma molécula orgânica que contém as

informações para que um organismo vivo possa desenvolver e manter suas funções

vitais. A extração de DNA até algum tempo atrás era um procedimento complicado

de ser feito somente os laboratórios tinham condições para executarem tal tarefa.

Atualmente podemos fazer a extração do DNA no laboratório da escola, com

auxílio de alguns produtos que podem ser encontrados em supermercado.

Os morangos são macios e fáceis de homogeneizar, possuem muito DNA.

Para fazer esta experiência siga as instruções abaixo:

- Coloque os morangos, previamente lavado e sem as pétalas em um saco

plástico.

- Esmague o morango com o punho por, no mínimo, dois minutos.

- Adicione meia colher de sopa de sal de cozinha e uma colher de sopa de

detergente líquido.

- Misture tudo, apertando com as mãos, por um minuto.

- Derrame o extrato no aparato filtrante e deixe filtrar diretamente dentro do tubo.

Não encha totalmente o tubo (encha somente até 6/8 do seu volume total).

- Derrame devagar o álcool gelado no tubo, até que o mesmo esteja cheio pela

metade.

- Mergulhe o bastão de vidro ou pau de laranjeira dentro do tubo no local onde a

camada de álcool faz contato com a camada de extrato.

- Mantenha o tubo ao nível dos olhos para ver o que está acontecendo.

Ao término da experiência os alunos ficarão surpresos com o resultado, pois

observarão a molécula de DNA do morango.

Disponível em (endereço web): http:// www.odnavaiaescola.com/morango.html

Acessado em Julho de 2011.

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3- JOGO DOS SETE ERROS

Atividade disponível em (endereço web): http:// www.bioinfo.ufpb.br Acessado em Julho de 2011.

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4- VÍDEO

Título: “O cortinão de Watson”

Este vídeo sugere a construção de um painel onde os trabalhos com vários temas

relacionados à engenharia genética, a dupla hélice, transgênicos, células tronco,

clonagem entre outros, podem ser fixados e assim toda comunidade escolar também

possa compartilhar deste trabalho.

Disponível em (endereço web): http:// www.youtube.com/watch?v=jefkedc-co

Acessado em Julho de 2011.

5- CONSTRUINDO MODELOS DA DUPLA HÉLICE

ORIGAMI DE DNA

Material didático em dobradura interessante para ser confeccionada pelos alunos.

Disponível em (endereço web): http:// www.odnavaiaescola.org/origami.pdf

Acessado em Julho de 2011.

6- CONSTRUÇÃO DA MOLÉCULA DE DNA - ESPACIAL

O modelo abaixo está disponível no livro Práticas de Genética

Editora UEL, Londrina 1995.

Elaborado pelo Prof. Rogério F. de Souza – Dep. Biologia Geral – CCB/UEL

Material:

- Duas folhas do modelo “Confecção de uma Molécula de DNA”;

- Canudos plásticos de refresco (de preferência de uma única cor);

- Barbante;

- 16 palitos de sorvete;

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- Cola (em bastão ou comum);

- Moldes de pares de bases (A-T) e (G-C);

- Furadeira com broca de madeira (7/64 ou 4,0mm);

- Tesoura, estilete, lápis de cor ou canetinha hidrográfica.

Procedimentos: a) Colorir moldes A-T e G-C (tomando cuidado de colorir cada tipo de base

nitrogenada com uma cor específica);

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Fotos: Jociane Daldegan de Padua

b) Recortar os moldes A-T e G-C;

c) Com auxílio de uma furadeira, com broca de madeira, fazer um furo próximo a

cada ponta dos palitos de sorvete;

d) Colar um molde A-T e G-C em cada lado do palito de sorvete (tomando cuidado

de não trocar nem inverter as posições das bases nitrogenadas em cada palito);

e) Cortar os canudos de refresco em pedaços iguais de 3,5cm;

f) Cortar duas tiras de aproximadamente 1,5m de barbante e fazer um nó em cada

uma das pontas de cada tira;

g) a) Enfiar cada uma das tiras de barbante em um dos furos de um palito de

sorvete que não tenha molde colado; b) enfiar um pedaço de canudo em cada

barbante; c) enfiar um palito de sorvete com o molde colado; repetir os itens b e

c até acabarem os moldes; por fim repetir os itens b e a, e fazer um nó em cada

fita de barbante;

As fotos abaixo são demonstrações do procedimento descrito.

Foto: Jociane Daldegan de Padua

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Foto: Jociane Daldegan de Padua

Foto: Jociane Daldegan de Padua

Para confecção destes modelos o professor de Biologia pode convidar o professor

da disciplina de Artes.

7- TEXTO

João Vito Cinquepalmi

Título: A Genética Fracassou?

Disponível na revista: Super Interessante

Publicado em setembro de 2010

Edição: 282

Páginas: 52 a 61

Com a leitura do texto os alunos irão perceber o quanto à mídia pode influenciar na

opinião dos leitores, será que todas as pesquisas na área da genética são

infundadas ou é uma questão de ponto de vista?

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8- FILME

Título: “Gattaca” A Experiência Genética

De Andrew Niccol (1997)

Disponível em (endereço web): http:// www.adorocinema.com/filmes/gattaca

Acessado em Julho de 2011.

Apesar de ser filme de ficção científica de longa duração o professor poderá passar

trechos do filme que achar interessante para discussão de temas como manipulação

genética e ética.

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5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A mídia tem influência na opinião dos nossos alunos, assuntos como

clonagem, células tronco, transgênicos, engenharia genética, estão sempre em

destaque nem sempre são passados de maneira correta. Se nossos alunos

entenderem realmente funcionamento e o comportamento da molécula de DNA, não

serão influenciados tão facilmente e poderão tirar suas conclusões a respeito de

temas tão polêmicos.

Ser contra ou favor a manipulação genética e aos avanços biotecnológicos

não é o problema principal, mas o desafio está em saber que benefícios podem

trazer para a sociedade.

As técnicas de manipulação de DNA têm influenciado direta ou

indiretamente a sociedade, através da cura e diagnóstico precoce de algumas

doenças, dos testes de paternidade, através das aplicações na medicina, na

preservação de espécies ameaçadas, na agricultura e na busca pela cura de

diversas doenças, nos alimentos transgênicos na procriação humana assistida entre

outros.

Diante de toda polêmica que envolve os temas relacionados à molécula de

DNA abordados nesta unidade didática, queremos por meio do presente material

levar nossos alunos a conhecer a sua importância, para juntos conhecermos as

inovações tecnológicas que envolvem tal molécula e que atualmente se vivenciam,

numa perspectiva que viabilize o conhecimento, e assim possam construir um senso

crítico capaz de se manifestar diante das diversas situações na sociedade.

Contextualizar o Ensino de Biologia com o aprendizado da molécula de

DNA, acreditando que os alunos possam se interessar mais pelas aulas de Biologia.

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REFERÊNCIAS

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