PÚBLICO
ALVO: Os estudantes
do 3º ano do Ensino Médio.
DURAÇÃO: Seis aulas.
OBJETIVO
GERAL:
ØIdentificar
a natureza do material hereditário em todos os seres vivos, analisando sua
estrutura química para avaliar a universalidade dessa molécula no mundo vivo.
OBJETIVOS
ESPECÍFICOS:
ØExtrair o
ácido desoxirribonucleico (DNA) do
MORANGO (Fragaria ananassa).
ØIdentificar a
função de cada um dos reagentes utilizados no procedimento de extração de DNA.
METODOLOGIAS:
ØEtapa 01 – Apresentação do conteúdo sobre Ácidos Nucleicos através de slides.
No primeiro momento, os alunos vão
conhecer o tema Ácidos Nucleicos: DNA e RNA através dos slides. Estes slides serão
mostrados na classe em uma aula de 50 minutos, onde serão abordados conceitos, constituição
dos nucleotídeos, estrutura molecular e função.
ØEtapa 02 – Aula Prática – Extração de DNA em Frutas.
No laboratório de Ciências, a turma
será dividida em grupos de cinco componentes. Cada grupo receberá um roteiro de
aula prática, onde os alunos montarão o experimento de Extração
de DNA em Frutas.
Será solicitado de cada equipe o registro de seus
experimentos, pois as fotos serão utilizadas no relatório de aula prática e no
blog. Esta atividade prática terá uma duração de 100 minutos.
ØEtapa 03 – Relatório de aula prática
A partir dos resultados obtidos,
depois das aulas práticas, cada grupo entregará o relatório seguindo as etapas
que serão mostradas em uma aula de 50 min através de slides.
ØEtapa 04 – Construção do Blog.
Os alunos do 3º ano criarão um blog,
onde irão publicar os procedimentos utilizados durante a atividade prática de
extração de DNA e os seus respectivos resultados.Além disso, os alunos irão postar as
fotos e fazer comentários sobre atividades realizadas no laboratório. A
construção do Blog terá uma duração de 100 minutos.
RECURSOS:
ØLivro
didático;
ØData
show;
ØNotebook
ØComputador;
ØMáquinas
fotográficas ou celulares;
ØLaboratório
de Ciência.
ØMateriais
para aula prática: frutas, álcool, detergentes, palito de churrasco, coador de
café e vidraçaria de laboratório.
AVALIAÇÃO:
A avaliação será processual mediante a
participação dos alunos na:
ØResolução das atividades propostas;
ØMontagem do experimento realizado
pelos alunos;
ØElaboração do relatório de aula
prática;
ØConstrução do Blog.
REFERÊNCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
AMABIS,
J. M. MARTHO, G. R. Biologia das Células.
Vol 1. 3ª ed. São Paulo: Moderna, 2014.
CANTO,
Eduardo Leite do. PERUZZO, Tito. Química na Abordagem do Cotidiano. Vol 1. 5ª
ed. São Paulo: Moderna, 2014.
SEQUÊNCIA DIDÁTICA ÁREA: Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias DISCIPLINA: Matemática SÉRIE: 3ºano do ensino médio CONTEÚDO:
1- Geometria analítica
Sistema cartesiano ortogonal
quadrantes bissetriz dos quadrantes pares bissetriz dos quadrantes ímpares par ordenado coordenadas OBJETIVOS:
1- Localizar pontos no plano cartesiano.
2- Reconhecer as vantagens do uso do plano cartesiano para localização de pontos em situações-problema.
CONHECIMENTOS PRÉVIOS TRABALHADOS PELO PROFESSOR COM O ALUNO:
1- Números reais: localização na reta numérica. DESCRITORES:
1-Tema I - Espaço e Forma D6 – Identificar a localização de pontos no plano cartesiano. TEMPO ESTIMADO: 03 aulas MATERIAL NECESSÁRIO:
cartelas do jogo
internet
pen drive
computador
datashow
livro didático.
DESENVOLVIMENTO: 1ª Aula
Para iniciar as atividades, separar a turma em duplas (pares),
entregar uma cartela para cada um com as respectivas regras do jogo
batalha naval. Em seguida, explicar o objetivo do jogo e ler as regras
esclarecendo possíveis dúvidas. Cada dupla jogará durante 15 minutos,
registrando o passo a passo de cada jogada. Terminado o tempo
disponibilizado para o jogo, realizar a socialização dos registros das
jogadas e questionar como foram feitas as localizações dos alvos no
jogo, as dificuldades e se o jogo pode ser relacionado a algum conteúdo
matemático.
Comentar que hoje em dia é muito fácil encontrar o jogo batalha naval
em sites de jogos online, além de existirem muitas versões desse jogo
em tabuleiro.
Para casa solicitar que cada aluno acesse o site http://www.brasilescola.com/matematica/a-matematica-rene-descartes-15961650.htm , leia “A Matemática de René Descartes (1596 – 1650)” e anote, no caderno, os principais pontos abordados, pois iniciaremos a próxima aula tecendo comentários sobre o texto.
Site para a impressão das cartelas e regras do jogo da batalha naval http://www.zamorim.com/jogos/papel/batalha-naval.pdf http://www.zamorim.com/jogos/papel/batalha-naval-regras.html Sugestão Complementar:
Pode iniciar a aula perguntando aos alunos sobre as experiências
deles com sistemas de coordenadas. Questionar se já jogaram dama,
xadrez, batalha naval, war, se já participaram de caminhadas por
trilhas, etc.
Outra opção é trabalhar com o mapa de sua cidade ou município, mapa
mundi ou um Atlas. Caso faça a escolha do Atlas é interessante mostrar
certos mapas que utilizam sistemas de coordenadas diferentes
(planisfério, projeção polar...). 2ª Aula
Iniciar a aula ouvindo os comentários dos alunos sobre René
Descartes, dando ênfase a sua importância para a matemática e explicando
como demonstrou o sistema de coordenadas cartesianas. Em seguida,
apresentar slides, com animação, contemplando o plano cartesiano
(quadrantes, coordenadas, par ordenado, bissetriz dos quadrantes pares e
bissetriz dos quadrantes ímpares). Além disso, comentar as aplicações
do plano cartesiano no nosso cotidiano (cartografia e GPS) e em outras
áreas (engenharias, geografia, história, química, física e etc).
Obs. A 2ª e 3ª aulas são geminadas e serão ministradas no auditório
da escola, por causa dos recursos tecnológicos (datashow e computador). 3ª Aula:
Resolução de exercícios do livro didático.
AVALIAÇÃO:
A avaliação dar-se-á de forma continua, a partir do jogo em pares e
das atividades individuais, observando os progressos e dificuldades dos
alunos no decorrer das aulas, dando os devidos encaminhamentos para as
dificuldades apresentadas.
- Conhecer o problema gerado pelo descarte do lixo no meio ambiente e sua biodegradação. - Compreender os conceitos de termoquímica envolvidos nas reações de biodegradação do lixo. - Diferenciar as reações envolvidas durante os processos aeróbios e anaeróbios. - Discutir o ciclo do lixo e propostas para minimizar a produção de resíduos.
Conteúdo(s)
Biodegradação. Termoquímica: entalpia e Lei de Hess. Ciclo do lixo. Tratamentos do lixo. Produção de energia com base no lixo - gasolixo.
Público alvo
Alunos do 2° ano do ensino médio
Tempo estimado
Três aulas
Material necessário
- Computador com acesso à internet para apresentação de vídeos. - Retroprojetor ou Data Show para apresentação de imagens. - Apresentação em slides contendo figuras de processos endotérmicos e exotérmicos.
Desenvolvimento
1ª etapa
Apresente à turma um vídeo sobre os resíduos comerciais e industriais. O material está disponível na internet, dividido em duas partes, e . Chame a atenção do grupo para a importância de tomar notas sobre o que for apresentado porque depois você pedirá que todos respondam a algumas questões.
Depois de assistir ao vídeo, cada aluno deverá responder individualmente às seguintes questões:
1) Quais os dois tipos de resíduos que o entrevistado cita no vídeo? (Resposta: Doméstico e Industrial.) 2) Qual exemplo de substância ele afirma ser consumida diariamente, mas pode ocasionar problemas quando consumida em grande quantidade? Qual a fórmula química desta substância? (Resposta: Sal de cozinha, NaCl.) 3) Quais indústrias são citadas como exemplos na geração de resíduos? (Resposta: Indústria de Papel e Têxtil.) 4) Como são chamadas as substâncias que atribuem cor às fibras têxteis? Estas substâncias são biodegradáveis? Explique biodegradabilidade, utilizando o conceito de ligações químicas. (Resposta: Os corantes atribuem cor às fibras têxteis e, segundo o pesquisador, eles não são biodegradáveis. Biodegradabilidade é a capacidade de sofrer degradação por processos no meio ambiente, isto é, sem processos artificiais.) 5) O resíduo da produção de fibras têxteis pode conter grupos de substâncias chamadas AZO, que podem causar quais doenças? (Resposta: Sim, estas substâncias são cancerígenas.)
Realize a correção oralmente com a turma e proponha uma discussão sobre os problemas gerados pelos resíduos industriais e domésticos que os alunos tenham conhecimento. Questione se há coleta de lixo no bairro em que moram, se eles sabem como o lixo é descartado e se há algum tratamento no caso de existir coleta.
2ª etapa
Explique que a palavra "lixo" vem do latim, lix, que significa "cinzas" pois, antigamente, os resíduos eram formados por cinzas provenientes da queima de lenha. Outro fato curioso é o surgimento da palavra "gari", nome dado ao trabalhador que realiza a limpeza urbana. O termo surgiu quando Dom Pedro II assinou o contrato de limpeza e irrigação da cidade de São Sebastião do Rio de Janeiro. Na época, o contrato foi executado por Aleixo Gary e depois por Luciano Francisco Gary.
Conte para a turma que o lixo é formado por resíduos sólidos provenientes de atividades humanas, sendo composto por aproximadamente de 60% de matéria orgânica (matéria contendo cadeias carbônicas). A classificação do lixo pode ser feita por meio da atividade que o produz como doméstico, hospitalar, comercial, industrial ou, ainda, proveniente da construção civil, entre outros.
Apresente o tempo de decomposição de alguns materiais citados na tabela a seguir e comente que este tempo dependerá das ligações químicas e dos elementos que formam as substâncias do material. Quanto mais difícil a quebra da ligação, maior será o tempo necessário para a sua decomposição.
Tempo de decomposição de alguns materiais
Material
Função química
Onde existe
Tempo de decomposição
Liginina
Polímero
Papel
3 meses
Acetato de celulose
Éster
Bituca de cigarro
1 a 2 anos
Resinas naturais e artificiais
Polímero
Chiclete
Até 5 anos
Aço
Metal
Latas
10 anos
Alumínio
Metal
Latas
Indeterminado
Vidro
Sais inorgânicos
Embalagens
Não biodegradável
3ª etapa
Um dos principais tipos de decomposição química da matéria orgânica presente no lixo é abiodegradação. Esse processo ocorre na presença de bactérias, fungos, leveduras e microorganismos que alimentam-se da matéria orgânica, quebrando, assim, as ligações químicas das moléculas, utilizando a energia das ligações como alimento. Fatores como umidade, temperatura, pH, luminosidade, entre outros, influenciam tanto na sobrevivência e no crescimentos dos agentes decompositores, como na aceleração das reações químicas durante a biodegradação.
Assim como os alimentos que ingerimos são quebrados em moléculas menores durante nosso metabolismo, a decomposição do lixo fornece energia para bactérias, fungos, microorganismos. As reações envolvidas no metabolismo humano e na decomposição do lixo transformam a matéria em novos compostos e envolvem trocas de energia durante o processo. Conte para a classe que a termoquímica estuda as trocas de energia, na forma de calor, envolvidas nas reações químicas ou processos físicos. Apresente a equação
ΔH = Hfinal - Hinicial
que demonstra a quantidade de energia trocada medida pela variação de entalpia (ΔH), dependendo do valor total entálpico do processo que pode envolver mais de uma etapa, podemos classificar os processos em:
Endotérmico: processos que absorvem calor.
ΔH > 0
Exotérmico: processos que liberam calor.
ΔH < 0
Nos processos físicos, dê o exemplo das transformações físicas da água. Durante o derretimento do gelo ocorre absorção de energia e este é um processo endotérmico. Já na condensação do vapor, a água perde energia para o ambiente e caracteriza então um processo exotérmico.
Cite também que toda substância, em seu estado padrão, isto é estável a 1 atm e 298 K, possui uma entalpia padrão (H°). Enfatize que no caso de substâncias simples, no estado padrão, a entalpia é igual a zero.
Os valores entálpicos de uma equação dependerão do estado físico dos participantes, temperatura, pressão e quantidade de matéria (mols).
Apresente os diferentes tipos de entalpia existentes nas reações químicas e explique que todas as entalpias envolvem a energia liberada ou absorvida de 1 mol de substância no estado padrão.
Reação
Processo
Exemplo
Equação química
ΔH (kJ.mol-1)
formação
exotérmico
formação do gás carbônico
Cgrafite + O2 → CO2
-394
combustão
exotérmico
queima do etanol
C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
-1368
neutralização
exotérmico
ácido forte + base forte
1H+ + 1OH- → H2O
-57,7
Lembre os alunos que as reações químicas envolvem quebra e formação de ligações, assim a energia de ligação é diferença entre a energia absorvida na quebra de 1 mol de ligações, no estado gasoso, a 298 K e 1 atm e a energia liberada na formação de 1 mol de ligações, no estado gasoso, a 298K e 1atm. Mostre um exemplo de reação envolvendo a quebra e a formação de novas ligações:
CH4 + 3Cl2 → HCCl3 + HCl
CH4 + 3Cl2 ► Energia absorvida na quebra das ligações: 2381,4 kJ
HCCl3 + HCl ► Energia liberada na formação das ligações: 2690,6 kJ
Destaque que devido ao fato de o valor liberado (positivo) ser maior que o absorvido (negativo), a variação da entalpia será positiva.
Fale para a turma uma informação importante: "Nem todas as entalpias de reação podem ser medidas em laboratório". Pergunte aos alunos como eles imaginam que pode ser resolvido esse problema. Apresente então a Lei de Hess que estabelece que para uma dada reação ou processo físico, a variação da entalpia é sempre a mesma, esteja ela ocorrendo em uma ou várias etapas. Utilize o exemplo da água para mostrar a transformação física da água líquida em gasosa (evaporação).
Lei de Hess: a variação de entalpia do processo direto é a soma das etapas.
Proponha à turma jogar a Batalha Termoquímica (LIMA e colaboradores, 2013). Este jogo contém 30 imagens apresentadas cada uma em um slide com reações que acontecem ao em nosso dia-a-dia, como o fogo ou a fusão do gelo. Monte uma apresentação de slides contendo em cada slide uma imagem que represente processos (químicos ou físicos) exotérmicos ou endotérmicos. Os autores deste jogo sugerem algumas imagens, conforme apresentado abaixo.
O jogo ocorre em forma de gincana. Assim, a turma deverá ser dividida em dois grupos. Cada grupo escolhe um representante no sorteio que designará o grupo que jogará primeiro. O grupo escolherá um número, de 1 a 30 (que corresponde ao número do slide da apresentação com o jogo), para começar. Ele deverá dizer se se trata de um processo endotérmico ou exotérmico em cada reação.
A cada resposta certa, o grupo ganha um ponto e avança um slide, e passa a vez para o outro grupo (a não ser que o próximo slide indique para jogar novamente). No fim do jogo, quando todas as imagens tiverem sido reveladas, somam-se os pontos e o grupo que obtiver o maior valor vence a Batalha Termoquímica.
Representação do jogo Batalha Termoquímica Fonte: LIMA e colaboradores, 2013.
4ª etapa
Retorne ao assunto da biodegradação do lixo realizada por bactérias e explique que este processo envolve duas etapas: I) aeróbia (reações com oxigênio molecular - O2); II) anaeróbia (reações na ausência de O2).
Na etapa aeróbia, o gás oxigênio que atua como receptor de elétrons e a reação com a matéria orgânica produz dióxido de carbono (CO2). Entretanto na ausência de oxigênio, as bactérias anaeróbias utilizam como agentes receptores de elétrons as espécies: Mn(IV), nitrato (NO3-), Fe(III) e sulfato (SO42-). Na falta destas espécies, parte da matéria orgânica recebe os elétrons, isto é, sofre redução e produz metano (CH4) e a parte que perdeu elétrons transforma-se em CO2. O esquema apresentado a seguir pode representar este processo anaeróbico.
matéria orgânica + receptor de elétrons → CH4 + CO2
A formação do gás metano (CH4) pode ocorrer na biodegradação de diferentes substratos:
4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O
4HCOOH → CH4 + 3CO2 + 2H2O
CH3COOH → CH4 + CO2
4CH3OH → 3CH4 + CO2 + 2H2O
4(CH3)3N + 6H2O → 9CH4 + 3CO2 + 4NH3
4CO + 4H2O → CH4 + 3CO2 + 2H2O
Mas além do gás metano, diga à turma que outro produto também é responsável pelo mau cheiro do lixo! Pergunte se eles conhecem aquele líquido escuro que possui odor forte e às vezes se deposita em lixeiras que não são limpas com frequência. Este líquido é formado por matéria orgânica já em decomposição e em estado de putrefação que, misturado à chuva, apresenta baixa biodegradabilidade e, quando possui metais pesados, pode ter sua toxicidade elevada. Explique aos alunos que trata-se do chorume e que ele é formado principalmente nos locais de depósitos de lixo, como lixões a céu aberto e aterros. Em seguida, apresente à turma .
A falta de tratamento do chorume, no caso de lixões a céu aberto, ocasiona a contaminação de lençóis freáticos e rios. Nos aterros sanitários, o solo é impermeabilizado corretamente para não permitir essa contaminação e da matéria orgânica biodegradada, os resíduos sólidos podem ser reaproveitados na produção de fertilizantes.
Além do chorume, conforme explicado anteriormente, os gases produzidos pela biodegradação devem ser removidos e queimados. É o caso do gasolixo, uma mistura de CO2 (40%) e CH4 (60%) que pode ser utilizada como combustível. A combustão do metano, isto é, a quebra de suas ligações ao reagir com o oxigênio, permite a geração de energia limpa, conforme a equação química a seguir:
CH4 + 2O2 → CO2 + H2O
Explique que, em alguns casos, como o do lixo hospitalar, são necessários incineradores para a queima de todo material orgânico, mas este tratamento nem sempre é realizado devido ao alto custo.
Além do investimento para o tratamento de incineração, um problema graveé a formação de substâncias tóxicas quando a combustão da matéria orgânica não é completa. Entre estas substâncias, a queima de resíduos que contenham cloro produz compostos chamados dioxinas e furanos. Mesmo em baixas concentrações, estes compostos acumulam-se na cadeia alimentar e apresentam alta toxicidade. Discuta com os alunos a estrutura da dioxina, um hidrocarboneto clorado, composto por anéis benzênicos e átomos de oxigênio. Exemplos de estruturas típicas de uma dioxina e um furano:
Diante dos problemas apresentados, pergunte para a turma qual a importância da separação correta, isto é, da coleta seletiva dos materiais descartados no lixo. Enfatize que a mistura da matéria orgânica com materiais recicláveis pode contaminá-los e impedir seu reaproveitamento.
Avaliação
Oriente a formação de grupos de trabalho e explique que cada um deverá pesquisar e fazer uma apresentação para toda a classe sobre um dos temas abaixo.
1) Metais pesados que podemos encontrar no lixo quando descartados erroneamente (pilhas, lâmpadas fluorescentes, etc.) 2) Alumínio e sua reciclagem. 3) Compostagem e processos químicos envolvidos. 4) Coleta seletiva e reciclagem: separação de materiais e seu destino. 5) Produção energética a partir do lixo.
Após a apresentação de todos os trabalhos, peça para escreverem individualmente um texto argumentativo baseado nas apresentações realizadas e na frase: "É melhor prevenir do que remediar". Explique que os autores deverão discutir no texto formas de minimizar a quantidade de lixo no meio ambiente através da geração do lixo, tratamento e reaproveitamento de materiais. Avalie as produções: os alunos recorreram a argumentos baseados nos conteúdos trabalhados? Quais as questões químicas que foram bem utilizadas? É preciso retomar algum conceito?
Referências
USBERCO, J.; Salvador, E. "Química" - volume único. 5a edição. São Paulo: Saraiva, 2002. p.108.
FADINI, P.D.; FADINI, A.A.A. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola - Lixo: Desafios e Compromissos. 2001. Páginas 1-10.
LIMA, S.L.C; TAVARES, A.J.; REINALDO, S.M.A.S.; FERNANDES, P.R.N. "Batalha Termoquímica: Um método alternativo para o ensino de química na Escola Estadual Professor Antônio Dantas." Em: IX Congresso de Iniciação Científica do IFRN, 2013.