Observatório de Ciências by Editora Moderna

A obra convida o aluno a construir o conhecimento a partir de suas próprias experiências cotidianas. Além disso, o incentivo à formação de valores estimula o estudante a compreender e respeitar a diversidade da natureza e da sociedade em que vive. Cada volume acompanha um DVD com recursos multimídia, textos complementares e atividades de leitura de imagens, além de ferramentas exclusivas para o professor, como propostas de avaliação, atividades de reforço para os alunos e sugestões metodológicas.

OBSERVATÓRIO DE CIÊNCIAS editora responsável: rita helena bröckelmann

OBSERVATÓRIO DE CIÊNCIAS

Professor, esta amostra apresenta alguns capítulos da coleção Observatório de Ciências. Nela, você poderá conhecer a estrutura da coleção e o conteúdo programático desenvolvido para proporcionar aulas ainda mais dinâmicas e completas.

amostra para degustação do professor

Ensino Fundamental II

OBSERVATÓRIO DE CIÊNCIAS

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0800 17 2002

confira: • Sumário da obra • Uma seleção de conteúdos didáticos para análise do professor

Observatório

de ciências

Organizadora: Editora Moderna Obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pela Editora Moderna. Editora Executiva: Rita Helena Bröckelmann

Este livro é acompanhado de um DVD.

1a edição

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Elaboração dos originais Marcio Yuji Matsumoto Licenciado em Física pela Universidade de São Paulo. Doutor em Química, área de concentração: Química Inorgânica, pela Universidade de São Paulo. Júlio Cesar Tonon Bacharel em Ciências pela Universidade Mackenzie. Mestre em Saneamento Ambiental pela Universidade Mackenzie. Professor. Marcelo Okuma Bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Professor. Cláudio Pinto Alves Licenciado em Ciências Biológicas pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Organização Santamarense de Educação e Cultura (SP). Professor. Renata Fogaça Bacharel em Química pela Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”. Mestre em Química pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo. Professora. Tsuneo Kobayashi Bacharel em Física pelo Instituto de Física da Universidade de São Paulo. Professor. Zanith da Silva Prado Cook Bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Mestre em Oncologia pela Fundação Antônio Prudente/Hospital A. C. Camargo, São Paulo. Editora. Vanessa Shimabukuro Bacharel e licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Mestre em Ciências, área de concentração: Zoologia, pela Universidade de São Paulo. Editora. Fabiana Eiko Shibahara Asano Bacharel em Química pela Universidade Federal de São Carlos. Editora. Nathália Fernandes de Azevedo Bacharel e licenciada pelo Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. Doutora em Ciências, área de concentração: Genética, pela Universidade de São Paulo. Editora. Dino Santesso Gabrielli Bacharel em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. Mestre em Ciências, área de concentração: Bioquímica, pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo. Editor. Horacio Nakazone Engenheiro Eletricista pela Faculdade de Engenharia da Fundação Armando Álvares Penteado (SP). Especialista em Engenharia de Telecomunicações pela Fundação Armando Álvares Penteado (SP). Editor. Rita Helena Bröckelmann Licenciada em Ciências pelo Centro Universitário da Fundação Educacional de Guaxupé (MG). Professora. Editora. Ricardo Gandara Crede Bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade de Santo Amaro, São Paulo.

Coordenação editorial: Rita Helena Bröckelmann Edição de texto: Vanessa Shimabukuro (coordenação), Edna Emiko Nomura, Fabiana Eiko Shibahara Asano, Dino Santesso Gabrielli, Horacio Nakazone, Camila Jerico Daminello, Gustavo Herdeiro de Faria, Nathália Fernandes de Azevedo Assistência editorial: Amanda Cristina da Silva, Rodrigo Louro, Zanith da Silva Prado Cook, Ricardo Lourenço Rosa, Paula Yumi Hirata Revisão técnica: Leonardo Ré Jorge, Caio Alencar de Matos, Denise Dantas Jerônimo, Sílvia Maria de Paula, Divinomar Severino, Ednilson Oliveira Preparação de texto: Alexandra Costa da Fonseca Coordenação de design e projetos visuais: Sandra Botelho de Carvalho Homma Projeto gráfico: Aurélio Camilo Capa: Aurélio Camilo Foto da capa: Imagem de água correndo sobre uma rocha. © George H. H. Huey/Corbis/Latinstock Coordenação de produção gráfica: André Monteiro, Maria de Lourdes Rodrigues Coordenação de arte: Maria Lucia Ferreira Couto, Wilson Gazzoni Agostinho Edição de arte: Ana Carlota Rigon Editoração eletrônica: Grapho Editoração Ilustrações de vinhetas: Bubaone/iStockphotos Ilustrações: Agustí Serrano, alademoscail-lustració, André Vazzios, Carlos Aguilera, Cecília Iwashita, David Cabacas, Digitalartis, Domingo Benito, Enrique Cordero, Luis Moura, Marcelo Pérez, Paulo Nilson, Pere Luis León, Roger Cruz, Toma, WDurant Cartografia: Alessandro Passos da Costa, Anderson de Andrade Pimentel, Fernando José Ferreira Coordenação de revisão: Elaine Cristina del Nero Revisão: Afonso N. Lopes, Ana Cortazzo, Denise Almeida, Fernanda Marcelino, Nancy H. Dias Pesquisa iconográfica: Fernanda Siwiec, Fabio Yoshihito Matsuura, Flávia Aline de Morais, Luciana Ribas Vieira, Luciano Baneza Gabarron As imagens identificadas com a sigla CID foram fornecidas pelo Centro de Informação e Documentação da Editora Moderna. Coordenação de bureau: Américo Jesus Tratamento de imagens: Arleth Rodrigues, Bureau São Paulo, Fabio N. Precendo, Pix Art, Rodrigo Fragoso, Rubens M. Rodrigues, Wagner Lima Pré-impressão: Alexandre Petreca, Everton L. de Oliveira Silva, Hélio P. de Souza Filho, Marcio H. Kamoto Coordenação de produção industrial: Wilson Aparecido Troque Impressão e acabamento: Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Observatório de Ciências / obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pela Editora Moderna ; editora executiva Rita Helena Bröckelmann. — 1. ed. — São Paulo : Moderna, 2011. Obra em 4 v. Bibliografia. 1. Ciências (Ensino fundamental) I. Bröckelmann, Rita Helena. 11-07334

CDD-372.35

Índice para catálogo sistemático: 1. Ciências : Ensino fundamental 372.35 ISBN 978-85-16-07187-5 (LA) ISBN 978-85-16-07188-2 (LP) Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Todos os direitos reservados EDITORA MODERNA LTDA. Rua Padre Adelino, 758 - Belenzinho São Paulo - SP - Brasil - CEP 03303-904 Vendas e Atendimento: Tel. (0_ _11) 2602-5510 Fax (0_ _11) 2790-1501 www.moderna.com.br 2014 Impresso no Brasil 1 3 5 7 9 10 8 6 4 2

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Apresentação

uando você ouve a palavra Ciência, o que lhe vem à mente? Existe alguma conexão entre o que você estuda nas aulas de Ciências e a realidade do seu dia a dia?

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

A palavra Ciência é derivada do latim scientìa e significa conhecimento, saber, arte, habilidade. O conhecimento da humanidade foi construído por várias pessoas ao longo da história, na busca de respostas acerca do que estava acontecendo ao seu redor e muito além. Pessoas observadoras, curiosas, investigadoras, questionadoras! A coleção Observatório de Ciências tem por objetivo apresentar a você as bases das Ciências da natureza. A Ciência está no cotidiano de todos nós, e termos como clonagem, aquecimento global, DNA, transgênicos, energia nuclear, tsunamis, terremotos etc. são encontrados em noticiários de TV, jornais, revistas e na internet, refletindo a presença constante da Ciência e da Tecnologia em nossa vida. Queremos que você estude, pesquise, observe, compreenda, saiba emitir opiniões sobre os mais variados temas da Ciência e Tecnologia. Utilizamos a tecnologia, por exemplo, para elaborar um DVD, que acompanha este livro, com textos complementares, animações, apresentações, fichas e atividades interativas, que vão facilitar seu aprendizado. Estude, investigue, pesquise, questione... seja observador! Bom estudo!

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Conheça a estrutura do seu livro

Plano de trabalho: apresenta os assuntos que serão trabalhados ao longo do capítulo.

Indicação de conceito-chave. Saiba mais: textos de aprofundamento e curiosidades que ampliam os temas do capítulo. Indicações de conteúdos complementares, como animações, apresentações, atividades interativas e textos no DVD que acompanha o seu livro.

As atividades ao final de cada capítulo estão organizadas para que você avalie o que aprendeu, relacionando e integrando alguns conteúdos com outros. Em cada atividade há uma indicação do seu nível de complexidade: simples média complexa

Texto e imagem sobre um assunto relacionado ao tema do capítulo.

Busque a resposta: questões para você responder após a leitura do texto de abertura e utilizar seus conhecimentos. Anote suas respostas e reveja-as após estudar o capítulo.

Os conteúdos foram selecionados e organizados, de maneira a hierarquizar os principais conceitos do capítulo.

Imagens, gráficos, tabelas, esquemas, mapas vão auxiliar na assimilação das ideias principais do capítulo.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Número e título do capítulo.

Na seção Você vai gostar deste desafio!, escolhemos questões que ajudam você a se preparar desde já para diferentes avaliações, como Enem, Pisa e Olimpíadas de Ciências.

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Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

No final de cada capítulo há a seção Você vai gostar de descobrir!, que apresenta uma atividade prática que desenvolve etapas do método científico e pode ser realizada no laboratório, em sala de aula ou como tarefa de casa. Por vezes é apresentada uma situação que solicita análise, pesquisa e compreensão.

Você vai gostar de ler! é a seção que apresenta textos que têm relação com os conteúdos tratados no capítulo. As questões, que acompanham esta seção, ajudam na compreensão do texto.

Na seção Revisão são apresentadas as principais ideias do capítulo. Questões que acompanham essa seção ajudam a complementar a sua revisão. É o momento de você avaliar seu desempenho e, se necessário, tirar suas dúvidas com seu professor.

Conheça um pouco mais: indicações de filmes, livros, revistas, sites, onde você poderá estudar mais sobre o tema do capítulo.

Conceitos-chave: no texto de cada capítulo foram destacados conceitos-chave, na cor azul. Esses conceitos estão organizados em ordem alfabética no final do livro. Lá você encontra as definições e, sempre que possível, a etimologia da palavra. Exemplo: Carnívoro: (do latim carnis, carne e vorare, devorar)

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Observatório

Conheça o seu DVD

de CIÊNCIAS

DVD do aluno Não pode ser vendido separadamente.

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Animações: aqui você visualiza uma sequência de imagens e textos que complementam ou resumem os conceitos estudados no capítulo.

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Texto complementar: textos selecionados para você ler um pouco mais sobre os temas do capítulo.

Apresentação: sequência de imagens e legendas que ajudam a interagir, compreender, revisar e complementar os temas do capítulo.

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Atividades interativas: onde você aplica seu aprendizado, confere seus acertos e visualiza as correções.

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Organizadora: Editora Moderna Obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pela Editora Moderna.

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Observatório de imagens: fichas com imagens e atividades de compreensão. Algumas delas reforçam temas estudados, outras trazem temas novos relacionados aos capítulos.

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Sumário Capítulo 1 – Ciências: uma breve introdução ..............................................................12 1. Por que estudar Ciências da natureza? – 14 2. O método científico – 14 3. Como estudar Ciências da natureza – 16 Você vai gostar de descobrir! – Usando procedimentos científicos .................................... 21 Revisão ......................................................................................................................................................................... 21 Atividades ................................................................................................................................................................. 22 Você vai gostar de ler! – As ciências da natureza ............................................................................ 24 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................ 25

Capítulo 2 – O que a Ecologia estuda .................................................................................26 ANDRÉ SEALE/PULSAR IMAGENS

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Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................. 23

1. Os níveis de organização da vida – 28 2. Componentes do ecossistema – 28 3. A estabilidade do ecossistema – 31 4. Limites da biosfera – 31 5. O hábitat e o nicho ecológico – 32 Atividades .................................................................................................................................................................34 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................. 35 Você vai gostar de descobrir! – Montando um terrário .............................................................36 Revisão .........................................................................................................................................................................37 Você vai gostar de ler! – Mico-leão-dourado: o mascote da conservação da biodiversidade ................................................................................................................38 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................39

GREGORY G. DIMIJIAN, M.D./ PHOTORESEARCHERS/LATINSTOCK

Capítulo 3 – Cadeias e teias alimentares ....................................................................... 40 1. Cadeias alimentares – 42 2. As teias alimentares – 44 3. Os caminhos da matéria e da energia nos ecossistemas – 44 Você vai gostar de descobrir! – Montando uma teia alimentar ............................................ 47 Atividades .................................................................................................................................................................48 Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................49 Revisão ........................................................................................................................................................................50 Você vai gostar de ler! – Onde há plâncton, há peixe! ..................................................................51 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................ 53

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Sumário Capítulo 4 – Relações entre os seres vivos ....................................................................54 1. As relações ecológicas interespecíficas – 56 2. As relações ecológicas intraespecíficas – 59 Atividades .................................................................................................................................................................62 Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................63 Você vai gostar de descobrir! – Exposição de fotos sobre a interação entre polinizadores e plantas ....................................................................................................64 Revisão ........................................................................................................................................................................65 Você vai gostar de ler! – Você sabia que existem formigas que escravizam outras? .......................................................................................................................................66 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................ 67

1. Nosso planeta – 70 2. A estrutura interna da Terra – 70 3. A superfície da Terra. A litosfera – 72 4. As outras camadas da Terra: a hidrosfera e a atmosfera – 75 Atividades ................................................................................................................................................................. 78 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................. 79 Você vai gostar de descobrir! – Análise de um mapa dos maiores terremotos ..................................................................................................................................... 80 Revisão .........................................................................................................................................................................81 Você vai gostar de ler! .....................................................................................................................................82

RICHARD HAMILTON SMITH/CORBIS/LATINSTOCK

Conheça um pouco mais ................................................................................................................................83

Capítulo 6 – Minerais e rochas .................................................................................................... 84 1. Os minerais – 86 2. As rochas – 88 Atividades .................................................................................................................................................................98

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

BT3/ZUMA PRESS/NEWSCOM

Capítulo 5 – Características do planeta Terra ........................................................... 68

Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................99 Você vai gostar de descobrir! – A ação da natureza nas rochas ......................................... 100 Revisão .......................................................................................................................................................................101 Você vai gostar de ler! ................................................................................................................................... 102 Conheça um pouco mais .............................................................................................................................. 103

Capítulo 7 – O solo e suas características ................................................................... 104 EDUARDO ISSA

1. O solo – 106 2. Composição do solo – 107 3. Processo de intemperismo – 108 4. Importância do solo – 109 5. Tipos de solo – 109 6. O solo e a agricultura – 110 Atividades .................................................................................................................................................................112

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Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................113 Você vai gostar de descobrir! – Retenção de água no solo ..................................................... 114 Revisão ....................................................................................................................................................................... 115 Você vai gostar de ler! – Como trabalham os arqueólogos? .................................................... 116 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................117

EDSON SILVA/FOLHAPRESS

Capítulo 8 – Degradação do solo e doenças relacionadas ................... 118 1. Degradação do solo – 120 2. Doenças relacionadas ao solo – 124 3. O que podemos fazer para proteger o solo? – 127 Atividades ............................................................................................................................................................... 130 Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................131 Você vai gostar de descobrir! – Mostrando a degradação do solo .....................................132 Você vai gostar de ler! – Por que temos vermes?........................................................................... 134 Conheça um pouco mais ...............................................................................................................................135

Capítulo 9 – A hidrosfera terrestre .........................................................................................136 1. Terra: planeta água! – 138 SOFIA COLOMBINI

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Revisão .......................................................................................................................................................................133

2. Propriedades da água – 140 3. Os estados físicos da água – 140 4. O ciclo da água – 141 5. Água, um recurso essencial – 142 6. Água potável, como obter? – 144 Atividades ...............................................................................................................................................................148 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................149 Você vai gostar de descobrir! – Propriedades da água .............................................................150 Revisão ....................................................................................................................................................................... 151 Você vai gostar de ler! – Sistema integrado transforma água salobra em potável e produz renda e alimentos .....................................................................152 Conheça um pouco mais ...............................................................................................................................153

NICOLE BENGIVENO/THE NEW YORK TIMES/LATINSTOCK

Capítulo 10 – Poluição das águas e doenças relacionadas ...................154 1. Poluição das águas – 156 2. Tipos de contaminação das águas – 156 3. Consequências ao ambiente – 159 4. Poluição: como podemos evitar? – 159 5. Doenças relacionadas à água – 161 Atividades ...............................................................................................................................................................164 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................ 165 Você vai gostar de descobrir! – Construindo um filtro para águas poluídas...............166

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Sumário Revisão .......................................................................................................................................................................167 Você vai gostar de ler! – A sujeira que limpa ....................................................................................168 Conheça um pouco mais ..............................................................................................................................169

TOM WALKER/GETTY IMAGES

Capítulo 11 – Ar e suas propriedades ..................................................................................170 1. Como perceber algo que não vemos? – 172 2. O estado gasoso – 172 3. Ar – 173 Atividades ................................................................................................................................................................178 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................179 Você vai gostar de descobrir! – Propriedades do ar ....................................................................180 Revisão ....................................................................................................................................................................... 181 Conheça um pouco mais .............................................................................................................................. 183

Capítulo 12 – A atmosfera terrestre ...................................................................................... 184 1. O que é a atmosfera – 186 2. A origem da atmosfera terrestre – 186 3. A estrutura da atmosfera terrestre – 187 4. A pressão atmosférica – 189 Atividades ............................................................................................................................................................... 192 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................ 193 Você vai gostar de descobrir! – A coluna de água ........................................................................194 Revisão ...................................................................................................................................................................... 195 Você vai gostar de ler! – Por que as estrelas parecem piscar no céu?................................196

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Você vai gostar de ler! – Por que a chaleira apita quando a água ferve? ......................... 182

Conheça um pouco mais ...............................................................................................................................197

QUIM ROSER/GRUPO KEYSTONE

Capítulo 13 – Ar, saúde e meio ambiente..................................................................... 198 1. Poluição do ar e saúde – 200 2. Poluentes do ar e seus efeitos – 201 3. Fontes de poluição – 203 4. Como combater a poluição atmosférica – 204 Atividades ..............................................................................................................................................................206 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................207 Você vai gostar de descobrir! – Medindo a poluição do ar ....................................................208 Revisão .....................................................................................................................................................................209 Você vai gostar de ler! – Chuva ácida ................................................................................................... 210 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................211

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Capítulo 14 – Instrumentos meteorológicos

e previsão do tempo ........................................................................................ 212

1. Meteorologia – 214

CARLOS E. SANTA MARIA/SHUTTERSTOCK

2. Temperatura do ar – 215 3. Pressão atmosférica – 216 4. A umidade do ar e a formação das nuvens – 216 5. Tempo e clima – 218 Atividades .............................................................................................................................................................. 220 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................221 Você vai gostar de descobrir! – Levantamento de dados e instrumentos de medição ............................................................................................................................222 Revisão ......................................................................................................................................................................223 Você vai gostar de ler! – Saúde em tempos de catástrofe .......................................................224

NASA, ESA AND THE HUBBLE HERITAGE TEAM (STSCI/AURA)

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Conheça um pouco mais ..............................................................................................................................225

Capítulo 15 – O Universo e o Sistema Solar ...............................................................226 1. Observando o Universo – 228 2. Os componentes do Universo – 229 3. O Sistema Solar – 230 Atividades ...............................................................................................................................................................236 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................ 237 Você vai gostar de descobrir! – O Universo em suas mãos ....................................................238 Revisão ......................................................................................................................................................................239 Você vai gostar de ler! – O Universo numa casca de noz......................................................... 240 Conheça um pouco mais ...............................................................................................................................241

Capítulo 16 – Conhecendo nosso planeta.................................................................... 242 1. O planeta Terra – 244

NASA

2. O movimento da Terra – 245 3. As estações do ano – 246 4. A Lua – 248 Atividades ...............................................................................................................................................................252 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................253 Você vai gostar de descobrir! – Que sombra é essa?................................................................. 254 Revisão ......................................................................................................................................................................255 Você vai gostar de ler! – Papai Noel e pousos lunares............................................................... 256 Conheça um pouco mais ..............................................................................................................................257 Conceitos-chave ................................................................................................................................................ 258 Siglas ...........................................................................................................................................................................270 Bibliografia ..............................................................................................................................................................271

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CAPÍT

Plano de trabalho Neste capítulo você estudará: O porquê de estudar Ciências. O método científico.

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Qual é o principal alimento das plantas?

an Baptista van Helmont (1579-1644), que era um pesquisador belga, estava tentando descobrir qual o principal alimento das plantas. Veja a sequência de imagens do experimento que ele realizou no século XVII.

Algumas dicas de como trabalhar em Ciências. Algumas regras de segurança em laboratório. Como fazer relatório e pesquisa.

Helmont utilizou um vaso com solo, que ao todo tinha 90 kg (solo seco).

Plantou nesse vaso uma muda de salgueiro, que tinha 2,25 kg. Portanto, após o plantio, o conjunto vaso, solo e planta tinha 92,25 kg.

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Após observar as imagens e as legendas, em grupo, respondam às questões: I. Calculem o valor em quilogramas (kg): a) do“vaso + solo inicial” menos o“vaso + + solo ao final dos 5 anos”; b) da “muda do salgueiro” menos o “salgueiro com 5 anos”. II. O que vocês concluiriam com os resultados desse experimento? Formulem uma resposta. III. Vocês modificariam o experimento? Em caso afirmativo, expliquem como e por quê. Colocou uma tampa para evitar que poeira e outros materiais caíssem sobre o vaso.

5 anos

As folhas que caíram durante os 4 outonos foram retiradas e não foram pesadas.

Regou a planta durante 5 anos somente com água de chuva.

Tampa Água de chuva

Fonte: MOORE, R.; CLARK, W. D.; VODOPICH, D. S. Botany. 2. ed. Boston: WCB/MacGraw-Hill, 1998.

Busque a resposta 1 2 3

Por que você estudará Ciências? Que metodologia é utilizada nas pesquisas científicas? Que regras de segurança de laboratório você conhece? Anote suas respostas e, após estudar o capítulo, discuta com seus colegas se vocês ainda concordam com elas.

No final dos 5 anos o salgueiro inteiro (raízes, tronco e folhas) foi retirado do vaso e constatou-se que ele tinha 76,1 kg. O vaso com o solo foi pesado e tinha 89,9 kg.

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Vamos pensar no experimento de Jan Baptista van Helmont. Tal como o pesquisador do século XVII, todos nós podemos observar com curiosidade o ambienteà nossa volta, fazer questionamentos sobre ele, experimentar, procurar informações, fazer sugestões e buscar respostas. A disciplina de Ciências da natureza pretende isso: que você amplie seus conhecimentos sobre o mundo e que você possa intervir nele com consciência e respeito. Complete as lacunas a seguir com os termos que descrevem as imagens e você vai descobrir nas frases algumas atitudes que deverão ser desenvolvidas nas aulas de Ciências.

• Desenvolver a habilidade de

• Ter interesse em fazer

• Gostar de

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Texto complementar

Por que estudar Ciências da natureza?

• Ter e incentivar nas outras pessoas atitudes de em laboratório e em campo.

O método científico

Os cientistas e os pesquisadores são pessoas com grande curiosidade em conhecer o que os rodeia, querendo saber cada vez mais e descobrir soluções para os problemas que surgem das suas observações. Pensam muito no que observam, estudam, investigam, fazem experiências e tiram conclusões.

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Algumas vezes têm êxito, outras vezes não, e recomeçam todo o trabalho. É assim que a Ciência vai se desenvolvendo, passo a passo, e o ser humano vai obtendo cada vez mais conhecimento. Nas pesquisas, existe um conjunto de procedimentos que são aplicados para que elas sejam consideradas científicas: é o método científico. O método científico pode ser aplicado em diversas situações. Veja um exemplo simples: um menino, chamado João, ficou doente após beber água do poço e comer um sanduíche de presunto. Um amigo de João resolveu investigar a causa da doença e para isso realizou as seguintes etapas:

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Está fresquinha!

Observação

Problema

Conclusão O João ficou doente porque a água do poço estava contaminada.

Por que é que o João ficou doente??? NO

VA D

ÚV

ID A

Levantamento de dados

5 Experimentação

Hipótese

A água do poço está contaminada ou o presunto está estragado.

Só podemos saber se forem analisados.

Note que é apenas um exemplo, não é obrigatória a existência nem a realização de todas essas etapas. O método científico não é uma receita pronta, por isso ele deve ser planejado com inteligência, imaginação e criatividade. No método científico, a hipótese é o caminho que deve levar à formulação de uma teoria. Os pesquisadores, ao propor hipóteses, têm dois objetivos: explicar um fato e prever outras consequências para esse fato. A hipótese deverá ser testada em experiências de laboratório controladas. Geralmente são reproduzidas duas experiências semelhantes chamadas grupo de controle e grupo de teste. No grupo de teste o fator que está sendo testado é aplicado e no grupo de controle esse fator não é aplicado. A diferença dos resultados entre os dois grupos pode confirmar uma hipótese. Após muitas dessas experiências, se os resultados obtidos pelos pesquisadores confirmarem a hipótese levantada, então ela é submetida a instituições científicas e poderá ser aceita como uma lei e integrada a uma teoria e/ou sistema teórico. Mas isso não quer dizer que o conhecimento científico é algo definitivo: ele está sempre em construção. O conhecimento científico é construído por pessoas comuns, que erram, acertam, mas principalmente tentam solucionar uma questão.

Observatório de imagens

Animação

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Como estudar Ciências da natureza

Nas aulas de Ciências você terá a oportunidade de trabalhar de modo diversificado, algumas vezes individualmente, outras em grupo, em aulas de campo e em experiências de laboratório e, claro, em casa, para que possa acompanhar e praticar o que for aprendendo. Conversando com seus familiares e amigos, você pode aprender e descobrir ainda mais. Seja curioso, pergunte! Pesquise!

Esteja atento e seja participativo; se tiver dúvida, levante a mão e pergunte ao seu professor. Espere sempre sua vez de falar. Faça as tarefas que o professor pedir com cuidado, mas sem perda de tempo. Mantenha o caderno organizado, limpo e completo. Você pode dividi-lo por seções: a) Aulas – onde pode registrar os resumos da fala do professor e o que fizer durante a aula. b) Trabalhos para fazer em casa. c) Pesquisa – onde você vai agrupando artigos, notícias e imagens sobre os assuntos que está estudando.

Trabalho em grupo Aprenda a trabalhar em grupo. No trabalho em grupo é muito importante a troca de informações, o planejamento e a distribuição de tarefas, e algumas dicas podem ajudar: a) Apresente com calma e clareza as ideias. b) Respeite a opinião dos colegas. c) Compartilhe as pesquisas e os materiais. d) Colabore para que todas as tarefas sejam feitas com qualidade e no prazo. e) Prepare com os colegas a apresentação do trabalho, conforme solicitado pelo professor. f) Tente avaliar com sinceridade o seu desempenho dentro do grupo.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Trabalho na aula

Apresentação de um trabalho escrito Seja em grupo, seja individualmente, a apresentação do trabalho escrito deve ser organizada e conter: a) Capa – ela deve incluir o título do trabalho e a identificação do(s) aluno(s). b) Sumário – listagem de todos os assuntos tratados no trabalho. c) Introdução – texto de apresentação do tema do trabalho. d) Desenvolvimento – texto do qual consta o conteúdo do trabalho; pode ser dividido em capítulos. e) Conclusão – nesta parte final pode-se colocar uma opinião pessoal sobre o trabalho desenvolvido. f) Bibliografia – relação de todas as fontes de consulta utilizadas (livros, revistas, internet etc.).

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Trabalho em laboratório O trabalho em laboratório é sempre interessante. Cuidados com o material e o cumprimento das regras de segurança são essenciais. Quando vamos realizar uma experiência ou observação no laboratório, não basta somente conhecer o material. É preciso ter muito cuidado com a sua utilização e seu descarte para evitar acidentes que possam pôr em perigo a nossa segurança, a dos outros colegas e a do próprio laboratório. Por isso, é preciso conhecer e respeitar as regras de segurança, usar equipamentos adequados e ler sempre com atenção o trabalho proposto pelo professor. No fim do trabalho, deixe sempre a mesa limpa e o material arrumado. Após a experiência, deve ser feito um relatório, ou seja, um registro do trabalho, que inclui as seguintes partes: a) Identificação e data. b) Problema ou assunto – o que se está investigando ou observando. c) Material que foi utilizado. d) Procedimento – descrição do que foi feito. e) Observação – descrição do que foi observado. f) Esquema – desenho das montagens que foram feitas e observadas. g) Conclusão – a resposta ao problema ou a conclusão sobre o que foi observado.

Trabalho em casa É mais fácil estudar um pouco todos os dias, pois assim você verifica se tem alguma dúvida e pode perguntar para o professor. Além disso, vai assimilando melhor o conteúdo visto em sala de aula. Nessas horas de estudo, procure: a) Criar condições para melhorar o aprendizado • Procure um lugar tranquilo, como uma biblioteca ou uma sala de estudos. • Não leia quando estiver cansado. • Não leia quando tiver fome. • Aguarde até que tenha acabado de estudar um assunto completo antes de você fazer uma pausa. b) Observar • Ao iniciar o estudo, olhe rapidamente o material. Assim você saberá do que se trata. • Observe as imagens, leia as legendas, os títulos e as palavras destacadas (negrito ou itálico). c) Escrever • Escreva notas sobre o que você vê quando observa o material. • Escreva perguntas sobre as dúvidas que surgirem. • Escreva tópicos que deseja saber. • Escreva um resumo para cada tópico. d) Ler de maneira atenta • Encontre a ideia principal de cada seção ou parágrafo. • Estude as imagens, os mapas, os gráficos e as tabelas, e observe as informações que eles trazem. • Anote as principais ideias e outras notas sobre o que você lê. • Depois de ler toda a seção, releia as partes que você não entendeu.

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e) Fazer uma revisão

• Analise o resumo ou as anotações que fez enquanto estava lendo. • Se você ainda tiver dúvidas, pergunte ao seu professor ou a um colega da classe para ajudá-lo. • Anote em seu resumo fatos ou ideias importantes. • Analise suas anotações para lembrar o que foi revisado.

f) Melhorar seu vocabulário Quando você vê uma nova palavra: • Leia a frase e procure pistas sobre o significado da palavra. • Olhe para imagens ou gráficos que contenham a palavra, descobrindo seu significado.

Nas aulas de Ciências, poderão surgir oportunidades para estudos em campo. Quando essas oportunidades surgirem, providencie um caderno para fazer seus registros. Convém que esse caderno tenha capa dura e plastificada para não molhar nem sujar. Não se esqueça do lápis. Caso tenha uma máquina fotográfica poderá registrar e até gravar cenas que você vai gostar de rever.

O que registrar no caderno de campo Em primeiro lugar, registre o dia, a hora e o local que está sendo visitado. Em seguida, descreva a paisagem, incluindo os tipos de plantas e de animais que podem ser observados. Esquemas e desenhos também são estratégias interessantes para registrar as observações.

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Trabalho em campo

Como desenhar plantas no caderno de campo

Desenhar duas linhas perpendiculares. A vertical representa a altura da árvore, e a horizontal, a largura.

Indicar a posição do tronco e dos ramos.

Completar o desenho com os galhos e as folhas.

Você pode complementar seus registros com detalhes das folhas, das flores e dos frutos, se houver.

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Como desenhar uma ave no caderno de campo

Fazer duas circunferências ou duas formas ovaladas que indiquem a composição geral do corpo e da cabeça.

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Desenhar o bico, as asas, as patas e a cauda.

Completar o desenho com as penas e outros detalhes.

Você pode complementar seus registros com detalhes de movimentos da ave.

Como proceder durante a atividade em campo Existe um ditado entre pessoas que fazem e gostam de atividades em campo que é mais ou menos assim: “Na natureza... Deixe somente pegadas, Queime somente calorias, Mate somente o tempo, Tire somente fotos e Leve apenas boas lembranças.”

Portanto, lembre-se de que durante a atividade em campo você irá observar, anotar, fotografar, admirar, mas não deve deixar lixo nem levar nada do local. A natureza deve ser respeitada e seu equilíbrio deve ser mantido.

Como proceder após a atividade em campo Releia com calma as anotações do seu caderno de campo, termine seus desenhos e esquemas, revele e organize as fotos que fez. Faça legendas para cada uma delas, identificando-as. Troque ideias com seus colegas sobre a visita feita e façam um relatório em conjunto.

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Saiba mais

ALBUM/AKG-IMAGES/LATINSTOCK — COLEÇÃO ARCHIV F.KUNST & GESCHICHTE.

O médico grego Hipócrates (460-377 a.C.) foi o primeiro a olhar para um homem que sofria um ataque epiléptico – consequência da doença que faz com que as pessoas caiam ao solo, comportando-se como se já não mais tivessem o controle de seu corpo – e dizer: “Não há nenhum deus aí dentro; é um fenômeno do corpo desse indivíduo”. Todos os outros povos da Antiguidade davam uma explicação religiosa para esse fenômeno. Viam deuses e demônios na epilepsia, que era chamada de doença sagrada. O médico Hipócrates, porém, afirmava que todas as doenças possuem uma causa natural, não devendo ser encaradas como uma punição divina. A explicação de Hipócrates para a epilepsia ilustra o que a Grécia Antiga nos proporcionou: a ideia da investigação sistemática, de que o mundo é regido por leis da natureza, e não por deuses cheios de caprichos. Matemáticos indianos inventaram o zero, chave da aritmética. A civilização chinesa inventou a pólvora e a bússola. Nenhuma dessas civilizações, entretanto, conseguiu desenvolver um método científico

que duvidasse de tudo, investigador e experimental. Esse método veio dos gregos antigos. Uma civilização que desenvolveu uma assembleia, onde os homens aprenderam a persuadir uns aos outros por meio do debate, da polêmica; uma economia marítima que impedia o isolamento e, ao mesmo tempo, desenvolvia uma classe mercantil independente, que podia contratar seus próprios professores; que escreveu as obras Ilíada e Odisseia e que construiu uma religião que não era dominada por sacerdotes. E, o fundamental, uma civilização que persistiu em conjugar esses fatores durante mil anos. Como dizia o pensador romano Lucrécio, os gregos viam “a natureza livre e desembaraçada de seus senhores arrogantes, agindo espontaneamente por si mesma, sem a interferência dos deuses”. Mas isso não representou o fim da religiosidade entre os gregos antigos. O próprio juramento dos médicos, atribuído a Hipócrates, começa com uma invocação aos deuses Apolo, Esculápio, Higieia e Panaceia. Claro que libertar-se da superstição é uma condição necessária, mas não suficiente, para a Ciência. Então, interessa ao estudante observar que percurso histórico explicaria o aumento do racionalismo. O que teria levado os gregos a se diferenciarem dos outros povos da Antiguidade?

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Os gregos e o método científico

Fonte: MIRANDA, Renan Garcia. Os gregos criam o método científico. Folha de S.Paulo. Disponível em: <http://vestibular.uol.com.br/ultnot/resumos/ ult2769u43.jhtm>. Acesso em: 10 maio 2011.

Hipócrates, médico grego, ajudando um homem doente na rua durante a época da praga. Xilogravura retirada de Hermann Göll, Die Weisen und Gelehrten des Alterthums, 2. ed., Leipzig (Otto Spamer), 1876. Cor adicionada posteriormente.

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Você vai gostar de descobrir! Usando procedimentos científicos A proposta da atividade se baseia na conhecida brincadeira da adivinhação. O professor trará uma caixa completamente fechada, com um objeto em seu interior. Em seguida ele apresentará as “regras da brincadeira”.

1. Alguém descobriu o que havia dentro da caixa? Como?

2. Que critérios vocês utilizaram

Regras da brincadeira

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Atividades

para formular as perguntas?

• Dentro da caixa existe um objeto que apenas o professor tem conhecimento e vocês (alunos) tentarão descobrir que objeto é esse.

3. Quando queremos descobrir

• Cada aluno (seguindo, por exemplo, a distribuição das cadeiras) pode fazer apenas uma pergunta, de modo que as respostas sejam apenas SIM ou NÃO.

tuação: Vocês estão na classe esperando a campainha elétrica, que avisa a mudança de aula, mas ela não toca. Vocês não podem sair da sala, mas querem saber o que aconteceu. Formem grupos e proponham etapas organizadas semelhantes ao método científico para descobrir o que aconteceu. Apresentem o resultado do grupo para os demais.

• O aluno poderá substituir a pergunta por uma tentativa de adivinhar qual é o objeto. • Vocês podem pedir para o professor sacudir a caixa e também pegar a caixa para sentir o peso. • O professor anotará as respostas na lousa para que as mesmas perguntas não se repitam. As respostas podem não ser muito precisas, isto é, o sim ou o não nada mais é do que uma classificação.

algo, como podemos proceder?

4. Imaginem agora a seguinte si-

Revisão Por que estudar Ciências da natureza? Para ampliar os conhecimentos sobre o mundo em que vivemos; desenvolver a habilidade de investigação; satisfazer e estimular a curiosidade.

O método científico O método científico geralmente envolve as etapas de: observação, hipótese, experimentação e conclusão. A hipótese aceita é submetida a instituições científicas e poderá ser aceita como uma lei e integrada a uma teoria e/ou sistema

teórico. Mas isso não quer dizer que o conhecimento científico é definitivo: ele está sempre em construção. O conhecimento científico é construído por pessoas comuns, que erram, acertam, mas principalmente tentam solucionar uma questão.

Como estudar Ciências da natureza Existem diversas formas de estudar Ciências, mas todas envolvem: organização, observação, curiosidade, investigação, leitura e pesquisa.

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a) A experiência obedeceu aos princípios do método científico, mas a conclusão do estudante pode não ser verdadeira. b) A experiência foi correta e a conclusão também. O estudante seguiu as normas do método científico adequadamente. c) A experiência não foi realizada corretamente porque o estudante não usou um grupo de controle. d) O estudante não fez a experiência de forma correta, pois não utilizou instrumentos especializados. e) A experiência não foi correta porque a hipótese do estudante não era uma hipótese passível de ser testada experimentalmente.

Ordene as etapas do método científico apresentadas nos quadros a seguir. A – Levantamento de deduções a partir da hipótese. B – Teste das deduções, por meio de novas observações ou de experimentos. C – Identificação de um problema. D – Conclusões sobre a validade ou não da hipótese. E – Formulação de uma hipótese. F – Levantamento de dados.

Leia o texto a seguir com atenção e de acordo com ele responda. No esforço para entender a realidade, somos um homem que tenta compreender o mecanismo de um relógio fechado. Ele vê o mostrador e os ponteiros, escuta o tique-taque, mas não tem como abrir a caixa. Sendo habilidoso, pode imaginar o mecanismo responsável pelo que ele observa, mas nunca estará seguro de que sua explicação é a única possível.

(UFMG) Um estudante decidiu testar os resultados da falta de determinada vitamina na alimentação de um grupo de ratos. Colocou então cinco ratos em uma gaiola e retirou de sua dieta os alimentos ricos na vitamina em questão. Após alguns dias, os pelos dos ratos começaram a cair. Concluiu então que esta vitamina desempenha algum papel no crescimento e manutenção dos pelos. Sobre essa experiência podemos afirmar:

I. experiência controlada II. proposição de uma hipótese III. observação de um fato IV. formulação de um problema V. aplicação da teoria

Qual a sequência lógica das etapas do método científico? a) b) c) d) e)

(Frase dita pelo cientista Albert Einstein, referindo-se ao caminho das descobertas científicas.)

a) As descobertas científicas são únicas e infalíveis? b) Que características de um pesquisador são citadas na frase de Einstein?

(UFRN) Considerando os itens abaixo:

I, III, IV, V II, III, I, IV III, IV, II, I IV, V, I, III V, I, III, II

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atividades

(Fuvest-SP / Adaptado) Observando plantas de milho, com folhas amareladas, um estudante de agronomia considerou que essa aparência poderia ser devida à deficiência mineral do solo. Sabendo que a clorofila contém magnésio e é a substância responsável pela coloração verde das plantas, ele formulou a seguinte hipótese: “As folhas amareladas aparecem quando há deficiência de sais de magnésio no solo”. Qual das alternativas descreve um experimento correto para testar tal hipótese? a) Fornecimento de sais de magnésio ao solo em que as plantas estão crescendo e observação dos resultados alguns dias depois.

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b) Fornecimento de uma mistura de diversos sais minerais, inclusive sais de magnésio, ao solo em que as plantas estão crescendo e observação dos resultados dias depois. c) Cultivo de um novo lote de plantas, em solo suplementado com uma mistura completa de sais minerais, incluindo sais de magnésio.

d) Cultivo de novos lotes de plantas, fornecendo à metade deles mistura completa de sais minerais, inclusive sais de magnésio, e à outra metade, apenas sais de magnésio. e) Cultivo de novos lotes de plantas, fornecendo à metade deles mistura completa de sais minerais, inclusive sais de magnésio, e à outra metade, uma mistura com os mesmos sais, menos os de magnésio.

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Você vai gostar deste desaﬁo! (Fuvest-SP) No texto a seguir, reproduzido do livro “Descobertas Acidentais em Ciências” de Royston M. Roberts (Editora Papirus, Campinas, SP, 1993), algumas frases referentes a etapas importantes na construção do conhecimento científico foram colocadas em maiúsculo e identificadas por um numeral romano. Em 1889, em Estrasburgo, então Alemanha, enquanto estudavam a função do pâncreas na digestão, Joseph von Merling e Oscar Minkowski removeram o pâncreas de um cão. No dia seguinte, um assistente de laboratório chamou-lhes a atenção sobre o grande número de moscas voando ao redor da urina daquele cão. (I) CURIOSOS SOBRE POR QUE AS MOSCAS FORAM ATRAÍDAS À URINA, ANALISARAM-NA E OBSERVARAM QUE ESTA APRESENTAVA EXCESSO DE AÇÚCAR. (II) AÇÚCAR NA URINA É UM SINAL COMUM DE DIABETES. Von Mering e Minkowski perceberam que estavam vendo pela primeira vez a evidência da produção experimental de diabetes em um animal. (III) O FATO DE TAL ANIMAL NÃO TER PÂNCREAS SUGERIU A RELAÇÃO ENTRE ESSE ÓRGÃO E O DIABETES. (...) Muitas tentativas de isolar a secreção foram feitas, mas sem sucesso até 1921. Dois pesquisadores, Frederick G. Banting, um jovem médico canadense, e Charles H. Best, um estudante de medicina, trabalhavam no assunto no laboratório do professor John J. R. Mac-Leod, na Universidade de Toronto. Eles extraíram a secreção do pâncreas de cães. (IV) QUANDO INJETARAM OS EXTRATOS [SECREÇÃO DO PÂNCREAS] NOS CÃES TORNADOS DIABÉTICOS PELA REMOÇÃO DE SEU PÂNCREAS, O NÍVEL DE AÇÚCAR NO SANGUE DESSES CÃES VOLTAVA AO NORMAL, E A URINA NÃO APRESENTAVA MAIS AÇÚCAR.

A alternativa que identifica corretamente cada uma das frases em destaque com cada uma das etapas de construção do conhecimento científico é:

b) c)

d) e)

III

Hipótese

Teste da hipótese

Fato

Observação

Fato

Teoria

Observação

Teste da hipótese

Observação

Hipótese

Fato

Teste da hipótese

Observação

Fato

Teoria

Hipótese

Observação

Fato

Hipótese

Teste da hipótese

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Você vai gostar de ler!

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[...] O carbúnculo, doença infecciosa provocada por bactéria, trazia inúmeros prejuízos aos criadores de gado quando em 1881, o francês Louis Pasteur se ocupou com o assunto. Levantou a hipótese de que os animais poderiam ser imunizados caso fossem vacinados com bactérias enfraquecidas de carbúnculo. Separou então 60 ovelhas da seguinte maneira: em dez não aplicou tratamento algum; vacinou duas vezes outras 25, e após alguns dias lhes aplicou uma cultura contaminada por carbúnculo; não vacinou as 25 restantes, mas inoculou-lhes a cultura contaminada. Depois de algum tempo, verificou que as 25 ovelhas não vacinadas morreram, as 25 vacinadas sobreviveram e, comparadas com as dez que não tinham sido submetidas a tratamento, ficou constatado que a vacina não lhes prejudicara a saúde. Esse procedimento clássico exemplifica o método das ciências experimentais. Inicialmente, apresenta-se um problema que desafia a inteligência humana: no exemplo dado, a doença que dizimava o rebanho francês. A partir do problema, o cientista elabora uma hipótese e estabelece as condições para seu controle, a fim de confirmá-la ou não. Se não chegar a uma conclusão a partir da primeira suposição formulada, deverá repetir as experiências ou alterar inúmeras vezes as hipóteses. A conclusão é pois generalizada, ou seja, considerada válida não só para aquela situação, mas para outras similares. Hoje em dia, aquele procedimento relatado quase nunca resulta do trabalho solitário do cientista – como aconteceu com Pasteur –, porque cada vez mais as pesquisas são objetos de atenção de grupos especializados ligados às universidades, às grandes corporações ou ao Estado. Além disso, os procedimentos e os resultados divulgados em revistas especializadas e congressos são submetidos ao julgamento dos membros da comunidade científica, o que garante o caráter de objetividade da Ciência. Ou seja, as conclusões não dependem apenas daqueles que trabalham em determinado projeto, mas também do aval dos demais cientistas. [...]

POODLESROCK/CORBIS/LATINSTOCK — MUSEU D´ORSAY, PARIS

As ciências da natureza

Fonte: ARANHA, M.L.A.; MARTINS, M.H.P. Temas de Filosofia. 3. ed. São Paulo: Moderna, 2005.

Responda 1. Qual foi o grupo controle do experimento de Pasteur? 2. Se a experiência fosse realizada atualmente, Pasteur seria o único cientista envolvido?

3. Pesquise sobre o cientista Louis Pasteur e organize as informações obtidas. Em sala de aula, apresente a sua pesquisa para os colegas.

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Conheça um pouco mais Na rede Ciência para crianças http://www2.bioqmed.ufrj.br/ciencia/

Quem foi... http://chc.cienciahoje.uol.com.br/quem-foi Acessados em: 15 jan. 2011.

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Nos ﬁlmes A história da Ciência (Título Original: The Story of Science: Power, Proof and Passion). 2010, Michael Mosley, BBC. Documentário em que o diretor Michael Mosley embarca numa viagem informativa e ambiciosa explorando como a evolução do conhecimento científico está intimamente relacionada ao caminho histórico da sociedade. Os filósofos de Rossellini – Sócrates/Blaise Pascal/Descartes/ Santo Agostinho. 1971, Roberto Rossellini, Versátil Home Vídeo. Quatro filmes realizados por Roberto Rossellini sobre a vida e obra de grandes filósofos da Humanidade.

Nos livros O livro do cientista. Marcelo Gleiser. São Paulo: Companhia das Letrinhas, 2003. O físico Marcelo Gleiser refaz a história do pensamento científico no Brasil e no mundo, apresentando os principais pesquisadores de diversas áreas. O livro traz fotos de satélite, mapas, pinturas antigas, gráficos e outros elementos que ajudam a entender a fascinante história das descobertas. O método científico. Como o saber mudou a vida do homem. Leopoldo Meis. Rio de Janeiro: Vieira & Lent, 2005. O método científico é um dos melhores exemplos das possíveis associações entre a arte e a Ciência, entre o cientista e o artista. Escrita em 1 ato e 20 cenas, a peça percorre a História contando-nos de que modo surgiu a Ciência.

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ULO

CAPÍT

e a studa u q O e a i g Ecolo

Plano de trabalho Neste capítulo você estudará: O que é ecossistema e quais são seus componentes. A sobrevivência de um organismo no ambiente. O que é biosfera e quais são seus limites.

FABIO COLOMBINI

O que é nicho ecológico e hábitat e qual é a diferença entre eles.

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Uma moradia interessante

s seres vivos do nosso planeta ocupam diversos tipos de paisagens: florestas, desertos, lagos, oceanos etc. A impressão que se tem é que essas paisagens são grandes e ocupam vastos territórios. Mas nem sempre é assim! Veja o caso das bromélias tropicais, plantas que geralmente vivem sobre galhos e troncos de grandes árvores. Uma bromélia da Mata Atlântica pode armazenar água das chuvas em suas folhas, que, no conjunto, formam uma espécie de tanque. Essa água dissolve sais minerais e outros nutrientes fundamentais para a sobrevivência de muitos organismos. Na água acumulada no interior da bromélia, muitos mosquitos, libélulas e até mesmo pererecas depositam seus ovos. Desses ovos surgem larvas que se alimentam de microrganismos ou de substâncias acumuladas na água. Essas larvas também servem de alimento para outros animais que visitam as bromélias.

Por que as bromélias podem ser consideradas “lares” para diversos seres vivos? Exemplifique.

Por que os mosquitos, as libélulas e as pererecas dependem das bromélias para se reproduzir?

Por que as borboletas e os beija-flores são organismos importantes para a reprodução das bromélias? Anote suas respostas e, após estudar o capítulo, discuta com os seus colegas se vocês ainda concordam com elas.

Uma bromélia pode proporcionar um ambiente adequado para diversos tipos de animais.

DR. MORLEY READ/SCIENCE PHOTO LIBRARY/LATINSTOCK

JOHN CANCALOSI/ALAMY/ OTHER IMAGES

FABIO COLOMBINI

Portanto, dentro das bromélias, ou em suas imediações, vivem muitos seres vivos, como libélulas, mosquitos, aranhas, sapos, pererecas, aves, morcegos e serpentes. Há outras espécies que visitam as bromélias para caçar ou apenas beber água. Da mesma forma, borboletas e beija-flores pousam nas flores das bromélias em busca do néctar, desempenhando importante papel na polinização.

Busque a resposta

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Jaguatirica (Felis pardalis)

População

Jaguatiricas (Felis pardalis)

Comunidade Caxinguelê (Sciurus aestuans)

Quatis (Nasua nasua)

Jaguatiricas (Felis pardalis)

Ecossistema

Os níveis de organização da vida

A Ecologia é a ciência que estuda as interações existentes entre os seres vivos (a vida) e as relações que os seres vivos mantêm com o lugar (o meio físico) onde vivem. A vida na Terra está organizada em níveis hierárquicos de complexidade, isto é, podemos estudar a vida partindo de um nível de organização mais simples até chegar a um nível de organização mais complexo. Veja alguns níveis de organização: • Organismo: trata-se do próprio ser vivo, que pode ser simples, formado por apenas uma célula (unicelulares, tais como protozoários e bactérias), ou complexo, formado por muitas células (pluricelulares ou também conhecidos por multicelulares) e até mesmo por órgãos e sistemas. Todo organismo pertence a uma determinada espécie. A jaguatirica, por exemplo, é da espécie Felis pardalis. • População: refere-se ao conjunto de organismos de uma mesma espécie ocorrendo em determinado local. • Comunidade (biocenose): trata-se do conjunto de organismos de espécies diferentes, portanto é o conjunto de populações que vivem em determinada área. • Ecossistema: é a interação entre a comunidade (os seres vivos) e o lugar (o meio físico) onde ela vive. • Biosfera: é o conjunto de todos os ecossistemas do planeta, portanto reúne todos os lugares onde há vida.

Componentes do ecossistema

Como vimos, um ecossistema se caracteriza pela interação de todos os seres vivos (a comunidade) com o lugar onde eles vivem. De forma simplificada, podemos falar que um ecossistema é formado por dois meios: o meio biótico (meio vivo) e o meio abiótico (meio não vivo). O meio biótico é a própria comunidade (todos os seres vivos que vivem no ecossistema), e o meio abiótico compreende os fatores físicos (o lugar ou o biótopo). Por exemplo, um lago é um ecossistema. Nele encontramos o meio biótico: algas, plantas aquáticas, bactérias, fungos, crustáceos, larvas de insetos, rãs, peixes, aves aquáticas etc. Mas, nesse mesmo lago, há também o meio abiótico: a água, a luminosidade, a temperatura da água, as rochas, a areia do fundo do lago etc.

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Organismo

Biosfera

Níveis de organização encontrados na natureza. Imagem sem escala.

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Componentes de um ecossistema

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ECOSSISTEMA

Meio biótico

Meio abiótico

os seres vivos (Biocenose)

lugar (Biótopo)

Dentro do ecossistema, os seres vivos interagem de tal forma que uma espécie depende de outra para sobreviver. Por exemplo, os herbívoros necessitam comer plantas ou algas; os carnívoros necessitam comer os herbívoros ou outros carnívoros; os parasitas precisam de um organismo hospedeiro para que se alimentem e realizem seu ciclo de vida. Os decompositores são microrganismos (alguns fungos e bactérias) que transformam os restos mortais dos animais e plantas em nutrientes, como sais minerais. Esses nutrientes podem ser reaproveitados pelas plantas e algas, organismos que realizam fotossíntese, um processo de produção de alimento que ocorre na presença de luz (fonte de energia). Os ecossistemas podem ser classificados de acordo com seus componentes. Uma floresta é diferente de um lago, já que as espécies e as condições abióticas de cada ambiente são quase todas diferentes, e a forma como esses componentes interagem também é diferente. Assim, temos diferentes tipos de ecossistemas, como rios, lagos, florestas e desertos.

Atividade interativa

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028_039_CAP_02_CIENCIAS_6-a.indd 30 André Seale/Pulsar Imagens

André Seale /Pulsar Imagens

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Michele Falzone/Alamy/Other Images

Mauricio Simonetti/Pulsar Imagens

Marcelo Spatafora/Pulsar Imagens

Ernesto Reghran/Pulsar Imagens

Observatório de imagens

Exemplos de ecossistemas

Diferentes exemplos de ecossistemas: florestas, lagos, desertos, campos, rios e recifes de coral.

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A estabilidade do ecossistema

Após um tempo, os ecossistemas tendem a desenvolver certa estabilidade ou sustentabilidade (autossuficiência), ou seja, produzem todos os recursos que precisam para sobreviver por meio de processos próprios. Dessa forma, muitos ecossistemas são capazes de se manter equilibrados (estáveis) com seus próprios recursos. O tamanho de um ecossistema pode variar: uma poça de água, um oásis no deserto, um lago, um costão rochoso da praia, uma floresta, um oceano etc. Todos eles têm algo em comum: certa estabilidade e relativa autossuficiência. A espécie humana é capaz de construir “ecossistemas artificiais” (com menor grau de sustentabilidade), tais como aquários, cidades, cultivos agrícolas e áreas reflorestadas. Por não terem grande estabilidade ou autossuficiência e por dependerem de fatores externos, muitos autores chamam os ecossistemas artificiais de “ecossistemas dependentes”.

Rogério Reis/Tyba

Tish 1/Shutterstock

Plantação de milho.

Cidade.

Exemplos de ecossistemas autossuficientes

Floresta.

idiz/Shutterstock

Ernesto Reghran/Pulsar Imagens

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Exemplos de ecossistemas dependentes

Oceano.

Limites da biosfera

A biosfera é o conjunto de todos os ecossistemas do planeta, reunindo todos os locais onde há vida. Essa definição pode dar a impressão de que existe uma camada contínua de vida que cobre todo o planeta Terra, porém essa impressão é falsa. Existem regiões do nosso planeta onde não há nenhum organismo vivo conhecido.

Atividade interativa

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Alguns fatores abióticos são responsáveis por dificultar a existência de vida, como a umidade, a luminosidade e a temperatura. Algumas regiões eram consideradas até pouco tempo atrás como zonas sem vida devido a esses fatores. Porém, estudos recentes mostraram a existência de microrganismos em algumas dessas regiões, como em altitudes elevadas e em camadas profundas do solo terrestre. Assim, atualmente não existe um limite bem definido para a biosfera na Terra.

O hábitat e o nicho ecológico

LUIZ CLÁUDIO MARIGO/TYBA

Dentro de um ecossistema, toda espécie apresenta um hábitat e um nicho ecológico. O hábitat pode ser definido como o lugar onde vive determinada espécie. Esse lugar reúne todas as condições necessárias para que a espécie sobreviva. O nicho ecológico é o modo de vida ou o papel da espécie dentro do ecossistema, isto é, seu “jeito de viver”. Portanto, o nicho ecológico envolve muitos aspectos da vida de uma espécie, como o tipo de alimentação (herbívoro, carnívoro, onívoro), suas táticas de caça ou perseguição a uma presa, ou táticas de fuga de um predador, seus hábitos (noturnos ou diurnos), seu ritual de acasalamento etc. Muitas espécies diferentes podem ocupar o mesmo hábitat desempenhando papéis diferentes (diferentes nichos ecológicos). Dificilmente, porém, encontraremos duas espécies compartilhando o mesmo hábitat com exatamente o mesmo nicho ecológico. Quando isso ocorre, as duas espécies competem pelos mesmos recursos naturais e, geralmente, a espécie que consegue se aproveitar melhor desses recursos leva a outra à extinção. Nicho ecológico

Suçuarana ou onça-parda (Puma concolor). Esse animal pode alcançar 2,2 metros de comprimento.

Reprodução

Alimentação

A gestação leva cerca de 90 dias. Apenas as fêmeas cuidam da prole, que pode variar de 1 a 5 filhotes, que ficam aproximadamente 1 ano com a mãe.

É um animal carnívoro, predando diversas espécies de mamíferos, aves e peixes.

Hábitos É um caçador solitário, com hábitos noturnos. É capaz de subir em árvores ou morros e pode se deslocar 80 km em um dia.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Atividade interativa

Hábitat Possui grande capacidade de adaptação, podendo viver em montanhas, campos e florestas.

Distribuição geográfica da suçuarana. Ela pode ser encontrada nas áreas em vermelho. Fonte: União Internacional para a Conservação da Natureza e dos Recursos Naturais (IUCN). Disponível em: <http://www.iucnredlist.org/apps/ redlist/details/18868/0>. Acesso em: 27 jun. 2011.

3 820 km

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Biodiversidade Os mais variados seres vivos como tucanos, cogumelos, flores hibiscos, águas-vivas, baleias jubarte, árvores com raízes aéreas e bactérias (microscopia eletrônica ampliada aproximadamente 6 mil vezes e colorizada artificialmente) fazem parte da biodiversidade terrestre.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Você sabe o que é biodiversidade? Trata-se da variedade de organismos encontrados na Terra ou em uma determinada região, ou simplesmente o número de espécies diferentes que vivem na biosfera ou nessa região. Não se sabe quantas espécies de plantas e de animais existem na Terra, mas estima-se que haja entre 10 milhões e 50 milhões. Atualmente os cientistas conseguiram classificar aproximadamente apenas 1,5 milhão de espécies. Além dessas, existem inúmeras espécies diferentes de microrganismos, como bactérias e fungos. Você sabia que o Brasil é o país com a maior biodiversidade do planeta? Nosso território contém aproximadamente 20% das espécies conhecidas do mundo. Estudar e preservar nossa biodiversidade é fundamental, pois muitos remédios, cosméticos, pigmentos, resinas etc. são retirados da nossa flora. A exploração sustentável de nossos recursos naturais pode melhorar a qualidade de vida das pessoas ao proteger os recursos hídricos, entre outros efeitos, além de incrementar a economia do país, pois pode proporcionar atividades voltadas para o ecoturismo e para a fabricação de remédios e cosméticos, por exemplo. No Brasil, infelizmente, nossa biodiversidade está ameaçada. Fatores como a biopirataria, o desmatamento, a poluição, o crescimento exagerado das cidades e a prática de atividades agrícolas insustentáveis fazem com que

Texto complementar

muitas espécies caminhem para um processo de extinção. Algumas pesquisas apontam que, a cada ano, aproximadamente 17 milhões de hectares de floresta tropical são desmatados. As estimativas sugerem que, se isso continuar, entre 5% e 10% das espécies que habitam as florestas tropicais poderão estar extintas dentro dos próximos 30 anos. O Brasil está na lista dos chamados países megadiversos, isto é, das nações que juntas abrigam 70% da biodiversidade do planeta. Países megadiversos África do Sul, Bolívia, Brasil, China, Colômbia, Costa Rica, Equador, Filipinas, Índia, Indonésia, Madagascar, Malásia, México, Peru, Quênia, República Democrática do Congo (ex-Zaire), Venezuela

Atividades 1. Pesquise o que é biopirataria e escre-

va por que ela é uma ameaça a nossa biodiversidade.

CRédItoS dAS FotoS: EdUARdo RIVERo/ShUttERStoCk (tUCANoS); gERSoN gERLoFF/PULSAR ImAgENS (CogUmELoS); gUALbERto bECERRA/ShUttERStoCk (FLoRES hIbISCoS); FREEk FREdERIX/ShUttERStoCk (ÁgUAS-VIVAS); ANdRé SEALE/PULSAR ImAgENS (bALEIAS JUbARtE); PALÊ zUPPANI/PULSAR ImAgENS (RAÍzES AéREAS); EyE oF SCIENCE/SCIENCE Photo LIbRARy/LAtINStoCk (bACtéRIA STAPHYLOCOCCUS EPIDERMIDIS)

Saiba mais

2. Por que as plantações de soja ou a

formação de pastos para a criação de gado bovino ameaçam nossa biodiversidade? Pesquise.

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Atividades 1.

Escreva quais são os níveis de organização da vida estudados neste capítulo. Parta do nível mais simples até chegar ao nível mais complexo.

Observe o esquema a seguir. Nível 4

4 2

Nível 3

Nível 2

Responda e justifique: Qual dos níveis do esquema contém: a) a biosfera? b) uma população? c) um ecossistema? d) uma comunidade?

O aquário abaixo funciona como um ecossistema verdadeiro? Justifique.

Em uma excursão, alunos de uma determinada escola estudaram um lago da região (veja o esquema a seguir). Eles perceberam que no lago havia os seguintes organismos: 1- plantas aquáticas, 2- caramujos, 3- peixes herbívoros, 4peixes carnívoros, 5- garças e 6- microrganismos.

Esse lago pode ser considerado um ecossistema? Justifique.

Quais são os componentes bióticos do lago?

Quais são os componentes abióticos do lago?

Quais seres desse lago fazem fotossíntese?

Quais seres desse lago comem as plantas aquáticas?

O professor que comandava a excursão disse a seus alunos que no lago há microrganismos decompositores. Por que eles são importantes?

10.

Talvez você já tenha ouvido falar da maior serpente do Brasil: a sucuri. Ela pode atingir até 11 metros. thomAS mARENt/mINdEN PICtURES/LAtINStoCk

Nível 1

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Sendo assim, responda às atividades de 4 a 9.

Sucuri.

Leia os textos a seguir referentes a esse animal. Texto 1: são serpentes constrictoras, isto é, enrolam-se na vítima, matando-a por sufocamento, graças aos seus poderosos músculos.

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11.

esquema a seguir (o tamanho de cada parte da coluna é proporcional à quantidade de cada alimento capturado e ingerido). Espécie A

Espécie B

Espécie C

Legenda folhas frutos insetos

Tendo como base as informações do texto e do esquema, responda: a) As três espécies de macacos têm exatamente o mesmo nicho ecológico? Explique. b) Qual é o alimento preferido por cada uma das espécies de macacos? c) Cite as duas espécies de macacos que competem mais pela captura de insetos. d) Esses macacos podem ser chamados de onívoros? Justifique.

Os hábitos alimentares de três espécies de macacos (A, B e C), que vivem nos galhos das mesmas árvores de uma floresta, foram estudados. Esses macacos se alimentam de folhas, frutos e de insetos que comem as folhas dessas árvores. Porém, cada espécie tem uma preferência por certo tipo de alimento. Assim, as quantidades de cada um dos alimentos capturados e ingeridos por esses macacos são diferentes, como mostra o

Você vai gostar deste desafio! 1.

a) O comércio ilícito da fauna silvestre, atividade de grande impacto, é uma ameaça para a biodiversidade nacional. b) A manutenção do mico-leão-dourado em jaula é a medida que garante a preservação dessa espécie animal. c) O Brasil, primeiro país a eliminar o tráfico do mico-leão-dourado, garantiu a preservação dessa espécie. d) O aumento da biodiversidade em outros países depende do comércio ilegal da fauna silvestre brasileira. e) O tráfico de animais silvestres é benéfico para a preservação das espécies, pois garante-lhes a sobrevivência.

(Enem) A figura abaixo é parte de uma campanha publicitária. FONTE: PROVA ENEM 2007

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Carnívoras, alimentam-se principalmente de peixes, aves aquáticas, capivaras, veados e antas. Gostam de atacar ao anoitecer. Texto 2: são encontradas em rios e riachos da Amazônia e do Pantanal mato-grossense. Também podem ser encontradas nas margens dos rios, descansando após uma boa refeição. Tendo como base os dois textos, responda: a) Qual dos textos refere-se ao nicho ecológico da sucuri? Por quê? b) Qual dos textos refere-se ao hábitat da sucuri? Por quê?

Com Ciência Ambiental, n. 10, abr./2007

Essa campanha publicitária relaciona-se diretamente com a seguinte afirmativa:

Pesquise e tente justificar a resposta da questão anterior.

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Você vai gostar de descobrir! Montando um terrário 1

Material • • • •

Recipiente para montar o terrário (aquário vazio, vidro ou garrafa PET). Tampa para o recipiente ou filme-plástico e elástico. Pedrinhas ou argila expandida. Carvão ativado (utilizado para absorver componentes orgânicos, evita o mau cheiro, a proliferação de fungos etc.). • Solo para jardim comprado ou mistura de solos. • Mudas de plantas ou sementes. Na hora de escolher as espécies, levar em consideração o tamanho do recipiente.

Montagem

ChRIStIAN QUIRINo SPoto/CId

• Limpar o recipiente. • Colocar as pedrinhas ou a argila expandida no fundo do recipiente. • Adicionar, logo acima, uma fina camada de carvão ativado. • Adicionar a camada de terra por cima. A altura total do terrário não deve ultrapassar a metade da altura do recipiente. • Plantar as mudas ou sementes. • Borrifar água e fechar o recipiente com uma tampa ou filme-plástico preso com elástico. Colocar o terrário num local iluminado, mas que não receba sol diretamente.

Manutenção Semanalmente devemos abrir o terrário para colocar um pouco de água, deixando-o sempre úmido. Ele não deve ficar encharcado (se estiver, não se deve adicionar água).

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Terrário montado.

Atividade • Faça um registro inicial com a data da montagem e os componentes do terrário. O registro deve ser realizado semanalmente por meio de desenhos ou tabelas. Após 1 mês de registro, indique quais seres vivos predominaram no terrário e compare a estrutura do solo com a estrutura original.

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2. Um conjunto de indivíduos da mesma espécie corresponde a qual nível de organização?

3. Um conjunto de todas as populações de

JohN goULtER/ALAmy/ othER ImAgES

Apresentação

Atividades 1. O que é ecossistema?

ChRIStIAN QUIRINo SPoto/CId

• Hábitat: lugar onde vive a espécie. • Nicho ecológico: modo de vida da espécie.

ERNESto REghRAN/ PULSAR ImAgENS

Limites da biosfera

• Algumas regiões da Terra não possuem formas de vida conhecidas. Alguns fatores abióticos dificultam a existência de vida, como luminosidade, temperatura e umidade. Porém, não existem limites bem definidos para a biosfera.

PEtER hodgEttS/ ALAmy/othER ImAgES

Estabilidade de um ecossistema

• Existem ecossistemas autossuficientes. Exemplos: floresta tropical, oceanos etc. • Há ecossistemas que não atingiram a autossuficiência (ecossistemas dependentes), como as cidades.

mLoRENz/ShUttERStoCk

Componentes de um ecossistema

• Meio biótico – com vida, os seres vivos (a comunidade). • Meio abiótico – sem vida, o lugar (biótopo – fatores físicos). • Há interdependência entre os meios biótico e abiótico.

RogéRIo REIS/tybA

Os níveis de organização

• Organismo: um ser vivo pode ser uni ou multicelular. Cada ser vivo pertence a uma determinada espécie. • População: conjunto de organismos de uma mesma espécie. • Comunidade (biocenose): conjunto de todas as espécies ou conjunto de todas as populações de uma área. • Ecossistema: reúne a comunidade e o biótopo. • Biosfera: conjunto de todos os ecossistemas. Abrange todas as regiões do planeta onde há vida.

Hábitat e nicho ecológico

O que a Ecologia estuda

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Revisão

4. O conjunto de todos os ecossistemas da Terra corresponde a qual nível de organização?

5. O que são ecossistemas autossustentáveis?

um ecossistema corresponde a qual nível de organização?

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Você vai gostar de ler!

O mico-leão-dourado (Leontopithecus rosalia) chama a atenção pela cor vibrante de seus pelos, que varia de dourado a vermelho-dourado. Assim como outros micos e saguis da família Callitrichidae, seu pequeno porte, sua longa cauda e sua agilidade fazem do mico-leão-dourado um dos mais simpáticos animais da nossa fauna. Ele vive cerca de oito anos, tem hábitos diurnos e, à noite, dorme em ocos de árvores ou emaranhados de cipós e bromélias. Alimenta-se de frutos, animais invertebrados e pequenos vertebrados. Alguns estudos mostram que o mico-leão-dourado come mais de 60 espécies de plantas e, depois de digeri-las, ajuda a dispersar suas sementes pelo ambiente. O mico-leão-dourado pode se reproduzir uma ou duas vezes por ano e os períodos de reprodução vão de setembro a novembro e de janeiro a março. Não há diferenciação de cor e tamanho entre machos e fêmeas e, quando nascem os filhotes, tanto o pai quanto a mãe ajudam na criação. Quase extinto A imagem do pequeno primata de cerca de 60 centímetros de altura já correu o mundo e, desde os anos 70, é um dos símbolos da luta pela conservação da diversidade biológica. Isso porque o mico-leão-dourado está há muito tempo ameaçado de extinção. A devastação da Mata Atlântica quase exterminou toda a população de micos-leões-dourados. Originalmente, a espécie era encontrada em todo o litoral fluminense, chegando até o Espírito Santo. Com a intensa ocupação da zona costeira do estado, acompanhada de extração de madeira e atividades agropecuárias, e a consequente destruição da

mata, os micos estão agora confinados a cerca de 20 fragmentos florestais. Apesar de serem pequenos, os micos-leões-dourados precisam de bastante espaço. Eles vivem em grupos de aproximadamente oito indivíduos, podendo chegar a 14, e cada grupo ocupa em média 110 ha. Os pesquisadores afirmam que, para o mico-leão-dourado sair da lista de espécies ameaçadas de extinção, é preciso que, até 2025, haja cerca de 2.000 indivíduos vivendo soltos, em uma área de 25.000 ha de florestas. Atualmente, as populações selvagens não somam nem 1.000 indivíduos, que estão espalhados em remanescentes de florestas que, em sua maioria, não passam de 1.000 ha. [...] Fonte: WWF-Brasil. Mico-leão-dourado: o mascote da conservação da biodiversidade. Disponível em: <http://www.wwf.org.br/informacoes/ especiais/biodiversidade/especie_do_mes/ maio_mico_leao_dourado.cfm>. Acesso em: 2 mar. 2011.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Mico-leão-dourado: o mascote da conservação da biodiversidade

Responda 1. Caracterize o hábitat e o nicho ecológico do mico-leão-dourado.

2. A extinção do mico-leão-dourado pode

contribuir para a extinção de algumas espécies de plantas. Por quê?

3. Para que a população de micos-leões-

-dourados aumente e saia da lista de animais ameaçados de extinção, quais os principais períodos do ano em que eles devem ser protegidos da ação humana?

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Conheça um pouco mais Na rede Escola do Futuro-USP http://futuro.usp.br/

O fim dos oceanos http://super.abril.com.br/ecologia/fim-oceanos-447919.shtml

WWF-Brasil http://www.wwf.org.br/

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Acessados em: 18 fev. 2011.

Nos ﬁlmes Avatar. 2009, James Cameron, Twentieth Century-Fox Film Corporation. É um filme de ficção científica com animação 3-D. A trama mostra um ecossistema de outro planeta (Pandora) ameaçado pela exploração econômica e pela ganância humana, assim como a luta de humanos e nativos para a preservação do ecossistema. O Rei Leão. 1994, Roger Allers e Rob Minkoff, Walt Disney Pictures. Além da trama que mostra o leãozinho Simba vítima de tramoia planejada pelo seu tio Scar, o desenho animado mostra a importância que todos os animais têm no equilíbrio da savana africana.

Nos livros 100 animais brasileiros. Luiz R. S. Queiroz. São Paulo: Moderna, 1998. É um livro que trata de animais da fauna brasileira, mostra animais de diferentes ambientes. O ecossistema marinho. Edson Futema. São Paulo: Ática, 2000. Esse texto dá um panorama geral sobre o ambiente do mar e os seres vivos que vivem lá, detalhando o ambiente marinho. Sobrevivendo à escuridão. Iris Stern. São Paulo: Saraiva, 2003. Nesse livro é possível descobrir como seres que vivem na escuridão, dentro de cavernas, sob a terra ou nas profundezas dos oceanos, se adaptam a condições adversas impostas pelo meio ambiente.

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Observatório

de ciências

Organizadora: Editora Moderna Obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pela Editora Moderna. Editora Executiva: Rita Helena Bröckelmann

Este livro é acompanhado de um DVD.

1a edição

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Elaboração dos originais Ricardo Gandara Crede Bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade de Santo Amaro, São Paulo. Júlio Cesar Tonon Bacharel em Ciências pela Universidade Mackenzie. Mestre em Saneamento Ambiental pela Universidade Mackenzie. Professor. Marcella Sobral Bacharel e licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Doutora em Ciências, área de concentração: Zoologia, pela Universidade de São Paulo. Elizabeti Yuriko Muto Bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”. Mestre em Ciências Biológicas, área de concentração: Zoologia, pela Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”. Doutora em Ciências, área de concentração: Oceanografia Biológica, pela Universidade de São Paulo. Marcelo Okuma Bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Professor. Nathália Fernandes de Azevedo Bacharel e licenciada pelo Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. Doutora em Ciências, área de concentração: Genética, pela Universidade de São Paulo. Editora. Ana Carolina Suzuki Dias Cintra Bacharel e licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Mestre em Ciências, área de concentração: Microbiologia, pela Universidade de São Paulo. Professora. Editora. Vanessa Shimabukuro Bacharel e licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Mestre em Ciências, área de concentração: Zoologia, pela Universidade de São Paulo. Editora. Dino Santesso Gabrielli Bacharel em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. Mestre em Ciências, área de concentração: Bioquímica, pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo. Editor.

Coordenação editorial: Rita Helena Bröckelmann Edição de texto: Vanessa Shimabukuro (coordenação), Nathália Fernandes de Azevedo, Edna Emiko Nomura, Fabiana Eiko Shibahara Asano, Dino Santesso Gabrielli, Horacio Nakazone, Camila Jerico Daminello, Gustavo Herdeiro de Faria, Ana Carolina Suzuki Dias Cintra Assistência editorial: Amanda Cristina da Silva, Ricardo Lourenço Rosa, Rodrigo Louro, Zanith da Silva Prado Cook Revisão técnica: Luciana Bolsoni Lourenço, Flávio Guimarães da Fonseca, Luciana Paes de Andrade, Flávio Popazoglo, Maria Regina Torres Boeger, Renata Brandt, Leonardo Ré Jorge Preparação de texto: Ana Catarina Ferreira Nogueira, Andréa Cozzolino Coordenação de design e projetos visuais: Sandra Botelho de Carvalho Homma Projeto gráfico: Aurélio Camilo Capa: Aurélio Camilo Foto da capa: Macrofotografia de estrela-do-mar nas Maldivas, Oceano índico, 1993. © Luca Sgualdini/Flickr/Getty Images Coordenação de produção gráfica: André Monteiro, Maria de Lourdes Rodrigues Coordenação de arte: Maria Lucia Ferreira Couto, Wilson Gazzoni Agostinho Edição de arte: Denis Torquato Editoração eletrônica: Grapho Editoração Ilustrações de vinhetas: Bubaone/iStockphotos Ilustrações: Agustí Serrano, alademoscail-lustració, André Vazzios, Carlos Aguilera, Cecília Iwashita, David Cabacas, Diego Sanches, Digitalartis, Domingo Benito, Enrique Cordero, Marcelo Pérez, Paulo Nilson, Pere Luis León, Toma, WDurant Cartografia: Alessandro Passos da Costa, Anderson de Andrade Pimentel, Fernando José Ferreira Coordenação de revisão: Elaine Cristina del Nero Revisão: Afonso N. Lopes, Ana Cortazzo, Ana Maria C. Tavares, Fernanda Marcelino, Maristela S. Carrasco, Sandra G. Cortes Pesquisa iconográfica: Fernanda Siwiec, Fabio Yoshihito Matsuura, Flávia Aline de Morais, Luciana Ribas Vieira, Luciano Baneza Gabarron As imagens identificadas com a sigla CID foram fornecidas pelo Centro de Informação e Documentação da Editora Moderna. Coordenação de bureau: Américo Jesus Tratamento de imagens: Bureau São Paulo, Fabio N. Precendo, Pix Art, Rodrigo Fragoso, Rubens M. Rodrigues, Wagner Lima Pré-impressão: Alexandre Petreca, Everton L. de Oliveira Silva, Hélio P. de Souza Filho, Marcio H. Kamoto Coordenação de produção industrial: Wilson Aparecido Troque Impressão e acabamento: Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Observatório de Ciências / obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pela Editora Moderna ; editora executiva Rita Helena Bröckelmann. — 1. ed. — São Paulo : Moderna, 2011. Obra em 4 v. Bibliografia. 1. Ciências (Ensino fundamental) I. Bröckelmann, Rita Helena. 11-07334

CDD-372.35

Índice para catálogo sistemático: 1. Ciências : Ensino fundamental 372.35 ISBN 978-85-16-07189-9 (LA) ISBN 978-85-16-07190-5 (LP) Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Todos os direitos reservados EDITORA MODERNA LTDA. Rua Padre Adelino, 758 - Belenzinho São Paulo - SP - Brasil - CEP 03303-904 Vendas e Atendimento: Tel. (0_ _11) 2602-5510 Fax (0_ _11) 2790-1501 www.moderna.com.br 2014 Impresso no Brasil 1 3 5 7 9 10 8 6 4 2

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Apresentação

uando você ouve a palavra Ciência, o que lhe vem à mente? Existe alguma conexão entre o que você estuda nas aulas de Ciências e a realidade do seu dia a dia?

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

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Conheça a estrutura do seu livro

Plano de trabalho: apresenta os assuntos que serão trabalhados ao longo do capítulo.

Os conteúdos foram selecionados e organizados, de maneira a hierarquizar os principais conceitos do capítulo. Indicações de conteúdos complementares, como animações, apresentações, atividades interativas e textos no DVD que acompanha o seu livro.

Texto e imagem sobre um assunto relacionado ao tema do capítulo.

Busque a resposta: questões para você responder após a leitura do texto de abertura e utilizar seus conhecimentos. Anote suas respostas e reveja-as após estudar o capítulo.

Imagens, gráficos, tabelas, esquemas, mapas vão auxiliar na assimilação das ideias principais do capítulo. Saiba mais: textos de aprofundamento e curiosidades que ampliam os temas do capítulo.

Indicação de conceito-chave.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Número e título do capítulo.

Na seção Você vai gostar deste desafio!, escolhemos questões que ajudam você a se preparar desde já para diferentes avaliações, como Enem, Pisa e Olimpíadas de Ciências.

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Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Você vai gostar de ler! é a seção que apresenta textos que têm relação com os conteúdos tratados no capítulo. As questões, que acompanham esta seção, ajudam na compreensão do texto.

Conheça um pouco mais: indicações de filmes, livros, revistas, sites, onde você poderá estudar mais sobre o tema do capítulo.

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Observatório

Conheça o seu DVD

de CIÊNCIAS

DVD do aluno Não pode ser vendido separadamente.

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Animações: aqui você visualiza uma sequência de imagens e textos que complementam ou resumem os conceitos estudados no capítulo.

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Texto complementar: textos selecionados para você ler um pouco mais sobre os temas do capítulo.

Apresentação: sequência de imagens e legendas que ajudam a interagir, compreender, revisar e complementar os temas do capítulo.

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Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Atividades interativas: onde você aplica seu aprendizado, confere seus acertos e visualiza as correções.

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Organizadora: Editora Moderna Obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pela Editora Moderna.

Cód.: 12060077 34000395

Os microrganismos em nossas vidas

Observatório de imagens: fichas com imagens e atividades de compreensão. Algumas delas reforçam temas estudados, outras trazem temas novos relacionados aos capítulos.

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Sumário Capítulo 1 – Características dos seres vivos. ..................................................................12 FABIo CoLoMBInI

1. O que é um ser vivo? – 14 2. Níveis de organização dos seres vivos – 20 Atividades .................................................................................................................................................................. 22 Você vai gos tar des te des afio! ................................................................................................................... 23 Você vai gos tar de des cobrir! – Observando células ao microscópio................................. 24 Revis ão ......................................................................................................................................................................... 25 Conheça um pouco mais . ................................................................................................................................27

Capítulo 2 – Origem da vida e evolução. .........................................................................28 JAVIeR TRueBA/sCIenCe PhoTo LIBRARy/LATInsToCK

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Você vai gos tar de ler! – Vírus......................................................................................................................26

1. Principais teorias sobre a origem da vida – 30 2. A evolução biológica – 32 3. Principais teorias da evolução – 34 4. Evolução e biodiversidade – 36 Atividades ..................................................................................................................................................................38 Você vai gos tar des te des afio! ...................................................................................................................39 Você vai gos tar de des cobrir! – Evolução do bico das aves...................................................... 40 Revis ão ..........................................................................................................................................................................41 Você vai gos tar de ler! – Evolução humana......................................................................................... 42 Conheça um pouco mais . ............................................................................................................................... 43

Capítulo 3 – Classificação dos seres vivos..................................................................... 44 geRson geRLoFF/ PuLsAR IMAgens

1. Importância da classificação dos seres vivos – 46 2. O sistema de Lineu – 47 3. Os cinco reinos – 49 Atividades .................................................................................................................................................................. 52 Você vai gos tar des te des afio! ................................................................................................................... 53 Você vai gos tar de des cobrir! – O reino dos botões.......................................................................54 Revis ão .........................................................................................................................................................................55 Você vai gos tar de ler! – Descoberta uma nova família de peixes da bacia amazônica..........................................................................................................56 Conheça um pouco mais . ............................................................................................................................... 57

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Sumário

Marlene Bergamo/Folhapress

Capítulo 4 – Vírus, bactérias, protoctistas e fungos............................................58 1. Os vírus – 60 2. O reino Monera – 61 3. O reino Protoctista – 62 4. O reino Fungi – 64 5. Microrganismos e doenças humanas – 65 6. A importância dos microrganismos – 68 Atividades ..................................................................................................................................................................70 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................... 71 Você vai gostar de descobrir! – Análise da água...............................................................................72 Revisão .........................................................................................................................................................................73 Você vai gostar de ler! – Impressões bacterianas.............................................................................74

Capítulo 5 – Poríferos, cnidários, platelmintos,

nematódeos e moluscos. .................................................................................76 1. Características gerais do reino Animalia – 78 2. Os poríferos – 79

I. ROVIRA

3. Os cnidários – 80 4. Os platelmintos – 81 5. Os nematódeos – 85 6. Os moluscos – 87 Atividades ................................................................................................................................................................. 90 Você vai gostar deste desafio! ....................................................................................................................91 Você vai gostar de descobrir! – Ciclos de vida de vermes parasitas.....................................92 Revisão .........................................................................................................................................................................93

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Conheça um pouco mais ................................................................................................................................. 75

Você vai gostar de ler! – A regeneração das planárias..................................................................94 Conheça um pouco mais .................................................................................................................................95

Capítulo 6 – Anelídeos, artrópodes e equinodermos. ..................................... 96 R-P/Kino

1. Os anelídeos – 98 2. Os artrópodes – 100 3. Os equinodermos – 105 Atividades ................................................................................................................................................................108 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................109 Você vai gostar de descobrir! – Exoesqueleto e impermeabilização..................................110 Revisão ......................................................................................................................................................................... 111 Você vai gostar de ler! – A ONU recomenda: coma insetos.......................................................112 Conheça um pouco mais .................................................................................................................................113

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Capítulo 7 – Peixes e anfíbios....................................................................................................... 114 John Sibbick/The Nat ural History Museum, Londres

1. Os vertebrados – 116 2. Os peixes – 118 3. Os anfíbios – 120 Atividades .................................................................................................................................................................122 Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................123 Você vai gostar de descobrir! – A flutuabilidade dos peixes....................................................124 Revisão ........................................................................................................................................................................125 Você vai gostar de ler! – O sapo-garimpeiro..................................................................................... 126 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................127

Capítulo 8 – Répteis, aves e mamíferos...........................................................................128 1. Os répteis – 130

ChRis nEwbERt/minDEn PiCtUREs/latinstoCk

3. Os mamíferos – 134 Você vai gostar de descobrir! – Exposição: répteis, aves e mamíferos em extinção no Brasil ...........................................................................................................................................137 Atividades ................................................................................................................................................................ 138 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................. 139 Revisão .......................................................................................................................................................................140 Você vai gostar de ler! – Genoma explica “estranheza” do ornitorrinco............................ 141 Conheça um pouco mais ............................................................................................................................... 143

Capítulo 9 – Briófitas e pteridófitas....................................................................................... 144 1. Características gerais do reino Plantae – 146 Karin Gerritsen/Foto Natura/ Minden Pictures/Latinstock

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

2. As aves – 131

2. As briófitas – 148 3. As pteridófitas – 149 Atividades .................................................................................................................................................................152 Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................153 Você vai gostar de descobrir! – Construindo um herbário...................................................... 154 Revisão ....................................................................................................................................................................... 155 Você vai gostar de ler! – Folhas de pedra............................................................................................ 156 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................157

Capítulo 10 – Gimnospermas.........................................................................................................158 F. GRACIA

1. As gimnospermas – 160 2. A importância das sementes – 162 Atividades ................................................................................................................................................................164 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................. 165 Você vai gostar de descobrir! – Observação de estruturas da araucária........................166 Revisão ........................................................................................................................................................................167 Você vai gostar de ler! – Uma gimnosperma notável..................................................................168 Conheça um pouco mais ...............................................................................................................................169

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Sumário Capítulo 11 – Angiospermas. ...........................................................................................................170 Marcio Lourenço/ Pulsar Imagens

1. As características das angiospermas – 172 2. Os principais órgãos das angiospermas – 173 Atividades ................................................................................................................................................................180 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................. 181 Você vai gostar de descobrir! – Estudo de folhas.......................................................................... 182 Revisão ....................................................................................................................................................................... 183 Você vai gostar de ler! – O baobá............................................................................................................184 Conheça um pouco mais ............................................................................................................................... 185

Capítulo 12 – Nutrição dos heterótrofos e dos autótrofos. ....................... 186 2. Nutrição em organismos heterótrofos – 188 3. Nutrição em organismos autótrofos – 193 Você vai gostar de descobrir! – Transporte de substâncias nas plantas..........................197 Atividades ................................................................................................................................................................198 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................199 Revisão ......................................................................................................................................................................200 Você vai gostar de ler! – Alimentação das baleias......................................................................... 201 Conheça um pouco mais .............................................................................................................................. 203

Juice Images/Glow Images

Capítulo 13 – Relação com o meio e coordenação. ........................................ 204 1. Estímulos e respostas – 206 2. Os sistemas de coordenação – 209 3. Os sistemas de resposta – 213 Você vai gostar de descobrir! – O crescimento das plantas....................................................217 Atividades ................................................................................................................................................................ 218 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................. 219

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

P. ESGUEVA

1. Função da nutrição – 188

Revisão ...................................................................................................................................................................... 220 Você vai gostar de ler! – Prazer da música no cérebro.................................................................221 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................221

Ferrero-Labat/Minden Pictures/Latinstock

Capítulo 14 – A reprodução dos animais e das plantas. ............................ 222 1. Tipos de reprodução – 224 2. A reprodução dos animais – 224 3. A reprodução das plantas – 230 Atividades ................................................................................................................................................................236 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................. 237 Você vai gostar de descobrir! – Observando drosófilas............................................................238 Revisão .......................................................................................................................................................................239 Você vai gostar de ler! – Você sabia que a banana não nasce de uma semente?.......... 240 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................241

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Capítulo 15 – Os principais biomas mundiais e brasileiros ..................... 242 MICHELE BURGESS/ ALAMY/OTHER IMAGES

1. Os ecossistemas – 244 2. Os principais biomas mundiais – 246 3. Os principais biomas brasileiros – 248 Atividades .............................................................................................................................................................. 254 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................255 Você vai gostar de descobrir! – Identificando os biomas brasileiros ............................... 256 Revisão ......................................................................................................................................................................257 Você vai gostar de ler! – Eles moram no Cerrado e só lá .......................................................... 258 Conheça um pouco mais ............................................................................................................................. 259

Capítulo 16 – Adaptações dos seres vivos aos ambientes ..................... 260 ANDY ROUSE/CORBIS/LATINSTOCK

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

1. Adaptação – 262 2. Adaptações dos seres vivos à disponibilidade de água no ambiente – 262 3. Adaptações dos seres vivos à temperatura ambiental – 265 4. Adaptações dos seres vivos em biomas brasileiros – 267 5. Outros tipos de adaptações – 269 Você vai gostar de descobrir! – Jogo da camuflagem ................................................................271 Atividades ............................................................................................................................................................... 272 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................ 273 Revisão ...................................................................................................................................................................... 274 Você vai gostar de ler! – Nem tudo são flores no Pantanal .....................................................275 Conheça um pouco mais ..............................................................................................................................275

Conceitos-chave .................................................................................................................................................276 Siglas .......................................................................................................................................................................... 288 Bibliografia ............................................................................................................................................................ 288

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, s o e íd l e e n s A e d o p s ó r o t m r ar e d o n i equ

Plano de trabalho

Neste capítulo você estudará: As principais características dos anelídeos, dos artrópodes e dos equinodermos. A importância econômica e ecológica desses grupos. As principais doenças e acidentes relacionados aos artrópodes.

R-P/Kino

Atividade interativa

Borboleta-monarca (Danaus plexippus) visitando uma flor. As asas desse inseto têm cerca de 7 cm de envergadura.

Insetos polinizadores

nsetos, como abelhas, borboletas, vespas, mariposas e besouros, geralmente são atraídos pelo néctar, aroma e coloração das flores. Quando o inseto pousa sobre uma delas, seu corpo pode ficar coberto de pólen, que é uma estrutura reprodutiva das flores. Ao pousar na flor seguinte, parte do pólen pode se desprender do corpo do inseto, transferindo-se para a outra planta e auxiliando, assim, na sua reprodução. Esse processo é chamado polinização e o inseto que promove o transporte do pólen é chamado polinizador. A polinização é essencial para as plantas, uma vez que estas não são capazes de se locomover. Um grande número de plantas depende de insetos polinizadores para obter sucesso reprodutivo. Há casos, bastante específicos, em que as flores apresentam adaptações especiais,

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Cyril Ruoso/JH Editorial/Minden Pictures/Latinstock

sendo polinizadas por apenas uma espécie de inseto. Por exemplo, algumas orquídeas apresentam flores muito parecidas com as fêmeas de determinadas vespas; isso atrai os machos da espécie, que confundem as flores com as fêmeas para acasalamento. Outro exemplo são as abelhas, polinizadores tão competentes que agricultores instalam colmeias artificiais em plantações comerciais para favorecer a fecundação e obter assim uma colheita mais abundante.

Busque a resposta 1

A que grupo de invertebrados pertencem os insetos? Quais suas principais características?

2 3

Qual é a importância da polinização por insetos?

Bob Gibbons/Science Photo Library/ Latinstock

Ao buscar o néctar da flor, a abelha (Apis mellifera) fica coberta de pólen. Esse inseto pode atingir até 1,3 cm de comprimento.

Flor da orquídea Ophrys speculum, que mede cerca de 1,5 cm de comprimento. As flores dessa orquídea são muito parecidas com as fêmeas de uma espécie de vespa, o que acaba atraindo os machos polinizadores.

Explique como ocorre o processo de polinização pelos insetos.

Anote suas respostas e, após estudar o capítulo, discuta com seus colegas se vocês ainda concordam com elas.

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Os anelídeos

Os anelídeos pertencem ao filo Annelida. São animais de corpo alongado e cilíndrico, com espécies marinhas, terrestres e de água doce. As minhocas e sanguessugas são os representantes mais conhecidos do grupo. A característica mais marcante e que dá o nome aos anelídeos é a segmentação do corpo, observada externamente na forma de vários anéis ao longo de todo o comprimento do animal. Essa segmentação é denominada metameria. São conhecidas cerca de 15 mil espécies de anelídeos, que apresentam desde indivíduos microscópicos até indivíduos que podem atingir três metros de comprimento. Na superfície do corpo da maioria dos anelídeos há cerdas, pequenos filamentos rígidos que auxiliam na sua locomoção. Considerando-se a presença e a quantidade de cerdas, os anelídeos podem ser classificados em três grandes grupos: hirudíneos, oligoquetos e poliquetos.

Texto complementar

Os hirudíneos são os únicos anelídeos que não têm cerdas. Esses animais apresentam uma ventosa em cada extremidade do corpo, utilizadas para locomoção e fixação do animal ao substrato, que muitas vezes é o corpo de um hospedeiro, já que alguns representantes desse grupo são ectoparasitas. Os representantes mais conhecidos dos hirudíneos são as sanguessugas, que vivem principalmente em água doce, mas também podem ser encontradas em águas salgadas ou em ambientes terrestres. Antigamente, sanguessugas eram utilizadas no tratamento de hematomas e de diversas doenças, por conterem em sua saliva substâncias anticoagulantes. O procedimento era praticamente indolor para o paciente, pois a saliva desses animais também apresenta substâncias anestésicas. Hoje, a utilização de sanguessugas para fins medicinais é permitida apenas em alguns países. No Brasil, essa prática é proibida.

Oligoquetos Os oligoquetos, cujos principais representantes são as minhocas, possuem poucas cerdas pelo corpo e apresentam uma característica facilmente observável: o clitelo. O clitelo é o maior segmento do corpo do animal e, diferentemente dos demais, é esbranquiçado. Está relacionado com a reprodução e a formação do casulo.

Em alguns países, as sanguessugas ainda são usadas com fins medicinais. Na foto, as setas indicam a localização das ventosas, estruturas por meio das quais esses animais se fixam ao corpo do hospedeiro.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Sonderegger Christof/Prisma Bildagentur AG/Alamy/Other Images

Hirudíneos

C. Jimenez/photo Alquimia

Organização geral do corpo de uma minhoca

Note como é visível externamente a segmentação do corpo dos anelídeos.

Clitelo Anéis

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Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Luis Carlos Kfouri/Editora Abril

As minhocas têm grande importância ecológica, pois: • os túneis que elas cavam ao se locomover aumentam a aeração do solo, facilitando a circulação da água das chuvas; • como resultado da ingestão de matéria orgânica, eliminam fezes extremamente ricas em nutrientes, que são chamadas de húmus. Essas fezes são um adubo natural de excelente qualidade, sendo bastante comum o comércio de terra enriquecida com húmus de minhoca para a agricultura.

Estação de produção de húmus de minhoca em Ibiúna, SP. A terra produzida nos minhocários é ensacada e depois comercializada.

Poliquetos

Peter Scoones/Science Photo Library/Latinstock

Luciano Candisani/Minden Pictures/Latinstock

Os poliquetos são encontrados no ambiente marinho e recebem esse nome por apresentar muitas cerdas pelo corpo. Em cada segmento, apresentam um par de projeções laterais, das quais saem as cerdas. Essas estruturas estão relacionadas à locomoção e à alimentação dos poliquetos. Existem poliquetos de vida livre e poliquetos sésseis. Estes últimos são filtradores e vivem fixos a substratos, geralmente em tubos escavados em rochas e corais ou formados por muco, proteínas, grãos de areia, fragmentos de conchas e outros materiais. Algumas espécies são tão coloridas e vistosas que são utilizadas na ornamentação de aquários marinhos.

Poliqueto de vida livre da espécie Hermodice carunculata. Essa espécie pode atingir até 30 cm de comprimento.

Poliquetos sésseis da espécie Spirobranchus giganteus. Essa espécie mede cerca de 10 cm de altura.

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Os artrópodes

(A) Libélula da espécie Aeshna cyanea, que mede cerca de 7 cm de comprimento. (B) Mariposa da espécie Macaria occiduuaria, que mede cerca de 2 cm de comprimento. O filo dos artrópodes é o único, entre os invertebrados, que apresenta representantes capazes de voar.

Michael Durham/Minden Pictures/Latinstock

Philip Dalton/Alamy/Other Images

Os artrópodes pertencem ao filo Arthropoda. De todos os seres vivos, este é o grupo que apresenta o maior número de espécies conhecidas e classificadas: cerca de um milhão. Esses animais ocupam todos os tipos de ambiente: aéreo, terrestre, marinho e de água doce.

Em ambientes muito secos, o exoesqueleto protege os artrópodes da perda de água. Na foto, escorpião da espécie Opistophthalmus carinatus no deserto na África do Sul. Essa espécie pode atingir 10 cm de comprimento.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. ZenShui/Odilon Dimier/Getty Images

NSP-RF/Alamy/Other ImAges

Algumas características diferenciam os artrópodes dos outros invertebrados: • a presença de apêndices articulados, como as pernas, as antenas e as peças bucais; • o corpo envolto por um exoesqueleto rígido composto de quitina e dividido em placas, que facilitam a movimentação dos apêndices articulados. O exoesqueleto é uma estrutura bastante resistente, capaz de proteger o animal contra o ataque de predadores, sustentar seu corpo e minimizar a perda de água por evaporação. Mas como os artrópodes conseguem crescer com uma estrutura tão resistente envolvendo seu corpo? Isso é possível devido ao processo de muda, também conhecido como ecdise. Durante esse processo, o animal se desprende do exoesqueleto antigo e passa a secretar um novo por baixo, que inicialmente é mais flexível, permitindo o crescimento do animal. Após a formação do novo exoesqueleto, o velho é rompido e abandonado. As mudas acontecem várias vezes ao longo da vida do animal e, geralmente, cessam quando ele atinge a fase adulta. O filo dos artrópodes inclui quatro grandes grupos: insetos, aracnídeos, crustáceos e miriápodes.

A ecdise ocorre periodicamente até que o animal chegue à sua forma adulta. Na foto, libélula emergindo de seu exoesqueleto antigo.

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Insetos

Algumas características permitem diferenciar esses animais de outros artrópodes: • o corpo é dividido em três partes: cabeça, tórax e abdome; • a cabeça apresenta um par de antenas, estruturas com função sensorial; • o tórax tem três pares de pernas articuladas e pode também apresentar um ou dois pares de asas; • o abdome é segmentado e sem apêndices.

Representação da organização geral do corpo de um inseto

Asas

Cabeça Tórax

Antenas

Abdome Pernas

(Imagem sem escala; cores-fantasia.)

Os insetos apresentam diversos tipos de aparelhos bucais, que variam de acordo com sua alimentação.

Aparelho mastigador Permite cortar alimentos sólidos. É encontrado em formigas, besouros, gafanhotos e cupins.

Aparelho sugador Apresenta o aspecto de um tubo e permite a sucção de alimentos líquidos, como sangue ou néctar. É encontrado em borboletas, mosquitos e percevejos.

AGE/Science Photo Library

AGE/Dennis Kunkel

Três tipos de aparelhos bucais de insetos AGE/Susumu Nishinaga

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Esse é o grupo de artrópodes que reúne o maior número de espécies conhecidas, ocupando os mais diversos ambientes. Grilos, gafanhotos, mariposas, abelhas, besouros, baratas e moscas são apenas alguns exemplos da grande variedade de insetos existentes.

Aparelho lambedor Permite a absorção de alimentos líquidos, como mel ou néctar. É encontrado em abelhas e mamangavas.

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Saiba mais Coleópteros

Aracnídeos Diferentemente dos insetos, os aracnídeos não possuem antenas e têm o corpo dividido em cefalotórax (estrutura formada pela fusão da cabeça e do tórax) e abdome. No cefalotórax localizam-se seis pares de apêndices: quatro pares de pernas, um par de quelíceras e um par de pedipalpos. As quelíceras são utilizadas para rasgar e manipular o alimento, enquanto os pedipalpos têm, na maioria dos grupos, função sensorial. Aranhas, escorpiões, ácaros e carrapatos são exemplos de aracnídeos. Representação da organização geral do corpo de um aracnídeo Abdome Cefalotórax

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Arco Images GmbH/Alamy/ Other Images

Os besouros são insetos pertencentes à ordem Coleoptera. Eles representam cerca de 40% das espécies de insetos, sendo a ordem com maior número de espécies conhecidas e classificadas do grupo. Os coleópteros apresen tam o par anterior de asas Élitros modificado. Ele é endurecido, apresenta coloração diferente da asa e não auxilia no voo. Os élitros, como são cha madas essas asas modifica das, cobrem o par de asas, protegendo-o enquanto o animal não está voando. Du rante o voo, eles se mantêm Besouro, com cerca de 6 mm de abertos e imóveis. comprimento, levantando voo.

Pernas

Quelíceras

Pedipalpo

(Imagem sem escala; cores-fantasia.)

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Steve Gschmeissner/Science Photo Library/Latinstock

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Emanuele Biggi/Oxford Scientific/Getty Images

Acidentes envolvendo picadas de aranhas e escorpiões são bastante comuns no Brasil e podem deixar graves sequelas ou até levar o indivíduo à morte. Mas vale lembrar que esses animais costumam atacar apenas para capturar presas ou quando se sentem ameaçados. Os ácaros e carrapatos são, geralmente, parasitas. Existem diversos tipos de ácaros, desde os que atacam as plantas, tornando-se pragas agrícolas, até os que vivem na poeira doméstica e podem cau sar alergias e problemas respiratórios. Os carrapatos se alimentam do sangue de diversos animais, inclusive dos seres humanos, e podem transmitir diversas doenças.

Aranha-armadeira (Phoneutria reidyi), cujo corpo mede cerca de 4 cm de comprimento, em posição de ataque. Quase metade dos acidentes com aranhas no Brasil são causados por espécies de aranhas-armadeiras.

Ácaro da família Sarcoptidae, causador da sarna. (Imagem vista ao microscópio eletrônico com aumento de 75 vezes e colorizada artificialmente.)

Crustáceos Os crustáceos são artrópodes encontrados nos mais diversos ambientes. A maioria vive em ambiente marinho, mas há também espécies de água doce e terrestres. Quase todos apresentam dois pares de antenas, cinco ou mais pares de pernas e uma carapaça, que é um exoesqueleto impregnado de substâncias calcárias, que lhes confere cobertura corpórea mais rígida do que a de outros artrópodes. Assim como os aracnídeos, a maior parte dos crustáceos tem o corpo dividido em cefalotórax e abdome. Representação da organização geral do corpo de um crustáceo Cefalotórax

Abdome

Carapaça

Segundo par de antenas Primeiro par de antenas

Olho

Pernas

(Imagem sem escala; cores-fantasia.)

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British Antarctic Survey/Science Photo Library/Latinstock

Tatuzinho-de-jardim (Armadillidium vulgare): exemplo de crustáceo terrestre. Essa espécie mede cerca de 1,5 cm de comprimento.

Krill antártico (Euphausia superba), um microcrustáceo que está na base de muitas cadeias alimentares marinhas. Essa espécie pode atingir 6 cm de comprimento.

Miriápodes

Fabio Colombini

Os miriápodes são artrópodes terrestres que vivem em lugares úmidos e escuros. Têm o corpo formado por cabeça e tronco segmentado bastante alongado. Dividem-se em dois grupos: os quilópodes e os diplópodes. Os quilópodes, popularmente conhecidos como lacraias ou centopeias, apresentam um par de antenas longas na cabeça e um par de pernas em cada segmento do tronco. Algumas espécies são capazes de inocular veneno para se defender ou capturar uma presa, o que pode causar acidentes bastante dolorosos em seres humanos.

1 par de pernas por segmento

Lacraia da espécie Scolopendra viridicornis, com cerca de 14 cm de comprimento. Atente para o par de antenas longas e para a presença de um par de pernas por segmento.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Ted Kinsman/Photoresearchers/ Latinstock

Grande parte dos crustáceos, como camarões, lagostas, siris e caranguejos, é uma importante fonte de alimentação dos seres humanos, sendo consumidos em grandes quantidades pelo mundo e tendo papel importante na economia de muitas cidades litorâneas. Além da importância econômica, muitos grupos de microcrustáceos são fundamentais para o equilíbrio dos ecossistemas aquáticos, sobretudo o marinho, pois compõem o zooplâncton, base da alimentação de muitos animais.

Antenas

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Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Antenas

2 pares de pernas por segmento

Atividade interativa

ASA/Minden Pictures/Nobert Wu

ZSSD/Minden Pictures/Latinstock

Os diplópodes, conhecidos como milípedes ou piolhos-de-cobra, possuem dois pares de pernas por segmento do tronco e um par de antenas curtas na cabeça. São animais inofensivos, que se enrolam sobre o próprio corpo como mecanismo de defesa.

(A) Piolho-de-cobra da espécie Anadenobolus arboreus, que mede cerca de 10 cm de comprimento. Atente para o par de antenas curtas e para a presença de dois pares de pernas por segmento. (B) Piolho-de-cobra enrolado, em posição de defesa.

Os equinodermos

Os equinodermos são invertebrados exclusivamente marinhos, pertencentes ao filo Echinodermata. O grupo inclui mais de seis mil espécies, e seus principais representantes são: estrelas-do-mar, ouriços-do-mar, lírios-do-mar, bolachas-do-mar e pepinos-do-mar. Os equinodermos permanecem fixos ao substrato ou se movimentam muito lentamente pelo fundo do mar. Uma das principais características desses animais é a presença de um endoesqueleto, ou seja, de um esqueleto interno. Este é formado por placas calcárias recobertas por uma fina camada de epiderme, sendo, muitas vezes, provido de espinhos. Outra exclusividade dos equinodermos é seu modo de locomoção, promovido pelo sistema ambulacral. Esse sistema é composto de um conjunto de tubos e ampolas que funcionam de acordo com a pressão da água em seu interior, estendendo ou retraindo os pés ambulacrais. O pé ambulacral, quando está inchado pela água, se fixa no substrato por meio de uma ventosa; com esse apoio, o animal consegue puxar o resto do corpo. Em cada braço do equinodermo, há diversos pés ambulacrais. Representação do sistema ambulacral de equinodermos Braço

Sistema ambulacral

Pés ambulacrais

(Imagem sem escala; cores-fantasia.)

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ANDREW J. MARTINEZ/ PHOTORESEARCHERS/LATINSTOCK

Disco central

Alguns equinodermos, como as estrelas-do-mar, possuem grande poder de regeneração. Isso lhes permite recuperar braços danificados e até mesmo originar um novo animal a partir de um único braço que contenha parte do disco central. Na foto, estrela-do-mar, da espécie Asterias vulgaris, em processo de regeneração a partir de um único braço com disco central. O braço dessa estrela-do-mar pode atingir cerca de 20 cm de comprimento.

Asteroide Apresenta corpo em forma de estrela, com cinco ou mais braços. Exemplo: estrela-do-mar.

Ofiuroide Apresenta corpo achatado, com cinco braços separados. Exemplo: serpente-do-mar.

NORBERT WU/MINDEN PICTURES/LATINSTOCK

AGE/PETER SCOONES

Holoturoide Apresenta corpo alongado e sem braços. Exemplo: pepino-do-mar.

Observatório de imagens

Crinoide Apresenta corpo em forma de taça, com braços bem finos, que lembram plumas. Exemplo: lírio-do-mar.

Apresentação

Doenças relacionadas a insetos Você já deve ter escutado que insetos podem causar doenças ao ser humano, não é? Na verdade, os insetos são os vetores da doença, ou seja, são responsáveis apenas pela sua transmissão. Os verdadeiros causadores das doenças são chamados de agentes etiológicos. Assim, uma forma eficiente de evitar a contaminação por muitas doenças é impedir a reprodução do vetor, eliminando, por exemplo, locais de postura de ovos. Uma das formas pela qual um inseto pode transmitir uma doença é por contato direto. Ele ocorre, por exemplo, quando o animal pousa em excrementos e depois, com as pernas contendo bactérias e outros micror-

NIGEL CATTLIN/ALAMY/ OTHER IMAGES

Saiba mais

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Equinoide Apresenta corpo circular e sem braços. Exemplo: ouriço-do-mar.

ASA/MINDEN PICTURES/ NOBERT WU

ASA/MINDEN PICTURES/ FLIP NICKLIN

MATTON-BILD

Principais grupos de equinodermos

Alimentos expostos podem ser contaminados por insetos. Na foto, mosca (Musca domestica) sobre um pedaço de carne. Esse inseto mede cerca de 8 mm de comprimento.

ganismos patogênicos, pousa em alimentos descobertos e os contamina. Por isso, é extremamente importante não deixar alimentos expostos e evitar o consumo de frutas, verduras e legumes que não estejam bem lavados. Outro tipo de transmissão ocorre quando os insetos são hospedeiros dos agentes etiológicos e infectam as vítimas pela picada ou por outros meios. A tabela a seguir apresenta os insetos transmissores, os agentes etiológicos e o modo de transmissão de algumas doenças.

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Doença

Inseto transmissor

Agente etiológico

Dengue

Mosquito da espécie Aedes aegypti.

Vírus da dengue.

Febre amarela

Mosquito da espécie Aedes aegypti.

Vírus da febre amarela.

Malária

Mosquito do gênero Anopheles.

Protozoário do gênero Plasmodium.

Leishmaniose ou úlcera de Bauru

Mosquito-palha, do gênero Phlebotomus.

Protozoário do gênero Leishmania.

Filariose

Mosquito do gênero Culex.

Nematódeo da espécie Wuchereria bancrofti.

Doença de Chagas

Barbeiro, percevejo da espécie Triatoma infestans.

Protozoário da espécie Trypanosoma cruzi.

Modo de transmissão

O mosquito contaminado pica uma pessoa e transfere os agentes etiológicos das respectivas doenças.

O barbeiro contaminado pica uma pessoa e defeca próximo ao local da picada. Ao coçar, a pessoa espalha as fezes com os protozoários, que entram no organismo pelo orifício deixado pela picada.

O mosquito Aedes aegypti pode transmitir a febre amarela ou a dengue, dependendo do vírus que hospeda. Esse inseto mede cerca de 5 mm de comprimento.

Jany Sauvanet/PhotoreSearCherS/latinStoCK

uSda/nature SourCe/PhotoreSearCherS/latinStoCK

reprodução proibida. art.184 do Código Penal e lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Saiba mais

O barbeiro (Triatoma infestans) é o agente transmissor da doença de Chagas. Esse inseto mede cerca de 2,5 cm de comprimento.

Atividades 1. Qual a diferença entre vetor e agente etiológico? 2. Dê um exemplo de como podem ser evitadas doenças transmitidas por mosquitos.

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Observe a imagem abaixo e responda:

MELINDA FAWVER/ SHUTTERSTOCK

Desenhe de forma esquemática um diplópode e um quilópode. Aponte as principais diferenças entre esses dois grupos.

A figura a seguir mostra em detalhe o braço de uma estrela-do-mar.

Assinale a alternativa incorreta sobre os artrópodes. a) São invertebrados com apêndices articulados e com um exoesqueleto rígido. b) São invertebrados com endoesqueleto calcário e espinhos. c) É o grupo ao qual pertencem os insetos. d) São invertebrados que passam pelo processo de ecdise. A partir da foto e do texto a seguir responda: a que grupo de artrópodes pertence esta espécie? Justifique sua resposta com uma informação do texto. PHIL YEOMANS/BNPS

ANDREW J. MARTINEZ/PHOTORESEARCHERS/LATINSTOCK

a) A que filo esse animal pertence? Qual a principal característica desse grupo? b) Esse filo é subdividido em três grupos menores. Nomeie e caracterize cada um desses subgrupos e indique a qual deles o animal da foto pertence. c) Qual é o nome da estrutura apontada pela seta? A que função ela está relacionada?

A foto mostra um exemplar de caranguejo-aranha-gigante (Macrocheira kaempferi), o maior artrópode conhecido. Esse animal pode atingir quase 4 metros com as pernas esticadas. Sua carapaça calcária é muito rígida, chegando a medir 40 centímetros de largura. Esses caranguejos são encontrados em águas profundas do Oceano Pacífico, principalmente no Japão.

a) As setas apontam para estruturas importantes dos equinodermos. Que estruturas são essas? b) Essas estruturas integram que sistema? Como esse sistema funciona?

Um professor pediu que seus alunos fizessem uma coleção de invertebrados com quatro animais apresentando as seguintes características: • Animal 1: presença de sistema ambulacral. • Animal 2: corpo dividido em cefalotórax e abdome. • Animal 3: corpo dividido em cabeça e tronco. • Animal 4: ausência de antenas. Com base nessas características, um aluno concluiu que: I. O animal 1 pode ser um anelídeo. II. O animal 2 pode ser um crustáceo ou um aracnídeo. III. O animal 3 pode ser um miriápode. IV. O animal 4 pode ser um anelídeo, um aracnídeo ou um equinodermo. a) Quais conclusões do aluno estão corretas? b) Dê exemplos de representantes para cada um dos animais que poderiam compor a coleção.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Atividades

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8. G

(Imagens sem escala; cores-fantasia.)

Crinoides

Holoturoides

Ofiuroides

Asteroides

Equinodermos Equinoides

Miriápodes

Crustáceos

Aracnídeos

Artrópodes Insetos

Poliquetos

Anelídeos Oligoquetos

Observe as figuras a seguir e identifique o grupo a que cada animal pertence, completando a tabela com a letra correspondente.

Hirudíneos

Relacione cada grupo de artrópodes a uma das características citadas. a) Dois pares de antenas. b) Quatro pares de pernas. c) Três pares de pernas. d) Corpo dividido em cabeça e tronco. Miriápodes Insetos Aracnídeos Crustáceos

Você vai gostar deste desaﬁo! (Enem-MEC) Quando um macho do besouro-da-cana localiza uma plantação de cana-de-açúcar, ele libera uma substância para que outros besouros também localizem essa plantação, o que causa sérios prejuízos ao agricultor. A substância liberada pelo besouro foi sintetizada em laboratório por um químico brasileiro. Com essa substância sintética, o agricultor pode fazer o feitiço virar contra o feiticeiro: usar a substância como isca e atrair os besouros para longe das plantações de cana. Folha Ciência. In: Folha de S.Paulo, 25 maio 2004 (com adaptações).

Assinale a opção que apresenta corretamente tanto a finalidade quanto a vantagem ambiental da utilização da substância sintética mencionada. Finalidade

Vantagem ambiental

Eliminar os besouros.

Reduzir as espécies que se alimentam de cana-de-açúcar.

Afastar os predadores da plantação.

Reduzir a necessidade de uso de agrotóxicos.

Exterminar os besouros.

Eliminar o uso de agrotóxicos.

d) Dispersar os besouros.

Evitar a incidência de novas pragas.

Aumentar a resistência dos canaviais.

Afastar os predadores da plantação.

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Você vai gostar de descobrir!

Alguns insetos, como os percevejos da família Gerridae, são capazes de permanecer sobre a água sem afundar. Aparentemente, isso ocorre em razão de esses animais serem bastante leves. Mas será que é somente esse o motivo? Os insetos possuem um exoesqueleto formado por quitina, coberto por uma fina camada de cera que o impermeabiliza. No experimento a seguir será verificado se há uma relação entre essa impermeabilização e a capacidade de flutuação.

Percevejo da família Gerridae sobre a superfície da água. Esse inseto mede cerca de 2 cm de comprimento.

Material • Cartolina.

Modelo para a cartolina

• Lápis.

3 cm

• Tesoura com pontas arredondadas. • Esmalte incolor. • Recipiente com água.

“pernas”

4 cm

• Relógio. • Régua.

Procedimento

J. Jaime

8 cm

• Reproduza em uma cartolina o modelo ao lado duas vezes e recorte as duas figuras iguais seguindo a linha tracejada. • Dobre a cartolina seguindo as linhas contínuas, de modo que o modelo possa se sustentar sobre as “pernas”. • Passe esmalte incolor sobre as “pernas” de um dos modelos para impermeabilizá-las. Você deve cobrir as duas faces da cartolina até a metade da altura das “pernas”. Espere secar. • Coloque os dois modelos dentro do recipiente com água, mantendo as “pernas” apoiadas, conforme a figura. A impermeabilização da cartolina pelo esmalte funcionará da mesma forma que a cera sobre o exoesqueleto dos insetos. • Observe e anote o comportamento dos dois “insetos” em três momentos: ao colocá-los sobre a água, depois de 5 minutos e depois de 15 minutos.

Exemplo da montagem do experimento.

Atividades

reprodução proibida. art.184 do Código Penal e lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

franK greenaWay/getty imageS

Exoesqueleto e impermeabilização

1. Complete a tabela com os resultados obtidos no experimento. Flutua a princípio

Flutua Flutua depois depois de 5 de 15 minutos minutos

Modelo sem impermeabilização Modelo com impermeabilização

2. O que aconteceria se um inseto, como

o percevejo, perdesse sua camada impermeabilizante?

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Atividades

luCiano CandiSani/minden PiCtureS/latinStoCK

• Possuem endoesqueleto formado por placas calcárias. • Apresentam um sistema especializado para locomoção denominado sistema ambulacral.

PhiliP dalton/alamy/other imageS

Artrópodes

• Apresentam exoesqueleto de quitina e apêndices articulados. • Durante o crescimento, passam pelo processo de ecdise. • Podem ser classificados em insetos (apresentam um par de antenas e três pares de pernas), aracnídeos (sem antenas e com quatro pares de pernas), crustáceos (a maioria apresenta dois pares de antenas, cinco ou mais pares de pernas e carapaça calcária) e miriápodes (apresentam corpo dividido em cabeça e tronco). aSa/minden PiCtureS/ fliP niCKlin

Anelídeos

• Têm corpo alongado, cilíndrico e segmentado. • Podem ser classificados em três grandes grupos: hirudíneos (que não têm cerdas pelo corpo), oligoquetos (que têm poucas cerdas pelo corpo) e poliquetos (que têm muitas cerdas pelo corpo).

Equinodermos

TRÊS GRUPOS DE INVERTEBRADOS

reprodução proibida. art.184 do Código Penal e lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Revisão

Atividade interativa

1. O que é o processo de ecdise e qual sua importância para os artrópodes? 2. Quais são as principais diferenças entre o esqueleto dos artrópodes e o dos equinodermos?

3. Qual é a função das ventosas presentes nos hirudíneos? 4. Existem equinodermos terrestres ou de água doce?

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Você vai gostar de ler!

Fonte: JULIÃO, André. A ONU recomenda: coma insetos. IstoÉ, São Paulo, n. 2129, 27 ago. 2010. Disponível em: <http://www.istoe.com.br/reportagens/98419_ A+ONU+RECOMENDA+COMA+INSETOS>. Acesso em: 14 abr. 2011.

reprodução proibida. art.184 do Código Penal e lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Insetos sendo vendidos para alimentação em mercado. (Pequim, China, 2007.) iara venanzi/Kino

Pode parecer absurdo, mas a entidade assegura que eles são mais nutritivos e baratos – e ainda podem ser a solução para a crescente demanda por carne O futuro da alimentação pode estar nas mãos – ou melhor, nas patas e asas – dos insetos. Esses invertebrados, normalmente associados à sujeira e ao lixo, têm agora a chancela para consumo da FAO, organização para alimentação e agricultura da ONU. [...] O motivo é simples e urgente. As criações de bois, porcos e cabras ocupam dois terços das terras que podem produzir alimento no mundo. Além disso, o gado é responsável pela emissão de 20% dos gases do efeito estufa. Segundo estimativas, em 20 anos o consumo anual de carne vai saltar de 50 para 80 quilogramas por pessoa. “Insetos são muito mais eficientes do que gado”, disse [...] Arnold van Huis, autor do estudo chancelado pela FAO e especialista em insetos da Universidade Wageningen (Holanda). Ele explica que, enquanto são necessários dez quilogramas de grãos para obter um de carne de vaca, a mesma quantidade de insetos demanda apenas 1,5 quilograma de ração. Vários estudos indicam ainda que os pequenos animais contêm os mesmos nutrientes encontrados na carne de boi, porco, aves e peixes. “A diferença é que alguns insetos têm o dobro de proteínas”, afirma Eraldo Medeiros Costa Neto, pesquisador da Universidade Estadual de Feira de Santana, na Bahia. Segundo o brasileiro, o hábito de comer insetos é comum em mais de 120 países. Grilos, gafanhotos e larvas de diversas espécies são iguarias em países asiáticos e da África. Em restaurantes de Londres, Paris e Tóquio, eles compõem pratos sofisticados. No Brasil, vários grupos consomem larvas e bichos adultos. No semiárido baiano, por exemplo, a farofa de tanajuras fritas é um prato típico. Como qualquer alimento, os insetos exigem certos cuidados. Nem todos podem ser comidos, pois são venenosos ou contêm outras substâncias tóxicas. Mesmo assim, 1,5 mil espécies comestíveis existem no mundo. Afinal, eles não são tão estranhos assim. Basta lembrar que Marco Polo comeu gafanhotos em sua viagem à China.

tom Salyer/alamy/other imageS

A ONU recomenda: coma insetos

Formigas tanajura vendidas em feira popular. (Caruaru, PE, 2002.) O abdome torrado da rainha da formiga saúva é um ingrediente da farofa de tanajura, prato típico do semiárido baiano, mas também apreciado em outras regiões do Brasil, como o interior de São Paulo, onde recebe o nome de farofa de içá.

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Comparação entre a carne bovina e os insetos

21 g

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a Proteín contida em 100 g

Responda 1. De acordo com o texto, quais são os problemas decorrentes da criação de bois, porcos e cabras?

2. Compare a eficiência da produção de 1 kg de inseto com a de reprodução proibida. art.184 do Código Penal e lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

1 kg de carne bovina.

3. Por que nem todos os insetos podem ser usados como alimento?

Conheça um pouco mais Na rede Instituto Butantan http://www.butantan.gov.br/home/acidente_com_animais_ peconhentos.php

Cartilha da dengue http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/flash/cartilha_ dengue.html Acessados em: 4 abr. 2011.

No ﬁlme Microcosmos, 1996, Claude Nuridsany e Marie Perennou, Miramax Home. Esse documentário mostra a vida dos insetos utilizando zoom e câmera lenta para mostrar imagens como a de abelhas coletando néctar das flores, joaninhas comendo, aranhas envolvendo suas presas e fios intermináveis feitos por lagartas.

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Observatório

de ciências

Organizadora: Editora Moderna Obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pela Editora Moderna. Editora Executiva: Rita Helena Bröckelmann

Este livro é acompanhado de um DVD.

1a edição

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Elaboração dos originais Roberta Aparecida André Bueno Licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de São Carlos (SP). Editora. Marilene Pereira da Silva Tessler Bacharel e licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Pedagoga pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Guarulhos (SP). Rafael Arnold Bacharel e licenciado em Ciências Biológicas pelo Centro Universitário São Camilo (SP). Professor. Cláudio Pinto Alves Licenciado em Ciências Biológicas pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Organização Santamarense de Educação e Cultura (SP). Professor. Marcella Sobral Bacharel e licenciada pelo Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. Doutora em Ciências, área de concentração: Zoologia, pela Universidade de São Paulo. Elizabeti Yuriko Muto Bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”. Mestre em Ciências Biológicas, área de concentração: Zoologia, pela Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”. Doutora em Ciências, área de concentração: Oceanografia Biológica, pela Universidade de São Paulo. Marcelo Okuma Bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Professor. Ana Carolina Suzuki Dias Cintra Bacharel e licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Mestre em Ciências, área de concentração: Microbiologia, pela Universidade de São Paulo. Professora. Editora. Nathália Fernandes de Azevedo Bacharel e licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Doutora em Ciências, área de concentração: Genética, pela Universidade de São Paulo. Editora. Vanessa Shimabukuro Bacharel e licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Mestre em Ciências, área de concentração: Zoologia, pela Universidade de São Paulo. Editora. Dino Santesso Gabrielli Bacharel em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. Mestre em Ciências, área de concentração: Bioquímica, pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo. Editor. Horacio Nakazone Engenheiro Eletricista pela Faculdade de Engenharia da Fundação Armando Álvares Penteado (SP). Especialista em Engenharia de Telecomunicações pela Fundação Armando Álvares Penteado (SP). Editor. Rodrigo Louro Bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Doutor em Ciências, área de concentração: Bioquímica, pela Universidade de São Paulo. Editor. Zanith da Silva Prado Cook Bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo. Mestre em Oncologia pela Fundação Antônio Prudente/Hospital A. C. Camargo, São Paulo. Editora.

Coordenação editorial: Rita Helena Bröckelmann Edição de texto: Vanessa Shimabukuro e Edna Emiko Nomura (coordenação), Nathália Fernandes de Azevedo, Dino Santesso Gabrielli, Ana Carolina Suzuki Dias Cintra, Ricardo Lourenço Rosa, Rodrigo Louro, Zanith da Silva Prado Cook, Roberta Aparecida André Bueno, Carolina Santos Taqueda, Horacio Nakazone. Revisão técnica: José Eduardo de Carvalho, Larissa Fontes Preparação de texto: Maria de Fátima Alcântara Madeira Papa Coordenação de design e projetos visuais: Sandra Botelho de Carvalho Homma Projeto gráfico: Aurélio Camilo Capa: Aurélio Camilo Foto: Microfotografia eletrônica, obtida por microscópio de varredura, das hastes (amarelo) e cones (verde) na retina do olho humano, 2001. © Science Photo Library/Alamy-Other Images Coordenação de produção gráfica: André Monteiro, Maria de Lourdes Rodrigues Coordenação de arte: Maria Lucia Ferreira Couto, Wilson Gazzoni Agostinho Edição de arte: Ana Carlota Rigon Editoração eletrônica: Grapho Editoração Ilustrações de vinhetas: Bubaone/iStockphotos Ilustrações: Agustí Serrano, alademoscail-lustració, André Vazzios, Carlos Aguilera, Cecília Iwashita, David Cabacas, Digitalartis, Domingo Benito, Enrique Cordero, Marcelo Pérez, Pere Luis León Cartografia: Alessandro Passos da Costa, Anderson de Andrade Pimentel, Fernando José Ferreira Coordenação de revisão: Elaine Cristina del Nero Revisão: Afonso N. Lopes, Alexandra Costa, Ana Cortazzo, Ana Maria C. Tavares, Estilo – Edição de Livros, Fernanda Marcelino, Maristela S. Carrasco, Millyane M. Moura Pesquisa iconográfica: Flávia Aline de Morais, Luciana Ribas Vieira, Luciano Baneza Gabarron As imagens identificadas com a sigla CID foram fornecidas pelo Centro de Informação e Documentação da Editora Moderna. Coordenação de bureau: Américo Jesus Tratamento de imagens: Arleth Rodrigues, Bureau São Paulo, Fabio N. Precendo, Pix Art, Rodrigo Fragoso, Rubens M. Rodrigues, Wagner Lima Pré-impressão: Alexandre Petreca, Everton L. de Oliveira Silva, Helio P. de Souza Filho, Marcio H. Kamoto Coordenação de produção industrial: Wilson Aparecido Troque Impressão e acabamento: Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Observatório de Ciências / obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pela Editora Moderna ; editora executiva Rita Helena Bröckelmann. — 1. ed. — São Paulo : Moderna, 2011. Obra em 4 v. Bibliografia. 1. Ciências (Ensino fundamental) I. Bröckelmann, Rita Helena. 11-07334

CDD-372.35

Índice para catálogo sistemático: 1. Ciências : Ensino fundamental 372.35 ISBN 978-85-16-07191-2 (LA) ISBN 978-85-16-07192-9 (LP) Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Todos os direitos reservados EDITORA MODERNA LTDA. Rua Padre Adelino, 758 - Belenzinho São Paulo - SP - Brasil - CEP 03303-904 Vendas e Atendimento: Tel. (0_ _11) 2602-5510 Fax (0_ _11) 2790-1501 www.moderna.com.br 2014 Impresso no Brasil 1 3 5 7 9 10 8 6 4 2

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Apresentação

uando você ouve a palavra Ciência, o que lhe vem à mente? Existe alguma conexão entre o que você estuda nas aulas de Ciências e a realidade do seu dia a dia?

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

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Conheça a estrutura do seu livro

Plano de trabalho: apresenta os assuntos que serão trabalhados ao longo do capítulo.

Busque a resposta: questões para você responder após a leitura do texto de abertura e utilizar seus conhecimentos. Anote suas respostas e reveja-as após estudar o capítulo.

Indicação de conceito-chave. Os conteúdos foram selecionados e organizados de maneira a hierarquizar os principais conceitos do capítulo.

Saiba mais: textos de aprofundamento e curiosidades que ampliam os temas do capítulo.

Imagens, gráficos, tabelas, esquemas, mapas vão auxiliar na assimilação das ideias principais do capítulo.

Indicações de conteúdos complementares, como animações, apresentações, atividades interativas e textos, no DVD que acompanha o seu livro.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Texto e imagem sobre um assunto relacionado ao tema do capítulo.

Número e título do capítulo.

Na seção Você vai gostar deste desafio!, escolhemos questões que o ajudam a se preparar desde já para diferentes avaliações, como Enem, Pisa e Olimpíadas de Ciências.

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No final de cada capítulo há a seção Você vai gostar de descobrir!, que apresenta uma atividade prática que desenvolve etapas do método científico e pode ser realizada no laboratório, na sala de aula ou como tarefa de casa. Por vezes é apresentada uma situação que solicita análise, pesquisa e compreensão.

Você vai gostar de ler! é a seção que apresenta textos que têm relação com os conteúdos tratados no capítulo. As questões, que acompanham essa seção, ajudam na compreensão do texto.

Conheça um pouco mais: indicações de filmes, livros, revistas, sites, por meio das quais você poderá estudar mais sobre o tema do capítulo.

Conceitos-chave: ao longo de cada capítulo foram destacados conceitos-chave, na cor azul. Esses conceitos estão organizados em ordem alfabética no final do livro. Lá você encontra as definições e, sempre que possível, a etimologia da palavra. Exemplo: Miócito: (do grego myo, músculo, e kytos, recipiente, célula)

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Observatório

Conheça o seu DVD

de CIÊNCIAS

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DVD do aluno Organizadora: Editora Moderna Obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pela Editora Moderna.

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Editora Executiva: Rita Helena Bröckelmann

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Texto complementar: textos selecionados para você ler e aprender um pouco mais sobre os temas do capítulo.

Apresentação: sequência de imagens e legendas que ajudam a interagir, compreender, revisar e complementar os temas do capítulo.

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Animações: aqui você visualiza uma sequência de imagens e textos que complementam ou resumem os conceitos estudados no capítulo.

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Atividades interativas: nesta seção você aplica seu aprendizado, confere seus acertos e visualiza as correções.

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Configurações necessárias: Windows XP ou superior. CPU de 1.0 GHz. Memória RAM de 1 Gb. Drive de DVD. Disco rígido (HD) de 1 Gb.

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Observatório de imagens: fichas com imagens e atividades de compreensão. Algumas delas reforçam temas estudados, outras trazem temas novos relacionados aos capítulos.

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Sumário Capítulo 1 – Características das células procariontes

e eucariontes .......................................................................................................12

1. A célula como unidade básica da vida – 14 2. Tipos celulares – 15 3. A divisão celular – 19 Atividades .................................................................................................................................................................20 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................... 21

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Você vai gostar de descobrir! – Confecção de um modelo de célula eucarionte animal................................................................................................................................................... 22 Revisão ........................................................................................................................................................................ 23 Você vai gostar de ler! – Como funcionam os bancos de armazenamento de células-tronco?...................................................................................................... 24 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................ 25

Capítulo 2 – Os principais tipos de tecidos....................................................................26 1. Os níveis de organização dos seres vivos – 28 2. Os tipos de tecidos dos animais – 30 Você vai gostar de descobrir! – Conhecendo os constituintes de um osso .....................37 Atividades .................................................................................................................................................................38 Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................39 Revisão ....................................................................................................................................................................... 40 Você vai gostar de ler! – USP desenvolve pele artificial para evitar testes com animais ...................................................................................................................................41 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................ 43

Capítulo 3 – A alimentação humana ................................................................................... 44 1. A nutrição e os nutrientes – 46 2. Alimentos e energia – 48 3. A dieta saudável – 50 4. Alimentos e saúde: os transtornos alimentares – 51 5. A conservação dos alimentos – 52 Atividades .................................................................................................................................................................54 Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................55 Você vai gostar de descobrir! – Relacionando o processo de salga com a conservação dos alimentos ............................................................................................56 Revisão ........................................................................................................................................................................ 57 Você vai gostar de ler! – Na cozinha com os índios .......................................................................58 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................59

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Sumário Capítulo 4 – O sistema digestório humano..................................................................60 1. Nutrição, uma atividade conjunta – 62 2. O sistema digestório humano – 62 3. As etapas da alimentação – 63 4. Digestão e saúde – 67 Você vai gostar de descobrir! – A ação dos sucos digestivos ..................................................69 Atividades .................................................................................................................................................................70 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................... 71 Revisão ........................................................................................................................................................................ 72 Você vai gostar de ler! – Alimentação: um direito de todos ..................................................... 73

Capítulo 5 – O sistema respiratório humano ..............................................................76 1. O sistema respiratório – 78 2. A ventilação pulmonar – 78 3. As trocas gasosas – 79 4. A saúde do sistema respiratório – 80 Atividades .................................................................................................................................................................82 Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................83 Você vai gostar de descobrir! – Investigando os movimentos respiratórios.................84 Revisão ........................................................................................................................................................................85 Você vai gostar de ler! – Alpinismo: um corpo nas alturas .......................................................86 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................ 87

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Conheça um pouco mais ................................................................................................................................ 75

Capítulo 6 – O sistema cardiovascular humano ...................................................... 88 1. O meio interno – 90 2. O sistema cardiovascular – 90 3. A anatomia do coração – 92 4. O funcionamento do coração – 93 5. A circulação sanguínea – 94 6. Algumas doenças cardiovasculares – 95 Atividades .................................................................................................................................................................96 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................. 97 Você vai gostar de descobrir! – Confecção de um modelo de coração .............................98 Revisão ........................................................................................................................................................................99 Você vai gostar de ler! – Transplante de coração – uma corrida contra o tempo ...................................................................................................................................................... 100 Conheça um pouco mais ...............................................................................................................................101

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Capítulo 7 – O sangue e o sistema imunitário ....................................................... 102 1. O sangue – 104 2. O processo de coagulação – 105 3. Os leucócitos e o sistema imunitário – 106 4. As defesas do organismo – 106 5. Os soros e as vacinas – 107 6. Algumas doenças relacionadas ao sangue – 108 7. O sistema linfático – 109 8. A saúde do sistema linfático – 110 Atividades .................................................................................................................................................................112 Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................113 Você vai gostar de descobrir! – Elaboração de um flip book para simular o processo de fagocitose ...................................................................................................... 114

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Revisão ....................................................................................................................................................................... 115 Você vai gostar de ler! – Perguntas e respostas sobre transplante de medula óssea ..................................................................................................................................................... 116 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................117

Capítulo 8 – O sistema urinário humano ....................................................................... 118 1. A excreção e o sistema urinário – 120 2. O funcionamento dos rins – 120 3. A saúde do sistema urinário – 122 Atividades ................................................................................................................................................................124 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................125 Você vai gostar de descobrir! ................................................................................................................... 126 Revisão .......................................................................................................................................................................127 Você vai gostar de ler! – Você beberia urina reciclada?.............................................................. 128 Conheça um pouco mais .............................................................................................................................. 129

Capítulo 9 – A locomoção humana ..................................................................................... 130 1. Os sistemas relacionados à locomoção – 132 2. Os ossos – 133 3. As articulações – 134 4. Os músculos – 135 5. Os movimentos do corpo – 135 6. Algumas complicações dos sistemas esquelético e muscular – 136 7. A saúde dos sistemas esquelético e muscular – 137 Atividades ............................................................................................................................................................... 138 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................ 139 Você vai gostar de descobrir! – A manipulação de objetos ....................................................140 Revisão ....................................................................................................................................................................... 141 Você vai gostar de ler! – Respeite os limites físicos ..................................................................... 142 Conheça um pouco mais .............................................................................................................................. 143

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Sumário Capítulo 10 – Os sentidos e a percepção do ambiente............................... 144 1. Os receptores sensoriais – 146 2. A visão – 147 3. A audição – 148 4. O tato, o olfato e a gustação – 149 5. A saúde dos órgãos dos sentidos – 150 Atividades ................................................................................................................................................................152 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................153 Você vai gostar de descobrir! – A adaptação do olfato ............................................................ 154 Revisão ...................................................................................................................................................................... 155 Você vai gostar de ler! ................................................................................................................................... 156 Conheça um pouco mais ...............................................................................................................................157

Capítulo 11 – O sistema nervoso humano......................................................................158 2. Os componentes do sistema nervoso – 160 3. A organização do sistema nervoso – 161 4. O funcionamento do sistema nervoso – 163 5. A saúde do sistema nervoso – 164 Atividades ...............................................................................................................................................................166 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................167 Você vai gostar de descobrir! – Estudo da intensidade limiar na percepção de um estímulo........................................................................................................................168 Revisão ......................................................................................................................................................................169 Você vai gostar de ler! – Por que lembramos e esquecemos? ............................................... 170 Conheça um pouco mais ............................................................................................................................... 171

Capítulo 12 – O sistema endócrino humano .............................................................. 172 1. Os componentes do sistema endócrino – 174 2. O funcionamento do sistema endócrino – 176 3. A saúde do sistema endócrino – 177

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1. A coordenação do corpo – 160

Atividades ...............................................................................................................................................................180 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................. 181 Você vai gostar de descobrir! – Interpretando exames de sangue e de urina............. 182 Revisão ...................................................................................................................................................................... 183 Você vai gostar de ler! – A cronobiologia e os ritmos do ser humano ..............................184 Conheça um pouco mais .............................................................................................................................. 185

Capítulo 13 – A reprodução humana ................................................................................. 186 1. A reprodução do ser humano – 188 2. As etapas de desenvolvimento do ser humano – 189 3. O sistema genital masculino – 190 4. O sistema genital feminino – 191 5. Os ciclos do sistema genital feminino – 192 6. A fecundação e o início da gravidez – 193 7. O desenvolvimento da gravidez – 194 8. O parto – 195

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Atividades ...............................................................................................................................................................198 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................199 Você vai gostar de descobrir! – Interpretação das ecografias ............................................200 Revisão ...................................................................................................................................................................... 201 Você vai gostar de ler! – Que voz grossa você tem! .................................................................... 202 Conheça um pouco mais ............................................................................................................................. 203

Capítulo 14 – Métodos contraceptivos e DST .......................................................... 204 1. O sexo e a sexualidade – 206 2. A saúde sexual – 206 3. As doenças sexualmente transmissíveis – 207 4. Os métodos contraceptivos – 209 Atividades ................................................................................................................................................................212 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................213

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Você vai gostar de descobrir! – Dinâmica: Uma boa aparência e um bom papo não é tudo ..............................................................................................................................214 Revisão .......................................................................................................................................................................215 Você vai gostar de ler! – O namoro ao longo do tempo, uma lição apaixonante ......... 216 Conheça um pouco mais ...............................................................................................................................217

Capítulo 15 – Os fundamentos da Genética...............................................................218 1. O que é hereditariedade – 220 2. Onde se encontra a informação genética? – 221 3. Alguns conceitos importantes em Genética – 222 4. Como ocorre a transmissão da informação genética? – 223 5. Genótipo e fenótipo – 224 6. As genealogias – 225 7. A determinação do sexo – 227 Atividades .............................................................................................................................................................. 230 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................231 Você vai gostar de descobrir! – Análise de algumas características humanas ..........232 Revisão ......................................................................................................................................................................233 Você vai gostar de ler! – Como o DNA funciona? ..........................................................................234 Conheça um pouco mais ..............................................................................................................................235

Capítulo 16 – A Genética moderna ....................................................................................... 236 1. A Biotecnologia – 238 2. Os produtos da Biotecnologia – 239 Você vai gostar de descobrir! – Clonagem de begônias ..........................................................243 Atividades .............................................................................................................................................................. 244 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................245 Revisão ..................................................................................................................................................................... 246 Você vai gostar de ler! – Preciosos como rubis ............................................................................... 247 Conheça um pouco mais ............................................................................................................................. 249 Conceitos-chave ................................................................................................................................................ 250 Siglas ..........................................................................................................................................................................260 Bibliografia ............................................................................................................................................................. 261

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ULO

CAPÍT

Plano de trabalho Neste capítulo você estudará: Os níveis de organização dos seres vivos. A relação entre diferenciação celular e tecidos. Os diferentes tipos de tecidos que compõem os animais e suas principais funções. Os diferentes tipos de células que fazem parte de cada tecido.

i a p i c rin p s O e d s o tip s o d i c te

Diferenciação celular

pós a fecundação, a partir de uma única célula, um novo indivíduo é formado. Das primeiras divisões celulares, com a formação do embrião, até a morte, o organismo passa por vários processos em seu desenvolvimento; dentre eles, a diferenciação celular, que está presente todo o tempo de sua vida. A diferenciação celular é o processo pelo qual as células de um organismo começam a se tornar diferentes em sua forma, composição e função. A partir de então, surgem no indivíduo conjuntos de células distintas, formando estruturas, órgãos e sistemas que interagem entre si e desempenham as diversas funções necessárias à sua sobrevivência. Todas as células possuem um número de características fundamentais em comum; a diversidade das células pode ser vista como “variações sobre um único tema” da organização da matéria viva. Estas variações ocorrem em diferentes intensidades, de acordo com o tipo celular formado, sua função e seu grau de especialização. As células possuem um potencial de diferenciação e um destino final; as com maior potencial são, portanto, menos diferenciadas e apresentam maiores possibilidades de diferenciação ao longo do processo. Já aquelas mais diferenciadas, ou completamente diferenciadas, perderam em grande parte ou totalmente o seu potencial. [...] Fonte: LISBOA, Luciane Cristina de Oliveira. “Diferenciação celular das linhagens somática e germinativa.” Disponível em: <http:/www.rc.unesp.br/ib/biologicas/difer.html>. Acesso em: 15 ago. 2011.

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VICTOR HABBICK VISIONS/SCIENCE PHOTO LIBRARY/GETTY IMAGES

Imagem computadorizada das células nervosas e suas conexões. (imagem sem escala e colorizada artificialmente)

Busque a resposta 1

O que é diferenciação celular?

Por que o texto afirma que a diversidade de células pode ser vista como “variações sobre um único tema”?

Quais são os principais tipos de tecidos que formam o organismo humano? Anote suas respostas e, após estudar o capítulo, discuta com seus colegas se vocês ainda concordam com elas.

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Os níveis de organização dos seres vivos

Representação de alguns níveis de organização de um ser humano Atividade interativa Animação

Célula epitelial Sistema digestório

Tecido epitelial de revestimento

reprodução proibida. Art.184 do código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Os seres vivos se organizam em diferentes graus de complexidade. Os átomos se agrupam e formam as moléculas. Estas se organizam e formam as diversas organelas celulares; as organelas constituem a célula, que é a unidade básica dos seres vivos. Células com funções semelhantes estão agrupadas e formam os tecidos. Um conjunto de tecidos diferentes e atuando de maneira coordenada constitui um órgão. Um conjunto de órgãos relacionados entre si, atuando em uma mesma função, forma um sistema. E o conjunto de sistemas constitui o organismo. Neste capítulo será estudado o nível de tecido. Tecidos são agrupamentos de células que possuem funções semelhantes. Durante o desenvolvimento de um organismo, suas células se dividem e aumentam em número. Algumas células adquirem características particulares — como tamanho, forma e quantidade de organelas — que as tornam aptas para desenvolver uma função específica e, assim, compor um tecido. Esse processo é chamado diferenciação celular e é extremamente complexo.

Estômago

As células epiteliais agrupadas formam o tecido epitelial. Este, em conjunto com outros tecidos diferentes, compõe um órgão. Esse órgão, em conjunto com outros, constitui um sistema de um organismo. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

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Saiba mais Nosso corpo é formado por trilhões de células, organizadas em diversos tecidos. Todas elas se originam de uma única célula – o zigoto –, resultado da união de um espermatozoide com o óvulo. À medida que o zigoto se divide e o embrião cresce, grupos de células vão se tornando diferentes em estrutura e função, devido ao processo de diferenciação celular. Esse processo é controlado pelo DNA, que contém a mesma informação genética em todas as células de nosso corpo. Se a informação contida no DNA é a mesma, como as células podem se tornar tão diferentes? Isso ocorre porque cada tipo de célula diferenciada possui um conjunto particular de genes ativos. Como consequência, o conjunto de proteínas codificadas pelos genes em funcionamento varia de acordo com o tipo celular. Por exemplo, nas células das glândulas salivares devem estar ativos genes que codificam as enzimas secretadas na saliva. Os genes que determinam a produção das enzimas da saliva não devem estar ativos em outro tecido do corpo. Essa atividade diferencial dos genes começa a ser determinada no embrião e persiste nos tecidos adultos ao longo da vida. Todas as células têm duas características importantes: o seu grau de diferenciação e a sua potencialidade. Enquanto o grau de diferenciação reflete o quanto uma célula é especializada, a potencialidade refere-se à capacidade que ela tem de originar outros tipos celulares. Quanto maior a potencialidade da célula, geralmente será menor o seu grau de diferenciação. O zigoto é a célula com a máxima potencialidade, pois ele dá origem a todos os tipos de células. No outro extremo, há células com potencialidade nula, como é o caso dos glóbulos vermelhos, que perdem seu núcleo no processo de diferenciação, perdendo, consequentemente, a capacidade de originar células iguais a elas. [...] Fonte: MINGRONI-NETTO, Regina C.; DESSEN, Eliana M. B. “Células-tronco: o que são e o que serão?” Genética na escola. Disponível em: <http://www.geneticanaescola.com.br/ano1vol1/05.pdf>. Acesso em: 4 ago. 2011. Dr G. Moscoso/Science Photo Library/Latinstock

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Diferenciação celular

Texto complementar

No decorrer do desenvolvimento embrionário, ocorre a formação dos diversos tecidos que darão origem aos diferentes órgãos e formarão o organismo. Na foto, feto humano com cerca de 8 semanas de idade e aproximadamente 4 cm.

Atividades 1. O que controla o processo de diferenciação celular? 2. Após ler o texto, responda com suas palavras à questão: “Se a informação

contida no DNA é a mesma, como as células podem se tornar tão diferentes?”

3. Explique o que é grau de diferenciação e potencialidade. Qual é a relação que existe entre essas duas características celulares?

4. Justifique a afirmação: O zigoto é uma célula com altíssima potencialidade e baixa diferenciação.

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Os tipos de tecidos dos animais

Tecido epitelial

Citizen Stock/Grupo Keystone

Tipos de tecidos

Tecido nervoso

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Os animais, incluindo o ser humano, possuem diferentes tipos de tecidos. A classificação dos tecidos é feita de acordo com as suas funções, sendo possível distinguir os seguintes tipos principais: epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso. • Tecido epitelial: reveste o corpo e secreta substâncias. A pele e as glândulas são formadas por esse tipo de tecido. • Tecido conjuntivo: está relacionado com a integração das várias partes do organismo. O sangue e a cartilagem são formados por tecido conjuntivo. • Tecido muscular: está relacionado com os movimentos, voluntário e involuntário, do corpo. O coração é um órgão constituído desse tipo de tecido. • Tecido nervoso: recebe e processa as informações sensoriais provenientes de diferentes partes do corpo, enviando respostas apropriadas a outros órgãos, como as glândulas e os músculos, para que entrem ou não em atividade. O cérebro é formado por tecido nervoso.

Tecido muscular Tecido conjuntivo

Cada tecido tem uma função específica, e a associação entre os diferentes tecidos permite o bom funcionamento do organismo. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

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Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

O tecido epitelial (epitélio) é formado por células unidas entre si e sem espaços intercelulares. As células desse tecido podem apresentar diferentes formas (achatadas, cúbicas etc.) e formar uma ou mais camadas. A função desse tecido está relacionada principalmente com a proteção, com o revestimento do corpo, com a produção e secreção de certas substâncias. Os principais tipos de epitélio são: epitélio de revestimento e epitélio glandular. • Epitélio de revestimento: está presente nas superfícies externa e interna do corpo, formando a pele e recobrindo órgãos e cavidades internas. Sua principal função é proteger o organismo, funcionando como uma barreira eficiente contra agressões, entrada de agentes infecciosos e a perda excessiva de líquidos corporais. Além disso, o epitélio de revestimento é responsável pela absorção de nutrientes, nos intestinos, e pela troca de gases, nos alvéolos pulmonares. • Epitélio glandular: constitui as glândulas, que são estruturas especializadas na produção e secreção de diversas substâncias para fora do corpo (leite e suor) ou na corrente sanguínea (hormônios). Os epitélios glandulares participam de importantes funções, como a comunicação entre as diversas partes do organismo, garantindo que todas as células, tecidos e órgãos do corpo atuem de forma coordenada.

Dr. Gladden Willis/Visuals Unlimited/Glowimages

Tecido epitelial

Corte do epitélio de revestimento do intestino delgado humano, responsável pela absorção de nutrientes. (Imagem vista ao microscópio óptico com aumento de 45 vezes.)

Alguns tipos de epitélio presentes no corpo humano

Epitélio do esôfago Epitélio da cavidade nasal

Epitélio do pulmão Epitélio do túbulo do rim

Epitélio do estômago

Epitélio da uretra

(Imagem sem escala; cores-fantasia.)

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C. Jiménez/photo Alquimia

Imagem computadorizada mostrando algumas partes do corpo humano onde é possível encontrar tecido cartilaginoso.

O tecido conjuntivo é formado por células bastante separadas umas das outras e imersas em uma substância chamada matriz intercelular. Esse é o tipo de tecido mais abundante no organismo e tem por função unir, reforçar e sustentar outros tecidos do corpo. Também pode armazenar substâncias de reserva e participar do processo de defesa do organismo contra corpos estranhos e agentes patogênicos. Existem vários tipos de tecido conjuntivo, entre eles: tecido conjuntivo frouxo, tecido cartilaginoso, tecido ósseo, tecido adiposo e tecido sanguíneo. • Tecido conjuntivo frouxo: une o tecido epitelial a tecidos que se encontram abaixo dele, preenchendo os espaços e mantendo os órgãos em suas posições. Nesse tipo de tecido, encontram-se células chamadas macrófagos, que reconhecem e eliminam substâncias ou agentes prejudiciais ao organismo. • Tecido cartilaginoso: é elástico, flexível e forma as cartilagens. Formado por células chamadas condrócitos, esse tecido constitui o esqueleto de alguns animais, como tubarões e raias. No ser humano, no entanto, o esqueleto cartilaginoso está presente apenas na fase embrionária. No decorrer do desenvolvimento, a maior parte das cartilagens é substituída por ossos, restando algumas estruturas cartilaginosas no nariz, nas orelhas, na traqueia, nos brônquios e na extremidade de certos ossos, permitindo que o movimento ocorra de maneira adequada. Há também tecido cartilaginoso entre as vértebras. • Tecido ósseo: forma os ossos do esqueleto. As células desse tecido, os osteócitos, secretam a matriz que se impregna com sais minerais, como os de cálcio. Isso a deixa rígida e, por isso, os ossos são muito mais duros e resistentes que as cartilagens. A função dos ossos está relacionada com a proteção dos órgãos, com a sustentação e a movimentação.

Tecido ósseo mostrando as células em meio à matriz rígida. As estruturas vermelhas são vasos sanguineos que nutrem as células do tecido ósseo. (Imagens sem escala.)

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Anatomical Travelogue/ Photoresearchers/Latinstock

Tecido conjuntivo

J. Mª Barrés

• Tecido adiposo: formado por células adiposas, também chamadas adipócitos, que são preenchidas por gorduras. Além de armazenar gordura, o tecido adiposo protege alguns órgãos e funciona como isolante térmico, ajudando na manutenção da temperatura corpórea.

Tecido adiposo mostrando as células cheias de gordura. (Imagens sem escala.)

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• Tecido sanguíneo: tem a função de transportar gases e nutrientes pelo corpo. As células desse tecido ficam imersas em uma substância líquida e amarelada, chamada plasma. Entre as células é possível distinguir os glóbulos brancos (leucócitos) e os glóbulos vermelhos (hemácias). Há também fragmentos de células, denominados plaquetas. Glóbulos brancos: são responsáveis pela defesa do organismo contra agentes estranhos e causadores de doenças. Há diversos tipos de glóbulos brancos, como neutrófilos, eosinófilos, basófilos, monócitos e linfócitos, com características e modo de ação próprios. Hemácias: são encarregadas de transportar o gás carbônico e o gás oxigênio, entre os pulmões e o restante do corpo. Plaquetas: são essenciais para o processo de coagulação sanguínea, impedindo a perda excessiva de sangue quando ocorre alguma lesão no corpo.

Dennis Kunkel Microscopy, Inc./Visuals Unlimited/Corbis/Latinstock

Glóbulo branco Plaqueta

Glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas, estruturas que compõem o tecido sanguíneo. (Imagem vista ao microscópio eletrônico com aumento de 2.000 vezes e colorizada artificialmente.) Dr. Fred Hossler/Visuals Unlimited/Glowimages

Biophoto Associates/ Photoresearchers/Latinstock

Os diversos tipos de glóbulos brancos apresentam formas diferentes de ação na defesa do organismo. (A) Linfócito, glóbulo branco que produz anticorpos. (Imagem vista ao microscópio óptico com aumento de 1.450 vezes.) (B) Neutrófilo, glóbulo branco que engloba partículas ou agentes estranhos ao organismo. (Imagem vista ao microscópio óptico com aumento de 2.900 vezes.)

Saiba mais A coagulação sanguínea Steve Gschmeissner/Science Photo Library/Latinstock

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Hemácia

Quando uma região do corpo é ferida, o sangramento é cessado pelo processo de coagulação sanguínea, o que evita a perda excessiva de sangue. Esse processo ocorre por meio de uma série de reações químicas que culminam na formação de um coágulo, composto por uma rede proteica com células sanguíneas presas a ela, que promove o estancamento do sangue. Nesse processo há a participação das plaquetas e de vários fatores de coagulação, como proteínas associadas às plaquetas, vitamina K e cálcio.

Atividades 1. Que vitamina está relacionada com a coagulação sanguínea?

Formação de um coágulo. Note a rede formada e as células sanguíneas (vermelhas) presas a ela. (Imagem vista ao microscópio eletrônico com aumento de 2.900 vezes e colorizada artificialmente.)

2. Qual é a importância da coagulação sanguínea?

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Observatório de imagens

Tecido muscular O tecido muscular é formado por células alongadas, chamadas miócitos, e, associado aos ossos, é responsável pelo movimento do corpo. As células musculares contêm grande quantidade de proteínas contráteis — miosina e actina —, que lhe conferem a capacidade de contração. O corpo humano possui três tipos de tecido muscular: tecido muscular não estriado, tecido muscular estriado esquelético e tecido muscular estriado cardíaco.

Tecido muscular não estriado. (Imagem vista ao microscópio óptico com aumento de 190 vezes.)

Eric Grave/Science Photo Library/Latinstock

• Tecido muscular estriado esquelético: é composto por células alongadas com muitos núcleos que, vistas ao microscópio, mostram estrias transversais, por isso a denominação “músculo estriado”. Esse tecido, encontrado nos braços e nas pernas, por exemplo, apresenta contração rápida e voluntária, e, em conjunto com o esqueleto, é responsável pela locomoção.

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Science Photo Library/ Latinstock

• Tecido muscular não estriado: também conhecido como tecido muscular liso, é composto por células alongadas, uninucleadas e apresenta contração lenta e involuntária. Está presente no estômago,no intestino, no útero e nas paredes dos vasos sanguíneos.

Tecido muscular estriado esquelético. (Imagem vista ao microscópio óptico com aumento de 200 vezes.)

Innerspace Imaging/Science Photo Library/Latinstock

• Tecido muscular estriado cardíaco: composto por células alongadas uninucleadas, quando observadas ao microscópio, mostram estrias transversais. No entanto, as células desse tecido são agrupadas, como se fosse uma rede. Esse tecido tem contração rápida e involuntária e está presente apenas no coração.

Tecido muscular estriado cardíaco. (Imagem vista ao microscópio óptico com aumento de 230 vezes.)

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Tecido nervoso O tecido nervoso tem como principais funções receber estímulos do ambiente externo e do próprio corpo, conduzi-los ao cérebro, onde serão processados, e levar as respostas até os órgãos, os músculos ou glândulas específicas. Os neurônios e as células gliais compõem esse tipo de tecido. • Neurônios: são células especializadas na condução de estímulos. Um neurônio é formado por corpo celular, dendritos e axônio. No corpo celular encontram-se o núcleo e as organelas celulares. Os dendritos são ramificações do corpo celular especializadas na recepção de estímulos. O axônio é um prolongamento geralmente mais longo que os dendritos e especializado em transmitir os estímulos vindos dos dendritos e do corpo celular para outras células, principalmente para outros neurônios e células musculares.

Corpo celular Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

O estrato mielínico As células de Schwann se reúnem em volta do axônio de alguns neurônios e formam o estrato mielínico, um envoltório lipídico que protege, isola e facilita a transmissão do impulso nervoso entre os neurônios.

A sinapse O impulso nervoso é passado de um neurônio para outro por meio de sinapses. Nas sinapses não há contato físico entre os neurônios; a comunicação é feita por meio de substâncias chamadas neurotransmissores.

Representação da organização geral de um neurônio

Dendritos

Axônio

Saiba mais

(Imagem sem escala; cores-fantasia.)

• Células gliais: também chamadas de gliócitos, são células responsáveis pela sustentação, nutrição e proteção dos neurônios. Há diversos tipos de células gliais, como os astrócitos, os oligodendrócitos, as micróglias e as células de Schwann.

Animação

Neurônio e células gliais associadas Dendritos

Corpo celular do neurônio

Neurônio

Oligodendrócitos

Núcleo

Axônio

Astrócito

Estrato mielínico Microglias

Pés vasculares do astrócito Capilar sanguíneo

(Imagem sem escala; cores-fantasia.)

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reprodução proibida. Art.184 do código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

rePrODuÇÃO

Saiba mais

Atividades 1. A pele é o maior órgão do corpo humano. Que tipo de tecido compõe a pele? 2. Você costuma tomar os cuidados mencionados no cartaz? 3. O câncer de pele é o tipo de câncer mais frequente, correspondendo a cerca de 25% de todos os tumores malignos registrados no Brasil. Elabore uma relação entre a posição geográfica do país e a incidência de câncer de pele.

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Você vai gostar de descobrir! Conhecendo os constituintes de um osso O tecido ósseo é formado pelos osteócitos (células), por proteínas e por uma matriz de sais minerais. Entre esses sais minerais o cálcio é determinante para o organismo, atuando na formação estrutural dos ossos, no equilíbrio do organismo, na proteção dos órgãos e na sustentação do corpo. Juntamente com a vitamina K, ainda age no sistema cardiovascular, auxiliando na coagulação do sangue.

Objetivo • Conhecer a importância do cálcio para a resistência do osso.

Material • Osso de frango (pode ser da asa ou da coxa). • Vinagre. • Copo transparente.

Procedimento • Pegue o osso de frango e observe a sua resistência e flexibilidade, mas com cuidado para não quebrá-lo.

tiMOthy Geiss/shutterstOck

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A carência de cálcio no organismo leva ao raquitismo (deformação dos ossos dos membros inferiores) durante a fase de desenvolvimento e à osteomalácia na fase adulta.

• Coloque o osso no copo. • Acrescente o vinagre até cobrir totalmente o osso. • Deixe o osso mergulhado no vinagre por três dias. Após esse período observe novamente a resistência e a flexibilidade do osso.

Osso de frango.

Atividades 1. Como era o osso antes de mergulhá-lo no vinagre? 2. Qual constituinte do osso é responsável pela característica descrita na questão anterior?

3. Depois de o osso ter ficado três dias no vinagre, tente flexioná-lo. Você con-

segue? Por quê? Pesquise para saber a ação do vinagre sobre os constituintes do osso.

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Ordene as seguintes estruturas da mais simples para a mais complexa. Utilize números de 1 a 5. Tecido Organismo Célula

“Tecido com contração rápida e voluntária, encontrado nos membros locomotores.” A qual tipo de tecido muscular a frase anterior se refere? a) Não estriado. c) Estriado esquelético. b) Liso. d) Estriado cardíaco.

Há vários tipos de tecido conjuntivo, como o tecido ósseo, o tecido cartilaginoso, o tecido adiposo e o tecido sanguíneo, por exemplo. Qual característica classifica todos esses tecidos como conjuntivo?

O estômago tem células que secretam substâncias digestivas, ou seja, que auxiliam no processo de digestão. Que tipo de tecido apresenta a função de secretar substâncias?

A imagem a seguir corresponde ao tecido nervoso. Sobre esse tecido, responda ao que se pede.

Associe os níveis de organização representados pelas letras às frases abaixo. a) Tecido c) Sistema b) Organismo d) Órgão

A que nível de organização pertence cada um dos elementos mostrados nas imagens a seguir? a)

Relacione as descrições aos tipos de tecido, aplicando os códigos de letras a seguir. (E) Tecido epitelial. (M) Tecido muscular. (C) Tecido conjuntivo. (N) Tecido nervoso. Sua principal função é a transmissão de estímulos. Tem a função de revestimento, proteção e secreção. Sua principal característica é a capacidade de contração. Tem a função de dar suporte, proteção e armazenamento.

Órgão Sistema

Associação de células com a mesma função. União de vários tecidos que trabalham de forma conjunta. União de vários órgãos que funcionam de forma integrada. União de sistemas que funcionam de maneira coordenada.

No decorrer do desenvolvimento embrionário, o zigoto vai sofrendo divisões e passa a ter muitas células que adquirem características próprias e se especializam. Assinale a alternativa que apresenta o nome do processo descrito. a) Diferenciação celular b) Mitose c) Meiose d) Fecundação

M. i. WALker/ PhOtOreseArchers/LAtiNstOck

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atividades

Imagem vista ao microscópio óptico com aumento de 290 vezes.

a) Ele é formado por quais tipos de células? b) Qual é a sua principal função? c) Que relação há entre a disposição em rede das células nervosas e a função do tecido nervoso?

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atividades Identifique cada um dos tecidos mostrados nas imagens a seguir, como tecido epitelial, tecido conjuntivo, tecido muscular ou tecido nervoso. Justifique sua resposta.

.F.i. ArchiVO FOtOGrÁFicO iNterNAziONALe

c.JiMéNez/PhOtOALQuiMiA

10.

Você vai gostar deste desaﬁo! Em um laboratório escolar foi realizado o seguinte experimento: 1. Foram preparadas 3 lâminas com uma gota de sangue e rotuladas pelas letras A, B e C. 2. Na lâmina A foi adicionada uma gota de água; na lâmina B, uma gota de soro fisiológico (que apresenta a mesma concentração do citoplasma celular); e na lâmina C, uma gota de água com alta concentração de sal. 3. As imagens abaixo representam as observações das três preparações ao microscópio óptico: c.JiMéNez/PhOtOALQuiMiA

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A osmose

A diferença observada decorre do processo chamado osmose. A osmose é a passagem da água por meio da membrana plasmática da célula, e esse movimento se faz seguindo um gradiente de concentração: a água vai do meio menos concentrado para o meio mais concentrado. a) Qual é a variável em cada lâmina?

b) Os alunos propuseram diversas explicações para os resultados obtidos. Qual é a explicação correta em cada caso? Lâmina A: A água entrou no interior das hemácias, que era o meio mais concentrado. As células incharam e podem estourar. A água dissolveu as células sanguíneas e por isso se observou uma mistura homogênea ao microscópio óptico. Lâmina B: O soro não pode atravessar a membrana plasmática e por isso não afeta o formato das células. A concentração dentro e fora das células é a mesma, por isso as células não têm o seu formato alterado. Lâmina C: A água do citoplasma sai do interior celular e passa para o meio exterior, mais concentrado, que faz as hemácias perderem água e murcharem. O meio salino não afeta as células. Elas murcham por causa da luz e do calor emitidos pelo microscópio. c) Associe cada um dos três desenhos à lâmina correspondente, considerando o processo de osmose. Lembre-se de que o soro fisiológico apresenta a mesma concentração do citoplasma celular. 1

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• Os níveis de organização dos seres vivos são, em ordem crescente: átomo molécula organela célula tecido órgão sistema organismo. • A diferenciação celular é o processo pelo qual as células se especializam e formam os diferentes tecidos.

• O tecido muscular é formado por células com capacidade de contração e está relacionado com os movimentos do organismo. Pode ser de três tipos: não estriado, estriado esquelético ou estriado cardíaco.

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• O tecido conjuntivo tem células muito espaçadas, imersas em uma matriz intercelular. Sua principal função é unir e sustentar outros tecidos do corpo. Há vários tipos de tecido conjuntivo, como tecido conjuntivo frouxo, tecido cartilaginoso, tecido ósseo e tecido sanguíneo.

citizeN stOck/GruPO keystONe

• O DNA é igual em todas as células, porém, ele apresenta genes ativos diferentes em cada tipo de célula.

• O tecido epitelial é formado por células muito unidas entre si; tem a função de revestir a superfície externa do corpo, órgãos e cavidades internas, além de produzir e secretar certas substâncias. Pode ser de revestimento ou glandular. Tipos de tecidos

OS PRINCIPAIS TIPOS DE TECIDOS

Níveis de organização

Revisão

• O tecido nervoso é formado por neurônios e células gliais e tem a função de conduzir estímulos.

Atividades 1. Existem quatro tipos principais de tecidos no corpo humano, cuja classifi-

cação relaciona-se com as funções e as características das células. Quais são os tipos de tecidos? Explique a função de cada um.

2. As glândulas são compostas de qual tipo de tecido? Qual é a função dessas estruturas?

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Você vai gostar de ler! USP desenvolve pele artificial para evitar testes com animais Um laboratório da USP desenvolveu uma pele artificial que pode substituir e reduzir testes de cosméticos farmacológicos em animais. Agora, as pesquisadoras estão em fase de contatos com empresas para viabilizar o financiamento da utilização do modelo desenvolvido, apesar de ele já estar pronto há cerca de um ano.

Assim, quando há a demanda de não usar animais no Brasil — ou pelo menos usar menos —, o que acaba acontecendo é o envio dos princípios ativos dos cosméticos para testes no exterior. O problema é que a indústria brasileira gasta muito para fazer testes em outros países. [...] “A partir de 2009, na Europa, já não há testes em animais para cosméticos, é algo mandatório”, afirma a professora Silvia Berlanga, corresponsável pela pesquisa na USP. “É uma tendência mundial.”

iAVA777/shutterstOck

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De acordo com a professora da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP Silvya Stuchi, responsável pela pesquisa, já existem outros modelos de pele artificial sendo utilizados nos Estados Unidos e Europa. No entanto, há dificuldades de transporte e importação, já que é um material vivo e sensível.

Para cosméticos como filtro solar e creme antirrugas, a questão fica mais fácil de resolver com a pele artificial e por isso animais já foram totalmente substituídos no continente europeu. Porém, a questão fica mais difícil no que toca à indústria farmacêutica, diz Berlanga. “Os medicamentos podem envolver também ingestão via oral, ou mesmo endovenosa [pelo sangue]”, explica ela. Fármacos envolvem absorção pelo organismo, o que vai além da pele em si. Por isso, neste caso, o que ocorreu foi a redução do uso de animais, já que ao menos certas etapas de testes puderam ser substituídas. O representante da Interniche (International Network for Humane Education) no Brasil, o biólogo e psicólogo Luís Martini, estima que ainda mais de 115 milhões de animais sejam usados por ano no mundo em experimentos e testes.

O coelho albino é usado em testes de laboratório no Brasil devido à pele sensível, segundo recomendação da agência sanitária Anvisa.

Uma motivação para a transferência para modelos de laboratório é a importância científica de trabalhar com a pele da própria espécie humana, que é específica. “Assim trabalha-se com algo mais fidedigno ao que é real”, explica a professora Silvya Stuchi.

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Você vai gostar de ler!

Fonte: KANNO, Maurício. “USP desenvolve pele artificial para evitar testes com animais”. Folha Online, 2 out. 2009. Disponível em: <http://www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia/ult306u631911.shtml>. Acesso em: 15 ago. 2011.

Elaboração da pele artificial

3 A camada superior, em contato com o ar, seca após 3 dias, formando uma camada áspera semelhante à pele real.

Em um prato com gel de colágeno são colocadas células de pele de um doador.

Deixando essa camada em exposição à luz ultravioleta (10 dias), a pele cresce, chegando a ter uma espessura de 1,5 mm.

Com essa textura, a pele está pronta para ser utilizada nos testes de cosméticos.

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Martini esclarece ainda que, devido às diferenças fisiológicas entre as espécies, há “inúmeros casos em que medicamentos que foram desenvolvidos e testados em animais tiveram que ser retirados do mercado por terem causado efeitos adversos severos quando foram utilizados por seres humanos”. Outro motivo é a “ética da experimentação” ao lidar com os animais, como diz Berlanga. “Mesmo que fique mais caro com a pele artificial, é importante reduzir o uso de animais”, diz ela. [...] A matéria-prima utilizada para criar a pele é na verdade de doadores humanos mesmo, que fazem cirurgias plásticas — no caso do laboratório da USP, são utilizadas doações do Hospital Universitário. Assim, as células são cultivadas em placa de petri e são formados os tecidos, incluindo a derme e epiderme. O objetivo original do desenvolvimento da pele, no entanto, que começou há 15 anos, foi para o estudo do melanoma, um tipo grave de câncer de pele. [...]

Ao despejar a mistura de água, glicose e aminoácido, as células começam a se desenvolver. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

Responda 1. Quais são as funções do tecido que compõe a pele? 2. Quais são as motivações que levam ao uso da pele artificial nas experiências laboratoriais?

3. Qual é a implicação desse estudo na mudança dos testes laboratoriais?

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Conheça um pouco mais Na rede Câncer de pele Esse site aborda os sintomas, o diagnóstico, o tratamento e as recomendações referentes a essa doença. http://drauziovarella.com.br/doencas-e-sintomas/cancer/cancer-de-pele/

Como funcionam os filtros solares?

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Nesse endereço é possível conhecer os tipos de protetores solares e a forma de ação de cada um. http://mundoestranho.abril.com.br/materia/como-funcionam-os-filtrossolares

Instituto Nacional de Câncer – Inca Esse órgão auxiliar do Ministério da Saúde atua no desenvolvimento e coordenação das ações integradas para a prevenção e o controle do câncer no Brasil. O Inca coordena vários programas nacionais para o controle do câncer e está equipado com o mais moderno parque público de diagnóstico por imagem da América Latina. Ao navegar pelo site, pode-se complementar as informações sobre o câncer de pele, assim como os outros tipos de câncer. http://www2.inca.gov.br/wps/wcm/connect/inca/portal/home/

Neurônios morrem? Nesse endereço há a resposta a essa pergunta, com informações sobre o que pode causar a destruição dos neurônios. http://revistaescola.abril.com.br/ciencias/pratica-pedagogica/neuroniosmorrem-sinapse-ciencias-sistema-nervoso-cerebro-528968.shtml Acessos em: 1º ago. 2011.

Nos livros O neurônio apaixonado. Roberto Lent. São Paulo: Vieira & Lent, 2004. O livro relata as reações de paixão de Acumbente dos Prazeres, um simpático neurônio que mora no cérebro de um menino chamado Ptix. O menino se apaixona por Camila, sua nova vizinha, e o Acumbente, um neurônio que processa emoções, se encarrega de sofrer a experiência de seu “dono”. Sangue, ossos e pedacinhos. Nick Arnold. São Paulo: Melhoramentos, 1997. Nesse livro, o leitor aprende de forma divertida sobre seu corpo e tem acesso a muitas curiosidades sobre sangue, ossos e outros pedacinhos de seu organismo.

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Observatório

de ciências

Organizadora: Editora Moderna Obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pela Editora Moderna. Editora Executiva: Rita Helena Bröckelmann

Este livro é acompanhado de um DVD.

1a edição

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Elaboração dos originais Tsuneo Kobayashi Bacharel em Física pelo Instituto de Física da Universidade de São Paulo. Professor. Eduardo do Carmo Bacharel em Física pela Universidade Estadual de Maringá (PR). Mestre em Ciências, área de concentração: Física, pela Universidade de São Paulo. Professor. Graciele Almeida de Oliveira Bacharel em Química pela Universidade de São Paulo. Doutora em Ciências, área de concentração: Bioquímica, pela Universidade de São Paulo. José Wilmo da Cruz Júnior Bacharel em Química pela Universidade Federal de Alfenas (MG). Mestre na área de Química Inorgânica pela Universidade Federal de São Carlos (SP). Luciana Carvalho Serrasqueiro Bacharel e licenciada em Química pela Universidade de São Paulo. Doutora em Química, área de concentração: Química Analítica, pela Universidade de São Paulo. Mirella Lucchesi Bacharel em Química pela Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”. Cristiane Grala Roldão Bacharel em Física pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Doutora e Mestre em Física Teórica pelo Instituto de Física Teórica da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”. Caio Alencar Matos Bacharel em Física pela Universidade de São Paulo. Bacharel em Geofísica pela Universidade de São Paulo. Fabiana Eiko Shibahara Asano Bacharel em Química pela Universidade Federal de São Carlos. Editora. Dino Santesso Gabrielli Bacharel em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. Mestre em Ciências, área de concentração: Bioquímica, pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo. Editor. Horacio Nakazone Engenheiro Eletricista pela Faculdade de Engenharia da Fundação Armando Álvares Penteado (SP). Especialista em Engenharia de Telecomunicações pela Fundação Armando Álvares Penteado (SP). Editor.

Coordenação editorial: Rita Helena Bröckelmann Edição de texto: Vanessa Shimabukuro (coordenação), Edna Emiko Nomura, Fabiana Eiko Shibahara Asano, Dino Santesso Gabrielli, Horacio Nakazone, Nathália Fernandes de Azevedo, Amanda Cristina da Silva, Luis Fernando de Oliveira Furtado, Graciele Almeida de Oliveira, Ricardo Lourenço Rosa, Rodrigo Louro, Zanith da Silva Prado Cook, Cristiane Grala Roldão, Paula Yumi Hirata Revisão técnica: Leonardo Sioufi Fagundes dos Santos, Matheus Cafalchio de Oliveira, Sofia Nikolaou, Tiago Jonas de Almeida, Verônica Priscila Assis Santos Preparação de texto: Maria de Fátima Alcântara Madeira Papa Coordenação de design e projetos visuais: Sandra Botelho de Carvalho Homma Projeto gráfico: Aurélio Camilo Capa: Aurélio Camilo Foto: Imagem de labaredas provocadas pela adição de água em óleo quente. Essex, England, 2010 © Hot Shots/Alamy-Other Images Coordenação de produção gráfica: André Monteiro, Maria de Lourdes Rodrigues Coordenação de arte: Maria Lucia Ferreira Couto, Wilson Gazzoni Agostinho Edição de arte: Denis Torquato Editoração eletrônica: Grapho Editoração Ilustrações de vinhetas: Bubaone/iStockphotos Coordenação de revisão: Elaine Cristina del Nero Revisão: Afonso N. Lopes, Ana Cortazzo, Ana Maria C. Tavares, Ana Paula Luccisano, Elaine A. Pinto, Fernanda Marcelino, Maristela S. Carrasco, Nancy H. Dias Pesquisa iconográfica: Fernanda Siwiec, Fabio Yoshihito Matsuura, Flávia Aline de Morais, Luciana Ribas Vieira, Luciano Baneza Gabarron As imagens identificadas com a sigla CID foram fornecidas pelo Centro de Informação e Documentação da Editora Moderna. Coordenação de bureau: Américo Jesus Tratamento de imagens: Arleth Rodrigues, Bureau São Paulo, Fabio N. Precendo, Pix Art, Rodrigo Fragoso, Rubens M. Rodrigues, Wagner Lima Pré-impressão: Helio P. de Souza Filho, Marcio Hideyuki Kamoto Coordenação de produção industrial: Wilson Aparecido Troque Impressão e acabamento:

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Observatório de Ciências / obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pela Editora Moderna ; editora executiva Rita Helena Bröckelmann. — 1. ed. — São Paulo : Moderna, 2011. Obra em 4 v. Bibliografia. 1. Ciências (Ensino fundamental) I. Bröckelmann, Rita Helena. 11-07334

CDD-372.35

Índice para catálogo sistemático: 1. Ciências : Ensino fundamental 372.35 ISBN 978-85-16-07193-6 (LA) ISBN 978-85-16-07194-3 (LP) Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Todos os direitos reservados EDITORA MODERNA LTDA. Rua Padre Adelino, 758 - Belenzinho São Paulo - SP - Brasil - CEP 03303-904 Vendas e Atendimento: Tel. (0_ _11) 2602-5510 Fax (0_ _11) 2790-1501 www.moderna.com.br 2014 Impresso no Brasil 1 3 5 7 9 10 8 6 4 2

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Apresentação

uando você ouve a palavra Ciência, o que lhe vem à mente? Existe alguma conexão entre o que você estuda nas aulas de Ciências e a realidade do seu dia a dia?

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

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Conheça a estrutura do seu livro

Plano de trabalho: apresenta os assuntos que serão trabalhados ao longo do capítulo.

Os conteúdos foram selecionados e organizados de maneira a hierarquizar os principais conceitos do capítulo.

Indicações de conteúdos complementares, como animações, apresentações, atividades interativas, e textos no DVD que acompanha o seu livro.

Busque a resposta: questões para você responder após a leitura do texto de abertura e utilizar seus conhecimentos. Anote suas respostas e reveja-as após estudar o capítulo. Indicação de conceito-chave.

Saiba mais: textos de aprofundamento e curiosidades que ampliam os temas do capítulo. Imagens, gráficos, tabelas, esquemas, mapas vão auxiliar na assimilação das ideias principais do capítulo.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Texto e imagem sobre um assunto relacionado ao tema do capítulo.

Número e título do capítulo.

Na seção Você vai gostar deste desafio!, escolhemos questões que ajudam você a se preparar desde já para diferentes avaliações, como Enem, Pisa e Olimpíadas de Ciências.

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Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

No final de cada capítulo há a seção Você vai gostar de descobrir!, que apresenta uma atividade prática que desenvolve etapas do método científico e pode ser realizada no laboratório, em sala de aula ou como tarefa de casa. Por vezes, é apresentada uma situação que solicita análise, pesquisa e compreensão.

Você vai gostar de ler! é a seção que apresenta textos que têm relação com os conteúdos tratados no capítulo. As questões, que acompanham esta seção, ajudam na compreensão do texto.

Conheça um pouco mais: indicações de filmes, livros, revistas, sites, onde você poderá estudar mais sobre o tema do capítulo.

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Observatório

Conheça o seu DVD

de CIÊNCIAS

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Não pode ser vendido separadamente.

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DVD do aluno Organizadora: Editora Moderna Obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pela Editora Moderna.

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Editora Executiva: Rita Helena Bröckelmann

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Texto complementar: textos selecionados para você ler um pouco mais sobre os temas do capítulo.

Apresentação: sequência de imagens e legendas que ajudam a interagir, compreender, revisar e complementar os temas do capítulo.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Animações: aqui você visualiza uma sequência de imagens e textos que complementam ou resumem os conceitos estudados no capítulo.

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Atividades interativas: onde você aplica seu aprendizado, confere seus acertos e visualiza as correções.

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Configurações necessárias: Windows XP ou superior. CPU de 1.0 GHz. Memória RAM de 1 Gb. Drive de DVD. Disco rígido (HD) de 1 Gb.

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Observatório de imagens: fichas com imagens e atividades de compreensão. Algumas delas reforçam temas estudados, outras trazem temas novos relacionados aos capítulos.

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Sumário Capítulo 1 – Grandezas físicas e unidades de medida....................................12 1. A ciência – 14 2. O método científico – 14 3. Grandezas físicas – 15 5. Volume – 18 6. Massa – 18 7. Densidade – 20 Você vai gostar de descobrir! – Gotas flutuantes ........................................................................... 21 Atividades ................................................................................................................................................................. 22 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................. 23 Revisão ........................................................................................................................................................................ 24 Você vai gostar de ler! – Ciência e ética ................................................................................................ 25 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................ 25

Capítulo 2 – A matéria e suas propriedades...............................................................26 MARTIN DOHRN/SCIENCE PHOTO LIBRARY/LATINSTOCK

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

TEMYCH/SHUTTERSTOCK

4. Sistema Internacional de Unidades – 15

1. O que é matéria? – 28 2. Os estados físicos da matéria – 31 3. Mudanças de estados físicos – 33 4. A influência da pressão atmosférica – 36 Atividades .................................................................................................................................................................38 Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................39 Você vai gostar de descobrir! – Mudanças de estado físico da água, análise de resultados e representação gráfica ...................................................................................... 40 Revisão .........................................................................................................................................................................41 Você vai gostar de ler! – Sólido, líquido, gasoso e outras possibilidades .......................... 42 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................ 43

CHARLES D. WINTERS/ PHOTORESEARCHERS/LATINSTOCK

Capítulo 3 – A matéria: propriedades elétricas,

átomos e elementos ............................................................................................. 44 1. Os fenômenos elétricos – 46 2. O átomo – 48 3. Os elementos químicos – 51 Atividades .................................................................................................................................................................56 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................. 57 Você vai gostar de descobrir! – A matéria tem carga: o versório..........................................58 Revisão ........................................................................................................................................................................59 Você vai gostar de ler! – Antimatéria pesada ................................................................................... 60 Conheça um pouco mais .................................................................................................................................61

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Sumário

CHRISTIAN QUIRINO SPOTO/CID

Capítulo 4 – As substâncias e as misturas .....................................................................62 1. Substâncias puras – 64 2. Misturas – 64 3. Separação de misturas – 66 Você vai gostar de descobrir! – Cadê a cor? ........................................................................................73 Atividades ..................................................................................................................................................................74 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................. 75 Revisão ........................................................................................................................................................................ 76 Você vai gostar de ler! – Despoluição das águas ..............................................................................77 Conheça um pouco mais .................................................................................................................................77

1. Um pouco da história da classificação dos elementos – 80 2. Classificação atual dos elementos: a tabela periódica – 81 3. Os elementos químicos mais comuns – 85 Você vai gostar de descobrir! – Extraindo o ferro do cereal matinal ..................................89 Atividades ................................................................................................................................................................ 90 Você vai gostar deste desafio! ...................................................................................................................91 Revisão ........................................................................................................................................................................92 Você vai gostar de ler! – Uma nova tabela periódica ....................................................................93 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................93

ANDREW SYRED/SCIENCE PHOTO LIBRARY/LATINSTOCK

Capítulo 6 – As ligações químicas ........................................................................................... 94 1. Estabilidade dos gases nobres e a regra do octeto – 96 2. Ligações químicas – 96 3. Estruturas que resultam das diferentes ligações químicas e suas propriedades – 100 Atividades ...............................................................................................................................................................106 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................ 107

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

MARCELCLEMENS/SHUTTERSTOCK

Capítulo 5 – A classificação periódica dos elementos ....................................78

Você vai gostar de descobrir! – Ligação química e condutividade ....................................108 Revisão ......................................................................................................................................................................109 Você vai gostar de ler! – Os mistérios dos cheiros .........................................................................110 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................ 111

Capítulo 7 – Funções inorgânicas: ácidos e bases .............................................112 1. Ácidos – 114 2. Bases – 117 3. Cátions e ânions poliatômicos – 117 Atividades ............................................................................................................................................................... 120

MIHAI SIMONIA/ SHUTTERSTOCK

Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................121 Você vai gostar de descobrir! – Fazendo chuva ácida ................................................................122 Revisão .......................................................................................................................................................................123 Você vai gostar de ler! – Por que choramos ao cortar cebola? ...............................................124 Conheça um pouco mais ...............................................................................................................................125

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Capítulo 8 – Funções inorgânicas: sais e óxidos...................................................126 1. Sais – 128 2. Óxidos – 132 Atividades ................................................................................................................................................................ 138 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................. 138 Você vai gostar de descobrir! – Os óxidos .........................................................................................140 Revisão ........................................................................................................................................................................ 141 Você vai gostar de ler! – O que é o pré-sal? ........................................................................................ 142 Conheça um pouco mais ............................................................................................................................... 143

Gustoimages/Science Photo Library/Latinstock

1. As reações químicas – 146 2. Como as reações químicas ocorrem – 147 3. Quantidade de matéria: o mol – 150 4. A massa de uma molécula – 151 5. Representação das reações químicas – 151 6. Classificação das reações químicas – 153 7. A energia nas reações químicas: reações exotérmicas e endotérmicas – 154 Você vai gostar de descobrir! – Evidências de transformação química ........................... 155 Atividades ................................................................................................................................................................ 156 Você vai gostar deste desafio! ..................................................................................................................157 Revisão ....................................................................................................................................................................... 158 Você vai gostar de ler! – As reações químicas e a formação de cavernas ........................ 159 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................ 161

Capítulo 10 – O movimento..............................................................................................................162 1. Como detectar o movimento – 164 Alexander Gordeyev/ Shutterstock

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Capítulo 9 – As reações químicas........................................................................................... 144

2. Velocidade – 166 3. Movimento uniforme (MU) – 167 4. Aceleração média – 168 5. Movimento uniformemente variado (MUV) – 168 Atividades ................................................................................................................................................................ 170 Você vai gostar deste desafio! ...................................................................................................................171 Você vai gostar de descobrir! – Calculando a velocidade média ...........................................172 Revisão ........................................................................................................................................................................173 Você vai gostar de ler! – A história do paraquedismo no mundo ..........................................174 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................175

Compassionate Eye Foundation/Chris Newton/OJO Images/Getty Images

Capítulo 11 – A força e os princípios

fundamentais da dinâmica. ......................................................................176

1. Força: uma interação – 178 2. As forças são grandezas vetoriais – 179 3. Princípios fundamentais da dinâmica – 180 4. As forças e os movimentos – 183 5. A lei da gravitação universal – 186 6. Empuxo – 186 Atividades ................................................................................................................................................................188

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Sumário Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................189 Você vai gostar de descobrir! – Paraquedas de clipes ................................................................190 Revisão ........................................................................................................................................................................ 191 Você vai gostar de ler! – A caminho de casa ...................................................................................... 192 Conheça um pouco mais ............................................................................................................................... 193

Capítulo 12 – Energia e trabalho. ............................................................................................. 194 Chantal Ringuette/ Shutterstock

1. Energia – 196 2. Trabalho – 202 Atividades ................................................................................................................................................................ 210 Você vai gostar deste desafio! ...................................................................................................................211 Você vai gostar de descobrir! – A gangorra com moedas .........................................................212 Você vai gostar de ler! – Por que as lâmpadas fluorescentes são mais econômicas? ...................................................................................................................................................214 Conheça um pouco mais ................................................................................................................................215

Getty images/Sales Spain/Joliner images/Per Magnus Persson

Capítulo 13 – Calor e suas propriedades. .......................................................................216 1. Calor e temperatura – 218 2. Efeitos do calor sobre os corpos – 219 3. A propagação de calor – 222 4. O termômetro – 223 Você vai gostar de descobrir! – Dilatação e contração..............................................................225 Atividades ................................................................................................................................................................226 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................. 227 Revisão .......................................................................................................................................................................228 Você vai gostar de ler! – A pele como órgão de percepção do calor ....................................229

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Revisão ........................................................................................................................................................................213

Conheça um pouco mais ...............................................................................................................................229

Capítulo 14 – As ondas e o som................................................................................................230 1. O conceito de onda – 232 J.Jaime/CID

2. O som – 236 3. Propriedades do som – 238 4. A reflexão do som e o eco – 239 Atividades ............................................................................................................................................................... 240 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................241 Você vai gostar de descobrir! – Copos barulhentos ....................................................................242 Revisão .......................................................................................................................................................................243 Você vai gostar de ler! – Como funciona o telefone de copos? ............................................. 244 Conheça um pouco mais ...............................................................................................................................245

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Capítulo 15 – Luz, espelhos e lentes. ...................................................................................246 1. A luz – 248 2. Reflexão da luz – 252 3. Refração da luz – 254 4. Os olhos – 254 Atividades ............................................................................................................................................................... 256 Você vai gostar deste desafio! .................................................................................................................257 Você vai gostar de descobrir! – Arco-íris ........................................................................................... 258 Revisão ...................................................................................................................................................................... 259 Você vai gostar de ler! – Sorriso de Mona Lisa é ilusão, diz estudo ....................................260 Conheça um pouco mais ............................................................................................................................... 261

Paul Rapson/Science Photo Library/Latinstock

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Capítulo 16 – Eletricidade e magnetismo. .....................................................................262 1. Eletricidade – 264 2. A corrente elétrica – 266 3. O magnetismo – 268 4. O eletromagnetismo – 269 Você vai gostar de descobrir! – Ligação em série e em paralelo ...........................................271 Atividades ................................................................................................................................................................ 272 Você vai gostar deste desafio! ................................................................................................................. 273 Revisão ....................................................................................................................................................................... 274 Você vai gostar de ler! – [...] Animais elétricos ................................................................................275 Conheça um pouco mais ............................................................................................................................... 277 Conceitos-chave . ................................................................................................................................................278 Siglas ............................................................................................................................................................................287 Bibliografia ..............................................................................................................................................................287

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e e d a d i c i r Elet etismo n mag

Plano de trabalho

Neste capítulo você es tudará: A eletricidade. Como ocorre a eletri zação. A corrente elétrica. Os geradores e os circui tos elétricos. Como funcionam os ímãs. O eletromagnetismo e suas propriedades.

Observatório de imagens

Composição artística feita a partir de imagens de satélite das luzes do mundo à noite.

busca pela iluminação a partir de uma fonte elétrica foi longa e árdua. Mas o esforço dos cientistas e inventores foi compensador: quando alcançaram seu objetivo, eles se mostraram capazes de livrar a sociedade da dependência milenar do fogo. Desde a Pré-História, essa era a forma de fugir da escuridão. Primeiro, as fogueiras iluminavam tribos nômades e suas aldeias. Com o passar do tempo, surgiram soluções bem mais sofisticadas, como as lamparinas, que tiravam do breu as casas das cidades e vilas. [...] Outra fonte que intrigava os cientistas eram os raios produzidos durante as tempestades. Pensando nisso, Benjamin Franklin realizou sua famosa experiência. Em 1750, [...] saiu de casa debaixo de uma tempestade carregando consigo uma pipa com uma chave pendurada por um fio. Ele fez o brinquedosubir

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Busque a resposta

bem alto. Um raio atingiu o objeto metálico, que conduziu a eletricidade até suas mãos. Foi o choque elétrico mais iluminador da história.

Como seria a nossa vida sem a energia elétrica?

Por que ao escovar o cabelo com um pente de plástico os fios são atraídos pelo pente?

Qual foi o primeiro ge rador elétrico construí do e quem o construiu?

Anote suas respostas e, após estudar o capítulo, discuta com seus colegas se vocês ainda concordam com elas.

[...] No fim do século 19, em 1889, Thomas Edison conseguiu levar a luz aos lares dos Estados Unidos. Apesar de a primazia de muitas de suas invenções ser questionada, o fato é que ele criou a primeira lâmpada elétrica comercialmente viável. Em seguida, em 1882, ainda patenteou o sistema de distribuição elétrica. Depois disso, não foi apenas a iluminação que chegou à casa das pessoas, mas também o rádio, a televisão, o forno de micro-ondas, o computador... Fonte: CASTRO, M. B. “Eletricidade”. Guia do estudante. Disponível em: <http://guiadoestudante.abril.com.br/estudar/ historia/eletricidade-518162.shtml>. Acesso em: 9 ago. 2011.

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Apresentação

Eletricidade

A eletricidade é o nome dado a diversos fenômenos que direta ou indiretamente estão relacionados a quase tudo o que está à nossa volta – desde os relâmpagos nos céus até as ligações que formam as moléculas. Desde tempos remotos a eletricidade tem sido um tema de grande interesse para a humanidade. Seu estudo teve início na Antiguidade, quando Tales de Mileto (640 a.C.-550 a.C.) observou o comportamento de uma resina vegetal chamada âmbar. O filósofo percebeu que ao atritar a resina com tecido e/ou lã ela era capaz de atrair pequenos pedaços de palha. Vocábulos como elétron ou eletricidade surgiram da palavra elektron, que em grego significa âmbar.

Nêutron

Próton

Núcleo

Elétron

GIPhotoStock/ Photoresearchers/Latinstock

Modelo atômico de Rutherford. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

A carga elétrica é uma propriedade fundamental da matéria. Ela está associada às partículas que compõem o átomo: o elétron e o próton. No modelo atômico de Rutherford, os elétrons movimentam-se constantemente em torno do núcleo, constituindo a eletrosfera. O núcleo possui a maior parte da massa do átomo e é constituído por prótons e nêutrons. Existem dois tipos de cargas elétricas: positiva (+) e negativa (−). Os prótons têm carga positiva e os elétrons, carga negativa. Os nêutrons não possuem carga elétrica. Diferentes combinações dessas cargas podem gerar forças elétricas atrativas ou repulsivas. No Sistema Internacional (SI), a unidade de medida da carga elétrica é o coulomb (C). A eletrização é um processo no qual o número de elétrons é alterado, fazendo com que um corpo adquira carga elétrica. Esse processo permite dois tipos de configuração eletrônica a um corpo:

• Eletrizado positivamente: quando a quantidade de elétrons é menor que a de prótons. • Eletrizado negativamente: quando a quantidade de elétrons é maior que a de prótons. Existe uma interação entre os corpos carregados. Corpos carregados com cargas de mesmo sinal se repelem, enquanto corpos carregados com cargas de sinais opostos se atraem. Corpos sem carga elétrica, também chamados de neutros, não se repelem nem se atraem mas são atraídos por corpos carregados. De acordo com a forma como os corpos são eletrizados, a eletrização pode acontecer por atrito, por contato ou por indução. A eletrização por atrito ocorre quando esfregamos dois objetos feitos de materiais diferentes. Nesse processo, um dos objetos perde elétrons, ficando com carga elétrica negativa, e o outro ganha esses elétrons, ficando carregado positivamente. Podemos observar esse fenômeno esfregando um pente de plástico com um pano de lã e o aproximando de pequenos pedaços de papéis, os quais são atraídos pelo pente.

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A carga elétrica

Os pequenos pedaços de papel são atraídos pelo pente eletrizado.

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A eletrização por contato ocorre quando um corpo carregado entra em contato com um corpo neutro e o eletriza. Quando um corpo carregado negativamente, por exemplo, entra em contato com um corpo neutro, alguns elétrons são transferidos para o corpo neutro, que adquire a mesma carga do corpo eletrizado. Eletrização por contato

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

O corpo neutro adquire a mesma carga do corpo eletrizado com o qual entrou em contato. Após a eletrização, os corpos se repelem por apresentarem a mesma carga.

A eletrização por indução ocorre quando um corpo carregado é colocado perto de um corpo neutro sem que haja contato entre eles. O corpo carregado induz a separação das cargas no corpo neutro: uma das partes se torna negativa e a outra, positiva. Essa separação faz com que haja atração entre os dois corpos, já que há cargas de sinais opostos próximas. Se o corpo que sofreu a indução é aterrado (ligado por um fio condutor à terra), os elétrons fluem do corpo induzido para a terra ou da terra para o corpo induzido, dependendo da carga elétrica do corpo carregado que foi utilizado. Eletrização por indução

sydeen/Shutterstock

(A) Esfera neutra. (B) Com a aproximação do bastão carregado negativamente, as cargas da esfera neutra se separam, com os elétrons migrando para o lado oposto ao bastão. (C) Ao aterrar a esfera neutra, os elétrons migram da esfera para a terra. (D) Ainda com o bastão perto da esfera, desfaz-se a ligação à terra. (E) Assim, temos um corpo eletrizado positivamente por indução.

Condutores e isolantes elétricos Os condutores elétricos são materiais que permitem a movimentação de cargas elétricas no seu interior. Esses elétrons são chamados de elétrons livres e sua movimentação é possível porque eles não são fortemente atraídos pelo núcleo dos átomos. Os metais e a água são exemplos de condutores elétricos. Entretanto, existem outros materiais, como a borracha e o vidro, cujos elétrons são fortemente atraídos por seus núcleos. Consequentemente há uma grande dificuldade em deslocar os elétrons pelo material. Esses materiais são classificados como bons isolantes elétricos.

Os cabos elétricos são feitos de um metal condutor (por exemplo, cobre ou ouro), mas são cobertos por um isolante como a borracha.

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Existem materiais, como o silício e o germânio, cuja capacidade de conduzir a eletricidade é intermediária entre os condutores e os isolantes elétricos; esses materiais são conhecidos como semicondutores, os quais são de grande utilidade, pois permitem a construção de transistores e circuitos integrados que são amplamente utilizados na construção de computadores e eletrônicos.

A corrente elétrica

Em nossos estudos sobre o calor, vimos que, se as extremidades de um material condutor de calor estão em diferentes temperaturas, o calor flui da extremidade com maior temperatura para a extremidade com menor temperatura. O fluxo de energia cessa quando todo o material apresenta a mesma temperatura. De modo análogo, quando as extremidades de um condutor elétrico apresentam diferentes quantidades de elétrons, ou seja, quando há diferença de potencial elétrico ou tensão elétrica, as cargas fluem de uma extremidade para outra. Os elétrons, em um condutor elétrico, movimentam-se de forma completamente desordenada ao longo de todo o material. Quando ligamos os terminais de um fio condutor a uma fonte elétrica, como pilhas ou baterias, os elétrons passam a se movimentar de forma ordenada. Esse movimento ordenado dos elétrons é chamado de corrente elétrica. Sabemos que são os elétrons que se movimentam pelo material, mas, por convenção, a corrente elétrica em um circuito externo à pilha flui do polo positivo para o polo negativo. Essa convenção se baseia no fato de o polo positivo da pilha apresentar maior potencial elétrico. Assim, a corrente convencional flui do maior potencial elétrico para o menor potencial elétrico. Por esse motivo, o sentido convencional da corrente elétrica será oposto ao movimento dos elétrons. Sentido convencional da corrente

J.Gomez Salazer y Alonso

Sentido dos elétrons

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Saiba mais

Sentido real e convencional da corrente elétrica. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

Geradores elétricos

Pilha de Volta. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

Os geradores elétricos são dispositivos que transformam diversas formas de energia (química, mecânica etc.) em energia elétrica. Apesar dos conceitos de cargas elétricas e de eletricidade serem conhecidos desde a Antiguidade, foi apenas no final do século XVIII que sua aplicação se tornou útil para a humanidade. Isso começou a acontecer quando o físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) construiu, em 1800, o primeiro gerador elétrico: a pilha de Volta. Ele empilhou discos de zinco e de cobre de forma alternada, colocando entre esses discos um tecido embebido em solução de ácido. Ao colocar um fio condutor entre o primeiro e o último disco, Volta verificou que uma corrente elétrica circulava por ele.

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Circuitos elétricos Para estabelecer uma corrente elétrica são necessários um gerador de energia elétrica, um fio condutor em circuito fechado e um dispositivo que utilize a energia produzida pelo gerador (em nossos exemplos, esse dispositivo será uma lâmpada). Para esse conjunto de elementos damos o nome de circuito elétrico. A maioria dos circuitos eletroeletrônicos possui uma chave, a qual permite ou impede a passagem da corrente elétrica pelo dispositivo que usará a energia produzida pelo gerador. Essa chave é o botão de liga-desliga de diversos aparelhos eletrônicos que utilizamos em nosso cotidiano. Representação de circuito elétrico

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(A) Esquema de um circuito elétrico simples. Os componentes do circuito elétrico são: gerador elétrico (G), chave (Ch) e lâmpada (L). (B) Representação simbólica do circuito elétrico. (Imagens sem escala; cores-fantasia.)

Os circuitos eletrônicos podem ser conectados de duas formas: em série ou em paralelo. No circuito em série, os elétrons fluem apenas por um único caminho entre os terminais do gerador de energia elétrica. No circuito em paralelo, a corrente elétrica é dividida e apenas uma parte dessa corrente passa por cada um dos ramos do circuito.

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Representação de um circuito em série. Repare que os elétrons têm apenas um caminho para fluir. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

Representação de um circuito em paralelo. Repare que o circuito forma ramos pelos quais o fluxo de elétrons se separa. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

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O efeito Joule Quando uma corrente circula por um fio, os elétrons se chocam continuamente com os átomos do condutor, liberando calor. Essa transformação da energia elétrica em energia térmica devido ao choque dos elétrons livres com os átomos do condutor se chama efeito Joule. Em alguns casos, esse efeito pode ter consequências negativas, pois a transformação da energia elétrica em calor nos fios faz com que estes esquentem. Dessa forma, alguns aparelhos elétricos necessitam de refrigeração, como os processadores de computador, que também possuem um sistema de desligamento automático no caso de superaquecimento. Em outras situações, o calor gerado pode ser aproveitado, como em torradeiras elétricas, ferros de passar roupas e secadores de cabelo.

O magnetismo

O termo magnetismo é derivado de Magnésia, uma província grega, onde os gregos encontraram, há mais de 2 mil anos, certa rocha que possuía a propriedade de atrair materiais feitos de ferro. A rocha encontrada foi chamada de magnetita e, devido ao nome da região, essas propriedades são conhecidas como magnéticas.

A magnetita é uma rocha que possui propriedades magnéticas. Essa rocha inspirou os estudos sobre magnetismo.

Texto complementar 1 e 2

Ímãs

Atividade interativa

Os ímãs são substâncias que possuem a capacidade de atrair alguns materiais. Rochas como a magnetita apresentam magnetismo natural. Alguns materiais podem adquirir essa capacidade ao serem, por exemplo, friccionados por um ímã natural. Nesse caso, dizemos que o material apresenta propriedades magnéticas adquiridas artificialmente, ou que foi imantado. Os materiais que são atraídos pelos ímãs são chamados de ferromagnéticos. Metais como ferro, cobalto e níquel são exemplos de materiais ferromagnéticos. Os ímãs apresentam as seguintes características: • Possuem dois polos: o polo sul e o polo norte. • Ao dividir um ímã, os dois ímãs resultantes possuirão os polos norte e sul. Dividindo-os outra vez obteremos novos ímãs, com os polos norte e sul. Não é possível eliminar um dos polos de um ímã separando-os. • Ao aproximar dois ímãs, os polos opostos se atraem e os polos iguais se repelem.

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Independentemente do tamanho do ímã, ele sempre terá o polo norte e o polo sul. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

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Campo magnético A região do espaço na qual o ímã exerce força sobre os corpos é chamada de campo magnético. O campo magnético pode ser representado geometricamente através de linhas imaginárias chamadas de linhas de indução magnética. Dizemos que as linhas de indução magnética têm origem no polo norte e terminam no polo sul. Todos os ímãs produzem campo magnético, e quanto mais próximo está um material, maior será a intensidade desse campo. À medida que a distância entre o ímã e o material aumenta, a influência do campo magnético diminui, até que se torna nula.

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A bússola e a Terra

Animação

Quando colocamos uma agulha imantada em uma rolha e a depositamos em um prato com água, a agulha se orienta sempre em uma mesma direção. Os chineses descobriram esse fenômeno há mais de 4 mil anos e, utilizando-se dessa propriedade, inventaram a bússola. Essa invenção impulsionou o desenvolvimento da navegação permitindo aos viajantes, que se orientavam pelas estrelas, viajar de forma segura mesmo quando não havia estrelas visíveis no céu. O fato de uma agulha imantada sempre se orientar da mesma maneira nos faz concluir que ela sofre a ação de um campo magnético. Esse é o campo magnético terrestre, que possui seus polos magnéticos próximos aos polos geográficos. Por esse motivo, as bússolas se orientam sempre da mesma forma, independentemente do local da Terra onde estão.

Representação das linhas de indução magnética de um campo magnético. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

Uma agulha imantada aponta sempre a mesma direção. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

O eletromagnetismo

Em 1820 o físico dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851) observou que, ao aproximar uma bússola de um circuito fechado, sua agulha deixava de apontar para o norte e orientava-se perpendicularmente ao circuito. Percebendo que não havia nenhum ímã por perto para exercer tal influência, Oersted concluiu que uma corrente elétrica, ao passar por um fio condutor, gera um campo magnético ao seu redor. Esse foi o primeiro relato de que a corrente elétrica poderia gerar um campo magnético. Os fenômenos que relacionam a eletricidade e o magnetismo são chamados de eletromagnetismo.

Quando o circuito é fechado, um campo elétrico é gerado ao seu redor e podemos ver a mudança na orientação da bússola. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

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O eletroímã Quando fios condutores são enrolados em um circuito fechado, como na figura a seguir, temos uma bobina. Cada volta do fio forma uma espira, e a corrente que flui por essas espiras gera um campo magnético aproximadamente constante. Um eletroímã é formado basicamente por uma bobina com material ferromagnético em seu interior. Quando a corrente elétrica começa a circular pela bobina, o campo magnético formado por ela magnetiza o material ferromagnético que está no seu interior, transformando-o em um ímã temporário. Os eletroímãs são utilizados em diversos aparelhos, como em telefones, alarmes e guindastes.

Guindaste com eletroímã.

Corrente

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Linhas de campo

Representação das linhas do campo magnético gerado por uma bobina. (Imagem sem escala; cores-fantasia.)

Indução eletromagnética Vimos que é possível gerar campo magnético a partir de uma corrente elétrica. Mas será que é possível gerar corrente elétrica a partir de um campo magnético? Em 1831, o físico inglês Michael Faraday (1791-1867) observou que ao provocar uma variação no campo magnético em uma bobina gerava-se corrente elétrica. A esse fenômeno Faraday deu o nome de indução eletromagnética. A indução eletromagnética é o princípio básico do funcionamento de geradores e motores elétricos. No gerador elétrico, como em usinas hidrelétricas, uma bobina impulsionada pela queda das águas se move em relação ao ímã, produzindo energia elétrica. A energia cinética se transforma em energia elétrica por causa da indução eletromagnética.

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Você vai gostar de descobrir! Ligação em série e em paralelo Esta experiência tem como objetivo estudar os circuitos em série e em paralelo com a ajuda de lâmpadas e observar como as duas ligações funcionam. Anote as observações em um caderno e depois analise os resultados. 1

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Material • 2 pilhas pequenas de 1,5 V cada uma.

• Soquete para duas pilhas.

• 3 lâmpadas de 3 V.

• 1 m de fio condutor.

• 2 soquetes para as lâmpadas.

• Fita isolante.

Procedimentos 1. Monte o sistema de acordo com a imagem a seguir.

5. Monte o sistema de acordo com a imagem a seguir.

2. Observe o brilho das lâmpadas.

6. Observe o brilho das lâmpadas.

3. Desligue uma das lâmpadas. Anote o que acontece com a outra.

7. Desligue uma das lâmpadas. Observe o que acontece.

4. Ligue a lâmpada desligada e observe o que acontece.

8. Ligue a lâmpada desligada e observe o que acontece com as demais.

Atividades 1. Classifique os circuitos estudados. 2. Comparando os dois circuitos, em qual deles o brilho das lâmpadas é mais intenso?

3. No circuito em série, o que aconteceu com a lâmpada do circuito ao desconectar a outra lâmpada? Por quê?

4. No circuito em paralelo, o que aconteceu com a lâmpada do circuito ao desconectar a outra lâmpada. Por quê?

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atividades Quando uma bexiga de borracha é esfregada com um pano, ao aproximá-la de nossa cabeça observamos que ela atrai nossos fios de cabelo. Explique esse fenômeno.

Indique se as seguintes afirmações são verdadeiras ou falsas e justifique suas respostas. a) É possível carregar eletricamente uma barra metálica por fricção. b) Os corpos que se carregam positivamente ganham prótons. c) Para se carregar um corpo positivamente por contato é necessário um corpo carregado positivamente.

Pesquise e classifique os materiais abaixo em condutores ou isolantes. a) Água mineral g) Prata b) Ar h) Vidro c) Plástico i) Papel d) Alumínio j) Mármore e) Cobre k) Ouro f) Madeira Observe a imagem a seguir e indique o sentido dos elétrons e o sentido convencional da corrente elétrica.

Indique qual circuito poderá acender as lâmpadas: a) b)

Deduza em cada caso se as lâmpadas estão ligadas em série ou em paralelo. Considere que as lâmpadas são idênticas. a) Ao desligar uma lâmpada as outras se apagam. b) Uma lâmpada queima, mas as outras continuam acesas.

Normalmente, como são instaladas as lâmpadas em uma casa: em série ou em paralelo? Como você deduziu isso?

8. Vinícius representou a divisão de um ímã

como mostra a figura a seguir. Comente a ilustração. 015-I-C16-L9

Indique se as seguintes informações são verdadeiras ou falsas e justifique sua resposta. a) Quanto maior a distância de um ímã de um material ferromagnético, maior é a força que o campo exerce sobre esse material. b) As linhas de indução magnética têm origem no polo norte e terminam no polo sul.

10.

A figura mostra dois ímãs permanentes que se atraem.

reprodução proibida. art.184 do código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

Sabendo que o polo A é o norte do ímã, podemos concluir que os polos B, C e D são, respectivamente: a) Sul, sul e norte. b) Norte, sul e norte. c) Norte, norte e sul. d) Sul, norte e sul. e) Sul, sul e sul.

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reprodução proibida. art.184 do código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

11.

12.

Bombeiros utilizam botas de borracha como parte de seu uniforme. Essas botas são muito importantes, pois em um incêndio diversos equipamentos elétricos podem causar choques. Um dos cenários mais perigosos é quando um cano de água estoura, o que aumenta o risco de choques. As botas são utilizadas para evitá-los. Sobre esse assunto, responda: a) O que causa os choques? b) Como a água do encanamento se relaciona aos choques? c) Qual propriedade da borracha protege os bombeiros? d) Os bombeiros devem usar uma mangueira de água para apagar incêndios em um local com diversos equipamentos elétricos?

2. Utilizando o bastão, eletrizou por indução uma das esferas. 3. Utilizando essa esfera eletrizada, ele eletrizou por contato a outra esfera. Após esses procedimentos, como ficou a carga do bastão e das duas esferas?

13.

O que é o efeito Joule? Cite um exemplo em que esse efeito é útil e outro em que é indesejado.

14.

É confiável fazer a leitura de uma bússola com a finalidade de orientação quando estamos próximos de aparelhos elétricos? Explique.

15.

Qual (ou quais) dos seguintes fenômenos está(ão) relacionado(s) com o magnetismo? a) Um balão que foi esfregado com um pano de lã. b) Duas placas de vidro grudadas uma na outra. c) A agulha de uma bússola perto de um circuito elétrico fechado. d) A queda de um paraquedista.

Um professor dispunha de um bastão carregado negativamente e duas esferas metálicas neutras. Com esse equipamento, ele realizou os seguintes procedimentos: 1. Colocou as duas esferas em contato e depois as afastou.

Você vai gostar deste desaﬁo! As lâmpadas LED Nas lâmpadas incandescentes, aproximadamente 90% da energia utilizada é convertida em calor e não em luz. Os estudos sobre as novas formas de iluminação econômicas levaram à descoberta dos LEDs (light-emitting diode, ou, em português, diodo emissor de luz). Os LEDs são pequenos dispositivos feitos de material semicondutor que permite passar corrente elétrica em uma direção e produzir luz como subproduto da corrente. Eles não possuem filamentos como as lâmpadas incandescentes e, portanto, são mais econômicos e duram mais.

Porém, um dos inconvenientes é que sua luz é muito brilhante, e sua área de iluminação muito pequena, comparada às lâmpadas incandescentes e fluorescentes. Além disso, seu custo é muito alto, mesmo para usá-los em iluminação.

Quais são as vantagens dos LEDs comparados às lâmpadas incandescentes?

Quais são as vantagens das lâmpadas fluorescentes comparadas aos LEDs?

Faça uma pesquisa e descubra qual é a diferença entre as TVs de LED e de LCD.

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Revisão

Eletrização

É o processo que provoca o ganho ou a perda dos elétrons de um corpo. Ocorre por: • atrito; • contato; • indução.

Condutores e isolantes

• Condutores são materiais que permitem que seus elétrons passem de um átomo para o outro ao longo de todo o material. • Isolantes são materiais que possuem seus elétrons fortemente ligados com seus núcleos, consequentemente há uma grande dificuldade de deslocar esses elétrons ao longo do material.

Corrente elétrica

É o movimento ordenado dos elétrons em um condutor elétrico.

Gerador elétrico

É o dispositivo que transforma a energia de outras naturezas em energia elétrica.

Circuitos elétricos

• Série: quando os componentes estão ligados de tal maneira que há somente um caminho para a corrente elétrica. • Paralelo: circuito em que há componentes ligados um ao lado do outro de tal maneira que existem vários caminhos para a corrente.

Magnetismo

Propriedade que alguns materiais possuem de atrair objetos ferromagnéticos.

Ímãs

• Apresentam polos em suas extremidades: norte e sul. • Independentemente de seu tamanho, sempre apresentam os polos. • Polos diferentes se atraem e polos iguais se repelem.

Campo magnético

É a região do espaço na qual o ímã exerce força sobre os corpos.

Eletromagnetismo

É o fenômeno que relaciona a eletricidade e o magnetismo.

SyDeen/ShutterStock

É uma propriedade fundamental da matéria associada às partículas que compõem o átomo.

J.Gomez SaLazer y aLonSo

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VItaLy raDuntSeV/ ShutterStock

reprodução proibida. art.184 do código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

ELETRICIDADE E MAGNETISMO

Carga elétrica

Atividades 1. O que acontece quando um corpo é eletrizado? 2. O que acontece com os polos do ímã quando o quebramos ao meio? 3. O que são geradores? Dê um exemplo.

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Você vai gostar de ler!

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[...] Animais elétricos Mais ou menos na mesma época, o italiano Alessandro Volta (1745-1827) produziu, pela primeira vez, uma fonte prática de eletricidade, a pilha, feita de metais e ácidos. Com ela, venceu uma grande controvérsia científica com o amigo Luigi Galvani (1737-1798), que acreditava que a energia só poderia ser produzida a partir de elementos biológicos. Galvani realizava experiências cutucando infelizes sapos com hastes de metal. Na época, o debate foi tão intenso que inspirou a escritora Mary Shelley (1797-1851) a dar vida ao personagem Frankenstein por meio de descargas cósmicas dos raios. No século seguinte, em 1831, o inglês Michael Faraday (1791-1867) descobriu a relação entre correntes elétricas e campos magnéticos e inventou o primeiro motor elétrico. Suas teorias ajudaram o americano Thomas Edison (1847-1931) a usar a eletricidade para dar forma a várias de suas 1.093 patentes. A criação mais conhecida de Edison, a lâmpada feita com filamento de carbono incandescente, recebia a corrente elétrica e iluminava por 40 horas. Um luxo. “A descoberta e o uso da eletricidade demoraram séculos, mas nossa vida, hoje, é totalmente influenciada e beneficiada por ela”, diz o físico Ernesto Hamburger, diretor do Centro de Difusão Científica da Estação Ciência, em São Paulo. A eletricidade não era o único tema que empolgava Benjamin Franklin (1706-1790). Além do para-raios, ele inventou centenas de coisas, como o fogão e os óculos bifocais. Também foi um dos primeiros americanos de sucesso no ramo editorial, publicando o Almanaque do Pobre Richard, onde fez cartuns, relatos de experiências científicas e artigos. Como político, foi um dos artífices da unificação dos estados americanos. O croata Nikola Tesla (1856-1943) propôs a utilização de motores com corrente elétrica alternada, aquela que corre para a frente e para trás no fio, mudando constantemente de direção. Nesse tipo de transmissão perde-se pouca energia. Dez anos depois, a corrente alternada já era usada para alimentar grandes e pequenos aparelhos, como eletrodomésticos. Cobre, zinco, ácidos e papelão molhado foram os materiais utilizados pelo físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) para criar a primeira pilha, em 1800. Em sua homenagem foi dado o nome volt à unidade de potencial elétrico. A primeira pilha seca surgiu em 1867, quando o engenheiro francês Georges Leclanché acrescentou farinha e gesso à mistura. Após descobrir a relação entre correntes elétricas e campos magnéticos, fundamental para construir o primeiro motor elétrico, foi fácil para Michael Faraday (1791-1867) inventar o inverso do motor, o dínamo, que converte a força bruta de uma queda-d’água em eletricidade e alimenta cidades. O desenho de 1778 ilustra as experiências de Benjamin Franklin. Ele imaginou uma vareta de metal capaz de transferir raios elétricos, por um fio terra, para o chão. Mas, sem botas isolantes de borracha, o cavalheiro da imagem viraria pipoca numa tempestade de raios.

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Fonte: CARVALHO, F. de. 10 ideias geniais do milênio. Revista Superinteressante. São Paulo: Abril, dez. 1999. Disponível em: <http://super.abril.com.br/superarquivo/1999/conteudo_109356.shtml#top>. Acesso em: 9 ago. 2011.

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Além de patentear 1.093 inventos, entre os quais a lâmpada elétrica, Thomas Edison (1847-1931) foi um dos precursores do cinema. Inventou o fonógrafo e o kinetoscópio, uma caixa com manivela que permitia ver imagens em sequência. Em 1910, produziu uma das primeiras versões cinematográficas do livro da escritora inglesa Mary Shelley (1797-1851), Frankenstein. A criação do monstro foi inspirada pelo debate científico do século anterior. Muitos cientistas especularam sobre a possibilidade de a vida depender da energia elétrica. Agradeça ao alemão Albert Einstein (1879-1955) toda vez que você escapa de ser esmagado pela porta de aço quando entra atrasado em um elevador. Foi ele quem explicou a propriedade de certos minerais de transformar energia luminosa em corrente elétrica — o efeito fotoelétrico. Depois dessa demonstração, inventou-se a fotocélula, um dispositivo que emite um raio de luz que, interceptado, impede a porta de se fechar enquanto alguém entra. A explicação é tão simples e prática que lhe valeu o Prêmio Nobel de Física em 1921. Einstein, entretanto, ficou famoso como gênio por algo muito mais complicado: a Teoria da Relati vidade, concebida em 1905. Justamente por ser uma teoria e lidar com abstrações como o tempo e o espaço, ela não é fácil de ser entendida e muitos cometem enganos ao tentar interpretá-la. Um dos erros comuns é afirmar que, para Einstein, “tudo era relativo”. Ele inicia sua investigação postulando que existe uma coisa absoluta: a velocidade da luz, de 300.000 quilômetros por segundo, que seria insuperável. Espaço e tempo, eles, sim, não seriam absolutos e dependeriam da posição e da velocidade de quem está olhando. Dessa forma, se uma pessoa viajar à velocidade da luz, o tempo para ela passará mais devagar e seu próprio tamanho diminuirá. Isso alterou as leis da Física de Isaac Newton (1642-1727), que considerava espaço e tempo como referências fixas, válidas para qualquer observador. “A Teoria da Relatividade é o coroamento da Física clássica, mas ela a alterou. Mudou tudo”, explica o físico José Leite Lopes, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas. [...]

Responda 1. Qual foi o episódio que inspirou a criação do personagem Frankenstein? Quem foi sua escritora?

2. Quais foram as invenções de Michael Faraday? 3. Quais foram os inventos mais importantes de Thomas Edison? 4. Em grupo, reúnam os dados desse texto, estruturem uma linha do tempo em

uma folha grande e, nela, indiquem nascimento e morte dos cientistas e seus principais inventos. Se possível, ilustrem com imagens de revistas e da internet. Exponham para os outros colegas.

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Conheça um pouco mais Na rede A bússola http://www.museutec.org.br/previewmuseologico/ a_bussola.htm

Eletromagnetismo – Sociedade Brasileira de Física http://pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/Multimidia/ Videos/Eletromagnetismo

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Acessados em: 9 ago. 2011.

No ﬁlme De volta para o futuro I. 1985. Robert Zemeckis, Universal Pictures. Um jovem aciona acidentalmente uma máquina do tempo construída por um cientista em um carro, retornando aos anos 50. Lá conhece sua mãe, antes ainda do casamento com seu pai, que fica apaixonada por ele. Tal paixão põe em risco sua própria existência, pois alteraria todo o futuro, forçando-o a servir de cupido entre seus pais.

No livro Frankenstein. Mary Shelley. Porto Alegre: L&PM Pocket, 1997. Victor Frankenstein, um estudante de Medicina, revoltado com a morte de sua mãe, isola-se do mundo e, obstinado, parte em busca do ideal humano: a imortalidade. A entrega a essa busca o faz criar e dar vida à criatura, protagonista do romance. Contudo, tal criatura possui estatura gigantesca e marcas profundas oriundas das várias cirurgias que seu criador a submeteu. Pior que isso, não recebe nenhum nome, perdendo qualquer possibilidade de conseguir enquadrar-se socialmente.

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OBSERVATÓRIO DE CIÊNCIAS editora responsável: rita helena bröckelmann

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Ensino Fundamental II

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