Ciencias vida 9 by Editora FTD

9 Ciências Vida & Universo

LEANDRO PEREIRA DE GODOY Bacharel e licenciado em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual de Londrina (UEL-PR). Mestre em Microbiologia pela Universidade Estadual de Londrina (UEL-PR). Atuou como professor na rede particular de Ensino Superior. Ministrou aulas na rede estadual de ensino do Paraná para o Ensino Fundamental II, Ensino Médio e Ensino Técnico. Realiza palestras e assessorias para professores em escolas públicas e particulares. Autor de livros didáticos para o Ensino Fundamental e o Ensino Médio.

MANUAL DO PROFESSOR

Ensino Fundamental – Anos Finais

Componente curricular: Ciências

1˜ edição – São Paulo – 2018

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Assessoria Gerente de produção editorial Coordenador de produção editorial Gerente de arte Coordenadora de arte Projeto gráfico Projeto de capa Foto de capa Supervisora de arte Editor de arte Diagramação Tratamento de imagens Coordenadora de ilustrações e cartografia Ilustrações Cartografia Coordenadora de preparação e revisão Supervisora de preparação e revisão Revisão

Supervisora de iconografia e licenciamento de textos Iconografia Licenciamento de textos Supervisora de arquivos de segurança Diretor de operações e produção gráfica

Antonio Luiz da Silva Rios Silvana Rossi Júlio Roberto Henrique Lopes da Silva João Paulo Bortoluci Débora Almeida Francisco Nichel, Eduardo Oliveira Guaitoli, Júlia Bolanho da Rosa Andrade, Paula Signorini, Rafael Braga de Almeida, Tiago Jonas de Almeida, Valéria Rosa Martins, Vitor Hugo Rodrigues, Yara Valeri Navas Alice Maria Calado Melges, Flávia Milão Silva, Nathália Azevedo, Zanith Cook Mariana Milani Marcelo Henrique Ferreira Fontes Ricardo Borges Daniela Máximo Sergio Cândido Carolina Alves Ferreira Rich Carey/Shutterstock.com Isabel Cristina Corandin Marques Lucas Trevelin Ponto Inicial Estúdio Gráfico e Editorial Ana Isabela Pithan Maraschin Marcia Berne Alex Argozino, Alex Silva, Bentinho, Cris Alencar, Eber Evangelista, Eduardo Borges, Luis Moura, Marcos Guilherme, Selma Caparroz, Tel Coelho Acervo da editora, Allmaps, DaCosta Mapas, Renato Bassani Lilian Semenichin Maria Clara Paes Ana Lúcia Horn, Carolina Manley, Cristiane Casseb, Edna Viana, Giselle Mussi de Moura, Jussara R. Gomes, Kátia Cardoso, Lilian Vismari, Lucila V. Segóvia, Miyuki Kishi, Renato A. Colombo Jr., Solange Guerra, Yara Affonso Elaine Bueno Ana Paula de Jesus, Bruno Gabriel, Marcia Satto, Mario Coelho Carla Marques, Vanessa Trindade Silvia Regina E. Almeida Reginaldo Soares Damasceno

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Godoy, Leandro Pereira de Ciências vida & universo : 9o ano : ensino fundamental : anos finais / Leandro Pereira de Godoy. – 1. ed. – São Paulo : FTD, 2018. “Componente curricular: Ciências.” ISBN 978-85-96-01952-1 (aluno) ISBN 978-85-96-01953-8 (professor) 1. Ciências (Ensino fundamental) I. Título. 18-20709

CDD-372.35

Índices para catálogo sistemático: 1. Ciências : Ensino fundamental 372.35 Cibele Maria Dias – Bibliotecária – CRB-8/9427

EDITORA FTD. Rua Rui Barbosa, 156 – Bela Vista – São Paulo – SP CEP 01326-010 – Tel. 0800 772 2300 Caixa Postal 65149 – CEP da Caixa Postal 01390-970 www.ftd.com.br central.relacionamento@ftd.com.br

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Em respeito ao meio ambiente, as folhas deste livro foram produzidas com fibras obtidas de árvores de florestas plantadas, com origem certificada.

Impresso no Parque Gráfico da Editora FTD CNPJ 61.186.490/0016-33 Avenida Antonio Bardella, 300 Guarulhos-SP – CEP 07220-020 Tel. (11) 3545-8600 e Fax (11) 2412-5375

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APRESENTAÇÃO Passamos por tempos de mudanças na educação. Tempos de trilhar novos caminhos e vencer novos desafios; tempos de se abrir ao novo. E você, querido(a) professor(a), exerce um papel preponderante nesta caminhada. Com a intenção de o(a) auxiliar nesse processo é que produzimos esta nova coleção de Ciências. Nela, novos temas propostos pela BNCC, assim como temas tradicionais, são abordados de maneira objetiva, com uma linguagem clara e exemplos atrativos, e que se aproximam do cotidiano do aluno. Dessa maneira, esperamos que as Ciências da Natureza se tornem parte integrante da vida do aluno, despertando a curiosidade e criticidade perante diferentes assuntos que impactam sua vida pessoal, bem como a sociedade. Professor(a), nesta coleção, você irá perceber uma preocupação com a formação integral do aluno. Isso estará presente revertido em práticas e assuntos que promovem a mobilização de habilidades socioemocionais, importante tema em nossa sociedade contemporânea. Por meio deste Manual do Professor, você perceberá que a abordagem das habilidades propostas pela BNCC é realizada de maneira integrada entre os volumes da coleção, permitindo um aprofundamento natural dos assuntos. Temas tradicionalmente trabalhados em determinados anos foram mantidos, com o objetivo de o(a) auxiliar nesse processo de transição. Tudo isso, intermeado a textos complementares e sugestões de leitura que irão colaborar para sua formação continuada, além de sugestões de atividades extras e sites com materiais complementares para professores e alunos. Desejo a você, professor(a), um frutuoso trabalho, e que esta coleção seja um eficiente apoio para suas aulas. Um fraterno abraço. O autor.

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CONHEÇA O MANUAL DO PROFESSOR Os comentários da parte específica deste Manual do Professor permeiam lateralmente as páginas do livro do aluno, e também seu rodapé. Essa disposição, em U, facilita o acesso às informações, garantindo agilidade no trato às orientações sugeridas. Além disso, o Manual está organizado com seções que irão facilitar ainda mais seu manuseio, como veremos a seguir.

HABILIDADES

No início de cada capítulo, é apresentado o código de cada habilidade da Base Nacional Comum Curricular (BNCC) que será trabalhada. Alguns capítulos podem não abordar diretamente a habilidade, mas podem conter assuntos importantes para o trabalho posterior com a habilidade indicada.

HABILIDADES • EF09CI01 • EF09CI02

COMPETÊNCIAS

INVESTIGANDO INVESTIGANDO A MATÉRIA A MATÉRIA

ÃO EMBRAPA CELOS/DIVULGAÇ

CELOS/DIVULGAÇ

SAMUEL VASCON

Embalage Embm alage de m deico plást plást ico come come stível.stíve lagenslagen Pelícl.ulas Pelíceulas que,s além que, além embea-embade emb dealar emb oalar o nto, alime alimepode consumid consas. nto, m umid pode as.mas Algu Algutêm serm ser masaté têmsabo atéres! sabores!

embalagens embalagens de alimentos de alimentos

MARCELO ALEX/SHUTTERSTOCK.COM

2o 2o

bitucabituca de de cigarro cigarro

MARCELO ALEX/SHUTTERSTOCK.COM

1o 1o

GETTY IMAGES

Canudos Canu dedos de .palha palha Usou.,Usou des- , descartou, carto u, sempôs se deco deco,mpôs sumi,u!sumiu!

NOKU N RO/ OKURO/ SH SH UT UT TE TE RS RS T T

M CO K. OC

3o 3o

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

4o 4o canudo canudo de de plástico plástico

EDITORIA DE ARTE

garrafas garrafas PET PET e tampas e tampas EDITORIA DE ARTE

Iniciaremos o capítulo falando sobre as transformações físicas da matéria por meio da mudança dos estados físicos em uma abordagem submicroscópica. Em seguida, trataremos da constituição da matéria-átomos, das moléculas e dos elementos químicos. Ainda com relação à abordagem atomística, apresentaremos a evolução dos modelos atômicos, caracterizando-os. Estudaremos então a tabela periódica e, por fim, algumas transformações químicas que a matéria pode sofrer por meio de reações químicas e de seu balanceamento. Ao trabalhar o infográfico, aproveite a oportunidade para relembrar o que é uma ONG, destacando o papel da sociedade civil na conservação do ambiente. Comente que a maior coleta internacional de resíduos sólidos é realizada anualmente

PRESS HERALD/

• Investigar as transformações físicas da matéria por meio da mudança de estados físicos, utilizando uma abordagem submicroscópica. • Explicar que a matéria é constituída por moléculas, elementos químicos e átomos. • Compreender a evolução dos modelos atômicos ao longo do tempo. • Classificar os elementos químicos e identificar suas propriedades. • Interpretar a tabela periódica. • Identificar algumas transformações químicas que a matéria pode sofrer, por meio do estudo das reações químicas. • Comparar a quantidade de reagentes e produtos nas transformações químicas, balanceando a proporção entre as massas.

PRESS HERALD/

TodosTodos os anos, os anos, milhares milhares de quilogramas de quilogramas de resíduos de resíduos sólidos sólidos são jogados são jogados nas praias nas praias do do mundo mundo todo.todo. Segundo Segundo a ONG a ONG Ocean Ocean Conservancy, Conservancy, formada formada por voluntários por voluntários que realizam que realizam a a coletacoleta de resíduos, de resíduos, foi possível foi possível identificar identificar alguns alguns tipostipos mais mais comuns comuns desses desses resíduos. resíduos. Veja Veja a a seguirseguir os quatro os quatro primeiros primeiros itens itens destadesta lista. lista.

p. XXI

OBJETIVOS DO CAPÍTULO

FOTOS: MARCELO ALEX/SHUTTERSTOCK.COM

ESPECÍFICAS • 1, 2 e 6.

ÃO EMBRAPA

p. XX

FOTOS: MARCELO ALEX/SHUTTERSTOCK.COM

GERAIS • 1 e 4.

Tanto as competências gerais da BNCC, quanto as competências específicas para a área das Ciências da Natureza trabalhadas em cada capítulo estão indicadas por seus respectivos números nas páginas de abertura do capítulo.

1. Resposta 1. Resposta pessoal. pessoal. Espera-se Espera-se que osque alunos os alunos perce-percebam que bamoque uso odeuso materiais de materiais que podem que podem ser ingeridos ser ingeridos ou que ouseque decompõem se decompõem mais facilmente mais facilmente diminuem diminuem a produção a produção de resíduos de resíduos descartados descartados no ambiente; no ambiente; O estu Odo estu logo, logo, ocorrerá ocorrerá a redução a redução do impacto do impacto ambiental. ambiental. do esobr sobr e resíduos resídsólid uos os sólid os sido res, ores, tem tem reali sidozado queo tem que perm realizado tem perm por dive porrsos itido itido divepesq desenvol desever rsos uisa nvolnovo pesqdover novo conserva consção uisadoervado s tiposstipo çãoamb do iente deeriai de smat ambiente mats,eriai . Veja. Veja s, auxi que queliam algumas alguideia auxiliam mas s. ideias. na na

C A PCÍA TU P ÍL TOU L O

p. XIV

• EF09CI03

COMPETÊNCIAS

1. Como 1. Como o desenvolvimento o desenvolvimento de materiais de materiais comocomo os descritos os descritos anteriormente anteriormente pode pode reduzir reduzir o impacto o impacto 2. Resposta 2. Resposta pessoal. pessoal. Espera-se Espera-se que osque alunos os alunos conversem conversem sobresobre a necessidade a necessidade de se de produzise produziambiental? ambiental? rem novos rem novos materiais materiais a partir a partir de novas de novas tecnologias tecnologias que causem que causem menosmenos impactos impactos ambientais. ambientais.

2. Converse 2. Converse com um comcolega um colega sobresobre a importância a importância das pesquisas das pesquisas de novos de novos materiais materiais com base com na base seguinte na seguinte

informação: informação: Um canudo Um canudo de plástico de plástico leva um levaminuto um minuto para ser parafabricado, ser fabricado, menosmenos de 30deminutos 30 minutos para para ser usado ser usado e cerca e cerca de 20de anos 20 anos para ser paradecompor. ser decompor.

3. Você 3. Você acha acha que, mesmo que, mesmo uma pessoa uma pessoa que mora que mora longelonge do litoral, do litoral, também também é responsável é responsável pela poluição pela poluição Resposta Resposta pessoal. pessoal. Espera-se Espera-se que osque alunos os alunos respondam respondam que sim, quepois sim,os pois resíduos os resíduos nos oceanos? nos oceanos? podem podem poluirpoluir as águas as águas dos rios dosque riosdeságuam que deságuam nos oceanos. nos oceanos.

4. Você 4. Você acredita acredita que éque papel é papel somente somente dos cientistas dos cientistas dar soluções dar soluções para os para problemas os problemas que atingem que atingem a vidaa vida

Resposta Resposta pessoal. pessoal. O objetivo O objetivo da questão da questão é queéosque alunos os alunos conversem conversem sobresobre as responsabilias responsabilido serdohumano? ser humano? dadesdades individuais individuais para apara manutenção a manutenção do ambiente do ambiente e o bom e o funcionamento bom funcionamento da sociedade. da sociedade.

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por voluntários e organizada pela ONG Ocean Conservancy. Se desejar, comente com os alunos que a coleta ocorrida em 15 de setembro de 2018, contou com a participação de vários voluntários. Foram coletados 68 473 kg de resíduos, em mais de 1 050 km percorridos. A coleta também foi rea-

lizada em vias navegáveis, por 516 km, totalizando 77 137 kg de resíduos sólidos recolhidos.

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Comentários sobre as atividades 1 e 2. Enfatize a importância de reduzir a quantidade de resíduos produzidos e consumidos. Na atividade 2, comente que já existem opções feitas de bambu, de vidro, de metal e até mesmo comestíveis.

NO DIGITAL – 1o BIMESTRE

• Veja o plano de desenvolvimento para o Capítulo 1. • Desenvolva o projeto integrador sobre tratamento de água. • Explore a sequência didática sobre modelos atômicos e sua evo-

lução na história, que trabalha a habilidade EF09CI03. • Acesse a proposta de acompanhamento da aprendizagem.

3 e 4. Leve os alunos a refletir que todo resíduo gerado causa um impacto ao ambiente. É importante que os cientistas desenvolvam novas tecnologias que visem reduzir a quantidade de resíduo gerado, porém, é preciso que exista uma consciência coleti-

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va para a redução no consumo e o descarte adequado. Além das atitudes pessoais, o governo e a iniciativa privada devem oferecer soluções de descarte adequadas e acessíveis.

AMPLIANDO Pergunte aos alunos se eles já imaginaram poder comer o plástico que embala os alimentos. Em seguida, apresente o texto e o questionamento a seguir para os alunos. Imagine colocar uma pizza no forno sem precisar retirar a embalagem plástica. A película que a envolve é composta por tomate e, ao ser aquecida, vai se incorporar à pizza e fazer parte da refeição. Esse material já existe e foi desenvolvido por pesquisadores da Embrapa Instrumentação (SP) que fizeram películas comestíveis de diferentes alimentos como espinafre, mamão, goiaba, tomate e pode utilizar muitos outros como matéria-prima. [...] “Podemos utilizar rejeitos da indústria alimentícia para fabricar o material, isso garante duas características de sustentabilidade: o aproveitamento de rejeitos de alimentos e a substituição de uma embalagem sintética que seria descartada”, afirma o chefe-geral da Embrapa Instrumentação, pesquisador Luiz Henrique Capparelli Mattoso [...] [...] UBIALI, F. Cientistas criam filmes comestíveis para embalagens. Disponível em: <https://www. embrapa.br/busca-de-noticias/-/ noticia/2411923/cientistascriam-filmes-comestiveis-paraembalagens>. Acesso: 9 out. 2018.

1. Quais benefícios a criação do filme comestível descrito no texto pode trazer para nossos dias? Resposta pessoal. Converse sobre o impacto ambiental que as embalagens podem causar quando descartadas e se seria diminuído neste caso.

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NO DIGITAL

OBJETIVOS DO CAPÍTULO

São listados os objetivos gerais do capítulo.

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Indicações de planos de desenvolvimento, projetos integradores, sequências didáticas e propostas de acompanhamento da aprendizagem que podem ser encontrados no Manual do Professor – Material digital e que têm o propósito de enriquecer a sua prática pedagógica.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

As orientações didáticas trazem os comentários sobre os assuntos trabalhados no texto principal do livro do aluno. Nelas também estão comentários sobre as questões orais e as seções. Para facilitar o acesso às informações, os comentários foram organizados em subtítulos que apresentam o nome dos assuntos trabalhados no livro do aluno. Os comentários podem ser complementados por textos citados, tabelas, gráficos, esquemas e imagens. De maneira geral, quando o assunto do livro do aluno apresenta relação com alguma habilidade, ela será destacada nos comentários. 1. Algumas 1. Algumas famílias famílias precisam precisam se deslocar se deslocar grandes grandes distâncias distâncias para acompanhar para acompanhar o tratamento o tratamento de de câncercâncer do familiar. do familiar. Algumas Algumas não têm nãodinheiro têm dinheiro para pagar para pagar hotéis,hotéis, alimentação alimentação ou o deslocamento. ou o deslocamento.

aço aço chumbo chumbo

AS CORES AS CORES IMAGENS IMAGENS FORA DEFORA DE NÃO SÃO NÃO REAIS. SÃO REAIS. PROPORÇÃO. PROPORÇÃO.

raios raios X X

PAULO CESAR PEREIRA

raios raios gamagama

Representação Representação comparando comparando a a penetração penetração de raios de X raios X e raiose gama raios gama em maem materiaisteriais com diferentes com diferentes características. características.

MARK_KOSTICH/SHUTTERSTOCK.COM

Ondas Ondas eletromagnéticas eletromagnéticas comocomo o raio o raio X eX e raiosraios gamagama também também podem podem ser utilizadas ser utilizadas em traem tratamentos tamentos de algumas de algumas doenças. doenças. ComCom os avanços os avanços tecnológicos, tecnológicos, essasessas radia-radiações ções puderam puderam ser utilizadas ser utilizadas de maneira de maneira controlacontrolada. Como da. Como exemplo, exemplo, podemos podemos citar citar o tratamento o tratamento de alguns de alguns tipostipos de câncer de câncer por radioterapia, por radioterapia, no no qual qual ondas ondas eletromagnéticas, eletromagnéticas, comocomo raiosraios gamagama e raios e raios X, são X, utilizadas são utilizadas para para combater combater o crescio crescimento mento de tumores de tumores e demais e demais células células cancerígenas. cancerígenas. Em contrapartida, Em contrapartida, em emissões em emissões descontroladescontroladas, essas das, essas radiações radiações são nocivas são nocivas à saúde à saúde dos seres dos seres vivos,vivos, causando causando destruições destruições de tecidos de tecidos e alguns e alguns tipostipos de câncer. de câncer. Paciente Paciente sendosendo submetido submetido a um atratamento um tratamento por radioterapia. por radioterapia.

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#FICA A DICA, Professor!

Veja mais informações sobre os processos nucleares no link sugerido a seguir. • Livro ABC da Física Nuclear. Departamento de Física

Nuclear. Instituto de Física da Universidade de São Paulo. Disponível em: <http://livro.pro/ nap4qg>. Acesso em: 13 out. 2018.

PENSE BEM Ao estudar as ondas eletromagnéticas de altas frequências, como os raios X e raios gama, é essencial comentar sobre suas utilizações na Medicina, principalmente no tratamento de doenças, como câncer. Com isso pode-se destacar a importância das pesquisas científicas relacionadas a essas áreas para a sociedade, trabalhando assim a habilidade EF09CI07. Esta seção aborda especificamente o tratamento do câncer com o uso de ondas eletromagnéticas.

CÂNCER, CÂNCER, RADIAÇÃO RADIAÇÃO E CORAÇÃO E CORAÇÃO Os casos Os casos de câncer de câncer vêm crescendo vêm crescendo em todo em todo o mundo. o mundo. Segundo Segundo relatório relatório do Fundo do Fundo Mundial Mundial de de Pesquisa Pesquisa sobresobre o Câncer o Câncer (WCRF (WCRF – World – World Cancer Cancer Research Research FundFund ), em),2035 em 2035 o número o número de pessoas de pessoas com com câncer câncer podepode ter um teraumento um aumento de 58% de 58% em relação em relação a dados a dados obtidos obtidos em 2012. em 2012. EntreEntre os fatores os fatores para para esse aumento esse aumento estão,estão, principalmente, principalmente, o estilo o estilo de vida de sedentário vida sedentário e a alimentação e a alimentação não saudável. não saudável. Existem Existem diversos diversos tipostipos de tratamento de tratamento contra contra o câncer, o câncer, comocomo a cirurgia, a cirurgia, a quimioterapia a quimioterapia ea ea radioterapia. radioterapia. Na cirurgia, Na cirurgia, o tecido o tecido afetado afetado é retirado; é retirado; na quimioterapia, na quimioterapia, medicamentos medicamentos anticanceanticancerígenos rígenos são administrados; são administrados; e na eradioterapia, na radioterapia, são utilizadas são utilizadas ondas ondas eletromagnéticas, eletromagnéticas, comocomo raios raios X X e raios e raios gama. gama. Dependendo Dependendo do caso, do caso, o paciente o paciente podepode ser submetido ser submetido a uma a uma combinação combinação de tratade tratamentos. mentos. O câncer O câncer causacausa sofrimento sofrimento ao paciente ao paciente e também e também à suaàfamília, sua família, que além que além de lidar de lidar com com as in-as incertezas certezas do rumo do rumo da doença, da doença, precisa, precisa, muitas muitas vezes,vezes, se deslocar se deslocar de suas de suas casascasas para para regiões regiões distantes, distantes, ondeonde há centros há centros especializados especializados de tratamento. de tratamento. Muitas Muitas não possuem não possuem recursos recursos para para arcararcar com com o deso deslocamento locamento e a hospedagem, e a hospedagem, alémalém de isso designifi isso signifi car secar ausentar se ausentar do trabalho. do trabalho. Apesar Apesar de existir de existir uma uma legislação legislação que garante que garante direitos direitos ao paciente ao paciente com com câncer, câncer, comocomo auxílio auxílio no no transporte transporte e ajuda e ajuda financeira financeira durante durante a ausência a ausência do trabalho, do trabalho, na tentativa na tentativa de melhorar de melhorar o suporte o suporte a a essasessas famílias, famílias, são criadas são criadas casascasas de apoio, de apoio, em sua emmaioria sua maioria mantidas mantidas por serviços por serviços voluntários voluntários e doae doações.ções. Dependendo Dependendo do local, do local, os familiares os familiares têm refeições, têm refeições, locaislocais para para descanso descanso e para e para banho, banho, lavagem lavagem de roupa, de roupa, produtos produtos de higiene, de higiene, entreentre outros outros recursos. recursos. Veja oVeja depoimento o depoimento de um delavrador um lavrador que acomque acompanha panha o tratamento o tratamento de sua demãe sua mãe a 220a km 220de km sua decidade. sua cidade. [...] [...] “Esse“Esse acolhimento acolhimento é especial, é especial, é como é como se a gente se a gente fossefosse da família. da família. Dão tudo Dão tudo o queo aque gente a gente precisa precisa aqui.aqui. Parece Parece que aque gente a gente se sente se sente na na casa casa da gente”, da gente”, contou contou o lavrador o lavrador sobresobre a experiên a experiên cia docia acolhimento. do acolhimento. [...]

[...]

Projeto Projeto mantido mantido por doações por doações hospeda hospeda familiares familiares de pacientes de pacientes em tratamento em tratamento de outros de outros municípios. municípios. G1 BA.G1Disponível BA. Disponível em: <https://g1.globo.com/bahia/noticia/ em: <https://g1.globo.com/bahia/noticia/ projeto-mantido-por-doacoes-hospeda-familiares-de-pacientes-em-tratamentoprojeto-mantido-por-doacoes-hospeda-familiares-de-pacientes-em-tratamentode-outros-municipios.ghtml>. de-outros-municipios.ghtml>. AcessoAcesso em: 29em: out. 292018 out. 2018

Casa de Casa apoio de apoio ao portador ao portador de câncer de câncer da Associação da Associação de Combate de Combate ao Câncer ao Câncer do Centro do Centro OesteOeste Mineiro. Mineiro. Divinópolis, Divinópolis, MG, 2010. MG, 2010.

Após a realização das atividades, proponha aos alunos que respondam à seguinte questão: 1. Para você, qual a importância do governo, e de iniciativas como estas em relação aos direitos humanos de paciente com câncer? Converse com um colega sobre o assunto. Resposta: A resposta é pessoal. Espera-se que os alunos conversem sobre a manutenção da dignidade do ser humano, ainda mais em um momento de fragilidade física e psicológica, que tem consequências em toda sua vida social.

câncer? câncer? 2. Você 2. Você conhece conhece alguma alguma casa casa de apoio? de apoio? Conhece Conhece o trabalho o trabalho que que realizam? realizam? Forme Forme um um grupo grupo e faça e faça umauma pesquisa pesquisa sobre sobre um local um local maismais próximo próximo da sua da região sua região que que faça faça esse esse , e entreviste , e entreviste trabalho. trabalho. Se possível, Se possível, visitevisite umauma casa casa de apoio, de apoio, ou mande ou mande um e-mail um e-mail um dos um voluntários dos voluntários sobre sobre os serviços os serviços prestados prestados e como e como é possível é possível ajudar. ajudar. Ao fiAo nal,final, escreva escreva um relatório um relatório e apresente e apresente ao professor ao professor e aose colegas. aos colegas. 2. Resposta 2. Resposta pessoal. pessoal. AuxilieAuxilie os alunos os alunos a compor a compor o roteiro o roteiro da entrevista. da entrevista. Evite questionamentos Evite questionamentos pessoais pessoais e e incluainclua algunsalguns sobresobre os tratamentos os tratamentos utilizados. utilizados. Caso não Casoseja nãopossível seja possível a visita, a visita, incentive incentive os alunos os alunos a enviar a enviar 93 93 e-mails e-mails . Antes, . Antes, entre entre em contato em contato com ocom localo elocal peçae autorização peça autorização para apara realização a realização do trabalho. do trabalho.

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NO AUDIOVISUAL

#FICA A DICA, Professor! Pelo link a seguir é possível acessar um documento que apresenta informações sobre estimativas de incidência de câncer em nosso país.

Apresenta uma atividade extra, teórica ou prática, que pode ser realizada pelos alunos como complemento ao conteúdo do livro-texto. No caso de atividades práticas, sugestões de materiais e procedimentos são apresentados para o preparo prévio do professor.

AMPLIANDO

ATIVIDADES ATIVIDADES

1. Quais 1. Quais são os sãoproblemas os problemas que que algumas algumas famílias famílias enfrentam enfrentam durante durante o tratamento o tratamento do do

Um dos materiais disponíveis nesta coleção trata do uso das radiações eletromagnéticas em Medicina e é apresentado na forma de vídeo. Nele é possível discutir como as radiações eletromagnéticas são usadas para o diagnóstico e tratamento de doenças.

AMPLIANDO

Comentários sobre as atividades 1. Algumas famílias precisam se deslocar grandes distâncias para acompanhar o tratamento de câncer do familiar, outras não têm como pagar hotéis, alimentação ou o deslocamento. 2. Auxilie os alunos a compor o roteiro da entrevista. Evite questionamentos pessoais, e inclua alguns sobre os tratamentos utilizados. Caso não seja possível a visita, incentive-os a enviar e-mails.

CHRISTYAM DE LIMA / FUTURA PRESS

papelpapel

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

PENSE PENSE BEM BEM

CHRISTYAM DE LIMA / FUTURA PRESS

Raio Raio gama gama material no material audiovisual audiovisual o o As ondas As ondas eletromagnéticas eletromagnéticas de maiores de maiores frequências frequências são os são raios os raios Veja noVeja vídeo sobre o uso das o uso radiações das radiações 20 Hz. gama, gama, que se que apresentam se apresentam na faixa na faixa de frequência de frequência acimaacima de 10de 1020 Hz.vídeo sobre eletromagnéticas eletromagnéticas na medicina. na medicina. EssasEssas ondas ondas eletromagnéticas eletromagnéticas têm origem têm origem em processos em processos nucleares. nucleares. A emissão A emissão de raios de raios gamagama se dáseem dáelementos em elementos químicos químicos radioativos, radioativos, comocomo urânio, urânio, plutônio plutônio e e césio,césio, por exemplo. por exemplo. Nesses Nesses elementos elementos químicos químicos ocorrem ocorrem reações reações no núcleo no núcleo que liberam que liberam energia energia na forma na forma de radiações. de radiações. UmaUma das formas das formas de emissão de emissão dessas dessas radiações radiações são ondas são ondas eletromagnéticas eletromagnéticas de altas de altas frequências, frequências, no caso, no caso, os raios os raios gama. gama. O pequeno O pequeno comprimento comprimento de onda de onda dos dos raiosraios gamagama confere confere a eles a eles alto alto poderpoder de pede penetração, netração, possibilitando possibilitando que que atravessem atravessem muitos muitos materiais. materiais. AlémAlém disso,disso, essasessas ondas ondas são consão consideradas sideradas ionizantes, ionizantes, isto isto é, elas é, elas alteram alteram a composição a composição química química das das estruturas estruturas que que atra-atravessam. vessam. Ao atravessar Ao atravessar tecidos tecidos vivos,vivos, por por exemplo, exemplo, essasessas alterações alterações podem podem causar causar lesões lesões e/ou e/ou modifi modifi cações cações na estrutura na estrutura do DNA do DNA das células, das células, o queo pode que pode causar causar câncer. câncer. Os raios Os raios X e raios X e raios ultravioleta ultravioleta também também são considerados são considerados radiações radiações ionizantes. ionizantes.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS Raio gama Nos estudos dos raios gama, destaque que tanto os raios X quanto os raios gama são ondas eletromagnéticas de altas energia, sendo as ondas de maiores frequências do espectro eletromagnético. A diferença é sua origem. Os raios X é emitido quando elétrons (cargas elétricas negativas) em movimento são desacelerados bruscamente. De acordo com o modelo atômico, os elétrons estão localizados em uma região externa ao núcleo do átomo. Já os raios gama são gerados por processos nucleares, ou seja, dentro do núcleo do átomo, onde existem prótons e nêutrons. Os processos nucleares não foram aprofundados devido à complexidade do assunto. A emissão de raios gama é uma das formas de emissão do núcleo, já que existem também emissões nucleares na forma de partículas, que não foram abordadas, como a emissão de partículas alfa (dois prótons e dois nêutrons), e emissão de partículas beta (um elétron ou uma partícula equivalente de carga positiva, chamada pósitron). Como exemplo de processos nucleares, podemos citar: • fusão nuclear: quando dois núcleos se juntam e formam um novo núcleo, ou seja, um novo elemento. Esse processo ocorre no Sol. • fissão nuclear: quando um núcleo atômico sofre ruptura ao ser bombardeado, processo que ocorre em bombas atômicas. • decaimento radioativo: emissão espontânea de radiações nucleares por alguns núcleos atômicos de elementos químicos, que normalmente possuem núcleos com muitos prótons e nêutrons, como o urânio, polônio, rádio, césio, entre outros.

• Estimativa 2018: incidência de câncer no Brasil. BRASIL. Ministério da Saúde. Disponível em: <http://livro.pro/b2g23v>. Acesso em: 13 out. 2018. Para saber mais sobre o câncer, acesse:

11/22/1811/22/18 1:47 PM 1:47 PM

• ABC do Câncer: abordagens básicas para o controle do câncer. MINISTÉRIO DA SAÚDE. Instituto Nacional do Câncer. Disponível em: <http:// livro.pro/ikutsf>. Acesso em: 19 nov. 2018.

Como Como enxergamos enxergamos as cores as cores

Laser Laser – uma – uma corcor A luzAbranca luz branca é uma é uma combinação combinação de diversas de diversas cores,cores, por isso por aisso chamamos a chamamos de policromática. de policromática. Quando Quando a luzaéluz emitida é emitida em apenas em apenas uma uma cor, ela cor,éela denominada é denominada monocromática, monocromática, comocomo é o caso é o caso do laser do .laser.

fotorreceptores fotorreceptores

córneacórnearetina retina nervo nervo ópticoóptico íris

neurônios neurônios

íris

cones cones

pupilapupila

AS CORES AS CORES NÃO SÃO NÃO REAIS. SÃO REAIS. IMAGENS IMAGENS FORA DEFORA DE PROPORÇÃO. PROPORÇÃO.

Evento Evento em que emseque utiliza se utiliza laser como laser como efeitoefeito visualvisual para opara espetáculo. o espetáculo.

Fonte:Fonte: CAMPBELL CAMPBELL et al. Biologia. et al. Biologia. 10 ed.10 2015. ed. 2015. p. 1112. p. 1112.

foi desenvolvido foi desenvolvido por volta por volta de 1960 de 1960 pelo pelo físicofísico O primeiro O primeiro equipamento equipamento emissor emissor de laser de laser estadunidense estadunidense Theodore Theodore Harold Harold Maiman Maiman (1927-2007). (1927-2007). Desde Desde então, então, as tecnologias as tecnologias avançaram avançaram tem diversas tem diversas aplicações, aplicações, comocomo em cirurgias, em cirurgias, procedimentos procedimentos de cortes de cortes e soldagens e soldagens e hoje e hoje o laser o laser de materiais de materiais com com alta precisão, alta precisão, leitores leitores de CD deeCD DVD, e DVD, telecomunicações, telecomunicações, leitores leitores de códigos de códigos de de barras, barras, detecção detecção de gases de gases poluentes poluentes na atmosfera, na atmosfera, entreentre outros. outros.

Veja aVeja seguir a seguir comocomo podemos podemos enxergar enxergar as cores as cores a partir a partir de uma de uma combinação combinação de três defeixes três feixes de de luz –luz vermelho, – vermelho, verdeverde e azule –azul incidindo – incidindo em uma em uma parede. parede.

luz azul luz azul

luz verde luz verde

1 - sobreposição 1 - sobreposição das luzes das luzes vermelha vermelha e azul,eformando azul, formando a a cor magenta cor magenta 2 - sobreposição 2 - sobreposição das luzes dasverde luzes verde e vermelha, e vermelha, formando formando a cor a cor amarela amarela 3 - sobreposição 3 - sobreposição das luzes dasverde luzes verde e azul,eformando azul, formando a cor ciano a cor ciano 4 - sobreposição 4 - sobreposição das luzes dasverde, luzes verde, vermelha vermelha e azul eformando azul formando a a cor branca cor branca

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luz vermelha luz vermelha

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LEE

retina retina

Pessoa Pessoa fazendo fazendo a leitura a leitura de de um código um código de barras de barras (código (código universal universal de produtos, de produtos, que éque é formado formado por barras por barras pretaspretas e e espaços espaços brancos brancos de diferentes de diferentes espessuras) espessuras) usando usando a luz do a luz laser do laser aplicada aplicada sobresobre ele. Aele. espessura A espessura e e a sequência a sequência das barras das barras refletem refletem o o laser de laser maneiras de maneiras diferentes, diferentes, que que são utilizadas são utilizadas pelo sensor pelo sensor para apara a identificação identificação do produto. do produto.

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gerar qualquer outra cor em uma impressão, por exemplo.

#FICA A DICA, Aluno!

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Estrutura Estrutura do olho do olho humano humano mos- mosbastonete bastonete trando trando conescones e e bastonetes. bastonetes.

humorhumor vítreo vítreo

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lente lente

• Visão e Cor. PHET. Disponível

11/22/1811/22/18 5:31 PM 5:31 PMD2-CIE-F2-2047-V9-U01-C03-072-099-LA-G20.indd D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C03-072-099-LA-G20.indd 83 83

#FICA A DICA, Professor!

em: <http://livro.pro/dwgrbh>. Acesso em: 11 out. 2018.

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Laser – uma cor Para compreender a emissão tanto da luz branca quanto do laser, é necessário explicar que no átomo existem elétrons (partículas com carga elétrica negativa) que se movem em níveis de energia ao redor do núcleo. Quando um elétron absorve um “pacote” de energia específico, chamado de quantum, ele salta para um nível mais energético e, então, retorna ao seu nível, emitindo essa energia na forma de um fóton de luz, um corpúsculo localizado de pura energia, uma partícula de luz ejetada pelo átomo. Na emissão da luz branca, os elétrons emitem fótons de diversas frequências, cada uma correspondente a uma cor da luz visível, e com variação na oscilação.

Fonte: HEWITT, P. Física Conceitual. 11. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. p. 546 Representação de um feixe de luz branca, com ondas de diversas frequências fora de fase.

Um laser é emitido por uma fonte de átomos do chamado meio ativo, que podem ser gasosos, líquidos ou sólidos. Estes átomos são estimulados, absorvendo energia e desencadeando um processo que resulta na emissão de fótons, todos de mesma frequência e oscilação.

Fonte: HEWITT, P. Física Conceitual. 11. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. p. 547. Representação de um feixe de laser, com ondas de apenas uma frequência e oscilando em fase.

Veja mais informações sobre o laser no artigo disponível no link a seguir. • Os fundamentos da luz laser. BAGNATO, V. S. Física na Escola, 2001. Disponível em: <http://livro.pro/mb3wgv>. Acesso em: 11 out. 2018.

Oriente os alunos a acessarem e a manipularem o simulador do link a seguir sobre a luz e a percepção das cores pelo ser humano.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Outros Outros animais animais apresentam apresentam cones, cones, ou outras ou outras estruturas, estruturas, específi específi cas da casespécie, da espécie, que captam que captam estímulos estímulos luminosos luminosos diferentes, diferentes, possibilitando possibilitando que enxerguem que enxerguem as cores as cores de maneira de maneira diferente diferente dos dos seresseres humanos, humanos, comocomo vimosvimos na abertura na abertura destedeste capítulo. capítulo.

Na retina Na retina do olho do olho humano humano existem existem dois dois tipostipos de célula de célula fotorreceptoras fotorreceptoras relacionados relacionados à per-à percepção cepção da luz: daos luz: cones os cones e os bastonetes. e os bastonetes. Os bastonetes Os bastonetes são sensíveis são sensíveis à claridade à claridade e os cones e os cones nos nos possibilitam possibilitam a visão a visão de cores. de cores. Animais Animais que têm que somente têm somente bastonetes bastonetes enxergam enxergam comocomo se fosse se fosse um um filmefiem lmepreto em preto e branco. e branco. Existem Existem três tipos três tipos de cone, de cone, cadacada um com um com sensibilidade sensibilidade maiormaior a determinada a determinada frequência frequência de de luz: vermelha, luz: vermelha, verdeverde ou azul. ou azul. Devido Devido a uma a uma sobreposição sobreposição na absorção na absorção dessas dessas cores,cores, ao recebeao receberem estímulos rem estímulos luminosos, luminosos, váriasvárias tonalidades tonalidades podem podem ser interpretadas ser interpretadas pelo pelo cérebro, cérebro, resultando resultando nas diferentes nas diferentes corescores que percebemos. que percebemos. DessaDessa maneira, maneira, mesmo mesmo que aque luz abranca luz branca seja aseja soma a soma de várias de várias cores,cores, os olhos os olhos humanos humanos têm têm células células que captam que captam as três as cores três cores principais principais – vermelha, – vermelha, verdeverde e azul. e azul. ApósApós atravessar atravessar a córnea a córnea e entrar e entrar pela pela pupila, pupila, a luzaatinge luz atinge a região a região da retina da retina no fundo no fundo do do olho.olho. NesseNesse local,local, os bastonetes os bastonetes e os econes os cones são estimulados, são estimulados, conforme conforme a frequência a frequência da luz dainciluz incidente, dente, e enviam e enviam informações informações aos neurônios aos neurônios adjacentes, adjacentes, que, que, por meio por meio do nervo do nervo óptico, óptico, enviam enviam impulsos impulsos nervosos nervosos até oaté encéfalo, o encéfalo, ondeonde as cores as cores serãoserão interpretadas. interpretadas.

LEE

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS Como enxergamos as cores Verifique a possibilidade de iniciar os estudos deste assunto realizando a atividade proposta na seção Oficina Científica. Ao estudar a percepção das cores, explique aos alunos que a cor é uma percepção fisiológica do ser humano, relacionada à interação da luz com os olhos, podendo então variar entre indivíduos. A luz com menor frequência detectada pela visão humana corresponde à cor vermelha para a maioria das pessoas. Já a luz com maior frequência detectada pela visão humana corresponde à cor violeta para a maioria das pessoas. Entre esses limites, o espectro da luz visível é formado por infinitas cores, e assim como ocorre com as outras ondas eletromagnéticas, não há um limite bem definido entre elas. Destaque aos alunos que a luz branca é uma onda eletromagnética formada pela mistura de todas as outras cores. Já quando se fala em percepção da luz pelos nossos olhos, a detecção é feita com base em três cores. Estas cores de luz são chamadas de primárias, e formam um sistema conhecido pela sigla RGB, iniciais das cores na língua inglesa (vermelho – red, verde – green e blue – azul). Este é o sistema de cores utilizado em aparelhos de televisão e monitores de computadores. Existe outro sistema de cores conhecido pela sigla CMYK, iniciais das cores na língua inglesa (ciano – cyan, magenta – magenta, amarelo – yellow e preto-black ou key; neste caso, o preto é encarado como uma mistura colorida). A principal diferença entre esses dois sistemas é que o RGB corresponde à cor luz, ou seja, à cor emitida por fontes luminosas, como a televisão e as telas de computadores. Já o sistema CMYK corresponde à cor pigmento, ou seja, às cores que são misturadas para

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Indicações de materiais audiovisuais produzidos exclusivamente para a coleção.

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NO AUDIOVISUAL

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ILUSTRAÇÕES: ALEX SILVA

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#FICA A DICA, ALUNO! Seção na qual o professor pode indicar sites, livros, simuladores, filmes e documentários aos alunos, entre outros materiais, que venham complementar os assuntos abordados no livro.

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#FICA A DICA, PROFESSOR!

Esta seção apresenta sugestões de sites, livros, artigos, documentários e filmes, que oportunizam ao professor um aprofundamento sobre determinados assuntos, e complementam sua formação continuada.

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MATERIAL DIGITAL Além dos quatro volumes impressos deste Manual do Professor, a coleção apresenta quatro volumes de Manual do Professor – Material digital. São recursos que ajudam a enriquecer o trabalho do professor e a potencializar as relações de ensino-aprendizagem em sala de aula. Os materiais digitais estão organizados em bimestres e cada um deles possui a composição a seguir: Plano de desenvolvimento: documento que apresenta os temas que serão trabalhados ao longo do bimestre, relacionando-os aos objetos de conhecimento, habilidades e competências presentes na BNCC. Também são sugeridas estratégias didático-pedagógicas que auxiliam o professor na gestão da sala de aula e fontes de pesquisa complementares que podem ser consultadas pelo professor ou apresentadas para os alunos. Cada Plano de desenvolvimento apresenta um Projeto integrador, cujo objetivo é tornar a aprendizagem dos alunos mais concreta, articulando diferentes componentes curriculares a situações de aprendizagem relacionadas ao cotidiano da turma. Por meio dos projetos, é possível explorar temas transversais, estimular o desenvolvimento das competências socioemocionais e trabalhar com habilidades próprias de diferentes componentes curriculares. Sequências didáticas: são um conjunto de atividades estruturadas aula a aula que relacionam objetos de conhecimento, habilidades e competências presentes na BNCC, de modo a ajudar o aluno a alcançar um objetivo de aprendizagem definido. Nas sequências didáticas, foram propostas atividades que podem ser aplicadas complementarmente ao livro impresso. Também estão presentes sugestões de avaliações que ajudam o professor a aferir se os alunos alcançaram os objetivos de aprendizagem propostos. Proposta de acompanhamento da aprendizagem: são um conjunto de dez atividades (e seus respectivos gabaritos) destinadas ao aluno, acompanhadas de fichas que podem ser preenchidas pelo professor. Esse material tem o objetivo de ajudar a verificar a aprendizagem dos alunos, especialmente se houve domínio das habilidades previstas para o período, e a mapear as principais dificuldades apresentadas pela turma, auxiliando o trabalho de planejamento do professor e autoavaliação da própria prática pedagógica. Material digital audiovisual: são vídeos, videoaulas e áudios produzidos para os alunos. Nesses materiais tivemos a preocupação de apresentar: os conhecimentos científicos aplicados às necessidades materiais e tecnológicas da vida moderna; a evolução histórica de teorias científicas e também, argumentos científicos para debates a respeito da diversidade de etnias, de gênero e de culturas.

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SUMÁRIO ORIENTAÇÕES GERAIS ............................................................ VIII Proposta organizacional da coleção ................................................................VIII As habilidades de Ciências da Natureza na BNCC ............................................. XI Conteúdos da coleção .................................................................................... XV ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS ......................................................................... XIX O ensino das Ciências da Natureza no século XXI .......................................... XIX Desafios do ensino e o professor de Ciências do século XXI.......................... XXII Processo e progressão da aprendizagem de Ciências ................................... XXIII ORIENTAÇÕES METODOLÓGICAS .......................................................... XXIV Estratégias de ensino ................................................................................... XXIV Planejamento no ensino de Ciências ............................................................ XXIX Processo avaliativo e o ensino de Ciências.....................................................XXX Educação para a cidadania: ensino de valores ..............................................XXXI Temas contemporâneos e o ensino de Ciências ............................................XXXI REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...........................................................XXXII

ORIENTAÇÕES ESPECÍFICAS DO VOLUME ................................................ 12

UNIDADE 1

MATÉRIA E ENERGIA ....................................................... 12

Capítulo 1 • Investigando a matéria ......................................................... 14 Capítulo 2 • Ondas e som .......................................................................... 52 Capítulo 3 • Ondas eletromagnéticas ....................................................... 72

UNIDADE 2

SERES VIVOS: GENÉTICA, EVOLUÇÃO E PROTEÇÃO .............................................. 100

Capítulo 4 • Genética ............................................................................... 102 Capítulo 5 • Evolução ............................................................................... 134 Capítulo 6 • Biodiversidade e sustentabilidade ..................................... 164

UNIDADE 3

UNIVERSO.......................................................................... 186

Capítulo 7 • Estrutura do Universo ......................................................... 188 Capítulo 8 • Astronomia e sociedade ..................................................... 214

VII

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ORIENTAÇÕES GERAIS PROPOSTA ORGANIZACIONAL DA COLEÇÃO Esta coleção foi elaborada para atender os alunos dos anos finais do Ensino Fundamental, sendo composta por quatro volumes (6o, 7o, 8o e 9o anos). Em consonância com a Base Nacional Comum Curricular (BNCC), a coleção contempla as habilidades relativas às unidades temáticas Matéria e Energia, Vida e Evolução e Terra e Universo e se distribuem em três unidades por volume. As duas primeiras unidades apresentam três capítulos, enquanto a última, dois capítulos, totalizando oito capítulos por volume. Esse arranjo foi pensado para o trabalho bimestral dos conteúdos relacionados a cada volume, com dois capítulos a cada bimestre. Cada capítulo é subdividido em temas, que apresentam o conteúdo seguido de atividades. Os temas têm como objetivo organizar o trabalho dos professores e dos alunos, possibilitando o aprendizado e a sistematização dos conceitos. Cada unidade se estrutura da seguinte maneira:

1. 1. Resposta Resposta pessoal. pessoal. Não Não se se espera espera que que osos alunos alunos respondam respondam corretamente, corretamente, mas mas que que o assunto o assunto sobre sobre aa genética genética e ae evolução a evolução seja seja introduzido introduzido neste neste momento. momento. Comente Comente a similaridade a similaridade dasdas estruturas estruturas morfológicas morfológicas entre entre osos animais animais e que e que elaela está está relacionada relacionada a semelhanças a semelhanças nono material material genético genético dessas dessas duas duas espécies. espécies.

1.1.OsOsanimais animais que que conhecemos conhecemos atualmente atualmente possuem possuem parentesco parentesco

com com animais animais já já extintos. extintos. PorPor exemplo, exemplo, o mamute o mamute é oé ancestral o ancestral dodo atual atual elefante. elefante. EmEm suasua opinião, opinião, como como osos pesquisadores pesquisadores chechegaram garam a essa a essa conclusão? conclusão?

SERES SERES VIVOS: VIVOS:

GENÉTICA, GENÉTICA,EVOLUÇÃO EVOLUÇÃO EEPROTEÇÃO PROTEÇÃO

Você Você já já reparou reparou nana quantidade quantidade dede diferentes diferentes seres seresvivos vivosque queexiste? existe?E Eque queuma uma mesma mesmaespécie espéciepode podetertercores coresouou formas formasdiferentes, diferentes,como comoasasflores floresdesta desta imagem? imagem?Essas Essasdiferenças diferençasvisuais visuaispodem podem terterorigens origensememfatores fatoresambientais, ambientais,mas, mas, sobretudo, sobretudo, são são inflinfl uenciadas uenciadas pela pela genética genética dedecada cadaindivíduo. indivíduo.O Oestudo estudodadagenética genética possibilita possibilitacompreender compreenderalguns algunsprocessos processos relacionados relacionadosaoaodesenvolvimento desenvolvimentoe eà à evolução evoluçãodadavida. vida.Além Alémdisso, disso,permite permite entender entendercomo comoasascaracterísticas característicassão são passadas passadas dede pais pais para para filhos. filhos. JáJáososestudos estudossobre sobrea aevolução evolução podem podem envolver envolver comparações comparações entre entre asasestruturas estruturasdos dosseres seresvivos vivospresentes presentes nonoplaneta planetae ea aanálise análisededefósseis, fósseis,que que auxiliam auxiliamnanadeterminação determinaçãodederelações relações dedeparentesco. parentesco.Processos Processosreprodutivos, reprodutivos, genéticos genéticos e e evolutivos evolutivos geram geram a a biodiversidade, biodiversidade,cuja cujapreservação preservaçãoé édede grande grandeimportância importânciapara paraa amanutenção manutenção dada vida vida nono planeta. planeta. A A genética, genética, a a evolução evolução e e a a preservação preservação dada biodiversidade biodiversidade são são alguns algunsdos dosassuntos assuntosque queabordaremos abordaremos nono estudo estudo desta desta Unidade. Unidade.

2. 2. Resposta Resposta pessoal. pessoal. Espera-se Espera-se que que osos alunos alunos citem citem qualquer qualquer ação ação queque preserve preserve o ambiente, o ambiente, seja seja elaela pessoal, pessoal, coletiva coletiva ouou governamental. governamental. O objetivo O objetivo é que é que eles eles associem associem a perda a perda dada biodiversibiodiversidade dade à degradação à degradação dodo ambiente. ambiente.

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2.2. Cite Cite uma uma maneira maneira dede auxiliar auxiliar nana manutenção manutenção dada biodiversidade. biodiversidade.

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UNIDADE UNIDADE

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Campo Campo dede flores. flores. Países Países Baixos, Baixos, 2018. 2018.

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Peça aos alunos que identifiquem características que diferenciam as flores da imagem. Eles podem apontar, por exemplo, as cores, a altura, o formato e a abertura das flores. Aproveite para questioná-los sobre a diversidade que existe em diferentes espécies, inclusive em nós, seres humanos.

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Comentários sobre as atividades 1. Ao trabalhar essa atividade, é importante os alunos terem em mente que os mamutes e os elefantes são espécies distintas. Além disso, enfatize que espécies ancestrais são espécies já extintas. 2. Os alunos podem citar quaisquer atitudes que reduzem a interferência humana no equilíbrio dos ecossistemas, que já foram estudadas em anos anteriores, como: evitar jogar lixo na rua, que poderá chegar aos rios e mares, poluindo o ambiente aquático; utilizar transportes públicos, bicicletas e caminhadas, com o objetivo de reduzir a emissão de gases do efeito estufa etc.

Abertura de unidade A fotografia e o breve texto, em página dupla, contextualizam os principais assuntos a serem trabalhados nas unidades, além de despertar a curiosidade no aluno. Há perguntas a serem respondidas oralmente, e que tem o objetivo de motivar o aluno e levantar conhecimentos prévios, além de conectar o conteúdo que será trabalhado na unidade com o cotidiano dele.

101 HABILIDADES

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p. XIV

• EF09CI04 • EF09CI05 • EF09CI06 • EF09CI07

CC AP A ÍPTÍU TL UO LO

1. 1. Resposta Resposta pessoal, pessoal, espera-se espera-se que que osos alunos alunos identifiquem identifiquem que que sãosão ondas ondas eletromagnéticas, eletromagnéticas, retomando retomando o que o que foifoi estudado estudado nono capítulo capítulo anterior anterior sobre sobre osos tipos tipos dede ondas. ondas. 1.1.AsAs cores cores sãosão interpretações interpretações dodo sistema sistema nervoso nervoso dos dos animais animais emem resposta resposta a estímulos a estímulos dede determinadas determinadas frequências frequências dede ondas. ondas. Você Você sabe sabe que que tipos tipos dede ondas ondas sãosão essas? essas?

ONDAS ONDAS ELETROMAGNÉTICAS ELETROMAGNÉTICAS

2.2. Apesar Apesar dede enxergarmos enxergarmos mais mais cores cores que que muitos muitos animais, animais, alguns alguns conseguem conseguem captar captar frequências frequências que que

não não captamos. captamos. PorPor exemplo, exemplo, asas aranhas aranhas e alguns e alguns insetos insetos percebem percebem a frequência a frequência ultravioleta ultravioleta (UV), (UV), imperceptível imperceptível aoao olho olho humano. humano. Já Já asas serpentes serpentes captam captam a frequência a frequência dodo infravermelho, infravermelho, que que também também não não é perceptível é perceptível aoao serser humano. humano. Algumas Algumas tecnologias tecnologias utilizam utilizam asas frequências frequências dede ultravioleta ultravioleta ouou dede infravermelho infravermelho para para o funcionamento o funcionamento dede aparelhos. aparelhos. Identifique Identifique qual qual tecnologia tecnologia a seguir a seguir está está relaciorelacio2. 2. Resposta Resposta pessoal. pessoal. nada nada com com a frequência a frequência ultravioleta ultravioleta e qual e qual utiliza utiliza a frequência a frequência dodo infravermelho. infravermelho. Nesse Nesse momento momento nãonão se se espera espera queque os os alunos alunos associem associem corretamente corretamente as as tecnologias, tecnologias, • •Sensor Sensor dede presença. presença.mas mas queque tenham tenham contato contato com com esses esses conceitos conceitos e percebam e percebam queque eles eles estão estão presentes presentes emem nosso nosso cotidiano. cotidiano. Sensor Sensor dede presença presença e controle e controle remoto remoto utilizam utilizam tecnologias tecnologias com com base base nana • •Controle Controle remoto. remoto. emissão emissão e recepção e recepção dodo infravermelho. infravermelho. Já Já as as lâmpadas lâmpadas emitem emitem ultravioleta. ultravioleta. • •Lâmpadas Lâmpadas para para detectar detectar fraudes, fraudes, como como notas notas ouou bilhetes bilhetes falsificados. falsificados.

COMPETÊNCIAS GERAIS p. XX • 1, 2, 6, 7 e 8.

Abertura de capítulo A abertura de capítulo apresenta um infográfico relacionado a um conteúdo que será trabalhado no capítulo. Trata-se de uma maneira contemporânea de apresentar os temas e de chamar a atenção dos alunos, que são convidados a refletir sobre ele por intermédio de questões orais. Essas questões também têm o objetivo de auxiliar o(a) professor(a) na avaliação de conhecimentos prévios e de experiências dos alunos, e diagnosticar a capacidade de interpretação textual da turma. Ao final do capítulo, essas questões podem ser retomadas como instrumento de avaliação comparativa.

ESPECÍFICAS p. XXI • 1, 2, 4, 5, 7 e 8.

ENXERGANDO ENXERGANDODIFERENTE DIFERENTE Você Você sabia sabia que que muitos muitos animais animais enxergam enxergam diferente diferente dede nós, nós, seres seres humanos? humanos? OuOu somos somos nós nós que que enxergamos enxergamos diferente diferente deles? deles? Enfi Enfi m,m, o fato o fato é que é que seres seres humanos, humanos, cachorros, cachorros, gatos, gatos, insetos, insetos, aves, aves, aranhas, aranhas, serpentes serpentes – todos – todos enxergam enxergam oo mundo mundo com com cores cores diferentes. diferentes.

OBJETIVOS DO CAPÍTULO • Reconhecer o espectro eletromagnético como uma classificação das radiações eletromagnéticas por suas frequências. • Classificar as ondas eletromagnéticas por suas fontes emissoras e aplicações e discutir seus usos. • Verificar os benefícios e possíveis malefícios gerados pelas ondas eletromagnéticas. • Identificar os mecanismos envolvidos na transmissão de informações por ondas eletromagnéticas e sua importância para os sistemas de comunicação. • Compreender que a luz branca é uma onda eletromagnética composta por todas as cores que forma o espectro visível, sendo cada cor identificada por uma frequência distinta. • Identificar estruturas do olho humano responsáveis pela captação das cores. • Reconhecer que todas as cores de luz podem ser formadas pela composição de três cores captadas pelo olho humano: verde, vermelho e azul. • Reconhecer que a cor de um objeto está relacionada também à cor da luz que o ilumina. • Discutir o papel dos avanços tecnológicos relacionados às ondas eletromagnéticas no seu uso pela sociedade. ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS Veja no quadro a seguir as cores vistas por certos animais comparadas às detectadas pela visão humana.

Diferente Diferente dosdos humanos, humanos, os os cachorros cachorros não não conseguem conseguem enxergar enxergar a cor a cor vermelha. vermelha.

Cachorro Cachorro Cachorro

Humano Humano Humano

2.2.Algumas Algumas ondas ondas eletromagnéticas eletromagnéticas

NO NO LIVRO. LIVRO.

são são comumente comumente utilizadas utilizadas para para formar formar imagens. imagens. Como Como exemplo, exemplo, temos temos aa fotografia fotografia ee aa radiografia. radiografia. No No caso caso dada fotografia, fotografia, aa luz luz visível visível que que ilumina ilumina uma uma pessoa pessoa ouou objeto objeto éé refletida refletida em em direção direção àà lente lente dada máquina máquina fotográfica, fotográfica, que que iráirá fazer fazer oo registro registro dede forma forma digital digital ouou em em filmes filmes fotográficos. fotográficos. JáJá nono caso caso dada radiografia, radiografia, oo processo processo éé até até certo certo ponto ponto equivalente, equivalente, jájá que que uma uma onda onda eletromagnética eletromagnética também também éé lançada lançada nana direção direção dodo corpo corpo dede uma uma pessoa pessoa ouou objeto, objeto, incidindo incidindo em em seguida seguida em em um um filme filme fotográfico fotográfico que que éé sensibilizado, sensibilizado, fazendo fazendo um um registro registro dada forma. forma.

1. 1. b) b) Radiação Radiação infravermelha. infravermelha. Seu Seu nome nome é derivado é derivado dada posição posição que que elaela ocupa ocupa emem relação relação aoao espectro espectro visível visível – antes – antes dada luzluz vermelha. vermelha. Aproveite Aproveite e questione e questione o aluno o aluno sobre sobre o motivo o motivo dodo nome nome ultravioleta. ultravioleta.

1.1.Observe Observe oo esquema. esquema. Em Em seguida, seguida, leia leia a história a história em em quadrinhos quadrinhos e faça e faça oo que que sese pede. pede. Frequência Frequência (ciclos/s) (ciclos/s)

AS AS CORES CORES NÃO NÃO SÃOSÃO REAIS. REAIS.

1016 1016 1018 1018 1020 1020 1022 1022 1024 1024 Ultravioleta Ultravioleta

IMAGENS IMAGENS FORA FORA DE DE PROPORÇÃO. PROPORÇÃO.

Raios Raios gama gama

LuzLuz visível visível

1. 1. c) c) A personagem A personagem sente sente o calor o calor transmitido transmitido pelos pelos raios raios infravermeinfravermelhos lhos emitidos emitidos pelo pelo Sol. Sol.

PAULO CESAR PEREIRA

Raios Raios X X

PAULO CESAR PEREIRA

Infravermelho Infravermelho

AM AM FMFMMicro-ondas Micro-ondas

Fonte: Fonte: UFRJ. UFRJ. Instituto Instituto dede Física. Física. Disponível Disponível em: em: <http://www.if.ufrj. <http://www.if.ufrj. br/~boschi/ensino/basico/Fisica4/imagens/ br/~boschi/ensino/basico/Fisica4/imagens/ emspec.jpg>. emspec.jpg>. Acesso Acesso em: em: 2929 out. out. 2018. 2018.

Assim, Assim, além além dede praticar praticar atividade atividade física... física... ...também ...também pego pego uma uma corzinha, corzinha, mas mas sem sem excesso! excesso!

WANDSON ROCHA

Mas Mas sempre sempre jogo jogo depois depois dasdas 16 16 horas, horas, quando quando o Sol o Sol está está mais mais fraco. fraco.

KANASHKIN EVGENIY/SHUTTERSTOCK.COM

Espectro Espectro visível visível

Adoro Adoro jogar jogar bola bola nana praia! praia!

KANASHKIN EVGENIY/SHUTTERSTOCK.COM

10 410 4 10 610 6 10 810 8 1010 1014 1010 1012 1012 1014

WANDSON ROCHA

Rádio Rádio

2. 2. a) a) Porque Porque a luz a luz é uma é uma onda onda eletroeletromagnética magnética que que é refletida é refletida nana região região externa externa dede nosso nosso corpo, corpo, não não atingindo atingindo assim assim regiões regiões internas. internas.

g)g)Quais Quais atitudes atitudes devemos devemos tomar tomar para para nos nos proteger proteger dede uma uma exposição exposição excessiva excessiva aos aos raios raios solares? solares? Você Você costuma costuma tomar tomar essas essas atitudes? atitudes? 1. 1. e) e) A radiação A radiação UV-A UV-A emitida emitida pelo pelo solsol estimula estimula osos melanócitos, melanócitos, células células produtoras produtoras dede melanina, melanina, umum pigpig-

mento escuro escuro que que auxilia auxilia a proteger a proteger a pele a pele dosdos raios raios solares. solares. Como Como consequência, consequência, a pele a pele escurece. escurece. 9494mento 1. 1. g) g) Usar Usar filtro filtro solar, solar, chapéu, chapéu, óculos óculos escuros escuros e roupas e roupas compridas compridas quando quando a exposição a exposição aosaos raios raios solares solares

tecidos e estruturas do corpo humano, como ossos, impedem a passagem dos raios X, que não atingem o filme fotográfico e não o sensibilizam, deixando esses locais em cor clara.

b)b)Qual Qual outra outra importante importante utilização utilização desta desta onda onda eletromagnética eletromagnética para para aa EmEm tratamentos tratamentos médicos, médicos, como como sociedade? sociedade? nana radioterapia. radioterapia. Radiografia Radiografia dada c)c)Cite Cite algumas algumas vantagens vantagens e desvantagens e desvantagens mão mão dede uma uma dede uma uma usina usina elétrica elétrica termonuclear. termonuclear. SeSe 2 2 pessoa. pessoa. necessário, necessário, faça faça uma uma pesquisa pesquisa sobre sobre oo a)a)Por Por que que quando quando fazemos fazemos um um registro registro assunto. assunto. fotográfico fotográfico apenas apenas a região a região externa externa Resposta Resposta nasnas Orientações Orientações para para o professor. o professor. 5.5.Quais Quaistipos tiposdedeondas ondasum umaparelho aparelho dodo nosso nosso corpo corpo fica fica registrada registrada nana fotografia? fotografia? celular celular utiliza utiliza para para funcionar? funcionar? 5. 5. O celular O celular utiliza utiliza ondas ondas eletromagnéticas, eletromagnéticas, como como as as ondas ondas dede rádio, rádio, para para a transmissão a transmissão dede dados dados e informae informações, ções, também também ondas ondas nana faixa faixa dada luzluz visível visível nana tela tela e teclas e teclas dodo celular. celular. OsOs sons sons que que saem saem dodo aparelho, aparelho, como como música, música, atendimento atendimento dede chamada, chamada, entre entre outros, outros, sãosão ondas ondas mecânicas. mecânicas.

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3. Esta atividade discute o papel dos avanços tecnológicos para o uso das ondas eletromagnéticas em favor da sociedade, contemplando a habilidade EF09CI07. Estimule os alunos a refletir sobre a aplicação de diferentes usos das radiações eletromagnéticas, considerando os avanços

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Usina Usina elétrica elétrica termonuclear termonuclear dede Angra Angra dos dos Reis, Reis, RJ,RJ, 2015. 2015.

a)a)Qual Qual onda onda eletromagnética eletromagnética está está relacionada relacionada com com a emissão a emissão dede energia energia Raios Raios gama. gama. nuclear? nuclear?

mações sobre uma tecnologia específica, para apresentar ao restante da turma. 4. c) Algumas vantagens: não emitem gases que intensificam o efeito estufa; não dependem de fatores climáticos, como chuvas, ventos ou incidência solar; sua instalação pode ser feita em pequenas áreas, se comparada com outras usinas elétricas; há uma grande disponibilidade de materiais radioativos, que são utilizados por longos períodos. Algumas desvantagens: alto custo de instalação, devido à tecnologia empregada e à mão de obra necessária; geração de grande quantidade de lixo nuclear, já que todo item utilizado nessas usinas deve ser devidamente tratado e armazenado por vários anos; a água utilizada para condensar o vapor é devolvida ao mar a altas temperaturas, o que pode prejudicar o ambiente e o seres vivos no local; há riscos de graves acidentes que, embora raros, são de grandes proporções quando ocorrem. 5. Esta atividade retoma a questão da página 74, possibilitando aos alunos retomarem suas respostas e verificando a necessidade de ajustá-la ou complementá-la após o estudo do capítulo.

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forfor inevitável. inevitável. Evitar Evitar a exposição a exposição nono período período entre entre as as 1010 e 16 e 16 horas. horas.

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refletida na direção da máquina fotográfica, que registra no filme fotográfico ou digitalmente a imagem. No caso da radiografia, a pessoa recebe raios X, que atravessam o corpo e atingem um filme fotográfico que é posicionado atrás da pessoa e será sensibilizado, ficando escuro. Alguns

ANTONIOMAS/SHUTTERSTOCK.COM

e)e)NaNa história história emem quadrinhos, quadrinhos, a personagem a personagem está está “pegando “pegando uma uma corzinha”. corzinha”. Explique Explique como como f) f) Incidência Incidência emem excesso excesso dede raios raios solares solares pode pode causar causar queimaduras queimaduras nana pele, pele, envelheenvelheisso isso ocorre. ocorre.1. 1. cimento cimento precoce, precoce, catarata catarata , câncer , câncer dede pele, pele, entre entre outros outros danos. danos. f)f)Uma Uma exposição exposição emem excesso excesso aos aos raios raios solares solares fazfaz mal mal à pele à pele e àe saúde. à saúde. Cite Cite alguns alguns malefícios malefícios que que esse esse excesso excesso pode pode causar. causar.

ANTONIOMAS/SHUTTERSTOCK.COM

b)b)NoNo esquema, esquema, uma uma forma forma dede radiação radiação emitida emitida pelo pelo SolSol está está posicionada posicionada antes antes dodo espectro espectro dada luzluz visível, visível, apresentando apresentando maior maior comprimento comprimento dede onda. onda. Que Que forma forma dede radiação radiação é essa? é essa? Por Por que que elaela leva leva esse esse nome? nome?

d)d)NoNo quadrinho quadrinho 4,4, qual qual é aé radiação a radiação eletromagnética eletromagnética que que causa causa bronzeamento, bronzeamento, mas mas também também Radiações nana faixa faixa dodo ultravioleta. ultravioleta. danos danos à pele à pele sese a exposição a exposição aoao solsol forfor excessiva? excessiva?Radiações

c)c)Converse Converse com com seus seus colegas colegas sobre sobre como como é realizado é realizado um um exame exame dede radiografia, radiografia, fazendo fazendo um um paralelo paralelo com com a fotografia. a fotografia. Resposta Resposta nasnas Orientações Orientações para para o professor. o professor. 3.3.Avanços Avanços tecnológicos tecnológicos têm têm proporcionado proporcionado novas novas utilizações utilizações para para asas ondas ondas eletromagnéticas, eletromagnéticas, com com destaque destaque para para oo uso uso em em sistemas sistemas dede comunicação comunicação ee nana Medicina. Medicina. Discuta Discuta com com seus seus colegas colegas sobre sobre esses esses avanços avanços tecnológicos, tecnológicos, considerando considerando suas suas aplicações aplicações ee importância importância para para aa Resposta nasnas Orientações Orientações para para sociedade. sociedade.Resposta o professor. o professor. 4.4.Algumas Algumas ondas ondas eletromagnéticas eletromagnéticas dede determinadas determinadas frequências frequências são são emitidas emitidas aa partir partir dede elementos elementos químicos químicos como como oo urânio urânio ee oo plutônio. plutônio. Um Um dos dos usos usos desta desta energia energia ocorre ocorre em em usinas usinas elétricas elétricas termonucleares. termonucleares.

Adolescente Adolescente tirando tirando uma uma fotografia. fotografia.

a)a)O O que que o esquema o esquema está está mostrando? mostrando? Explique-o Explique-o com com suas suas palavras. palavras.

c)c)Nos Nos quadrinhos, quadrinhos, a personagem a personagem está está sentindo sentindo calor. calor. Qual Qual radiação radiação dodo espectro espectro eletromagnético eletromagnético é responsável é responsável por por essa essa sensação? sensação?

b)b)Que Que onda onda eletromagnética eletromagnética é utilizada é utilizada para para fazer fazer um um exame exame dede radiografia? radiografia? Raios Raios X. X.

MAURICIO SIMONETTI/PULSAR IMAGENS

frequências dasdas ondas ondas se se sobrepõem. sobrepõem. ATIVIDADES ATIVIDADES quequeasasfrequências

MAURICIO SIMONETTI/PULSAR IMAGENS

1. 1. a) a) Resposta Resposta pessoal. pessoal. O objetivo O objetivo dessa dessa atividade atividade é que é que o aluno o aluno faça faça uma uma interpretação interpretação dodo esquema, esquema, descrevendo descrevendo as as posições posições dasdas ondas ondas nono espectro espectro eletromagnético, eletromagnético, comparando comparando suas suas frequências. frequências. Verifique Verifique se se eles eles compreendem compreendem que, que, dentro dentro dodo espectro espectro dasdas ondas ondas dede rádio, rádio, estão estão as as ondas ondas AM, AM, FMFM e e ESCREVA ESCREVA as as micro-ondas. micro-ondas. Outra Outra observação observação interessante interessante a ser a ser feita feita é aé de a de NÃONÃO

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

tecnológicos mais recentes. Esses avanços têm importantes impactos na área da comunicação, permitindo, por exemplo, que conversas sejam realizadas de forma instantânea, com som e imagem em ótimas qualidades, mesmo a longas distâncias. Eles também causaram grandes

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impactos na área da Medicina, como no diagnóstico de doenças, sendo hoje possível formar imagens de estruturas internas do corpo humano de forma nítida e com riqueza de detalhes e no seu tratamento. Peça aos alunos que citem exemplos e, se possível, oriente-os a buscar mais infor-

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Já Já as as lagartixas lagartixas possuem possuem excelente excelente visão visão à noite, à noite, o que o que as as permite permite caçar caçar com com eficiência eficiência nesse nesse período. período. Seus Seus olhos olhos sãosão atéaté 350 350 vezes vezes mais mais sensíveis sensíveis para para identificar identificar as as cores cores durante durante à noite à noite dodo que que os os dosdos seres seres humanos. humanos.

Bode Bode Bode

Águia Águia Águia

Humano Humano Humano

Lagartixa Lagartixa Lagartixa

Aranha Aranha Aranha

Mesmo Mesmo que que os os olhos olhos humanos humanos consigam consigam reconhecer reconhecer umum amplo amplo espectro espectro dede cores, cores, não não enxergam enxergam a frequência a frequência dodo ultravioleta ultravioleta nem nem dodo infravermelho. infravermelho.

Humano Humano Humano

EmEm comparação comparação com com os os olhos olhos dosdos caracóis caracóis dede jardim, jardim, os os dosdos humanos humanos enxergam enxergam dede forma forma mais mais nítida. nítida.

Lagartixa Lagartixa Lagartixa

Apesar Apesar dede os os caracóis caracóis não não identificarem identificarem as cores, as cores, eles eles sãosão capazes capazes dede se concentrar se concentrar nono formato formato dasdas coisas coisas e, assim, e, assim, reconhecer reconhecer predadores predadores e outros e outros indivíduos indivíduos dede suasua espécie. espécie.

Caracol Caracol Caracol

Náutilo Náutilo Náutilo

Cobra Cobra Cobra

7272

Caracol Caracol Caracol

7373

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Ao trabalhar o infográfico, chame atenção ao formato do olho dos animais mencionados, além da forma com que enxergam. Para discutir a visão do ser humano, pode-se abordar o desenvolvimento da visão dos bebês. Os olhos de um bebê começam a ser incentivados quando ainda estão no útero, e logo que nascem, sabem apenas diferenciar claro e escuro. Com o passar dos meses, os olhos começam a enxergar vultos em preto e branco, para então formar imagens borradas de corpos próximos, desenvolvendo em seguida a capacidade de detectar algumas cores e a noção de profundidade. Os olhos humanos levam cerca de dois anos para atingir seu amadurecimento completo. Comentários sobre as atividades 1. Nesta atividade, pode ser que alguns alunos respondam que a luz é o tipo de onda relacionada à percepção das cores, já que se trata da onda que estimula o sentido da visão. Caso isso ocorra, comente que a luz é uma onda eletromagnética, já que a atividade questiona qual é o tipo de onda de acordo com sua natureza. O termo onda eletromagnética já foi abordado no capítulo anterior, quando foi feita uma distinção entre onda mecânica e eletromagnética. 2. Esta atividade objetiva identificar os conhecimentos prévios dos alunos em relação ao infravermelho e ao ultravioleta, os quais serão estudados no capítulo.

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ANIMAL

O QUE ENXERGAM

ANIMAL

O QUE ENXERGAM

Aranhas (aranhas saltadoras) Insetos (abelhas) Crustáceo (lagosta) Cefalópodes (polvos e lulas) Peixes Anfíbios (sapos)

Ultravioleta e verde Ultravioleta, azul e amarelo Azul e vermelho Azul Duas cores Normalmente veem apenas uma cor

Répteis (serpentes) Aves Mamíferos (gatos) Mamíferos (cães) Mamíferos (coelho) Mamíferos (ratos) Mamíferos (macacos sul-americanos)

Infravermelho e algumas cores Sete cores, ou mais Duas cores, fracamente Duas cores, fracamente Azul e verde Ultravioleta, azul e verde Mesmas cores que humanos

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ATIVIDADES As atividades desta seção requerem que os alunos identifiquem as principais características das ondas eletromagnéticas estudadas, no caso as ondas ultravioleta, raios X e raios gama, resgatando os conhecimentos das outras ondas estudadas anteriormente (ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho e luz visível). 1. Ao trabalhar esta atividade, os alunos têm a oportunidade de identificar o espectro eletromagnético e reconhecê-lo como uma forma de organizar as radiações eletromagnéticas por suas frequências, verificando quais delas são emitidas pelo Sol e suas interações com o corpo humano, objeto de conhecimento contemplado na habilidade EF09CI06. É importante que os alunos compreendam que, entre as radiações emitidas pelo Sol, a luz visível ilumina o ambiente, o infravermelho proporciona a transmissão de calor que aquece o planeta, e o ultravioleta interage com o corpo humano tanto de forma benéfica quanto maléfica. Aproveite a forma lúdica como a atividade foi proposta, para retomar os conceitos apresentados no Capítulo, enfatizando também a importância dos cuidados com a saúde. Se achar interessante, oriente os alunos a ilustrarem no caderno uma história em quadrinhos que envolva algum dos conceitos trabalhados durante este capítulo. Se achar conveniente, realize um trabalho em conjunto com o(a) professor(a) de Arte. 2. Nesta atividade, os alunos podem discutir e avaliar as implicações das diferenças no uso desses dois tipos de onda eletromagnética, contemplando a habilidade EF09CI06. c) Tanto no registro fotográfico quanto na radiografia, uma onda eletromagnética deve incidir sobre o corpo da pessoa. No caso da fotografia, o corpo da pessoa recebe a radiação na faixa da luz visível, que é

Aranha Aranha Aranha

Humano Humano Humano

À noite, À noite, a visão a visão dosdos seres seres humanos humanos é limitada é limitada e, normalmente, e, normalmente, enxergamos enxergamos emem tons tons acinzentados. acinzentados.

Cachorro Cachorro Cachorro

As As aranhas aranhas saltadoras saltadoras detectam detectam a a frequência frequência dodo ultravioleta, ultravioleta, o que o que permite permite que que distingam distingam detalhes detalhes não não percebidos percebidos pelos pelos humanos. humanos.

OsOs olhos olhos humanos humanos conseguem conseguem enxergar enxergar diferentes diferentes cores. cores.

ALEX ARGOZINO

100

ALEX ARGOZINO

Os conteúdos trabalhados nesta Unidade fazem parte da unidade temática Vida e evolução da BNCC. Aqui, trabalhamos alguns assuntos relacionados à Genética e à forma como ocorre a transmissão de características entre os progenitores e seus descendentes. Para isso, serão apresentados alguns conceitos essenciais para a compreensão do conteúdo, como: gene, alelos, genótipo e fenótipo. Além disso, serão utilizados heredogramas para embasar o estudo da hereditariedade. Outros assuntos abordados na unidade relacionam-se à área de Evolução. Serão apresentadas diferentes ideias evolucionistas de cientistas que muito contribuíram na comunidade científica, tais como Lamarck (1744-1829) e Darwin (1809-1882). Ademais, serão discutidas evidências que embasam a evolução dos seres vivos, como os fósseis, a homologia e estudos genéticos. Este assunto será finalizado apresentando a especiação por isolamento geográfico e alguns aspectos evolutivos dos seres humanos. A Unidade se encerra com questões sobre a importância da proteção da biodiversidade existente no mundo. Assim, serão trabalhados os conceitos de conservação e preservação, como estes auxiliam a determinação de Unidades de Conservação (UC), e a sua importância à manutenção do equilíbrio dos ecossistemas. Por fim, serão destacadas ações sustentáveis bem-sucedidas, desenvolvidas em diversas cidades do país. As páginas de abertura da Unidade têm por estratégia estimular a curiosidade dos alunos a respeito da diversidade de seres vivos existentes no planeta, diversidade, essa, presente entre espécies e também em uma mesma espécie. No caso, optou-se por destacar flores de mesma espécie, que se diferenciam pela cor de suas pétalas.

Fonte: ARIZONA STATE UNIVERSITY. How Do You Know If an Animal Can See Color? Disponível em: <https://askabiologist.asu.edu/ colors.animals-see>. Acesso em: 9 out. 2018. Tradução dos autores.

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Atividades As atividades empregam diferentes recursos com o objetivo de aprimorar a competência leitora, além de torná-las mais lúdicas e prazerosas para os alunos. Durante a seção, algumas questões podem retomar os questionamentos realizados oralmente durante o capítulo, seja das páginas de abertura ou do texto principal. O objetivo desses resgates é reforçar o conceito avaliador das questões orais, bem como consolidar a assimilação do conteúdo.

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VIII

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1. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem que o uso indiscriminado de inseticidas tem contribuído para o aumento da resistência de pragas agrícolas, visto que os produtos estão selecionando organismos que possuem genes de resistência a eles. Isto é, esses organismos resistentes não morrem ao serem expostos ao inseticida e, ao se reproduzirem, transmitem seus genes de resistência aos descendentes, o que leva ao aumento de indivíduos resistentes na população.

Os textos e as atividades auxiliam na formação cidadã daqueles alunos que demonstram disposição em transformar conscientemente a sua realidade e se comprometem com a construção de novos hábitos de vida e de relacionamentos coletivos.

Comentários sobre as atividades 1 e 2. Ao realizar essas atividades, destaque que, dentro de uma população de uma espécie de praga, os indivíduos possuem diferentes graus de resistência ao inseticida. Ou seja, parte da população é pouco resistente aos agroquímicos, parte possui uma resistência intermediária e parte é muito resistente. Com o uso indiscriminado de inseticidas, somente os

1. Em algumas cavernas ao redor do mundo, inclusive no Brasil, vivem espécies de peixes cegos, isto é, peixes que não têm olhos funcionais. Sabendo que o interior de uma caverna é desprovido de iluminação natural, explique, à maneira de Lamarck e de Darwin e Wallace, a existência desses peixes.

Atualmente, a produtividade do setor agrícola de diversos países tem sido ameaçada pelo aumento da resistência de pragas agrícolas a inseticidas. O aumento da resistência a inseticidas tem dificultado o controle de pragas agrícolas em diferentes partes no mundo. Um dos motivos para o aumento é o uso indiscriminado desses próprios agroquímicos nas lavouras. [...] “O fator determinante da evolução da resistência de uma praga a um inseticida é [...] o uso contínuo de um mesmo produto sem a implementação efetiva de estratégias de manejo de resistência”, disse Celso Omoto, professor da Escola de Agricultura “Luiz de Queiroz” da Universidade de São Paulo (Esalq-USP) [...]. “Isso faz com que aumente a proporção de indivíduos resistentes no campo que, ao se reproduzirem, transmitem os genes responsáveis pela resistência aos seus descendentes e, gradativamente, a população dessa praga passa a não ser controlada eficientemente com o inseticida”, explicou. ALISSON, E. Aumento de resistência de pragas agrícolas a inseticidas ameaça agronegócio. Agencia Fapesp. Disponível em: <http://agencia.fapesp.br/aumento-de-resistencia-de-pragas-agricolas-a-inseticidas-ameacaagronegocio/26432/>. Acesso: 27 set. 2018.

Por esse motivo, pesquisadores têm desenvolvido projetos de controle de pragas que têm como objetivo a redução do uso de inseticidas. Um desses projetos propõe a manipulação do DNA de insetos que são pragas agrícolas e seu controle biológico, isto é, o uso de predadores naturais desses insetos. 2. Darwin. A resistência a inseticidas é uma característica favorável para a sobrevivência das pragas agrícolas. Portanto, elas possuem maior chance de sobreviver e tendem ATIVIDADES a produzir mais descendentes, ao longo do tempo, que irão herdar essa característica. Com o tempo, existirá uma grande população de pragas resistentes a esses inseticidas. 1. Explique resumidamente, com suas palavras, o tema da reportagem acima.

Entrada de caverna na Chapada dos Guimarães, MT, 2018.

2. O pesquisador inglês Bernard

2. A resistência a inseticidas, apresentada na reportagem, é explicada pela teoria evolucionista de Lamarck ou pela teoria de Darwin? Justifique sua resposta.

Uso de inseticidas em produções agrícolas. Parnacity, PR, 2016.

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indivíduos com alta resistência sobreviverão e, assim, produzirão descendentes que também possuirão essas características. Reforce, também, que na ausência dos agroquímicos a característica “resistência aos inseticidas” não traz nenhum

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benefício para as espécies de praga. No entanto, a adição desses químicos nas lavouras altera o ambiente e, assim, as características serão afetadas pela seleção natural.

das árvores, escurecidos pela poluição, e seriam menos predadas do que as claras. Em contrapartida, em ambientes menos poluídos, as mariposas claras se camuflariam nos troncos das árvores e seriam menos predadas que as mariposas escuras. Assim, na geração seguinte, a população de mariposas escuras aumentaria em áreas poluídas, enquanto que a de mariposas claras aumentaria em áreas menos poluídas.

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Esta seção apresenta a aplicação dos conhecimentos científicos em diversos âmbitos do cotidiano dos alunos, como na aplicação de tecnologias, na sociedade, no ambiente e na saúde. Além disso, a seção propicia aos alunos observar as diversas interações entre esses temas, tornando os conteúdos e conceitos mais significativos.

RESISTÊNCIA A INSETICIDAS

ERNESTO REGHRAN/PULSAR IMAGENS

Entre contextos

1. Lamarck poderia dizer que, por viverem em um ambiente desprovido de luz, os peixes perderam a visão por desuso dos olhos − no passado, peixes com olhos normais que viviam no local foram deixando de utilizar esses órgãos, por causa da escuridão, que foram aos poucos se atrofiando − e por herança de NÃO ESCREVA caracteres adquiridos –, pois a característica foi passando NO LIVRO. aos descendentes ao longo das gerações.

ATIVIDADES

ENTRE CONTEXTOS

ENTRE CONTEXTOS O livro explora as ideias de Darwin utilizando um texto científico, conforme a habilidade EF09CI10 e discute a atuação da seleção natural nas variantes de uma mesma espécie, de acordo com a habilidade EF09CI11. Adicionalmente, essa seção possibilita que os alunos recorram aos conhecimentos das Ciências Naturais para auxiliar nas decisões socioambientais e que afetam a saúde coletiva, contemplando a competência específica 7. Ao ler o texto do livro com os alunos, aproveite para destacar que o uso desses químicos no Brasil é cada vez mais alto. Ressalte que, segundo as informações contidas no texto citado, o uso de agroquímicos no Brasil aumentou em 172% entre 2005 e 2017. Para efeito de comparação, o crescimento no resto do mundo no mesmo período foi de 90%. Adicionalmente, o país gastou R$ 9,7 bilhões com estes compostos químicos apenas em 2012. Esse valor aumentou para R$ 12 bilhões em 2014, dos quais R$ 4,6 bilhões foram gastos em inseticidas. Se achar necessário, acrescente que, além de aumentar a resistência das pragas, os pesticidas também podem trazer problemas de saúde para as pessoas. Por exemplo, ao redor do mundo cerca de 200 mil pessoas morrem anualmente por intoxicação aguda associada aos pesticidas.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Kettlewell (1907-1979) realizou um estudo com mariposas da espécie Biston betularia, cujas populações apresentavam indivíduos de coloração clara e indivíduos de coloração escura. Ele observou que em ambientes poluídos existia uma proporção maior de mariposas escuras em relação às claras, enquanto que, em ambientes menos poluídos, existia uma proporção maior de mariposas claras do que escuras. Kettlewell concluiu que, em ambientes poluídos, as mariposas escuras se camuflariam nos troncos 3. a) I – Lamarck, II – Darwin e Wallace.

Mariposas de coloração clara e escura da espécie Biston betularia.

• Estabeleça uma relação entre as conclusões de Kettlewell e as ideias da teoria da evolução de Darwin e Wallace. Respostas nas Orientações para o professor. 3. Retome a terceira questão da página 142 e responda: a) Que explicação Lamarck daria (I ou II) para a existência de bicos de aves especializados a seus hábitos alimentares? Qual delas seria a explicação de Darwin ou de Wallace? b) Justifique suas respostas ao item anterior com base no que estudou. Respostas nas Orientações para o professor.

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1.Resposta pessoal. Aproveite para discutir com os alunos sobre a importância da marcação do tempo, pois determinou-se a duração de um dia ou de um ano; a determinação das estações do ano; a compreensão da ocorrência de eclipses e a previsão da ocorrência deles etc. Retome a página de abertura do capítulo e associe estas outras influências. 2. Quando o cinema surgiu, no final do século XIX, era considerado entretenimento para as grandes massas. A partir de INTEGRANDO COM 1911, foi considerado como “sétima arte” pelo teórico e crítico de cinema Ricciotto Canudo, o qual o definiu como uma ARTE síntese moderna de todas as outras artes, arquitetura, música, pintura, escultura, poesia e dança.

ASTRONOMIA E CINEMA

DE AGOSTINI PICTURE LIBRARY / S. VANNINI / BRIDGEMAN IMAGES/AGB PHOTO

FILME DE CHRISTOPHER NOLAN. INTERESTELAR. WARNER BROS PICTURES. EUA. 2014

Quando o cinema surgiu, no final do século XIX, foi considerado entretenimento para as massas. No entanto, a partir de 1911, com a obra do italiano Ricciotto Canudo (1879-1923), o cinema passou a ser referido como arte, mais precisamente, como a “sétima arte”. Canudo era um teórico e crítico de cinema e o definiu como uma síntese moderna de todas as outras artes, arquitetura, música, pintura, escultura, poesia e dança. Entre os gêneros cinematográficos, a ficção científica é a que mais explora os astros e os fenômenos que os envolvem. Em muitos filmes de ficção científica, podemos observar uma explicação do Universo muito similar às propostas pelos estudos em Física e Astronomia. Um exemplo é o filme Interestelar, de Christopher Nolan, lançado em 2014. Neste filme, por exemplo, aborda-se o buraco negro rotativo, um fenômeno que é previsto com base em teorias de pesquisadores como o físico alemão Albert Einstein (18791955) e apoiado por observações astronômicas. Já em outros filmes, o Universo é interpretado Cartaz do filme Interestelar (2014). mais livremente, sem considerar os conhecimentos científicos. Um exemplo é a franquia de filmes 3. Resposta pessoal. Professor(a), é possível selecioGuerra nas Estrelas, em que se representa a propanar um filme de ficção científica e apresentar aos alunos durante a aula, ou algum trecho de um gação de som no espaço, por exemplo. filme. E então, solicitar aos alunos que identifiquem conceitos astronômicos apresentados no filme que estejam corretos cientificamente e outros que não estejam. Aproveite para ATIVIDADES discutir com os alunos que a linguagem artística não necessariamente reflete a realidade.

Apep representada em uma tumba egípcia.

Os indígenas tupi-guarani explicam a origem da Terra, do Sol e da Lua pela lenda de Nhamandu. De acordo com essa lenda, antes do início de tudo, existia Nhamandu, que apenas com um sopro criou Kuaray. Kuaray fez surgir Tupã, a partir de seu coração. Tupã, ao dançar e cantar, criou vários mundos, estrelas e a Terra. Na Terra, Tupã criou os mares, as montanhas e o primeiro humano, Nhanderovussu. Este, por sua vez, criou os animais, as plantas, e a primeira mulher, que se tornou sua esposa. Juntos, deram origem aos diversos povos que hoje existem. Cansado de andar pela Terra, Nhanderovussu decidiu partir e se transformar no Sol; sua esposa, então, decidiu fazer o mesmo, e se transformou na Lua. Desde então, eles estariam no céu, olhando e cuidando do povo tupi-guarani.

1. Com o avanço dos estudos e o desenvolvimento tecnológico, foi possível ampliar os conhecimentos sobre os astros. Partes deles refletem na arte, em alguns filmes de ficção científica. De que outras formas você acredita que a ampliação do conhecimento astronômico influenciou nosso cotidiano?

2. Explique como o cinema passou a ser considerado como “a sétima arte”. 3. Cite um filme que você tenha assistido recentemente e analise os conceitos astronômicos apresentados nele. Identifique se os conceitos estão corretos cientificamente ou não.

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#FICA A DICA, Professor!

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Sobre a ficção científca e o ensino de Ciências, acesse: • Aprender ciência com a ajuda da ficção. ALCÂNTARA, Alex Sander. Agência FAPESP. Disponível em: <http://livro.pro/ uwt793>. Acesso em: 16 out. 2018.

O artigo científico completo citado na reportagem pode ser acessado no link a seguir. • A ficção científica e o ensino de Ciências: o imaginário como formador do real e do racional. GOMES-MALUF, Marcilene Cristina; SOUZA, Aguinaldo Robinson de. Disponível em: <http://livro.pro/q9kvwb>. Acesso em: 16 out. 2018.

Integrando com... Nesta seção, temas complementares ao capítulo recebem um olhar integrado com outros componentes curriculares, como História, Geografia ou Matemática. Essa relação objetiva romper com os limites entre as diferentes áreas de conhecimento e integrá-las, proporcionando uma aprendizagem mais efetiva aos alunos a partir de uma compreensão mais abrangente da realidade.

Comentários sobre as atividades 1. Ao trabalhar com a atividade, retome o infográfico das páginas de abertura do capítulo, reforçando todas as tecnologias que utilizamos que foram derivadas de estudos astronômicos (os spin-offs). 2. A atividade requer a interpretação do texto pelos alunos. Tire dúvidas, se houver. É importante que os alunos reconheçam a importância do cinema como arte e também ferramenta de aprendizado, além de entretenimento.

7:47 PM Na reportagem 11/22/18 a seguir, pesquisadores da UNESP indicam filmes para saber mais sobre ciência e tecnologia. • Filmes para saber mais sobre Ciência e tecnologia. D’AMBRÓSIO, Oscar. Disponível em: <http://livro.pro/ hszpd4>. Acesso em: 16 out. 2010

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Pense bem A produção e o desperdício de alimentos

Além das ações governamentais e coletivas, cada pessoa pode realizar ações sustentáveis individuais. Veja alguns exemplos a seguir. Água Fechar as torneiras ao escovar os dentes. Tomar banhos de curto período e fechar o registro ao se ensaboar. Recolher a água das chuvas para lavar calçadas, carros e regar as plantas. Não jogar lixo na rua nem em córregos, rios ou no oceano. Ar Dar preferência para o transporte coletivo em lugar de automóveis, ou usar bicicleta. Fornecer ou pegar carona com pessoas conhecidas e de confiança sempre que possível. Preferir biocombustível a derivados de petróleo. Plantar árvores. Não realizar queimadas. Resíduos Repensar o consumo e reduzir a quantidade de resíduos gerados. Separar os resíduos e descartar em locais adequados. Não jogar lixo nas ruas.

ATIVIDADES

1. Resposta pessoal. O objetivo da atividade é fazer os alunos refletirem sobre a importância das ações individuais para a sustentabilidade e a conservação do ambiente.

1. Você acha que essas ações são importantes? Explique.

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2. Escolha um grupo de pessoas, como os colegas de sala, a comunidade escolar, as pes-

No mundo, cerca de 30% dos alimentos produzidos são desperdiçados. Na fotografia, maçãs descartadas.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

AÇÕES SUSTENTÁVEIS NO COTIDIANO

Esta seção aborda assuntos relacionados à ética e à cidadania a partir de contextos científicos. A promoção da discussão sobre temas como direitos e deveres, princípios gerais de valores, convivência democrática e inclusão social colaboram com a formação humana integral dos alunos e ajudam na formação de seu caráter. A formação do caráter é uma das competências que se destacam para o século XXI. Apesar de parecer um termo não educacional, estudos em neuropsicologia afirmam que, entre as modificações que nosso cérebro realiza por meio do aprendizado, muitos aspectos da qualidade do caráter podem ser aprendidos e aprimorados (LICKONA, 2004 apud FADEL, 2015). Além disso, a constituição do caráter facilita as relações de sucesso, seja na sala de aula ou fora dela, colaborando na formação de cidadãos autônomos e críticos, aptos a enfrentar situações de exclusão, preconceito e discriminação das mais variadas formas.

2. Resposta pessoal. Algumas sugestões são: providenciar uma cisterna para captação de água da chuva; fazer uma composteira na escola, para transformar em adubo os restos de alimentos gerados na cozinha; fazer uma horta de orgânicos.

PENSE BEM

Atualmente, a produção de alimentos pela agricultura gera poluição do ambiente e contaminação pelo uso excessivo de agrotóxicos e fertilizantes. Outro grande problema relacionado aos alimentos é o desperdício. Trata-se de um problema mundial. Segundo dados da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO), aproximadamente 1,3 bilhão de toneladas de alimentos são descartados no planeta a cada ano, o que equivale a 30% do total produzido. De acordo com a FAO, existe uma diferença entre perda e desperdício. A perda acontece por causa de problemas surgidos durante a produção, a colheita e o transporte (60%). Já o desperdício ocorre nos comércios (30%) e no consumo (10%), tanto em restaurantes como nas residências. Ações sustentáveis relacionadas aos alimentos envolvem o uso adequado de agrotóxicos e de fertilizantes, ou mesmo sua substituição por opções que não prejudicam o ambiente. Também é necessário evitar que alimentos em boas condições sejam jogados no lixo. Pensando nisso, a organização não governamental (ONG) Banco de Alimentos atua combatendo o desperdício de alimentos na cidade de São Paulo. Uma de suas ações é coletar, em estabelecimentos comerciais, alimentos excedentes que estejam dentro do prazo de validade e distribuí-los para instituições de caridade. Além disso, eles atuam ensinando como manipular adequadamente os alimentos, como utilizar partes de vegetais com alto valor nutricional – e que geralmente são jogados no lixo, como talos, folhas, cascas, entre outros – e na conscientização da sociedade com relação ao desperdício.

LUCAS FARAUJ

Os astros também têm influência na cultura dos povos, e muiVeja no material autos deles criaram mitos sobre o Sol, a Lua, as constelações, os eclipdiovisual o vídeo sobre a origem do Universo ses etc. Os antigos egípcios, por exemplo, explicavam a ocorrênem diferentes culturas. cia de eclipses por meio do mito de Apep, a serpente da Lua. De acordo com esse mito, Apep seria uma serpente vista como um monstro, cujo adversário natural era o deus do Sol, Rá. A serpente perseguia Rá, pois seu objetivo era devorá-lo. Eles lutaram enquanto Rá arrastou o Sol pelo céu, iluminando diversas regiões do mundo. De vez em quando, Apep conseguia vencer a trajetória percorrida pelo deus e originava um eclipse solar. Mas Rá e outros defensores do céu, ao lutar, sempre conseguiam fugir da sombra de Apep, voltando a luz solar.

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Mitos e lendas

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soas de sua casa, do seu prédio ou de outro grupo que considerar adequado e, com base na lista de ações anteriores, proponha colocar em prática uma ou mais delas.

3. Com base nas ações relacionadas, faça uma autoanálise e, no caderno, faça uma tabela com duas colunas para registrar as ações que você pratica e as que não pratica. Em seguida, elabore estratégias para incluir em seu cotidiano as que ainda não pratica. Resposta pessoal. Auxilie os alunos na autoanálise e na elaboração das estratégias. Oriente-os a partilhar suas ideias e seus futuros resultados.

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Comentários sobre as atividades 1, 2 e 3. As atividades têm o objetivo de levar os alunos a refletir sobre ações sustentáveis e sua importância para a conservação e a preservação do ambiente. Converse com os alunos sobre os problemas que eles observam na escola ou na

comunidade e quais eles acham que precisam de ações mais urgentes. Caso a escola ainda não possua, implementar um sistema de separação e descarte dos resíduos é uma boa opção, que pode inclusive ser estendida para toda a comunidade. Incentive-os também a conversar com seus pais ou respon-

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

3.3. OsOs corredores corredores ecológicos ecológicos possibilitam possibilitam a mobilidade a mobilidade 2.2. OsOs corredores corredores ecológicos ecológicos possibilitam possibilitam a troca a troca dede material material dada fauna fauna dede umum local local para para outro, outro, permitindo permitindo aa genético genético entre entre diferentes diferentes populações populações dede uma uma espécie, espécie, variabilidade variabilidade genética genética e protegendo e protegendo espécies espécies dede garantindo garantindo a variabilidade a variabilidade genética, genética, que que tem tem umum papel papel distribuição distribuição restrita restrita e ameaçadas e ameaçadas dede extinção. extinção. fundamental fundamental nana evolução evolução dasdas espécies, espécies, uma uma vezvez que que aa seleção seleção natural natural fazfaz opção opção pelos pelos genótipos genótipos mais mais vantajovantajoCorredor Corredor dadaMata Mata Atlântica Atlântica sossos emem uma uma determinada determinada condição condição ecológica. ecológica. 40° O40° O Garantir Garantira avariabilidade variabilidadegenética genéticadedeuma uma população populaçãoé éextremamente extremamenteimportante, importante,pois pois elaela tem tem um um papel papel fundamental fundamental nana evolução evolução das das espécies. espécies.Lembre-se Lembre-sededeque quea aseleção seleçãonatural natural atua atua sobre sobre osos genótipos genótipos mais mais vantajosos vantajosos em em dedeBABA terminada terminadacondição condiçãoecológica. ecológica.Sem Sema avariabilivariabilidade dadegenética, genética,uma umapopulação populaçãointeira inteirapoderia poderia serser suscetível suscetível a mudanças a mudanças ambientais, ambientais, correndo correndo maior maior risco risco dede extinção. extinção. OsOs corredores corredores ecológicos ecológicos brasileiros brasileiros são são proprotegidos tegidos pela pela mesma mesma leilei ambiental ambiental que que institui institui oo Sistema Sistema Nacional Nacional dede Unidades Unidades dede Conservação. Conservação. Isso Issoquer querdizer dizerque queeles elessão sãounidades unidadesdedeproproteção teçãodadabiodiversidade. biodiversidade.Alguns Algunsdos doscorredocorredoOCEANO OCEANO ATLÂNTICO ATLÂNTICO resres biológicos biológicos brasileiros brasileiros são: são: corredores corredores Norte, Norte, MGMG Central, Central,Leste Lestee eOeste OestedadaAmazônia, Amazônia,Corredor Corredor Central CentraldadaMata MataAtlântica, Atlântica,Corredor CorredordadaSerra Serra dodoMar, Mar,Corredor CorredorAraguaia-Bananal, Araguaia-Bananal,Corredor Corredor dodo Cerrado Cerrado eo eo Corredor Corredor Cerrado-Pantanal. Cerrado-Pantanal. O OCorredor CorredorCentral CentraldadaMata MataAtlântica Atlânticasese estende estendedodoEspírito EspíritoSanto Santoaté atéo osulsuldadaBahia. Bahia. ESES EleEle apresenta apresenta extrema extrema riqueza riqueza biológica biológica e abrie abri20°S20°S gaga muitas muitas espécies espécies ameaçadas ameaçadas dede extinção extinção e de e de distribuição distribuição restrita, restrita, isto isto é, é, que que ocupam ocupam pequepequenos nos espaços espaços territoriais territoriais específi específi cos. cos.

OOASSUNTO ASSUNTOÉ... É... CORREDORES CORREDORESECOLÓGICOS ECOLÓGICOS OsOs corredores corredores ecológicos, ecológicos, também também chamados chamados dede corredores corredores dada biodiversidade, biodiversidade, são são faixas faixas dede vegetação vegetação que que têm têm grande grande importância importância biológica, biológica, pois pois estabelecem estabelecem uma uma ligação ligação entre entre fragmenfragmentostos florestais florestais e Unidades e Unidades dede Conservação Conservação que que foram foram separados separados em em consequência consequência dede atividades atividades e ações e ações humanas, humanas, como como a construção a construção dede estradas estradas eo eo desmatamento desmatamento para para a abertura a abertura dede áreas áreas agrícolas agrícolas ouou a criação a criação dede animais, animais, entre entre outros. outros. OsOs corredores corredores são são planejados planejados para para reduzir reduzir a fragmentação a fragmentação dede ecossistemas ecossistemas naturais naturais e favoe favorecer recer a manutenção a manutenção dede processos processos fundamentais fundamentais para para a conservação a conservação dada biodiversidade, biodiversidade, como como aa polinização, polinização, a dispersão a dispersão dede sementes sementes eo eo ciclo ciclo hidrológico. hidrológico. Eles Eles são são construídos construídos por por meio meio dodo plantio plantio dede espécies espécies nativas nativas características características dos dos ecossistemas ecossistemas que que estão estão sendo sendo conectados. conectados. Dessa Dessa forma, forma, a fauna a fauna encontra encontra disponibilidade disponibilidade dede alimentos alimentos e abrie abrigos gos e pode e pode deslocar-se deslocar-se dede uma uma região região para para outra, outra, o que o que permite permite a troca a troca dede material material genético genético entre entre diferentes diferentes populações populações dede uma uma espécie, espécie, garantindo garantindo maior maior variabilidade variabilidade genética. genética.

ALLMAPS

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RJRJ

Corredor ecológico terrestre Corredor ecológico terrestre Corredor ecológico marinho Corredor ecológico marinho Corredor central Mata Atlântica Corredor central dada Mata Atlântica

BRASIL. Ministério Meio Ambiente. O Corredor Central Mata Atlântica. Disponível em: <http://www.mma.gov. BRASIL. Ministério dodo Meio Ambiente. O Corredor Central dada Mata Atlântica. Disponível em: <http://www.mma.gov. br/estruturas/sbf_corredores/_publicacao/109_publicacao10072009110911.pdf>. Acesso em: nov. 2018. br/estruturas/sbf_corredores/_publicacao/109_publicacao10072009110911.pdf>. Acesso em: 2222 nov. 2018.

1. 1. OsOs corredores corredores ecológicos ecológicos ouou corredores corredores dada biodiversidade biodiversidade sãosão faixas faixas dede vegetação vegetação dede grande grande importância importância biológica, biológica, que que têm têm o objetivo o objetivo dede ligar ligar fragmentos fragmentos florestais florestais e Unidades e Unidades dede Conservação Conservação separados separados porpor ações ações antrópicas, antrópicas, como como estradas, estradas, áreas áreas agrícolas, desmatamento, desmatamento, entre entre outros. outros. 1.1.O Oque que são são osos corredores corredores ecológicos? ecológicos?agrícolas,

XICO PUTINI/SHUTTERSTOCK.COM

ATIVIDADES ATIVIDADES

2.2.Qual Qual éé aa importância importância dos dos corredores corredores ecológicos ecológicos para para aa evolução evolução das das espécies? espécies? 3.3.Como Como osos corredores corredores ecológicos ecológicos ajudam ajudam aa proteger proteger aa biodiversidade? biodiversidade? 4.4.Reúna-se Reúna-se com com seus seus colegas colegas dede grupo grupo ee pesquisem pesquisem oo corredor corredor ecológico ecológico mais mais própróximo ximo dada região região onde onde vocês vocês moram. moram. Pode Pode ser ser que que oo corredor corredor ecológico ecológico seja seja uma uma grande grande área área ouou esteja esteja em em alguma alguma propriedade propriedade rural, rural, ligando ligando fragmentos fragmentos dede mata. mata. Levantem Levantem informações informações sobre sobre osos animais animais que que normalmente normalmente sese encontram encontram nessa nessa área, área, bem bem como como aa localização localização ee oo tamanho tamanho dodo corredor corredor selecionado selecionado por por vocês. vocês. Façam Façam um um vídeo vídeo nono formato formato dede documentário documentário ee apresentem apresentem aos aos colegas. colegas. 4.4. Resposta Resposta pessoal. pessoal. Professor(a), Professor(a), se se possível, possível, organize organize uma uma visita visita a um a um local local que que tenha tenha umum corredor corredor ecológico. ecológico. Peça Peça aosaos alunos alunos que que levem levem umum celular celular para para tirar tirar fotos fotos e realizar e realizar filmagens filmagens para para a produção a produção dodo vídeo. vídeo.

Vista Vista aérea aérea dede parte parte dodo Corredor Corredor dede Biodiversidade Biodiversidade Santa Santa Maria, Maria, que que liga liga a faixa a faixa dede proteção proteção dodo reservatório reservatório dede Itaipu Itaipu aoao Parque Parque Nacional Nacional dodo Iguaçu. Iguaçu.

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Comentários sobre as atividades 1 e 3. As atividades têm o objetivo de verificar o conteúdo assimilado pelos alunos com a leitura do texto da seção. Tire as dúvidas, se houver. 2. Ao trabalhar com a questão, relembre o que é variabilidade genética e seleção

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ANDRADE, R.O. Vida que corre. Revista Pesquisa Fapesp. Disponível em: <http://revistapesquisa.fapesp. br/2018/09/18/vida-que-corre/>. Acesso em: 12 out. 2018.

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natural, assuntos já estudados nesta Unidade. 4. Explique aos alunos que um documentário é uma produção artística que visa explorar a realidade, com conteúdo informativo.

A restauração de matas ciliares às margens de lagos, rios e nascentes por produtores agrícolas praticamente dobrou a cobertura de Mata Atlântica nas últimas duas décadas dentro de propriedades rurais nos estados de São Paulo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Paraná e Mato Grosso do Sul.[...] A regularização ambiental favoreceu a criação de corredores ecológicos, fundamentais para a conservação da biodiversidade. Mesmo assim, a área total de cobertura florestal nas propriedades avaliadas ainda está abaixo dos 20% previstos pela legislação brasileira. [...] “A fragmentação é considerada um grave problema ambiental porque afeta as rotas usadas pelos animais e plantas para migrarem de uma área para outra, comprometendo a sustentabilidade dessas regiões”, explica Rodrigues. Isso pode afetar uma série de funções ecológicas importantes, incluindo a polinização e a dispersão de sementes, que favorecem a regeneração natural e a manutenção das florestas. “A maioria dos fragmentos de Mata Atlântica encontra-se hoje parcialmente isolada dentro de terras privadas espalhadas pelo país”, destaca Viani [Ricardo Viani, do Centro de Ciências Agrícolas da Universidade Federal de São Carlos]. [...]

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sáveis sobre a possibilidade de implementar uma cisterna para captação de água da chuva em suas casas, fazer uma horta ou montar uma composteira.

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O ASSUNTO É... Diga aos alunos que os corredores ecológicos contam com a ação humana no processo de replantio e conservação. Apesar disso, os corredores ecológicos brasileiros são protegidos por leis ambientais que proíbem a exploração de vegetação que tenha por função formar corredores remanescentes de vegetação primária ou em estágio de regeneração. Explique que os corredores ecológicos surgiram, pois a implementação de reservas e parques não estava garantindo a sustentabilidade do ambiente devido à alta fragmentação. Comente que os primeiros corredores ecológicos no Brasil foram construídos para ligar fragmentos na Amazônia e na Mata Atlântica. Ao falar sobre a variabilidade genética, explique aos alunos que, com a troca de elementos biológicos e genéticos, o próprio corredor ecológico fica cada vez mais fortalecido, com espécies mais diversificadas. As áreas interligadas por ele se beneficiam com esse processo, gerando um ciclo saudável e precioso para a conservação, principalmente de ambientes mais vulneráveis. Comente que, muitas vezes, os fragmentos florestais encontram-se separados por áreas agrícolas. Por lei, esses locais devem ter 20% de suas áreas voltadas para a preservação. Um estudo liderado pelo pesquisador Ricardo Ribeiro Rodrigues, da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, da Universidade de São Paulo, mostrou que é possível conciliar a conservação ambiental com práticas agrícolas, por meio da restauração de matas ciliares e de corredores ecológicos ligando fragmentos florestais.

PENSE BEM Ao trabalhar a seção, questione os alunos sobre as ações sustentáveis que podemos tomar em nossos cotidianos. Faça-os refletir sobre quais eles realizam e o que poderiam fazer diferente. A seguir, listamos algumas sugestões de ações sustentáveis que podem ser discutidas e implementadas no cotidiano dos alunos e da escola. • Se possível, converse com os pais ou responsáveis sobre a possibilidade de realizar um rodízio de caronas, para levar e buscar os alunos na escola, levando-os à conscientização de que um veículo circulando polui menos do que dois ou três. • Incentive os alunos que moram perto da escola a irem a pé ou de bicicleta. Eles podem combinar um ponto de encontro e seguir juntos, acompanhados de um adulto responsável. • Oriente-os a evitar o desperdício de comida, incentivando-os a pegar somente a quantidade necessária de alimentos para suprir a sua fome durante aquela refeição, evitando que sobras sejam descartadas no lixo. • Converse com a direção da escola e com os pais ou responsáveis dos alunos sobre a possibilidade de construir uma cisterna para captação da água das chuvas na escola. Na seção #FICA A DICA, Professor! da página 175, há a indicação de um manual que ensina a montar a cisterna.

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O assunto é... Esta seção apresenta temas que se relacionam de maneira complementar ao conteúdo abordado no capítulo, podendo ou não ser transversais ou interdisciplinares. Seus objetivos são o aprimoramento da competência leitora e a formação de alunos críticos sobre diversos temas de seu cotidiano, a partir da construção de argumentos fornecidos pelos textos ou por sugestões de pesquisa. As questões no final da seção exploram o conteúdo dos textos e possibilitam o trabalho em grupo e sugerem assuntos para pesquisas.

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1. Quando a parede de cor branca foi iluminada com a luz vermelha, foi observado o reflexo na cor vermelha. Quando foi iluminada pela luz verde, observou-se o reflexo verde e, quando foi iluminada pela luz azul, observou-se o reflexo azul. Isso ocorre porque a cor branca, com que a parede foi pintada, é capaz de refletir todas as cores que a compõem. Sendo assim, quando ela é iluminada por luz de certa cor, ela continuará refletindo esta cor.

1. Espectro eletromagnético é uma organização das ondas eletromagnéticas em relação às suas frequências. No espectro as ondas são organizadas da menor para a maior frequência. 2. a). Ambos utilizam ondas de rádio. No caso do micro-ondas, são NÃO ESCREVA utilizadas ondas de alta frequência, chamadas micro-ondas. NO LIVRO. 3. a) A lâmpada acesa, uma luz branca. 3. b) Policromática, pois a luz branca é composta de todas as cores na faixa da luz visível, e cada cor possui uma determinada frequência.

ATIVIDADES

Como ele é organizado?

a) Qual a fonte de luz desse ambiente?

PETER GUDELLA/ SHUTTERSTOCK.COM

Forno de micro-ondas.

a) Que tipo de ondas eletromagnéticas esses equipamentos utilizam para seu funcionamento? b) Qual é a relação entre as ondas de rádio e as de micro-ondas?

AFRICA STUDIO/SHUTTERSTOCK.COM

MARIUS RUDZIANSKAS/ SHUTTERSTOCK.COM

2. Observe os dois equipamentos.

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Como podemos verificar e evidenciar que todas as cores de luz podem ser formadas pela composição de três cores primárias da luz, as que são captadas pela visão do ser humano?

Preciso de...

c) Explique quais interações 2 estão ocorrendo com a luz nos objetos indicados com os números de 1 a 4. Resposta nas Orientações para o professor.

4. A imagem abaixo mostra como uma

A. Recorte um pedaço de papel celofane de

cor branca, apague a luz, acenda a lanterna recoberta com celofane vermelho e a direcione para uma parede. Observe a cor na parede. Apague essa lanterna e repita o procedimento com as outras duas lanternas.

SCIENCE SOURCE/GETTY IMAGES

C. Agora, acenda as lanternas duas de cada vez, aponte-as para a parede de modo que seus feixes se sobreponham. Observe a cor na parede e apague-as. Siga a seguinte sequência: verde e vermelho; vermelho e azul; verde e azul.

Representação de imagem no escuro

D. Acenda simultaneamente as três lanternas recobertas com celofane. Aproxime as três cores

vista por uma cascavel.

de forma que em um certo ponto elas se sobreponham. Observe as cores na parede.

a) Sabendo que a cascavel tem estruturas especiais capazes de identificar o calor irradiado pelos corpos, que onda eletromagnética é captada por esse animal? Justifique sua resposta.

E aí?

1. O que foi observado ao realizar o procedimento B? Explique o motivo dos resultados.

b) Qual é a vantagem de a cascavel obter esse tipo de imagem?

III 2

2. O que foi observado ao realizar o procedimento C? Organize os resultados

c) De que maneira o ser humano pode sentir o tipo de onda eletromagnética observada pela cascavel? Por meio do tato.

observados em um quadro no caderno. Em seguida proponha uma explicação para o que observou. Resposta nas Orientações para o professor.

3. O que foi observado ao realizar o procedimento D? Explique o motivo do resultado.

d) Cite outra aplicação dessa onda eletromagnética em nosso dia a dia. 4. a) O infravermelho, que corresponde à onda eletromagnética emitida na transmissão de calor por irradiação. 4. d) Resposta pessoal. O infravermelho é utilizado em sensores térmicos, termômetros de infravermelho, controles remotos, entre outros.

Resposta nas Orientações para o professor.

4. O que se pode dizer sobre a cor que observamos de um objeto? Resposta nas Orientações para o professor.

87 11/22/18 1:47 PM

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

OFICINA CIENTÍFICA: COMPONDO CORES Nesta atividade é importante que existam três fontes luminosas individuais, nas cores vermelha, verde e azul, para verificar a composição das luzes iluminando uma mesma

região da parede, e as cores que detectamos pelo sentido da visão. Essa seção contempla a habilidade EF09CI04. Busque um ambiente com o mínimo de luminosidade possível. Caso essa atividade seja realizada no início dos estudos sobre como enxergamos as cores, sugerimos incluir o

11/22/18 1:47 PM

estudo das cores dos objetos, como sugestão na seção Ampliando (página 85). O uso das lanternas encapadas evita a necessidade de preparar a caixa de sapatos com o celofane, como indicado. A atividade deverá ser realizada em um ambiente não iluminado.

Esta seção trabalha atividades práticas ou experimentais com o objetivo de desenvolver o pensamento científico. Ela se inicia com o tópico “Primeiras ideias”, que contextualiza e direciona a prática, além de, eventualmente, sugerir o levantamento de hipóteses a partir de observações ou de ideias. Na sequência, há a lista de materiais necessários, o “Preciso de...”, e os procedimentos, o “Mãos à obra”. Ao final da seção, o tópico “E aí?” questiona sobre os resultados observados e retoma as hipóteses, as quais podem ter sido confirmadas ou refutadas pelos resultados obtidos.

11/25/18 14:37

A consolidação de competências gerais e específicas da área de Ciências da Natureza indicadas pela BNCC é propósito desta seção. A seção inicia-se com um contexto de ambientação. Em seguida, são apresentadas situações para diferentes problemas que não têm resposta única ou óbvia. O roteiro final auxilia e orienta os alunos no desenvolvimento do trabalho. Alguns passos desse roteiro são fixos, como o estabelecimento de um líder por grupo a cada etapa, que tem como atribuições dividir as tarefas, estimular as discussões e estabelecer prazos para a entrega final.

CIÊNCIA EM AÇÃO: ANALISANDO O AMBIENTE

COMPETÊNCIAS GERAIS

• •Organismos Organismos aeróbicos aeróbicos expostos expostos a5 a5 mg/L mg/L dede gás gás oxigênio oxigênio estão estão em em condição condição estressante; estressante; • •Organismos Organismosaeróbicos aeróbicosexpostos expostosa amenos menosdede2 2mg/L mg/Lacabam acabammorrendo morrendopela pelafalta faltadedegás gás oxigênio oxigênio dissolvido dissolvido nana água. água.

NoNo ano ano dede 2020, 2020, surgiram surgiram diversas diversas denúncias denúncias sobre sobre uma uma empresa empresa que que estaria estaria causando causando impactos impactosaoaoambiente ambienteem emdeterminado determinadolocal. local.Para Parainvestigar investigara asituação, situação,foifoichamada chamada uma uma organização organização não não governamental governamental (ONG) (ONG) dedicada dedicada à proteção à proteção dada biodiversidade. biodiversidade. Com Com esse esse objetivo, objetivo, aa ONG ONG realizou realizou diversos diversos estudos estudos nana região região onde onde aa empresa empresa está está instalada instalada ee solicitou solicitou que que você você ee seus seus colegas colegas analisassem analisassem osos resultados resultados obtidos obtidos por por esses esses estudos. estudos. Veja Veja aa seguir seguir oo mapa mapa dede localização localização dada empresa empresa ee asas áreas áreas estudadas. estudadas.

p. XXI

Objetivos e orientações O objetivo das atividades dessa seção é que os alunos avaliem os possíveis impactos ambientais de uma empresa fictícia, por meio de uma análise dos dados disponíveis de um período em que a empresa ainda não existia na região (no caso, no ano 2000), e no ano 2020. Os dados estão relacionados à quantidade de gás oxigênio dissolvido na água e ao levantamento de espécies de fauna e flora do local. É importante ressaltar que os dados disponíveis são fictícios. Se necessário, auxilie os alunos a interpretar o gráfico e as tabelas. Ao final da atividade, os alunos devem chegar à conclusão de que a empresa estaria poluindo as águas do rio que se localiza próximo a ela, de tal modo que a quantidade de oxigênio disponível na água teria reduzido no período considerado. Além disso, devem identificar que as áreas R4, R5 e R6 estariam mais comprometidas, visto que estariam próximas e/ou abaixo dos parâmetros considerados adequados. Por exemplo, a área R4 está próxima a uma condição estressante; as áreas R5 e R6 estariam em condições estressantes, sendo que a área R6 estaria próxima de permitir a morte dos organismos pela falta de oxigênio dissolvida na água. Ademais, os alunos devem compreender que a fauna e a vegetação do local apresentam muitas espécies ameaçadas, que poderiam estar próximas da extinção diante das ações da empresa.

Para Para avaliar avaliar osos impactos impactos possivelmente possivelmente causados causados pela pela empresa, empresa, foram foram utilizados utilizados osos seguinseguintestes parâmetros parâmetros gerais: gerais:

Forme Forme um um grupo grupo com com seus seus colegas colegas e leiam e leiam oo contexto contexto a seguir. a seguir.

p. XX

• 6 e 7.

ESPECÍFICA • 5.

PLANEJAMENTO

ANALISANDO ANALISANDOOOAMBIENTE AMBIENTE

Situação Situação 22

Para Para investigar investigar a ameaça a ameaça à fauna à fauna e àe flàora flora local, local, foifoi realizado realizado um um levantamento levantamento das das espécies espécies dede vertebrados vertebrados e de e de plantas plantas presentes presentes nana região. região. Veja Veja nono quadro quadro a seguir. a seguir.

Ano Ano

TEL COELHO/GIZ DE CERA

Nesta seção, que ocorre ao final das unidades, a atividade proposta é desenvolvida em grupo. Os alunos deverão se ocupar em procurar soluções para problemas desafiadores, o que abre a possibilidade de trabalho com as tendências “faça você mesmo”, as competências para o século XXI e as habilidades socioemocionais, com destaque para a investigação, a reflexão, a análise crítica, a curiosidade, a criatividade, a liderança e a comunicação nas mais variadas formas, como apresentações para a comunidade, ou mesmo, em mídias digitais.

CIÊNCIA CIÊNCIAEM EMAÇÃO AÇÃO

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

TEL COELHO/GIZ DE CERA

Ciência em ação

Situação Situação 11

Para Para facilitar facilitar a investigação a investigação sobre sobre a poluição a poluição das das águas águas dodo riorio próximo próximo à empresa, à empresa, a área a área foifoi dividida dividida em em seis seis setores, setores, indicados indicados por por R1, R1, R2, R2, R3, R3, R4, R4, R5R5 e R6. e R6. Em Em cada cada um um desses desses setores, setores, foifoi analisada analisada a quantidade a quantidade dede gás gás oxigênio oxigênio dissolvida dissolvida nana água, água, indicada indicada em em miligramas miligramas dede oxigênio oxigênio por por litro litro dede água água (mg/L). (mg/L). OsOs dados dados obtidos obtidos foram foram comparacomparados dos com com osos dede análise análise semelhante semelhante feita feita anteriormente, anteriormente, nono ano ano dede 2000, 2000, quando quando a empresa a empresa ainda ainda não não estava estava instalada instalada ali,ali, conforme conforme mostrado mostrado nono gráfi gráfi coco a seguir. a seguir.

Oxigênio Oxigêniodissolvido dissolvidonanaágua água(mg/L) (mg/L) 10 10 EDITORIA DE ARTE

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EDITORIA DE ARTE

D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C03-072-099-LA-G20.indd 86

Oficina científica

0 0

R2R2

R3R3

R4R4

2000 2000

R5R5

2020 2020

Espécies Espécies ameaçadas ameaçadas

Total Total dede espécies espécies encontradas encontradas

Espécies Espécies ameaçadas ameaçadas

6363

6060

2525

Répteis Répteis

1515

1313

Anfíbios Anfíbios

Peixes Peixes

3434

2828

1010

Vegetação Vegetação

8787

8585

Total Total

231 231

1212

216 216

2626 Dados Dados fictícios. fictícios.

ORGANIZANDO ORGANIZANDO AS AS IDEIAS IDEIAS

1.1.Escolham Escolham um um líder líder para para o grupo o grupo e, e, juntos, juntos, defi defi nam nam asas responsabilidades responsabilidades dede cada cada participanparticipantete nana realização realização das das atividades. atividades.

2.2.Analisem Analisem oo mapa mapa e os e os dados dados apresentados. apresentados. 3.3.Produzam Produzam um um relatório relatório em em que que comentem comentem osos resultados resultados das das duas duas análises análises realizadas. realizadas. Esse Esse

R6R6

4.4.Com Com a ajuda a ajuda dodo professor, professor, elaborem elaborem um um cronograma cronograma para para a execução a execução dada atividade atividade e ae fora for-

2020 2020

ma ma que que deverá deverá terter oo relatório relatório a ser a ser apresentado apresentado pelo pelo grupo. grupo.

Dados Dados fictícios. fictícios.

184 184

185 185

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Todas essas informações devem ser apresentadas no relatório proposto. Oriente os alunos a indicar neste relatório prováveis ações que podem estar provocando estes

relatório relatório deve deve conter conter também: também: a) a) osos possíveis possíveis impactos impactos que que a empresa a empresa está está provocando provocando nono ambiente ambienteaoaoredor; redor;b)b)uma umadiscussão discussãodos dosdados dadosobtidos obtidosnas nasanálises; análises;c) c)uma umaconclusão conclusãoa a respeito respeito dede a empresa a empresa estar estar ouou não não provocando provocando impactos impactos ambientais; ambientais; d)d) uma uma justifi justifi cativa cativa dada importância importância dede sese proteger proteger a biodiversidade a biodiversidade dodo local. local.

9 98 8 9 98 8 8 7,5 8 7,5 8 86 6 9 4,5 9 4,5 8 83 3

R1 R1

2000 2000 Total Total dede espécies espécies encontradas encontradas

Aves Aves Mamíferos Mamíferos

impactos, como o descarte inadequado de resíduos não tratados nas águas do rio, e como essas ações provocariam impactos ao ambiente.

11/22/18 11/22/18 7:117:11 PM PM

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Por exemplo, a poluição das águas do rio pode provocar a morte de muitos seres vivos que dependem de níveis elevados de oxigênio para sobreviver. Neste caso, as relações ecológicas do ambiente estariam comprometidas, visto que alguns nichos deixariam de ser ocupados.

Ao concluir que a empresa efetivamente estaria provocando impactos ambientais, é necessário que os alunos considerem, em seu relatório, uma justificativa da importância da proteção da biodiversidade, relacionando os assuntos estudados na unidade: a constituição genética dos organismos,

11/22/18 11/22/18 7:117:11 PM PM

decorrentes da hereditariedade; a atuação da seleção natural; e a conservação e/ou preservação da biodiversidade.

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Planeje antecipadamente como será realizada a atividade, separando três aulas para a sua execução. Sugerimos que seja seguido o cronograma abaixo. Aula 1: separe os alunos em grupos e peça a eles que leiam atentamente o contexto e as situações, respondendo a possíveis dúvidas. Nesse momento, eles devem definir o líder e as tarefas de cada um dos colegas do grupo. Seria interessante formar grupos de 6 pessoas, em que um trio seria responsável por analisar cada uma das situações inicialmente, para depois debaterem suas análises em conjunto. Nesta aula é possível explicar como será produzido o relatório final. Nossa sugestão é que o relatório seja estruturado em: introdução, análise e discussão dos dados, conclusão e referências bibliográficas. Aula 2: os trios de alunos apresentariam sua análise para os demais colegas do grupo, a fim de discutirem-nas em conjunto e chegar às conclusões de que a empresa estaria, ou não, provocando impactos ao ambiente. Nesta aula os alunos podem iniciar a produção do relatório e finalizá-la em casa, posteriormente. Aula 3: os alunos entregariam seus relatórios e debateriam os resultados em conjunto com a classe, comparando as conclusões que chegaram e as justificativas que apresentaram sobre a importância da proteção da biodiversidade.

185

25/11/18 20:20

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25/11/18 17:43

Alternativamente, o trabalho com esta seção pode ser desenvolvido no início da unidade e estender-se durante toda a abordagem da unidade temática.

OUTRAS OUTRAS MANEIRAS MANEIRAS DE DE APRENDER APRENDER ambientalistas. ambientalistas.Existe Existeuma umarelação relaçãodelicada delicadaentre entrea apreservação preservaçãodas dasflorestas florestase edos dosrecursos recursos hídricos hídricose ea aprodução produçãodedealimentos, alimentos,e,e,com coma amudança mudançado docódigo códigoem emquestão, questão,essa essarelação relação será seráprovavelmente provavelmenteprejudicada. prejudicada.

Veja Vejaa aseguir seguirsugestões sugestõesdedelivros, livros,filmes filmese elocais locaisdedevisita visitacom comconteúdo conteúdoque quecontempla contempla o oque quevocê vocêestudou estudouneste nestevolume. volume.

VISITAR VISITAR

OOprimeiro primeirohomem homem , de , deDamien DamienChazelle. Chazelle.Estados EstadosUnidos UnidosdadaAmérica: América:Amblin AmblinEntertainment/ Entertainment/

Espaço EspaçoCiência Ciência

Observatório ObservatórioAstronômico Astronômicoda da

Museu MuseuInterativo Interativoda daFísica Físicada da UFPA UFPA

Clube Clubede deAstronomia AstronomiaCarl CarlSagan Sagan MS MS

Av. Av.Augusto AugustoCorrea, Correa,0101 Campus CampusBásico Básicodo doGuamá Guamá– –Belém Belém– –PA PA Disponível Disponívelem: em:<http://livro.pro/ktz2t2>. <http://livro.pro/ktz2t2>.

Museu Museuvirtual virtualda daevolução evolução humana humana

Rua Ruado doMatão, Matão,277 277 Cidade CidadeUniversitária Universitária– –São SãoPaulo Paulo– –SPSP Disponível Disponívelem: em:<http://livro.pro/525r2v>. <http://livro.pro/525r2v>.

Museu Museude deCiências Ciênciasda daVida Vidada da UFES UFES

Outras maneiras de aprender

Dreamworks, Dreamworks,2018 2018(141 (141min). min). Em Emmeio meioa auma umaguerra guerrafria, fria,chegar chegarà àLua Luaprimeiro primeiroé édemonstrar demonstrarpoder. poder.Neil NeilArmstrong Armstrong foi foium umdos dosescolhidos escolhidospara paraviajar viajaraté atéa aLua, Lua,sendo sendoo oprimeiro primeiroa anela nelapisar pisare epronunciar pronunciarsua sua frase fraseicônica. icônica.Esse Essefilme filmedemonstra demonstraasasdificuldades dificuldadese eo osacrifício sacrifíciodedeser sero oprimeiro primeirohomem homema a pisar pisarnanaLua. Lua.

Parque ParqueMemorial MemorialArcoverde, Arcoverde,Parque Parque2,2,sem sem UESC UESC número número Rodovia RodoviaJorge JorgeAmado, Amado,km km1616 Complexo ComplexodedeSalgadinho Salgadinho– –Olinda Olinda– –PEPE Bairro BairroSalobrinho Salobrinho– –Ilhéus Ilhéus– –Bahia Bahia Disponível Disponívelem: em:<http://livro.pro/wud7xe>. <http://livro.pro/wud7xe>. Disponível Disponívelem: em:<http://livro.pro/2tngff>. <http://livro.pro/2tngff>.

LER LER AAcolher colherque quedesaparece: desaparece:eeoutras outrashistórias históriasreais reais de deloucura, loucura,amor amoreemorte morteaapartir partirdos doselementos elementos , Sam , SamKean. Kean.Rio RiodedeJaneiro: Janeiro:Zahar, Zahar,2011. 2011. químicos químicos

Rua RuaUfms, Ufms,826-1250 826-1250 Vila VilaOlinda Olinda– –Campo CampoGrande Grande– –MS MS Disponível Disponívelem: em:<http://livro.pro/ad64k3>. <http://livro.pro/ad64k3>.

Neste Nestelivro, livro,o oautor autornos nosguia guiapor poruma umaincrível incrívelhistória históriadesde desde a adescoberta descobertado doátomo, átomo,a aorganização organizaçãodadatabela tabelaperiódica periódicae ea a criação criaçãodedeelementos elementosartificiais, artificiais,e ecomo comoalguns algunselementos elementosrevolurevolucionaram cionaramnossa nossavida. vida.

Planetário PlanetárioUniversidade UniversidadeFederal Federal de deSanta SantaMaria Maria Praça PraçaSantos SantosDumont, Dumont,prédio prédio4545 Cidade CidadeUniversitária Universitária– –Santa SantaMaria Maria– –RSRS Disponível Disponívelem: em:<http://livro.pro/5n5n35>. <http://livro.pro/5n5n35>. Acessos Acessosem: em:1616jul.jul.2018. 2018.

Seção localizada no final do volume e que apresenta sugestões de locais para visitar, livros e filmes com diferentes temáticas que contribuirão para o aprendizado dos alunos. Todas as sugestões estão relacionadas aos conteúdos trabalhados no volume.

EDITOR A ZAHAR EDITOR A ZAHAR

SELMA CAPARROZ

• tesoura com pontas arredondadas.

cada cor, cubra a saída da luz da lanterna e o fixe com fita adesiva, evitando rugosidades.

• fita adesiva;

• papel celofane de cor vermelha, azul e verde;

B. Em um ambiente fechado, com paredes na

• 3 lanternas;

Mãos à obra

cascavel enxerga um rato no escuro.

c) Considerando que uma emissora de rádio FM seja sintonizada, qual dos três esquemas a seguir representa o processo de emissão e captação de ondas relacionado? Justifique sua resposta. Respostas b e c nas Orientações para o professor.

4. b) Esse tipo de imagem auxilia a cascavel a II encontrar presas mesmo em um ambiente sem a existência da luz.

Primeiras ideias

b) A luz emitida por essa fonte é monocromática ou policromática? Justifique sua resposta.

Comentários sobre as atividades 2. No procedimento C, com a parede iluminada pelas lanternas recobertas com papel-celofane vermelho e verde, observamos que, quando as cores se sobrepõem, na parede aparece a cor amarela. Com a parede iluminada pelas lanternas vermelha e azul, na sobreposição observamos a cor magenta na parede. Com a parede iluminada pelas cores verde e azul, na sobreposição das cores observamos a cor ciano na parede. Isso ocorre porque a parede pintada na cor branca reflete todas as cores. Ao refletir as duas cores incidentes, simultaneamente, nossos olhos recebem a informação da sobreposição das cores e o encéfalo interpreta essa combinação como ciano, magenta ou amarelo. 3. Quando a parede foi iluminada pelas três cores sobrepostas, observou-se a cor branca. Isso ocorre porque a parede pintada na cor branca reflete todas as cores, e quando nossos olhos recebem a informação da sobreposição do vermelho, verde e azul, o encéfalo interpreta essa combinação como cor branca. 4. A cor que observamos de um objeto está relacionada com a cor da luz que o ilumina. Quando iluminados por luz branca, composta de todas as cores, os comprimentos de onda refletidos pelo objeto lhe darão sua cor característica. Caso os objetos sejam iluminados por luzes monocromáticas, eles podem ou não refletir sua cor característica. Por exemplo, se um objeto é verde quando iluminado pela luz branca, caso fosse iluminado pela luz vermelha, nos pareceria preto, pois ele absorve a cor vermelha.

Charles CharlesDarwin: Darwin:oosegredo segredoda daevolução evolução , de , deMartín MartínBonfil Bonfil

Av. Av.Fernando FernandoFerrari, Ferrari,514 514 Goiabeiras Goiabeiras– –Vitória Vitória– –ESES Disponível Disponívelem: em:<http://livro.pro/8dqtj3>. <http://livro.pro/8dqtj3>.

Oliveira. Oliveira.Belo BeloHorizonte: Horizonte:Miguilim, Miguilim,2012. 2012. Temente Tementea aDeus Deuse eadmirada admiradapelos pelosfeitos feitosdo domarido, marido,Emma Emma compartilha compartilhamomentos momentosdedesua suavida vidapessoal pessoalquando quandoDarwin Darwinescreescrevia viaAAorigem origemdas dasespécies. espécies.

ASSISTIR ASSISTIR Césio Césio137 137––OObrilho brilhoda damorte morte , de , deLuiz LuizEduardo EduardoJorge. Jorge.Brasil: Brasil:2003 2003(25 (25min). min).

OOdocumentário documentárioretrata retratao omaior maioracidente acidenteradioativo radioativodadahistória históriado doBrasil, Brasil,onde ondedois dois catadores catadoresdedelixo lixoencontram encontramCésio Césio137 137dedeum umaparelho aparelhoradiológico. radiológico.Passado Passadodedemão mãoem emmão, mão, o oelemento elementoquímico, químico,que quebrilhava brilhavano noescuro, escuro,contaminou contaminoucentenas centenasdedemoradores. moradores.

Um Umdia, dia,Um Umrio rio , Leo , Leo Cunha, Cunha, André André Neves. Neves. São São Paulo: Paulo: Pulo Pulo dodo Gato, Gato, 2016. 2016. OOlivro livroretrata retrataa aconsequência consequênciadadanegligência negligênciacom como omeio meio ambiente, ambiente,dedeforma formaa ailustrar ilustrara avoz vozdedeum umrio rioindefeso indefesoe emorto morto através atravésdo domaior maiorcrime crimeambiental ambientaljájácometido cometidono noBrasil. Brasil.

Uma Umadobra dobrano notempo tempo , de , deAva AvaDuvernay. Duvernay.Estados EstadosUnidos UnidosdadaAmérica: América:The TheWalt WaltDisney DisneyPictyures, Pictyures, 2018. 2018.(134 (134min). min). DrDrMurry, Murry,com comseu seuincrível incrívelconhecimento conhecimentodedefísica, física,consegue conseguedesenvolver desenvolverum umdispositivo dispositivo que quetransforma transformaondas ondassonoras sonorasem emondas ondase eluz; luz;essa essacriação criaçãocria criauma umainstabilidade instabilidadetemporal, temporal, possibilitando possibilitandofazer fazeruma umadobra dobrano noespaço, espaço,possibilitando possibilitandoa aabertura aberturadedeum umportal portalpara para outros outrosplanetas. planetas.

Contato Contato , Carl , CarlSagan. Sagan.São SãoPaulo: Paulo:Companhia CompanhiadedeBolso, Bolso,2008 2008

AALei Leida daÁgua Água––Novo NovoCódigo CódigoFlorestal Florestal , de , deAndré AndréD’Élia. D’Élia.Brasil: Brasil:O2O2Play, Play,2014 2014(134 (134min). min). Em Em2012, 2012,a aaprovação aprovaçãodo donovo novoCódigo CódigoFlorestal, Florestal,leileique queestabelece estabelecenormas normaspara paraa aproproteção teçãodadavegetação vegetaçãonativa, nativa,gerou geroudiversas diversasopiniões opiniõesentre entreagricultores, agricultores,produtores produtoresrurais ruraise e

Este Esteromance romancenos noscoloca colocaem emdúvida dúvidaquanto quantoa atudo tudoque queconheconhecemos, cemos,nos nosmostrando mostrandoque quevida vidaextraterrestre extraterrestrenão nãoé ésinônimo sinônimodede homenzinhos homenzinhosverdes verdesvivendo vivendoem emMarte. Marte.

238 238 238

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EDITOR A PULO DO GATO EDITOR A PULO DO GATO

Rádio portátil.

COMPONDO CORES

3. Observe a imagem a seguir.

BENTINHO

1. O que é espectro eletromagnético?

OFICINA CIENTÍFICA

239 239 11/22/18 11/22/186:20 6:20 PMPM D2-CIE-F2-2047-V9-PFI-238-240-LA-G20.indd D2-CIE-F2-2047-V9-PFI-238-240-LA-G20.indd239239

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BOXES

Glossário

#FICA A DICA!

Este boxe apresenta o significado contextualizado das palavras que necessitam de definição, conforme a faixa etária. Sua ocorrência no volume é variável.

Neste boxe são indicados visitas virtuais, textos de ampliação de conteúdo, imagens, infográficos, simuladores, vídeos ou jogos para acesso dos alunos. Essas indicações visam ampliar e reforçar o conhecimento construído em sala de aula por meio da utilização de Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs).

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AS HABILIDADES DE CIÊNCIAS DA NATUREZA NA BNCC Os conteúdos da coleção estão alinhados com a BNCC de Ciências, cujas habilidades trabalhadas nos anos finais do Ensino Fundamental, por ano e por unidade temática, estão listadas a seguir.

Ciências – 6º ano UNIDADES TEMÁTICAS

OBJETOS DE CONHECIMENTO

HABILIDADES

(EF06CI01) Classificar como homogênea ou heterogênea a mistura de dois ou mais materiais (água e sal, água e óleo, água e areia etc.). Misturas homogêneas e heterogêneas Matéria e energia

Separação de materiais Materiais sintéticos Transformações químicas

(EF06CI02) Identificar evidências de transformações químicas a partir do resultado de misturas de materiais que originam produtos diferentes dos que foram misturados (mistura de ingredientes para fazer um bolo, mistura de vinagre com bicarbonato de sódio etc.). (EF06CI03) Selecionar métodos mais adequados para a separação de diferentes sistemas heterogêneos a partir da identificação de processos de separação de materiais (como a produção de sal de cozinha, a destilação de petróleo, entre outros). (EF06CI04) Associar a produção de medicamentos e outros materiais sintéticos ao desenvolvimento científico e tecnológico, reconhecendo benefícios e avaliando impactos socioambientais.

(EF06CI05) Explicar a organização básica das células e seu papel como unidade estrutural e funcional dos seres vivos. (EF06CI06) Concluir, com base na análise de ilustrações e/ou modelos (físicos ou digitais), que os organismos são um complexo arranjo de sistemas com diferentes níveis de organização. Célula como unidade da vida Vida e evolução

Interação entre os sistemas locomotor e nervoso Lentes corretivas

(EF06CI07) Justificar o papel do sistema nervoso na coordenação das ações motoras e sensoriais do corpo, com base na análise de suas estruturas básicas e respectivas funções. (EF06CI08) Explicar a importância da visão (captação e interpretação das imagens) na interação do organismo com o meio e, com base no funcionamento do olho humano, selecionar lentes adequadas para a correção de diferentes defeitos da visão. (EF06CI09) Deduzir que a estrutura, a sustentação e a movimentação dos animais resultam da interação entre os sistemas muscular, ósseo e nervoso. (EF06CI10) Explicar como o funcionamento do sistema nervoso pode ser afetado por substâncias psicoativas.

(EF06CI11) Identificar as diferentes camadas que estruturam o planeta Terra (da estrutura interna à atmosfera) e suas principais características. (EF06CI12) Identificar diferentes tipos de rocha, relacionando a formação de fósseis a rochas sedimentares em diferentes períodos geológicos. Terra e Universo

Forma, estrutura e movimentos da Terra

(EF06CI13) Selecionar argumentos e evidências que demonstrem a esfericidade da Terra. (EF06CI14) Inferir que as mudanças na sombra de uma vara (gnômon) ao longo do dia em diferentes períodos do ano são uma evidência dos movimentos relativos entre a Terra e o Sol, que podem ser explicados por meio dos movimentos de rotação e translação da Terra e da inclinação de seu eixo de rotação em relação ao plano de sua órbita em torno do Sol.

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Ciências – 7º ano UNIDADES TEMÁTICAS

OBJETOS DE CONHECIMENTO

HABILIDADES (EF07CI01) Discutir a aplicação, ao longo da história, das máquinas simples e propor soluções e invenções para a realização de tarefas mecânicas cotidianas. (EF07CI02) Diferenciar temperatura, calor e sensação térmica nas diferentes situações de equilíbrio termodinâmico cotidianas.

Máquinas simples Formas de propagação do calor Matéria e energia

Equilíbrio termodinâmico e vida na Terra História dos combustíveis e das máquinas térmicas

(EF07CI03) Utilizar o conhecimento das formas de propagação do calor para justificar a utilização de determinados materiais (condutores e isolantes) na vida cotidiana, explicar o princípio de funcionamento de alguns equipamentos (garrafa térmica, coletor solar etc.) e/ou construir soluções tecnológicas a partir desse conhecimento. (EF07CI04) Avaliar o papel do equilíbrio termodinâmico para a manutenção da vida na Terra, para o funcionamento de máquinas térmicas e em outras situações cotidianas. (EF07CI05) Discutir o uso de diferentes tipos de combustível e máquinas térmicas ao longo do tempo, para avaliar avanços, questões econômicas e problemas socioambientais causados pela produção e uso desses materiais e máquinas. (EF07CI06) Discutir e avaliar mudanças econômicas, culturais e sociais, tanto na vida cotidiana quanto no mundo do trabalho, decorrentes do desenvolvimento de novos materiais e tecnologias (como automação e informatização). (EF07CI07) Caracterizar os principais ecossistemas brasileiros quanto à paisagem, à quantidade de água, ao tipo de solo, à disponibilidade de luz solar, à temperatura etc., correlacionando essas características à flora e fauna específicas. (EF07CI08) Avaliar como os impactos provocados por catástrofes naturais ou mudanças nos componentes físicos, biológicos ou sociais de um ecossistema afetam suas populações, podendo ameaçar ou provocar a extinção de espécies, alteração de hábitos, migração etc.

Diversidade de ecossistemas Vida e evolução

Fenômenos naturais e impactos ambientais Programas e indicadores de saúde pública

(EF07CI09) Interpretar as condições de saúde da comunidade, cidade ou estado, com base na análise e comparação de indicadores de saúde (como taxa de mortalidade infantil, cobertura de saneamento básico e incidência de doenças de veiculação hídrica, atmosférica entre outras) e dos resultados de políticas públicas destinadas à saúde. (EF07CI10) Argumentar sobre a importância da vacinação para a saúde pública, com base em informações sobre a maneira como a vacina atua no organismo e o papel histórico da vacinação para a manutenção da saúde individual e coletiva e para a erradicação de doenças. (EF07CI11) Analisar historicamente o uso da tecnologia, incluindo a digital, nas diferentes dimensões da vida humana, considerando indicadores ambientais e de qualidade de vida. (EF07CI12) Demonstrar que o ar é uma mistura de gases, identificando sua composição, e discutir fenômenos naturais ou antrópicos que podem alterar essa composição.

Composição do ar Efeito estufa Camada de ozônio Terra e Universo

Fenômenos naturais (vulcões, terremotos e tsunamis) Placas tectônicas e deriva continental

(EF07CI13) Descrever o mecanismo natural do efeito estufa, seu papel fundamental para o desenvolvimento da vida na Terra, discutir as ações humanas responsáveis pelo seu aumento artificial (queima dos combustíveis fósseis, desmatamento, queimadas etc.) e selecionar e implementar propostas para a reversão ou controle desse quadro. (EF07CI14) Justificar a importância da camada de ozônio para a vida na Terra, identificando os fatores que aumentam ou diminuem sua presença na atmosfera, e discutir propostas individuais e coletivas para sua preservação. (EF07CI15) Interpretar fenômenos naturais (como vulcões, terremotos e tsunamis) e justificar a rara ocorrência desses fenômenos no Brasil, com base no modelo das placas tectônicas. (EF07CI16) Justificar o formato das costas brasileira e africana com base na teoria da deriva dos continentes.

XII

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Ciências – 8º ano UNIDADES TEMÁTICAS

OBJETOS DE CONHECIMENTO

HABILIDADES

(EF08CI01) Identificar e classificar diferentes fontes (renováveis e não renováveis) e tipos de energia utilizados em residências, comunidades ou cidades. (EF08CI02) Construir circuitos elétricos com pilha/bateria, fios e lâmpada ou outros dispositivos e compará-los a circuitos elétricos residenciais. Fontes e tipos de energia Transformação de energia Matéria e energia

Cálculo de consumo de energia elétrica Circuitos elétricos Uso consciente de energia elétrica

(EF08CI03) Classificar equipamentos elétricos residenciais (chuveiro, ferro, lâmpadas, TV, rádio, geladeira etc.) de acordo com o tipo de transformação de energia (da energia elétrica para a térmica, luminosa, sonora e mecânica, por exemplo). (EF08CI04) Calcular o consumo de eletrodomésticos a partir dos dados de potência (descritos no próprio equipamento) e tempo médio de uso para avaliar o impacto de cada equipamento no consumo doméstico mensal. (EF08CI05) Propor ações coletivas para otimizar o uso de energia elétrica em sua escola e/ou comunidade, com base na seleção de equipamentos segundo critérios de sustentabilidade (consumo de energia e eficiência energética) e hábitos de consumo responsável. (EF08CI06) Discutir e avaliar usinas de geração de energia elétrica (termelétricas, hidrelétricas, eólicas etc.), suas semelhanças e diferenças, seus impactos socioambientais, e como essa energia chega e é usada em sua cidade, comunidade, casa ou escola.

(EF08CI07) Comparar diferentes processos reprodutivos em plantas e animais em relação aos mecanismos adaptativos e evolutivos. (EF08CI08) Analisar e explicar as transformações que ocorrem na puberdade considerando a atuação dos hormônios sexuais e do sistema nervoso.

Vida e evolução

Mecanismos reprodutivos Sexualidade

(EF08CI09) Comparar o modo de ação e a eficácia dos diversos métodos contraceptivos e justificar a necessidade de compartilhar a responsabilidade na escolha e na utilização do método mais adequado à prevenção da gravidez precoce e indesejada e de Doenças Sexualmente Transmissíveis (DST). (EF08CI10) Identificar os principais sintomas, modos de transmissão e tratamento de algumas DST (com ênfase na AIDS), e discutir estratégias e métodos de prevenção. (EF08CI11) Selecionar argumentos que evidenciem as múltiplas dimensões da sexualidade humana (biológica, sociocultural, afetiva e ética).

(EF08CI12) Justificar, por meio da construção de modelos e da observação da Lua no céu, a ocorrência das fases da Lua e dos eclipses, com base nas posições relativas entre Sol, Terra e Lua.

Terra e Universo

Sistema Sol, Terra e Lua Clima

(EF08CI13) Representar os movimentos de rotação e translação da Terra e analisar o papel da inclinação do eixo de rotação da Terra em relação à sua órbita na ocorrência das estações do ano, com a utilização de modelos tridimensionais. (EF08CI14) Relacionar climas regionais aos padrões de circulação atmosférica e oceânica e ao aquecimento desigual causado pela forma e pelos movimentos da Terra. (EF08CI15) Identificar as principais variáveis envolvidas na previsão do tempo e simular situações nas quais elas possam ser medidas. (EF08CI16) Discutir iniciativas que contribuam para restabelecer o equilíbrio ambiental a partir da identificação de alterações climáticas regionais e globais provocadas pela intervenção humana.

XIII

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Ciências – 9º ano UNIDADES TEMÁTICAS

OBJETOS DE CONHECIMENTO

HABILIDADES (EF09CI01) Investigar as mudanças de estado físico da matéria e explicar essas transformações com base no modelo de constituição submicroscópica. (EF09CI02) Comparar quantidades de reagentes e produtos envolvidos em transformações químicas, estabelecendo a proporção entre as suas massas. (EF09CI03) Identificar modelos que descrevem a estrutura da matéria (constituição do átomo e composição de moléculas simples) e reconhecer sua evolução histórica.

Aspectos quantitativos das transformações químicas Matéria e energia

Estrutura da matéria Radiações e suas aplicações na saúde

(EF09CI04) Planejar e executar experimentos que evidenciem que todas as cores de luz podem ser formadas pela composição das três cores primárias da luz e que a cor de um objeto está relacionada também à cor da luz que o ilumina. (EF09CI05) Investigar os principais mecanismos envolvidos na transmissão e recepção de imagem e som que revolucionaram os sistemas de comunicação humana. (EF09CI06) Classificar as radiações eletromagnéticas por suas frequências, fontes e aplicações, discutindo e avaliando as implicações de seu uso em controle remoto, telefone celular, raio X, forno de micro-ondas, fotocélulas etc. (EF09CI07) Discutir o papel do avanço tecnológico na aplicação das radiações na medicina diagnóstica (raio X, ultrassom, ressonância nuclear magnética) e no tratamento de doenças (radioterapia, cirurgia ótica a laser, infravermelho, ultravioleta etc.). (EF09CI08) Associar os gametas à transmissão das características hereditárias, estabelecendo relações entre ancestrais e descendentes. (EF09CI09) Discutir as ideias de Mendel sobre hereditariedade (fatores hereditários, segregação, gametas, fecundação), considerando-as para resolver problemas envolvendo a transmissão de características hereditárias em diferentes organismos.

Hereditariedade Vida e evolução

Ideias evolucionistas Preservação da biodiversidade

(EF09CI10) Comparar as ideias evolucionistas de Lamarck e Darwin apresentadas em textos científicos e históricos, identificando semelhanças e diferenças entre essas ideias e sua importância para explicar a diversidade biológica. (EF09CI11) Discutir a evolução e a diversidade das espécies com base na atuação da seleção natural sobre as variantes de uma mesma espécie, resultantes de processo reprodutivo. (EF09CI12) Justificar a importância das unidades de conservação para a preservação da biodiversidade e do patrimônio nacional, considerando os diferentes tipos de unidades (parques, reservas e florestas nacionais), as populações humanas e as atividades a eles relacionados. (EF09CI13) Propor iniciativas individuais e coletivas para a solução de problemas ambientais da cidade ou da comunidade, com base na análise de ações de consumo consciente e de sustentabilidade bem-sucedidas.

Composição, estrutura e localização do Sistema Solar no Universo Terra e Universo

Astronomia e cultura

(EF09CI14) Descrever a composição e a estrutura do Sistema Solar (Sol, planetas rochosos, planetas gigantes gasosos e corpos menores), assim como a localização do Sistema Solar na nossa Galáxia (a Via Láctea) e dela no Universo (apenas uma galáxia dentre bilhões). (EF09CI15) Relacionar diferentes leituras do céu e explicações sobre a origem da Terra, do Sol ou do Sistema Solar às necessidades de distintas culturas (agricultura, caça, mito, orientação espacial e temporal etc.).

Vida humana fora da Terra

(EF09CI16) Selecionar argumentos sobre a viabilidade da sobrevivência humana fora Ordem de grandeza astronômica da Terra, com base nas condições necessárias à vida, nas características dos planetas e nas distâncias e nos tempos envolvidos em viagens interplanetárias e interestelares. Evolução estelar (EF09CI17) Analisar o ciclo evolutivo do Sol (nascimento, vida e morte) baseado no conhecimento das etapas de evolução de estrelas de diferentes dimensões e os efeitos desse processo no nosso planeta. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. 2017. p. 342-349.

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CONTEÚDOS DA COLEÇÃO As três unidades de cada volume buscam apresentar os conteúdos de forma equilibrada e adequada ao momento escolar dos alunos. Veja as tabelas a seguir.

Volume 6 UNIDADE

UNIDADE 1 – MATERIAIS

UNIDADE 2 – SERES VIVOS: ORGANIZAÇÃO, LOCOMOÇÃO E COORDENAÇÃO

UNIDADE 3 – TERRA: ESTRUTURA, FORMA E MOVIMENTOS

CAPÍTULO

CONTEÚDOS

HABILIDADES DA BNCC

Capítulo 1 – Investigando os materiais

Transformações físicas dos materiais; transformações químicas dos materiais; propriedades dos materiais.

EF06CI02

Capítulo 2 – Misturas e separação de misturas

Substâncias puras; mistura homogênea; mistura heterogênea; técnicas de separação de misturas heterogêneas e homogêneas.

EF06CI01 EF06CI03

Capítulo 3 – Os materiais e o ambiente

Materiais naturais, manufaturados e sintéticos; produção de materiais sintéticos; benefícios e impactos socioambientais da produção de materiais sintéticos; recursos naturais renováveis e não renováveis; impactos ambientais de atividades humanas; sustentabilidade.

EF06CI04

Capítulo 4 – Características gerais dos seres vivos

Características dos seres vivos; célula bacteriana, vegetal e animal e seus componentes; níveis de organização dos seres vivos; sistemas do corpo humano; propriedades da luz; reflexão e refração da luz; lentes convergentes e divergentes; microscópio.

EF06CI05 EF06CI06

Capítulo 5 – Movimento, coordenação e sentido dos seres vivos

Ossos, músculos e articulações; movimentos do corpo; sistema nervoso dos animais e do corpo humano; transmissão de impulsos nervosos; ato reflexo; órgãos dos sentidos e percepção de estímulos ambientais; formação de imagens e defeitos da visão; manutenção da saúde do corpo; drogas psicoativas.

EF06CI07 EF06CI08 EF06CI09 EF06CI10

Capítulo 6 – Noções de Ecologia

Ecossistema; níveis de organização ecológico; hábitat e nicho ecológico; relações ecológicas entre os seres vivos; cadeia alimentar e fluxo de energia; teia alimentar.

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Capítulo 7 – Estrutura do planeta Terra

Estrutura da terra; camadas da atmosfera; rochas magmáticas, sedimentares e metamórficas; fósseis; formação do petróleo; formação e características do solo; utilização do solo pelo ser humano.

EF06CI11 EF06CI12

Capítulo 8 – O formato e os movimentos da Terra

Formato da terra; rotação e translação da terra; gnômon e os movimentos da terra.

EF06CI13 EF06CI14

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Volume 7 UNIDADE

UNIDADE 1 – ENERGIA TÉRMICA, FORÇAS E MOVIMENTOS

UNIDADE 2 – SERES VIVOS – BIODIVERSIDADE, AMBIENTE E SAÚDE

UNIDADE 3 – TERRA: ATMOSFERA E DINÂMICA DA CROSTA TERRESTRE

CONTEÚDOS

HABILIDADES DA BNCC

Capítulo 1 – Energia e força nos movimentos

Forças; leis de Newton; ampliação das forças (alavanca; plano inclinado; roldana); formas e transformações de energia.

EF07CI01

Capítulo 2 – Energia térmica

Temperatura; calor; equilíbrio térmico; sensação térmica; propagação de calor; energia térmica e alimentos; nutrientes; alimentação saudável; desequilíbrio nutricional; sistema digestório.

EF07CI02 EF07CI03

Capítulo 3 – Energia térmica nos movimentos

Equilíbrio termodinâmico; pressão; máquinas térmicas; evolução das máquinas térmicas.

EF07CI04 EF07CI05 EF07CI06

Capítulo 4 – Biodiversidade

Classificação e nomenclatura dos seres vivos; seres microscópicos; animais invertebrados e vertebrados; vegetais.

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Capítulo 5 – Biomas

Amazônia, Caatinga, Cerrado, Pantanal, Mata Atlântica, Pampa: características gerais, pluviosidade, temperatura, fauna e flora; ecossistemas costeiros; problemas nos biomas: queimadas, desmatamento, produtos químicos, tráfico de animais silvestres, resíduos sólidos, desertificação, alagamentos e poluição do ar.

EF07CI07 EF07CI08

Capítulo 6 – Saúde pública

Saúde pública; doenças causadas por seres microscópicos e vermes; epidemias e pandemias; indicadores de saúde e de qualidade de vida; componentes do sangue; imunidade; atitudes que preservam a saúde; vacinas: atuação no organismo e importância para a saúde pública.

EF07CI09 EF07CI10 EF07CI11

Capítulo 7 – Atmosfera terrestre

Ar e atividades humanas; ar no corpo humano; composição do ar atmosférico; camada de ozônio; efeito estufa; fatores que alteram a composição do ar: queimadas, desmatamento, queima de combustíveis fósseis, liberação de materiais particulados, vulcanismo, efeitos da alteração da composição do ar: inversão térmica, chuva ácida, intensificação do efeito estufa, problemas respiratórios, degradação da camada de ozônio; medidas pessoais e coletivas contra a poluição do ar.

EF07CI12 EF07CI13 EF07CI14

Capítulo 8 – A dinâmica da Terra

Placas tectônicas; movimentos das placas tectônicas; terremotos; magnitude e intensidade de terremotos; tsunami; vulcanismo; deriva continental.

EF07CI15 EF07CI16

CAPÍTULO

XVI

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Volume 8 UNIDADE

UNIDADE 1 – ENERGIA

UNIDADE 2 – SERES VIVOS: REPRODUÇÃO E DESENVOLVIMENTO

CONTEÚDOS

HABILIDADES DA BNCC

Capítulo 1 – Formas e fontes de energia

Energia química, elétrica, térmica, luminosa, mecânica; fontes de energia não renováveis: carvão mineral, petróleo, gás natural, urânio; fontes de energia renováveis: energia hídrica, energia solar, energia eólica, biomassa, energia geotérmica, energia oceânica; matriz energética mundial e brasileira; matriz elétrica mundial e brasileira.

EF08CI01

Capítulo 2 – Energia elétrica

Eletrostática; cargas elétricas e interação elétrica; eletrodinâmica; circuito elétrico; gerador elétrico; tensão elétrica; corrente elétrica; condutores e isolantes elétricos; efeitos da corrente elétrica; resistência elétrica; potência elétrica; consumo de energia elétrica; cuidados com a energia elétrica.

EF08CI02 EF08CI03 EF08CI04

Capítulo 3 – Geração e consumo sustentável de energia elétrica

Produção e distribuição de energia elétrica; usinas elétricas, vantagens e desvantagens: hidrelétrica, termelétrica, termonuclear, geotérmica, eólica, oceânica, solar; consumo sustentável de energia elétrica: escolha de equipamentos elétricos e hábitos diários.

EF08CI05 EF08CI06

Capítulo 4 – Reprodução dos seres vivos

Material genético; mitose; meiose; reprodução assexuada; reprodução sexuada; fecundação cruzada; autofecundação; fecundação interna; fecundação externa; vantagens e desvantagens dos tipos de reprodução; reprodução e desenvolvimento dos animais; cuidado parental; reprodução dos microrganismos; reprodução dos vegetais.

EF08CI07

Capítulo 5 – Hormônios, sistema genital e puberdade

Glândulas exócrinas, glândulas endócrinas e glândulas mistas; glândulas endócrinas e principais hormônios produzidos; sistema genital masculino; produção de espermatozoides; sistema genital feminino; ciclo menstrual; puberdade e mudanças no corpo.

EF08CI08

Capítulo 6 – Reprodução e sexualidade

Fecundação; gestação; gêmeos monozigóticos e dizigóticos; assistência pré-natal; cuidados durante a gravidez; parto; amamentação; métodos contraceptivos não preventivos; métodos contraceptivos preventivos; infecções sexualmente transmissíveis; sexualidade e dimensões: biológica, sociocultural, afetiva e ética.

EF08CI09 EF08CI10 EF08CI11

Capítulo 7 – Movimentos da Terra e da Lua

Construção de modelos relativos à rotação e translação da terra, fases da Lua e eclipses; estações do ano; características das estações do ano no Brasil; movimentos da Lua; fases da Lua; eclipse lunar e solar.

EF08CI12 EF08CI13

Capítulo 8 – Tempo e clima

Tempo; previsão do tempo; fatores e aparelhos envolvidos na previsão do tempo; clima; influências no clima: latitude, altitude, vegetação, circulação da atmosfera, circulação dos oceanos, continentalidade; climas do mundo; alterações climáticas e acordos internacionais.

EF08CI14 EF08CI15 EF08CI16

CAPÍTULO

UNIDADE 3 – TERRA: MOVIMENTOS E CLIMA

XVII

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Volume 9 UNIDADE

UNIDADE 1 – MATÉRIA E ENERGIA

UNIDADE 2 – SERES VIVOS: GENÉTICA, EVOLUÇÃO E PRESERVAÇÃO

CAPÍTULO

CONTEÚDOS

HABILIDADES DA BNCC

Capítulo 1 – Investigando a matéria

Química no cotidiano; estados físicos da matéria (visão submicroscópica); mudanças de estado físico da matéria; modelos atômicos; tabela periódica; reações químicas.

EF09CI01 EF09CI02 EF09CI03

Capítulo 2 – Ondas e som

Classificação das ondas; características das ondas em geral (propagação, frequência e período); características das ondas sonoras; som; infrassom; ultrassom; nível sonoro.

EF09CI05 EF09CI07

Capítulo 3 – Ondas eletromagnéticas

Espectro eletromagnético; ondas de rádio; micro-ondas; infravermelho; luz visível; como enxergamos as cores; a cor dos objetos; laser; ultravioleta; raios X; raios gama.

EF09CI04 EF09CI05 EF09CI06 EF09CI07

Capítulo 4 – Genética

Introdução à genética; hereditariedade; genes alelos e dominantes; homozigose; heterozigose; genótipo; fenótipo; primeira lei de Mendel; heredograma; síndromes genéticas.

EF09CI08 EF09CI09

Capítulo 5 – Evolução

Origem da vida; primeiras ideias sobre a evolução; origem da biodiversidade; uso e desuso; herança dos caracteres adquiridos; teoria da seleção natural; evidências da evolução; especiação; aspectos evolutivos do ser humano.

EF09CI10 EF09CI11

Capítulo 6 – Preservação da biodiversidade e ações sustentáveis

Preservação e conservação da biodiversidade; unidades de conservação; unidades de proteção integral; unidades de uso sustentável; consumo sustentável; ações sustentáveis bem-sucedidas.

EF09CI12 EF09CI13

Capítulo 7 – Estrutura do Universo

A ciência da Astronomia; Sistema Solar; planetas rochosos; planetas gasosos; ciclo evolutivo do Sol; estrutura do Universo.

EF09CI14 EF09CI17

Capítulo 8 – Astronomia e sociedade

Influências na sociedade antiga e atual; astrobiologia; condições para a vida na Terra; organismos extremófilos; zonas habitáveis; luas geladas; viagem ao espaço e os efeitos no corpo humano.

EF09CI15 EF09CI16

UNIDADE 3 – UNIVERSO

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS O ENSINO DAS CIÊNCIAS DA NATUREZA NO SÉCULO XXI As descrições na Base Nacional Comum Curricular (BNCC), assim como a própria Constituição Brasileira (Art. 205), deixam claro que a educação deve garantir o pleno desenvolvimento da pessoa, seu preparo para o exercício da cidadania e sua qualificação para o trabalho. Em um contexto de transformações, a modernização da sociedade impõe novas exigências educacionais, com repercussões tanto na interface da educação com o mundo do trabalho quanto na educação com o exercício da cidadania. Assim, a educação científica deve promover o pensamento crítico, encorajar a alfabetização científica em uma perspectiva social e instrumentalizar as pessoas, diariamente confrontadas por questões éticas e morais, próprias da excessiva oferta de informação na sociedade tecnológica. O papel da cultura científica, nesse contexto, é a formação e a capacitação de cidadãos para compreender e modificar o mundo, extrapolando a visão reducionista e parcial de um ensino apenas atento às expectativas do mercado. Especificamente na área de Ciências da Natureza, os objetivos educacionais incluem o letramento científico que envolve a capacidade de compreender e interpretar o mundo (natural, social e tecnológico) e de transformá-lo com base nos aportes teóricos e processuais das ciências (BRASIL, 2017). Dessa forma, a principal característica é a atuação efetiva na vida cotidiana em função da importância do papel da ciência. Isso significa que a formação de uma população não deve se limitar à sua capacidade de ler e escrever, mas precisa envolver também uma alfabetização matemática, científica e tecnológica de qualidade, porque isso torna os indivíduos mais autônomos. Na BNCC, o letramento científico: (...) pressupõe organizar as situações de aprendizagem partindo de questões que sejam desafiadoras e, reconhecendo a diversidade cultural, estimulem o interesse e a curiosidade científica dos alunos e possibilitem definir problemas, levantar, analisar e representar resultados; comunicar conclusões e propor intervenções. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular, 2017. p. 320.

Quando falamos de letramento científico, estamos nos referindo a um conceito que envolve, simultaneamente, três dimensões. A primeira dimensão é aprender ciência, ou seja, adquirir e desenvolver conhecimentos no nível conceitual. A segunda dimensão diz respeito ao aprender sobre ciência, ou seja, compreender a natureza e os métodos científicos, bem como a evolução e história da própria ciência e sua relação com a tecnologia. Finalmente, a terceira dimensão implica aprender a fazer ciência, ou seja, adquirir competências para desenvolver atividades relativas à ciência e resolver problemas propostos (HODSON, 1998 apud CACHAPUZ, PRAIA e JORGE, 2004). Tais características demonstram a amplitude e a complexidade de trabalhar Ciências na escola. Entre as situações em que os alunos devem estar aptos a realizar por meio do ensino de Ciências, a BNCC cita: [...] Definição de problemas • Observar o mundo a sua volta e fazer perguntas. • Analisar demandas, delinear problemas e planejar investigações. • Propor hipóteses. Levantamento, análise e representação • Planejar e realizar atividades de campo (experimentos, observações, leituras, visitas, ambientes virtuais etc.).

XIX

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• Desenvolver e utilizar ferramentas, inclusive digitais, para coleta, análise e representação de dados (imagens, esquemas, tabelas, gráficos, quadros, diagramas, mapas, modelos, representações de sistemas, fluxogramas, mapas conceituais, simulações, aplicativos etc.). • Avaliar informação (validade, coerência e adequação ao problema formulado). • Elaborar explicações e/ou modelos. • Associar explicações e/ou modelos à evolução histórica dos conhecimentos científicos envolvidos. • Selecionar e construir argumentos com base em evidências, modelos e/ou conhecimentos científicos. • Aprimorar seus saberes e incorporar, gradualmente, e de modo significativo, o conhecimento científico. • Desenvolver soluções para problemas cotidianos usando diferentes ferramentas, inclusive digitais. Comunicação • Organizar e/ou extrapolar conclusões. • Relatar informações de forma oral, escrita ou multimodal. • Apresentar, de forma sistemática, dados e resultados de investigações. • Participar de discussões de caráter científico com colegas, professores, familiares e comunidade em geral. • Considerar contra-argumentos para rever processos investigativos e conclusões. Intervenção • Implementar soluções e avaliar sua eficácia para resolver problemas cotidianos. • Desenvolver ações de intervenção para melhorar a qualidade de vida individual, coletiva e socioambiental. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular, 2017. p. 321.

Assim, é importante que o aluno tenha ferramentas para analisar os conhecimentos científicos apresentados, a ponto de questioná-los ou utilizá-los como instrumento de avaliação de situações vivenciadas fora da escola. E isso é fundamental, porque a ciência e a tecnologia estão presentes em vários momentos da vida, por meio de aparatos e invenções que modernizam, facilitam e, ao mesmo tempo, trazem novos problemas ambientais, sociais, econômicos, por exemplo, ao nosso cotidiano. Conseguir que os alunos se apropriem do conhecimento científico coloca-se como um desafio bastante atual para o professor, diante de todas as transformações que vêm ocorrendo na educação e na própria sociedade. A proposta de problematizações prévias do conteúdo como pontos de partida, a vinculação dos conteúdos ao cotidiano dos alunos e o estabelecimento de relações interdisciplinares que estimulem o raciocínio são maneiras de tornar o processo de ensino de Ciências mais efetivo. O ensino de Ciências, de acordo com a BNCC, visa assegurar aos estudantes o desenvolvimento de competências que são definidas como a mobilização de conhecimentos, habilidades, atitudes e valores para resolver demandas complexas da vida cotidiana. Na Base, há competências de ordem geral e de ordem específica para cada área do conhecimento. COMPETÊNCIAS GERAIS DA BASE NACIONAL COMUM CURRICULAR 1. Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo físico, social, cultural e digital para entender e explicar a realidade, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. 2. Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas. 3. Valorizar e fruir as diversas manifestações artísticas e culturais, das locais às mundiais, e também participar de práticas diversificadas da produção artístico-cultural.

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4. Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens artística, matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo. 5. Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva. 6. Valorizar a diversidade de saberes e vivências culturais e apropriar-se de conhecimentos e experiências que lhe possibilitem entender as relações próprias do mundo do trabalho e fazer escolhas alinhadas ao exercício da cidadania e ao seu projeto de vida, com liberdade, autonomia, consciência crítica e responsabilidade. 7. Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta. 8. Conhecer-se, apreciar-se e cuidar de sua saúde física e emocional, compreendendo-se na diversidade humana e reconhecendo suas emoções e as dos outros, com autocrítica e capacidade para lidar com elas. 9. Exercitar a empatia, o diálogo, a resolução de conflitos e a cooperação, fazendo-se respeitar e promovendo o respeito ao outro e aos direitos humanos, com acolhimento e valorização da diversidade de indivíduos e de grupos sociais, seus saberes, identidades, culturas e potencialidades, sem preconceitos de qualquer natureza. 10. Agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular, 2017. p. 9-10.

Sobre as competências específicas de Ciências da Natureza do Ensino Fundamental da BNCC: COMPETÊNCIAS ESPECÍFICAS DE CIÊNCIAS DA NATUREZA PARA O ENSINO FUNDAMENTAL 1. Compreender as Ciências da Natureza como empreendimento humano, e o conhecimento científico como provisório, cultural e histórico. 2. Compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza, bem como dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica, de modo a sentir segurança no debate de questões científicas, tecnológicas, socioambientais e do mundo do trabalho, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. 3. Analisar, compreender e explicar características, fenômenos e processos relativos ao mundo natural, social e tecnológico (incluindo o digital), como também as relações que se estabelecem entre eles, exercitando a curiosidade para fazer perguntas, buscar respostas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza. 4. Avaliar aplicações e implicações políticas, socioambientais e culturais da ciência e de suas tecnologias para propor alternativas aos desafios do mundo contemporâneo, incluindo aqueles relativos ao mundo do trabalho. 5. Construir argumentos com base em dados, evidências e informações confiáveis e negociar e defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental e o respeito a si próprio e ao outro, acolhendo e valorizando a diversidade de indivíduos e de grupos sociais, sem preconceitos de qualquer natureza. 6. Utilizar diferentes linguagens e tecnologias digitais de informação e comunicação para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos e resolver problemas das Ciências da Natureza de forma crítica, significativa, reflexiva e ética.

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7. Conhecer, apreciar e cuidar de si, do seu corpo e bem-estar, compreendendo-se na diversidade humana, fazendo-se respeitar e respeitando o outro, recorrendo aos conhecimentos das Ciências da Natureza e às suas tecnologias. 8. Agir pessoal e coletivamente com respeito, autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, recorrendo aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões frente a questões científico-tecnológicas e socioambientais e a respeito da saúde individual e coletiva, com base em princípios éticos, democráticos, sustentáveis e solidários. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular, 2017. p. 320-321.

DESAFIOS DO ENSINO E O PROFESSOR DE CIÊNCIAS DO SÉCULO XXI É fato que a identificação cultural da atual geração de jovens que ocupa o espaço urbano das grandes e médias cidades se dá pela exposição cotidiana às mídias como games, vídeos, redes sociais, além de seus contatos com inúmeras formas visuais da publicidade (BAITELLO JR., 2014). Em tal contexto, em que a produção de informação parece não ter limites, ensinar e formar crianças, adolescentes e jovens torna-se um grande desafio. A prática do professor, portanto, deve ser não somente inovadora, mas também que vise formar um aluno atuante e responsável pelos seus atos no presente e no futuro. Com esse objetivo em mente, é importante que a prática do professor caminhe em direção ao aprendizado associado a práticas sociais e ao cotidiano do aluno. Dessa forma, a aprendizagem ganha significado e, assim, o aprendiz torna-se ativo em seu próprio processo de ensino e aprendizagem. O aluno é o responsável final pela sua aprendizagem, porque é o agente que atribui significado e sentido aos conhecimentos. Entretanto, é o professor quem determina as estratégias que possibilitam a integração entre os conceitos, para que os significados sejam construídos. A mediação do professor no processo torna-se essencial para que o aluno construa os conhecimentos científicos, a partir do acesso à informação relevante. A mediação também é fundamental para capacitar o aluno a reconstruir suas representações a partir de suas experiências cotidianas. O ensino de ciências deixa de ser encarado como uma simples transmissão de conceitos e passa a ser compreendido como um processo de construção conceitual. De acordo com essa perspectiva, o aluno constrói significados relativos aos conteúdos escolares como resultado de uma dinâmica interna própria, mas a natureza cultural dos conteúdos marca a direção na qual esse processo construtivo deve ser orientado a partir do exterior, através da intervenção do professor. A prática do professor se expressa, portanto, na ação, reflexão e transformação do sujeito, constituindo a natureza não material da educação escolar, isto é, a produção de ideias, símbolos, hábitos, atitudes e habilidades. Se o aluno é o responsável final pela sua aprendizagem, ao atribuir significado aos conteúdos, então, o professor é o responsável por orientar o processo de aprendizagem, a partir das atividades escolares e do gerenciamento de maior ou menor grau de amplitude e profundidade dos significados construídos. A oferta extraordinária de informação resultante dos avanços tecnológicos fez com que o principal desafio do cérebro humano deixasse de ser o de armazenar a maior quantidade possível de conhecimentos e passasse a ser o de conectar os aprendizados para a resolução de problemas de forma integrada às várias dimensões do ser humano, com suas aspirações, suas emoções, suas relações com as outras pessoas e com o ambiente. Com isso, a escola assume um novo papel que não o de ensinar conteúdos estanques e organizados em disciplinas que não dialogam entre si. A escola do século 21 deve priorizar e estimular ligações sociais e experimentações, permitindo que todos os indivíduos se engajem com o aprendizado e encontrem suas paixões e papéis mais amplos na sociedade e no mundo. FADEL, C.; BIALIK, M.; TRILLING, B. Educação em quatro dimensões: as competências que os estudantes devem ter para atingir o sucesso. Boston: Center for Curriculum Redesign, 2015. p. 9.

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PROCESSO E PROGRESSÃO DA APRENDIZAGEM DE CIÊNCIAS No modelo da aprendizagem significativa os conceitos estão hierarquicamente organizados na estrutura cognitiva de um sujeito, e a aprendizagem depende de um vínculo de conceitos inclusores, já existentes na estrutura cognitiva do aprendiz. Em outras palavras, a aprendizagem é um processo de construção do conhecimento, em que o aprendiz utiliza o seu conhecimento anterior para construir o novo. Assim, aprender significa organizar e integrar o material na estrutura cognitiva. A construção dos significados conceituais depende de esquemas cognitivos prévios de cada aluno e da interação discursiva com o professor, que seleciona, organiza, sequencia e comunica certo conteúdo. A estrutura cognitiva apresenta-se como uma hierarquia de conceitos, que são abstrações da experiência do indivíduo e que podem servir de base para a ancoragem de novas ideias ou conceitos (MOREIRA e MASINI, 2006). Mas para que ocorra aprendizagem significativa é necessário que o material a ser aprendido seja incorporável à estrutura cognitiva do aprendiz também de modo não literal, mas com significado. Novas ideias e informações podem ser aprendidas e retidas, na medida em que os conceitos relevantes e inclusivos estejam adequadamente claros e disponíveis na estrutura do indivíduo e funcionem, dessa forma, como ponto de ancoragem às novas ideias e conceitos. Um dos princípios da aprendizagem significativa é a organização dos conceitos em um processo denominado diferenciação progressiva, um movimento contínuo no qual os significados mais abrangentes se estabelecem em novas relações conceituais. Em contraste com a aprendizagem significativa, na aprendizagem mecânica, as novas informações têm pouca ou nenhuma interação com conceitos relevantes da estrutura cognitiva e, neste caso, pode-se dizer que a nova informação é armazenada de maneira arbitrária. A aprendizagem, assim, caracteriza-se pela interação entre o novo conhecimento e o conhecimento prévio de forma não literal e não arbitrária: o novo conhecimento adquire significados para o aprendiz e o conhecimento prévio fica mais rico, mais diferenciado, mais elaborado em termos de significados, adquirindo mais estabilidade (AUSUBEL, 1980). Seguindo este raciocínio, a estrutura conceitual se mantém de forma não rígida, mas busca as relações entre as significações conceituais e proposicionais, de acordo com as diferenças e similaridades, na busca de uma reconciliação integrativa entre os conceitos prévios e os que estão sendo incorporados nesta estrutura mental (AUSUBEL, 2000). Esse processo de interiorização é mediado por interações e intercomunicações sociais, nas quais a linguagem é fundamental. Praticamente tudo o que chamamos de “conhecimento” é linguagem. Isso significa que a chave da compreensão de um “conhecimento”; ou de um “conteúdo”, é conhecer sua linguagem. Problemas linguísticos estão relacionados à aquisição de uma cultura científica, pois o aluno precisa aprender a usar termos científicos específicos, mas às vezes não possui familiaridade com tais termos ou desconhece o significado do conceito. Além disso, o conhecimento científico é complexo e estruturado. Para construí-lo, os alunos precisam traduzi-lo ou decodificá-lo com base no seu conhecimento prévio. Considerando que cada modo comunicativo contribui de maneira especializada e cooperativa para dar significado e explicitar conceitos, o uso de multimodos de representação apresenta uma direta relação com a aprendizagem significativa de conceitos. Um episódio de ensino-aprendizagem se caracteriza pelo compartilhar de significados entre aluno e professor sobre conhecimentos veiculados por materiais educativos do currículo, onde há a busca da congruência de significados. Há um reconhecimento entre os pesquisadores da área de que os significados das representações estão diretamente relacionados ao processo de construção e abstração de um conceito científico. Para que haja intercâmbio e “negociação” de significados, a linguagem torna-se um instrumento básico e essencial (MOREIRA, 1999). Assim, construção de novas significações não é vista como exclusivamente dependente da linguagem (escrita ou falada), mas como resultado da interação entre diversos sistemas de representação que incluem imagens, gráficos e diagramas, passando pelo uso de gestos e atividade física, como a observação e manipulação de objetos.

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A percepção e a compreensão das características que definem um conceito são imprescindíveis para o aprendizado. E toda palavra, assim como cada figura, diagrama, equação, simbolismo envolvidos por trás das ações e dos procedimentos, pertencem a um contexto e são parte de uma possível troca de significados entre diferentes membros de uma comunidade. Por isso, as dificuldades do aprendizado de ciências vão além dos problemas advindos das tentativas de apropriação da chamada “linguagem da ciência”. Aprender ciências não significa somente se apropriar do discurso científico ou decorar determinados termos científicos; aprender ciências é ultrapassar a esfera puramente conceitual e envolver simultaneamente a compreensão de diferentes linguagens. É preciso ressaltar, entretanto, que muitas vezes, nas aulas de Ciências, os alunos não têm a oportunidade de trabalhar com um modo específico de representação de um conceito. É necessária a integração de diferentes linguagens, em particular, as dimensões discursivas e imagéticas, nos processos de ensino e aprendizagem de ciências. As pesquisas nessa área consideram que a construção de um conceito pode ser desenvolvida a partir da compreensão dos diversos modos utilizados para representá-lo. Desta forma, para que ocorra a aprendizagem significativa, o conhecimento deve ser transferido em um contexto diferente daquele que a aprendizagem ocorreu e os novos conhecimentos (conceitos, ideias, proposições, modelos ou fórmulas) passam a significar algo para o aprendiz, que se torna capaz de explicar situações ou resolver problemas com suas próprias palavras. Assim a aprendizagem passa a existir quando um mesmo conceito ou uma mesma proposição conseguem ser expressos de diferentes maneiras, equivalentes em termos de significados.

ORIENTAÇÕES METODOLÓGICAS ESTRATÉGIAS DE ENSINO No livro do aluno, diversas estratégias de ensino são utilizadas para a condução dos assuntos, de maneira a ampliar as oportunidades de aprendizado. A estratégia de contextualização está presente em diversos momentos, como em aberturas de unidades, capítulos, temas, seções e atividades. Seções como Oficina científica e Ciência em ação, e algumas atividades, trabalham com questões práticas e/ou recursos de problematização. Diversos recursos imagéticos são utilizados em toda a coleção, com destaques para os infográficos das páginas de aberturas de capítulo. Abordagens históricas das Ciências estão presentes em diversos momentos, assim como a integração com outras disciplinas, em especial na seção Integrando com. Além disso, são sugeridas visitas a espaços não formais de aprendizagem.

Problematização A resolução de problemas consiste em uma ferramenta de ensino que favorece simultaneamente a obtenção de conhecimentos disciplinares e o desenvolvimento de habilidades e atitudes, pois o processo possui características de cooperação. As propostas são trabalhadas em grupos pequenos e, assim, permitem que competências relacionadas ao trabalho em equipe sejam estimuladas. Além disso, as atividades são centradas no aluno, que assume um papel ativo e responsável pelo seu aprendizado, sendo motivado a buscar informações relevantes para o desenvolvimento das tarefas. Outra característica importante é a integração e interdisciplinaridade possível entre os conhecimentos levantados. A metodologia de resolução de problemas estimula a capacidade de pensar sobre os problemas apresentados e as possíveis ferramentas que serão utilizadas para resolvê-los. Inicialmente, apresenta-se a definição dos objetivos. Em seguida, aprofundamento e discussão, sem o fornecimento direto de informações técnicas, por parte do professor. O aluno, em um primeiro momento, contribui com seus conhecimentos e experiências prévias e colabora com os conhecimentos adquiridos, a fim de ajudar o grupo a solucionar o problema. Dessa forma, o aluno passa para o papel de agente de construção dos próprios conhecimentos redescobertos.

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O próximo passo da metodologia é o levantamento de dúvidas sobre a resolução do problema, que vai fazer com que os educandos mobilizem aspectos cognitivos específicos. O problema deve motivar o aluno a buscar o conhecimento, quando for possível, respaldado em conceitos científicos. De preferência, os problemas devem ser colocados pelos alunos, ou por eles assumidos, passando para um significado pessoal, pois só assim as dúvidas, as interrogações e as inquietações serão verdadeiramente significativas. Nesse caso a motivação será intrínseca e deverá ser estimulada com o objetivo de criar nos alunos um clima de verdadeiro desafio intelectual. Seguindo esses passos, é possível delinear os princípios que orientam a aquisição de novas informações durante o processo de resolução de problemas. Primeiro, a ativação de conhecimentos prévios sobre o assunto. Segundo, a recuperação posterior da informação. Esse segundo passo é mais facilitado quando exemplos são trabalhados juntamente com a informação, ou seja, quanto mais semelhante a uma situação real for a situação de aprendizado, mais fácil a recuperação de informação. Por esse motivo, os problemas são elaborados a partir de situações reais do cotidiano do aluno, o que possibilita que sejam efetivamente significativos, condição imprescindível para o processo de problematização. Terceiro, a elaboração do conhecimento a partir da elaboração de respostas, seja a partir de perguntas claramente elaboradas, seja no contexto de interação em grupo, onde o aluno verbaliza o seu conhecimento e também aprende com base na explicação dos colegas. Além da resolução de problemas fechados, ou seja, apresentados de forma integral ao aluno ou ao grupo, é possível trabalhar com problemas em uma perspectiva da metodologia da problematização (BERBEL, 1999). Nessa perspectiva, problemas socioambientais podem ser explorados, considerando que os hábitos de consumo, as relações humanas, o modo de vida, as relações de trabalho, as crenças e valores ambientais são cada vez mais resultantes de demandas do desenvolvimento tecnológico. As características da metodologia da problematização desenvolvem-se em etapas que se iniciam com a exposição do aluno a um problema inserido na realidade física ou social, permitindo uma visão global e contextualizada da situação. Posteriormente os alunos são levados a propor hipóteses para a resolução do problema e a buscar subsídios na pesquisa bibliográfica, na consulta às bases de dados, na leitura de livros, como teorização e contribuição na construção de propostas de aplicação na realidade, com a possibilidade de superar o nível da formulação teórica, planejando estratégias que permitem pôr em prática as sugestões para solucionar o problema. É um momento com forte presença do componente social e político, e consequentemente de tomada de consciência e de transformação da realidade. Do ponto de vista pedagógico, a problematização pode ser considerada um método fundamentado em teorias construtivistas, que atribuem ao aluno um importante papel. Na medida em que interage com o seu objeto de conhecimento, o aluno estabelece uma relação dialógica e transformadora de seu ambiente, já que retorna à realidade com propostas de mudança e de resolução para o problema observado inicialmente. Finalmente, a tomada de decisão para a inferência na realidade incentiva e auxilia os alunos a fundamentar os argumentos, explicitando a natureza e aceitabilidade das informações por eles usadas, além do reconhecimento de princípios científicos que dão base ao tema em discussão. A tomada de decisão requer o uso de conhecimentos relevantes, consciência, compromisso com valores e a capacidade de transformar atitudes, habilidades e valores em ação. Todos esses passos podem ser encorajados se uma perspectiva de tomada de decisão for incorporada ao processo educacional com o uso de problematizações.

Atividades práticas A importância das atividades práticas demonstra-se no auxílio e na compreensão de fatos ou fenômenos explicados pelos conceitos e, além disso, tais atividades podem contribuir para a superação de obstáculos da aprendizagem de ciências, ao propiciar interpretações, discussões e confrontos de ideias. As atividades práticas têm como objetivos a observação, a demonstração e a manipulação de materiais alternativos, dependendo da atividade e do espaço pedagógico disponível. O fundamental é que se garanta um espaço de reflexão, desenvolvimento e construção de ideias, concomitantemente à construção de conteúdos procedimentais, conceituais e atitudinais envolvidos na proposta e ao desenvolvimento de habilidades como cooperação, concentração, organização e manipulação de materiais. As atividades práticas possibilitam ao aluno vivenciar o método científico, a observação de fenômenos, o registro sistematizado de dados, a formulação e o teste de hipóteses e a inferência de conclusões.

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Ao redigir um roteiro de aula prática, todas as instruções devem ser muito precisas e explícitas, de modo que cada grupo de alunos possa trabalhar seguindo o próprio ritmo, sem solicitar constantemente a presença do professor. Durante a prática, o professor pode solicitar aos alunos que apresentem expectativas de resultados, expliquem aqueles obtidos na demonstração e os comparem aos esperados, sempre orientando discussões e levantando problemas. Assim, a atividade prática une a interpretação do sujeito aos fenômenos e processos observados, pautados não apenas pelo conhecimento científico, mas pelos saberes e hipóteses levantadas. As atividades práticas podem funcionar como um contraponto das aulas teóricas, pois a vivência de uma certa experiência facilita a fixação de um conteúdo, descartando-se a concepção de aula prática com caráter meramente ilustrativo da teoria. Por isso é importante organizar as atividades em torno de problemas e hipóteses, possibilitando relacionar o conteúdo a ser aprendido com os conhecimentos prévios dos alunos e com diferentes conteúdos.

Uso de imagens no ensino de Ciências Em um mundo que se expressa cada vez mais visualmente, a imagem, em seus múltiplos suportes, tem se colocado como um modo expressivo e comunicativo, seja pela veiculação massiva, como em publicidade, jornalismo, cinema, entretenimento; pelo contato diário com imagens técnicas; e também permeando as relações sociais, como a comunicação mediada por telas nas onipresentes fotografias digitais ou nas próprias redes sociais da internet. Em seu papel pedagógico, as imagens científicas fazem parte do cotidiano midiático, em um amplo espectro de objetos como jornais, revistas, reportagens, programas televisivos e cinema, abarcando variados suportes e formas representacionais (esquemas, fotografias, símbolos, animações computacionais, filmes, entre outras). A questão é como ocorre a interação entre o indivíduo e a imagem e como se dá o processo de interpretação das mensagens. A presença de imagens no âmbito da Ciência assume uma ampla gama de propósitos. Em particular, o uso de imagens na investigação científica pode tornar possível o registro e o estudo de estruturas ou organismos, inclusive dos que foram extintos (como os dodôs ou os rinocerontes-brancos do norte), ou a criação de modelos produzidos a partir de vestígios fósseis, como no exemplo dos dinossauros. Por isso, é verdadeiro dizer que por meio das imagens representamos e entendemos o mundo, pois desde tempos remotos a imagem é adotada pelo ser humano como expressão da sua cultura, permeando, nos dias atuais, praticamente todas as áreas da ação humana: “na esfera do ensino as imagens desempenham um papel facilitador na explicação de conceitos e constituem importantes recursos para a comunicação das ideias científicas” (KLEIN, 2011). Deve-se considerar ainda que, nos diversos campos científicos, as imagens podem abranger ilustrações esquemáticas, representativas ou técnicas, registros de satélites, microcâmeras, sondas (no caso das ecografias, por exemplo) e podem ser obtidas por câmeras acopladas a telescópios e microscópios. Portanto, as representações visuais não devem ser consideradas meros apoios ou formas de popularizar um raciocínio complexo, pois são uma parte essencial do discurso científico. As representações visuais não somente servem a análises, mas são também usadas para sintetizar um pensamento teórico ou uma descoberta científica, pois as figuras gráficas são capazes de fornecer uma visão geral, mostrar resultados ou relações conceituais em sua organização espacial, como o uso de modelos que representam fenômenos naturais; por exemplo, órbitas planetárias, membranas celulares, estratos geológicos ou estruturas moleculares. Os microscópios possibilitam a observação de imagens de objetos não acessíveis ao olho nu, e, assim, as amostras visuais são insubstituíveis como documentos que permitem que objetos de estudo sejam percebidos e analisados cientificamente. Desse ponto de vista, o uso de imagens passa do meramente ilustrativo para um papel essencial na construção de conceitos científicos. Um infográfico difere das imagens convencionais por permitir a articulação de imagens e de textos. Por isso, a infografia é entendida como um sistema híbrido entre palavras, imagens e números, unindo a comunicação visual e verbal.

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Esse recurso é muito utilizado no meio jornalístico, mas vem cada vez mais sendo utilizado na educação. Além de auxiliar na visualização de fenômenos abstratos, possibilita que os processos de ensino e aprendizagem se tornem mais dinâmicos, auxiliando na indicação de detalhes específicos da temática abordada. Permite, assim, que o aprendiz exercite um pensamento mais crítico e reflexivo, estimulando sua criatividade e expressão de ideias. [...] Ao realizarmos a revisão da literatura e manusearmos diversos infográficos, foi possível identificar as seguintes potencialidades para utilização em contexto educativo: • os alunos podem acompanhar passo a passo um processo, fato ou acontecimento histórico; • a riqueza de imagens e esquemas facilita a memorização por parte dos alunos; • possibilita a alfabetização visual, visto que, muitas das vezes, os alunos observam a imagem de maneira geral sem perceber aspectos importantes, os quais só são perceptíveis com uma maior atenção a determinadas áreas de um infográfico; • o aluno tem um maior controle sobre o recurso visual e sua aprendizagem, pois poderá explorar e revisar quantas vezes desejar cada fase do processo apresentado no infográfico; • o infográfico poderá constituir-se num poderoso atrativo para veiculação da informação em ambientes e plataformas de ensino e aprendizagem; • as imagens chamam a atenção dos alunos e o processo de observação dos infográficos poderá desenvolver as habilidades cognitivas de interpretação, análise e síntese; • os alunos recordam mais facilmente imagens e pequenos fragmentos de textos face à grande quantidade de textos sem o uso de esquemas ou imagens; • o aluno por meio do infográfico poderá realizar uma navegação não linear sobre o conteúdo e, desta forma, realizar novas descobertas; • o professor poderá combinar recursos multimídia durante as suas aulas com o intuito de melhorar o processo de ensino e aprendizagem dos alunos; • permitem a visualização de processos muito lentos (o desabrochar de uma flor) ou muito rápidos (a transmissão do som); • o aluno poderá manipular o infográfico inúmeras vezes até que consiga realizar a compreensão completa do processo; • o aluno poderá utilizar o infográfico como uma fonte de informação, um recurso didático, um recurso para exploração visual e ainda para resolução de problemas ou questões elaboradas pelo professor; [...] BOTTENTUIR JR., J. B., LISBOA, E. S., COUTINHO, C. P. O infográfico e as suas potencialidades educacionais. Quaestio, Sorocaba, v. 13, n. 2, p. 176-177, nov. 2011. Disponível em: <http://periodicos.uniso.br/ojs/index.php/quaestio/article/view/695/719>. Acesso em: 9 ago. 2018.

Abordagem da história da Ciência De acordo com a BNCC, o ensino de ciências “Precisa assegurar aos alunos do Ensino Fundamental o acesso à diversidade de conhecimentos científicos produzidos ao longo da história, bem como a aproximação gradativa aos principais processos, práticas e procedimentos da investigação científica” (BRASIL, 2017). Nessa perspectiva, torna-se necessário desenvolver o conhecimento sobre a história da Ciência e refletir sobre a construção de conceitos científicos, técnicas (antigas e modernas), sobre os aspectos éticos, sociais e culturais que influenciam o desenvolvimento das pesquisas nas diferentes áreas do conhecimento. A área científica trata de conteúdos não absolutos, resultantes de uma história plural, contínua e social, não havendo, dessa forma, uma escolha neutra do conhecimento a ser ensinado. Perguntas sobre a aplicação ou o uso de produtos e os aspectos éticos, morais, ambientais que envolvem diversos temas precisam ser levantadas e discutidas em diversos âmbitos da sociedade moderna.

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A natureza do conhecimento científico, a maneira como ela deve ser justificada como recurso à razão e à observação, muda historicamente. Para compreendê-la e identificá-la, devemos analisar os instrumentos intelectuais e práticos que um cientista tinha à mão em determinado contexto histórico. CHALMERS, A. F. A fabricação da Ciência. São Paulo: Editora Unesp, 1994. p. 27.

A história da Ciência tem como objetivo o estudo de episódios fundamentais do trajeto do pensamento científico. Assim, é necessário desmistificar o método científico, dando ao aluno os subsídios para que ele tenha um melhor entendimento do trabalho do cientista. Devem-se também enfatizar as dimensões ética, social, econômica e política das ciências, bem como a relação do cientista com o seu tempo. Latour (1990) retrata a natureza da Ciência como transmitida e ensinada por difusão, ou seja, como se estivesse isolada da sociedade e da cultura. A Ciência não é uma atividade neutra, e o seu desenvolvimento está diretamente vinculado aos aspectos sociais, políticos, econômicos, culturais e ambientais. A abordagem histórica nas aulas de Ciências coopera para a cultura do aluno e auxilia no aprendizado de problemas, que estabelecem relações entre os conceitos, leis e princípios. Quando há a aproximação com a natureza do trabalho científico há a compreensão de como se constroem e se modificam os conhecimentos científicos. O dinamismo da Ciência está presente em um percurso histórico, enquanto conquista humana, com carácter evolutivo, progressivo e não linear. Dessa maneira, é importante que o aluno perceba a Ciência como construção humana e que seus principais processos, práticas e procedimentos investigativos são derivados de erros e acertos, os quais geram mudanças em conceitos e teorias.

Trabalho interdisciplinar Segundo Vygotsky (1991), a mente humana cria estruturas cognitivas necessárias à compreensão de um determinado conceito construído no processo de ensino e aprendizagem. Quanto mais relações conceituais, contextuais e interdisciplinares o aprendiz conseguir estabelecer, maior a possibilidade de reconstrução e internalização de significados em sua rede cognitiva. As estruturas cognitivas dependem desse processo para evoluir e somente serão construídas à medida que novos conceitos forem trabalhados e incluídos na rede conceitual. Mas o que ocorre normalmente é que o conhecimento é apresentado de forma fragmentada e isolada. O desafio é recriar novas condições para uma educação científica aberta e flexível que consiga integrar diferentes conhecimentos. Trabalhar conteúdos no formato interdisciplinar também auxilia na motivação e no fomento da curiosidade natural que alunos das séries iniciais têm pela Ciência, sendo possível explorar os saberes cotidianos e as histórias pessoais como ponto de partida para o ensino de Ciências. A compreensão integrada dos fenômenos naturais, em uma perspectiva interdisciplinar implica o estabelecimento de vínculo conceitual nas diferentes áreas de conhecimento.

Contextualização Quando inserimos temas transversais ligados ao cotidiano e à realidade do aluno, podemos integrar ações de modo contextualizado, evitando a fragmentação de conteúdos e o esvaziamento de assuntos. Quando o aluno enxerga aplicabilidade naquilo que é tratado na escola, além de cooperar para a aprendizagem conceitual mais efetiva, conteúdos procedimentais e atitudinais também são abordados. Isso o leva, naturalmente, a uma ação consciente sobre a realidade que foi abordada previamente. Essa abordagem envolve um esforço para realizar transposições didáticas, contextualizar e humanizar a ciência escolar para que mais facilmente e mais cedo se desperte o gosto pelo seu estudo. O conhecimento contextualizado, derivado das situações vividas pelo educando, deixa de ser passivo ou acabado.

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Quando o aluno identifica problemas e conflitos da realidade, o conhecimento novo passa a fazer sentido. A Ciência não pode se legitimar por currículos desligados do mundo; ela deve sim ser interpretada de maneira contínua e contextualizada. Não é mais possível pensar o ensino de ciências de forma descontextualizada em relação ao desenvolvimento tecnológico e de outras produções culturais da sociedade. É preciso pensar em um currículo mais articulado, flexível e dinâmico. Isso exige um esforço por parte dos professores, para auxiliar o aluno nas conexões entre o conceito científico e sua realidade. Torna-se também necessário vislumbrar um currículo com flexibilidade, que não obedeça a uma sequência rígida de conteúdos, mas que permita o ir e vir entre os diferentes conceitos propostos nas unidades didáticas. Essa liberdade de ação permite ao professor mesclar temáticas e trabalhar de modo contextualizado, de acordo com a sua realidade escolar.

Espaços não formais de aprendizagem Uma outra dimensão que pode favorecer a ampliação e o aperfeiçoamento do letramento científico é o estreitamento das conexões entre a educação formal e a não formal em Ciências. A sociedade contemporânea entende que a educação é um processo que não acontece somente no espaço da escola, além de não se limitar ao período de formação escolar. Devem-se, portanto, instrumentalizar ações em ambientes fora do espaço formal escolar, como museus, jardins botânicos, clubes de ciências, trabalhos educativos de campo, entre outros espaços não formais de ensino. Essa constatação não reduz o papel fundamental da escola; pelo contrário, amplia a sua responsabilidade, bem como a do Estado, em fornecer meios de aprofundamento do conhecimento. Não se pode entender o desenvolvimento sem que o cidadão tenha várias possibilidades e/ou oportunidades de atualizar, continuamente, sua bagagem de cultura. Com o acelerado avanço de novas tecnologias e da Ciência propriamente dita, o espaço não formal de educação vem ganhando destaque na elaboração das políticas nacionais de ensino e de divulgação científica. Percebe-se o desenvolvimento de um grande volume de ações de cunho educacional e de pesquisas desenvolvidas na área de educação não formal em Ciências, em razão da necessidade de reflexão sobre as transformações científicas na sociedade em descompasso com a carência de informação científica do cidadão. Nesse contexto, os museus de Ciência, por exemplo, têm um triplo desafio: funcionar como instituições de educação não formal, promovendo oportunidades de aprendizagem ao longo da vida; funcionar como instância de sensibilização para os temas científicos; contribuir para o desenvolvimento profissional de professores, pois estes, mais do que todos, não podem prescindir de educação continuada em ciências.

PLANEJAMENTO NO ENSINO DE CIÊNCIAS Se perguntarmos a um aluno do Ensino Fundamental ou Médio por que está aprendendo determinado conteúdo, dificilmente ele fará conexão com seu dia a dia para identificar a importância entre um assunto escolar e um problema que ocorre em sua casa. Provavelmente sua resposta se limitará a colocar o conteúdo como pré-requisito a outro conteúdo, ou simplesmente não haverá resposta. Por isso, o ensino de Ciências necessita de situações interessantes e pertinentes, que levem em conta a idade e o nível dos alunos, o tempo disponível e as competências a serem desenvolvidas. Tal pedagogia requer um planejamento didático flexível, pois o conteúdo não pode ser abordado de forma estática e fragmentada, sem interação entre as partes. Ele precisa ser feito de maneira dinâmica e inter-relacionada, voltada à explicação e à busca das relações na própria realidade, incluindo o aluno no processo e abrindo a ele possibilidades de intervenção. É importante a participação dos professores em um modelo curricular, em parceria com especialistas e apoiados por bons livros-textos, pois a delimitação e a sequência dos conteúdos consistem em tarefa-chave para o ensino.

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A adoção dos conceitos de interdisciplinaridade dos conteúdos como novos paradigmas na concepção de currículo, as situações de ensino e de aprendizagem vividas pelos alunos em sala de aula precisam ser planejadas de modo que sejam consideradas um problema que os desafia, para que possam analisar de modo crítico a sua ação. Ao planejar uma unidade didática, o professor precisa indicar quais são os objetivos conceituais, procedimentais e atitudinais a serem atingidos. A partir daí, as estratégias de abordagem didática e os recursos necessários serão estabelecidos. É fundamental que a proposta de ensino seja ativa e favoreça a construção de novos significados pelos alunos. Por exemplo, quando o planejamento é executado a partir dos conhecimentos prévios dos estudantes, obtém-se a primeira condição necessária a uma aprendizagem significativa dos conteúdos. Os conhecimentos prévios são interpretações que os alunos fazem das diversas situações e formam parte da sua estrutura cognitiva, o que é condição para a compreensão e aquisição de um conhecimento novo. Além disso, as estratégias devem ser motivadoras em relação à aprendizagem de novos conteúdos, promovendo atitude favorável, bem como estimulando a autoestima e autoconfiança dos alunos. Nesse sentido o aluno poderá ter a habilidade de “aprender a aprender”, ou seja, gradativamente será autônomo em sua aprendizagem.

PROCESSO AVALIATIVO E O ENSINO DE CIÊNCIAS Um ponto importante é a avaliação na escola. Precisamos abandonar a ideia de que uma avaliação deve ser realizada somente em um momento e que serve para classificar os alunos de acordo com o desempenho. Atualmente, considera-se que a avaliação deva permear todo o processo de ensino e aprendizagem, com o papel de indicador para o professor sobre o que o aluno aprendeu, quais as concepções dos alunos sobre o assunto abordado e que estratégias poderiam ser utilizadas para sanar possíveis dificuldades entre os alunos. Dessa forma a avaliação seria um instrumento norteador das ações do professor e para isso podem ser utilizados diversos formatos de avaliações. Desde a avaliação escrita, que é a mais usada pela praticidade, até avaliações não formais que podem acontecer ao longo do processo de ensino e aprendizagem. O que deve ser levado em conta são os tipos de questionamento utilizados em uma avaliação, que tipos de capacidade cognitiva estão sendo exigidos do aluno. Deve-se atentar para não avaliar somente a capacidade de memória, mas também a percepção e crítica em relação aos fenômenos estudados. Para isso, é importante certificar-se de que essas percepções foram exploradas durante as aulas. Uma avaliação também pode ser realizada no início de uma nova unidade didática, e aí o intuito será a identificação dos conhecimentos prévios dos estudantes, o que fornecerá subsídios para o planejamento da unidade didática a ser abordada. Outros procedimentos avaliativos são sugeridos para conteúdos atitudinais e comportamentais. Quando o trabalho é realizado em grupo e em locais específicos, como visitas e no próprio laboratório da escola, podem ser confeccionadas fichas com as atitudes esperadas e também pode ser realizada uma autoavaliação. Para que tais ideais avaliativos sejam alcançados, é importante que a avaliação seja estabelecida em diferentes momentos: o inicial, para identificação dos conhecimentos prévios dos alunos; durante a abordagem da unidade didática, para servir como parâmetro para outras abordagens; e o final da unidade didática, possibilitando o diagnóstico final de aprendizagem. Finalmente, a avaliação deve estar integrada ao ensino e à própria aprendizagem. Ela é o indicador para possíveis iniciativas de mudança de estratégias de ensino. Por isso, deve ser considerada um instrumento de auxílio para o planejamento e não para classificar ou selecionar alunos. Essas são algumas ideias que devem permear as ações de educadores. É preciso fazer uma análise do conteúdo e das dificuldades de aprendizagem em função das características dos alunos para concretizar os objetivos, os conteúdos educativos e as estratégias didáticas.

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EDUCAÇÃO PARA A CIDADANIA: ENSINO DE VALORES A educação para a cidadania requer que questões sociais sejam apresentadas para a aprendizagem e reflexão dos alunos, com a finalidade de estimular ações que contribuam para a transformação da sociedade humana, tornando-a mais justa e voltada para a preservação da natureza. O objetivo maior é a formação do cidadão, com base no princípio da dignidade do ser humano, como prescreve a Constituição Brasileira, em um país cuja diversidade social, econômica, racial e cultural difere significativamente. De acordo com a Base Nacional Comum Curricular (BNCC), os conteúdos incluem o respeito mútuo, a justiça, o diálogo, a solidariedade, a empatia, a resolução de conflitos, a cooperação, os direitos humanos, “com acolhimento e valorização da diversidade de indivíduos e de grupos sociais, seus saberes, identidades, culturas e potencialidades, sem preconceitos de qualquer natureza” (BRASIL, 2017). Uma sala de aula é uma pequena sociedade e, assim, o cotidiano escolar constitui-se como uma esfera definida no tempo e no espaço, sendo socialmente autônoma. A interação dos que fazem parte do cotidiano escolar dá lugar a uma troca de saberes, valores e ideologias, em que o comportamento de cada um cria uma nova dinâmica e redefine o contexto. Nesse sentido, cabe ao professor em sala de aula mobilizar, além dos conteúdos curriculares (âmbito intelectual), esses conhecimentos valorativos e afetivos que permeiam o processo de ensino, considerando seu aluno como sujeito singular, com acolhimento e com o intuito de sua formação integral. A seção Pense bem apresenta oportunidades de realizar esse tipo de trabalho. Assim, o ensino torna-se uma prática social que contribui também para a socialização, considerando que a apropriação de valores permite que ideias, conceitos e normas de conduta colaborem na atuação ativa e crítica dos indivíduos na sociedade. A apropriação ativa desses conhecimentos culturais permite às crianças e jovens não somente integrar-se ao grupo, mas torna-os capazes de agir como indivíduos com suas particularidades, capazes de “agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários” (BRASIL, 2017).

TEMAS CONTEMPORÂNEOS E O ENSINO DE CIÊNCIAS Os temas contemporâneos elencados pela BNCC são trabalho, consumo, educação financeira, educação para o trânsito, educação ambiental, educação alimentar e nutricional, direitos e deveres – nos quais estão compreendidos cidadania, direitos humanos, estatuto da criança e do adolescente e valorização do idoso –, saúde, sociedade, ambiente, educação das relações étnico-raciais, cultura, tecnologia, vida familiar e social. Esses temas apresentam características interdisciplinares, pois permeiam todas as áreas do conhecimento e devem ser trabalhados de modo transversal e integrado, efetivo e dinâmico. Os conceitos presentes nos temas contemporâneos se referem a valores básicos da cidadania e trazem à tona questões importantes e urgentes da sociedade atual. Assim, devem ser trabalhados de modo coordenado e contextualizado, para que os alunos construam significados, deem sentido àquilo que aprendem e possam atuar de modo efetivo no seu cotidiano, com o intuito de inferir na realidade e transformá-la. Alguns temas contemporâneos podem ser abordados em conjunto, como educação alimentar, nutricional e saúde, autocuidado, prevenção de doenças e saúde coletiva. Os temas “ambiente” e “trabalho e consumo” também podem ser tratados com algumas intersecções, como a questão do ambiente e consumo consciente, mídia e desperdício e como isso se reflete no ambiente.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALARCÃO, I. Escola reflexiva e nova racionalidade. Porto ALEGRE: Artmed, 2001. ALVES, Rubem. Filosofia da ciência: introdução ao jogo e suas regras. São Paulo: Brasiliense, 1993. ANDERY, M. A. et al. Para compreender a ciência: uma perspectiva histórica. São Paulo: Espaço e Tempo/Educ, 1988. AUSUBEL, D. P. Aquisição e retenção de conhecimentos: uma perspectiva cognitiva. Lisboa: Plátano Edições Técnicas, 2000. AUSUBEL, D. P.; NOVAK, J. D.; HANESIAN, H. Psicologia educacional. Rio de Janeiro: Interamericana, 1980. BACHELARD, G. A formação do espírito científico. Rio de Janeiro: Contraponto, 1998. BAITELLO JR. N. A era da iconografia: reflexões sobre imagem, comunicação, mídia e cultura. São Paulo: Paulus. 2014. BERBEL, N. A. N. (Org.). Metodologia da problematização: fundamentos e aplicações. Londrina: UEL, 1999. BIZZO, N. Ciências: fácil ou difícil?. São Paulo: Ática, 1999. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular – BNCC. Brasília, DF, 2017. BRASIL. Secretaria da Educação Fundamental. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ciências Naturais. Secretaria de Educação Fundamental. Brasília, DF: MEC/SEF, 1998. CACHAPUZ, A. PRAIA, J. JORGE, M. Da educação em ciência às orientações para o ensino das ciências: um repensar epistemológico. Ciência & Educação, v. 10, n. 3, 2004. CALADO, I. A utilização educativa das imagens. Porto: Porto Editora, 1994. CAMPOS, M. C. C.; NIGRO, R. G. Didática de ciências: o ensino-aprendizagem como investigação. São Paulo: FTD, 1999. CAPELETTO, A. Biologia e educação ambiental: roteiros de trabalho. São Paulo: Ática, 1992. CARVALHO, A. M. P. Ciências no ensino fundamental: o conhecimento físico. São Paulo: Scipione, 1998. CARVALHO, A. M. P.; GIL-PÉREZ, D. Formação de professores de ciência. São Paulo: Cortez, 2003. CHALMERS, A. F. O que é ciência afinal? São Paulo: Brasiliense, 1994. DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A. Metodologia do ensino de ciências. São Paulo: Cortez, 2000. DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A.; PERNAMBUCO, M. M. Ensino de ciências: fundamentos e métodos. São Paulo: Cortez, 2002. DUDNEY, G.; HOCKLY, N.; PEGRUM, M. Letramentos digitais. São Paulo: Parábola, 2016. FADEL, C.; BIALIK, M.; TRILLING, B. Educação em quatro dimensões: as competências que os estudantes devem ter para atingir o sucesso. Boston: Center for Curriculum Redesign, 2015. FAZENDA, I. A interdisciplinaridade: um projeto em parceria. São Paulo: Loyola, 1995.

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9 Ciências Vida & Universo

Ensino Fundamental – Anos Finais

Componente curricular: Ciências

1a edição – São Paulo – 2018

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Copyright © Leandro Pereira de Godoy, 2018. Diretor editorial Diretora editorial adjunta Gerente editorial Editor Editores assistentes Assessoria Gerente de produção editorial Coordenador de produção editorial Gerente de arte Coordenadora de arte Projeto gráfico Projeto de capa Foto de capa Supervisora de arte Editor de arte Diagramação Tratamento de imagens Coordenadora de ilustrações e cartografia Ilustrações

Cartografia Coordenadora de preparação e revisão Supervisora de preparação e revisão Revisão

Supervisora de iconografia e licenciamento de textos Iconografia Licenciamento de textos Supervisora de arquivos de segurança Diretor de operações e produção gráfica

Antonio Luiz da Silva Rios Silvana Rossi Júlio Roberto Henrique Lopes da Silva João Paulo Bortoluci Júlia Bolanho da Rosa Andrade, Paula Signorini, Rafael Braga de Almeida, Débora Almeida Francisco Nichel, Eduardo Oliveira Guaitoli, Tiago Jonas de Almeida, Valéria Rosa Martins, Vitor Hugo Rodrigues, Yara Valeri Navas Alice Maria Calado Melges, Ana Caperuto, Flávia Milão Silva, Nathália Azevedo Mariana Milani Marcelo Henrique Ferreira Fontes Ricardo Borges Daniela Máximo Sergio Cândido Carolina Alves Ferreira Stephen Chernin/Getty Images Isabel Cristina Ferreira Corandin Marques Lucas Trevelin Ponto Inicial Estúdio Gráfico e Editorial, Débora Jóia, Gabriel Basaglia Ana Isabela Pithan Maraschin Marcia Berne Alex Argozino, Artur Fujita, Dani Mota, Dayane Raven, Dnepwu, Eduardo Borges, Estúdio Ampla Arena, Fabio Eugenio, Héctor Gómez, Ilustra Cartoon, Leo Teixeira, Lucas Farauj, Maal Ilustra, Marcos Machado, Rafael Herrera, Rodrigo Figueiredo YANCOM, Rubens Gomes, Selma Caparroz, Wandson Rocha Allmaps, DaCosta Mapas, Vespúcio Cartografia Lilian Semenichin Maria Clara Paes Ana Lucia Horn, Carolina Manley, Cristiane Casseb, Edna Viana, Giselle Mussi de Moura, Miyuki Kishi, Jussara R. Gomes, Kátia Cardoso, Lilian Vismari, Lucila V. Segóvia, Renato A. Colombo Jr., Solange Guerra, Yara Affonso Elaine Bueno Ana Paula de Jesus, Marcia Sato, Mario Coelho Carla Marques, Vanessa Trindade Silvia Regina E. Almeida Reginaldo Soares Damasceno

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Godoy, Leandro Pereira de Ciências vida & universo : 9o ano : ensino fundamental : anos finais / Leandro Pereira de Godoy. -- 1. ed. -- São Paulo : FTD, 2018. “Componente curricular: Ciências.” ISBN 978-85-96-01952-1 (aluno) ISBN 978-85-96-01953-8 (professor) 1. Ciências (Ensino fundamental) I. Título. 18-20709

CDD-372.35

Índices para catálogo sistemático: 1. Ciências : Ensino fundamental 372.35 Cibele Maria Dias – Bibliotecária – CRB-8/9427

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Em respeito ao meio ambiente, as folhas deste livro foram produzidas com fibras obtidas de árvores de florestas plantadas, com origem certificada.

Impresso no Parque Gráfico da Editora FTD CNPJ 61.186.490/0016-33 Avenida Antonio Bardella, 300 Guarulhos-SP – CEP 07220-020 Tel. (11) 3545-8600 e Fax (11) 2412-5375

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APRESENTAÇÃO Você já teve a experiência de estar assistindo à televisão e ver um anúncio sobre um novo aparelho celular ou acessar a internet e ler a notícia sobre alguma dica de saúde ou curiosidade sobre o Universo? Já conversou com algum colega sobre seu animal de estimação ou como o dia está quente ou frio? Esses são somente alguns dos diversos assuntos e questionamentos relacionados às Ciências da Natureza. Por meio dos estudos dessa área, o ser humano adquire conhecimentos que contribuem para os avanços científicos e tecnológicos e que podem ser utilizados para facilitar a execução de tarefas diárias ou na manutenção e nos cuidados com nossa saúde e com o ambiente. Além das novas tecnologias, o estudo das Ciências da Natureza nos faz refletir sobre as interações que realizamos com o meio em que estamos inseridos, bem como nosso papel como cidadãos conscientes sobre a necessidade de ações sustentáveis que promovam a conservação ambiental. Com base nesses termos, esta coleção de Ciências tem o objetivo de despertar sua curiosidade sobre fenômenos que ocorrem em seu cotidiano e no planeta, de maneira que você possa fazer perguntas, investigar problemas e propor soluções para a construção de um mundo dinâmico e sustentável para todos. Normalmente, damos importância àquilo que conhecemos melhor e cuidamos daquilo que mais amamos. Por isso, querido aluno, esta coleção foi elaborada com um carinhoso cuidado para que você venha conhecer mais a fundo os componentes, as dinâmicas e os fenômenos de nosso planeta – um local que precisamos cuidar para realmente podermos chamar de lar. O autor.

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1. Parte da tecnologia presente em aparelhos digitais, como

1. Resposta pessoal. Espera-se que, por meio desse questionamento, os alunos pensem sobre o assunto. Duas vertentes podem ser discutidas, a primeira é sobre a importância científica da observação e a segunda, sobre a utilização equilibrada de celulares e outros aparelhos eletrônicos em nosso cotidiano.

os celulares, é consequência dos estudos do Universo. Entretanto, a utilização dessa tecnologia por vezes nos tira o tempo de simplesmente admirar o céu, como faziam os antigos estudiosos. A partir dessas observações surgiam perguntas, hipóteses e teorias. Observe a fotografia: você tem o costume de parar às vezes e olhar o céu somente para contemplar as estrelas? Como você se sente ao fazer isso?

UNIVERSO

2. Resposta pessoal. O objetivo desse questionamento é introduzir o assunto a partir das curiosidades ou dúvidas que os alunos possam ter sobre o Universo. Esse levantamento é importante, pois permite que mesmo os alunos sem afinidade pelo assunto possam se interessar por ele.

ABERTURA DE UNIDADE

2. O que mais chama a sua atenção quando o assunto é Universo? Converse com seus colegas sobre isso.

Sempre apresenta uma fotografia, um pequeno texto e questões orais que vão despertar seu interesse sobre os principais assuntos que serão estudados. Três grandes temáticas serão abordadas nas Unidades de cada volume: Matéria e Energia; Vida e Evolução; Terra e Universo.

FS6 PHOTOGRAPHY/SHUTTERSTOCK.COM

Somos feitos dos mesmos materiais que compõem as estrelas, por isso, podemos dizer que somos pó de estrela. Além de poética, a frase está cientificamente correta e traz consigo uma relação que temos com os astros do céu. Nosso vínculo com o Sol e as outras estrelas, com a Lua e os cometas está presente na vida do ser humano desde as primeiras civilizações e até hoje influencia diversas áreas de nossa vida. Ao observar a fotografia da Via Láctea, de certa maneira, estamos olhando para nossas origens, o lugar de onde viemos e, quem sabe um dia, para onde voltaremos. As relações científicas e culturais que temos com o Universo serão alguns dos assuntos que estudaremos nesta Unidade.

Via Láctea vista da Terra. Índia, 2018.

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2. 2.Resposta Respostapessoal. pessoal.Compare Compareas asrespostas respostas dos dosalunos alunoscom comos osresultados resultadosda dapesquisa: pesquisa: lugarestá estáaapoluição poluiçãodas daságuas, águas,com com em em22oolugar lugar,empatados, empatados,estão estãoaacaça caça 26%; 26%;em em33oolugar, eeaapesca pescailegais ilegaiseemudanças mudançasclimáticas, climáticas,com com 16%. 16%.AAconstrução construçãode dehidrelétricas, hidrelétricas,rodorodolugar,com com15%. 15%. vias viaseeportos portosocupam ocupamoo44oolugar, Promova Promovauma umaconversa conversasobre sobreesses essesdados. dados. 3. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos conversem sobre diversas atitudes relacionadas à preservação do ambiente e, consequentemente, à manutenção da biodiversidade, entre elas, consumir de forma consciente, reduzindo a exploração de matéria-prima do ambiente, como a madeira; reduzir a produção de resíduos orgânicos, além de cobrar dos governantes propostas e execuções de obras de saneamento básico.

CAPÍTULO

ABERTURA DE CAPÍTULO

Por meio de um infográfico, apresenta um tema interessante que vai despertar sua curiosidade e introduzir assuntos que serão abordados durante o Capítulo. Você também será convidado a refletir sobre o que já conhece a respeito do assunto e a interpretar algumas informações presentes no infográfico.

BIODIVERSIDADE E SUSTENTABILIDADE

DADOS QUE IMPACTAM Diversas ações do ser humano impactam negativamente o ambiente e os seres vivos. Veja no infográfico a seguir dados sobre algumas delas. 1. 1.Resposta Respostapessoal. pessoal.Espera-se Espera-seque queos osalunos alunos identifiquem identifiquemque queA, A,BBeeCCapresentam apresentamdados dados relacionados relacionadosàs àssituações situaçõesque queprejudicam prejudicamoo ambiente ambientee,e,por porconsequência, consequência,os osseres seresvivos, vivos, que quepodem podemser serextintos extintoscom comaaconsequente consequente redução reduçãoda dabiodiversidade biodiversidade(D). (D).

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América Américado doNorte Norte

América AméricaCentral Central

31 31%%

40 40%%

América Américado doSul Sul

Houve Houveperda perdade decerca cercade de Estima-se Estima-seperda perdade demais mais 31% 31%da dabiodiversidade. biodiversidade. 40% 40%da dabiodiversidade. biodiversidade.

tionamento tionamentoééque queooaluno alunoinclua incluanas nasopções opções

deproteção proteçãoda dabiodiversidade biodiversidadeum umnovo novo 27 27772 772de 25 25396 396

12.909.320 12.909.320

16.381.565 16.381.565

De De2018 2018até até2050: 2050:

América Américado doNorte Norte

América Américado doSul Sul

Em EmKm Km224. 4.Resposta Respostapessoal. pessoal.OOobjetivo objetivodeste destequesques-

Lixão Lixão

42.267.365 42.267.365

De De1500 1500até até2018: 2018:

DESMATAMENTO C DESMATAMENTO

Em Emtoneladas toneladaspor porano/2017 ano/2017

Aterro Aterro sanitário sanitário

Aterro Aterro controlado controlado

conceito, conceito,que quepossivelmente possivelmenteeles elesainda aindanão não tiveram tiveramcontato. contato.Por Porisso, isso,não nãose seespera esperaque que eles elesrespondam respondamcorretamente, corretamente,mas masque queconconversem versemsobre sobreas asUnidades Unidadesde deConservação, Conservação, criando criandoum umnovo novosignificado significadopara paraootermo. termo. 19 19014 014

14 14286 286

12 12911 911 11 11651 651

TRATAMENTO DE DE ESGOTO ESGOTO A TRATAMENTO

77464 464 77000 000

45%% 45 doesgoto esgotodo doBrasil Brasil do tratadoantes antesde de éétratado retornarao aoambiente. ambiente. retornar

55%% 55 doesgoto esgotodo doBrasil Brasil do retornaao aoambiente ambiente retorna semtratamento tratamentoalgum. algum. sem

77893 893 66418 418 44571 571

55891 891

55012 012

66207 207

66947 947

2003 2003 2004 2004 2005 2005 2006 2006 2007 2007 2008 2008 2009 2009 2010 2010 2011 2011 2012 2012 2013 2013 2014 2014 2015 2015 2016 2016 2017 2017 AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

1. 1.Existe Existerelação relaçãoentre entreos osdados dadosA, A,BBeeCCeeaainformação informaçãoapresentada apresentadaem emD? D?Explique. Explique. 2. 2.Segundo Segundo pesquisa pesquisa encomendada encomendada pela pela organização organização internacional internacional WWF WWF (Fundo (Fundo Mundial Mundial para para aa

Natureza), Natureza), 27% 27% dos dos brasileiros brasileiros consideram consideram oo desmatamento desmatamento aa principal principal ameaça ameaça ao ao ambiente. ambiente. Você Você concorda? concorda?Cite Citeoutros outrosdois doisproblemas problemasque, que,para paravocê, você,estão estãoentre entreas asmaiores maioresameaças ameaçasao aoambiente. ambiente.

Fontes: Fontes:TRATA TRATABRASIL. BRASIL.Esgoto. Esgoto.Disponível Disponívelem: em:<http://www.tratabrasil.org.br/saneamento/principais-estatisticas/no-brasil/esgoto>. <http://www.tratabrasil.org.br/saneamento/principais-estatisticas/no-brasil/esgoto>. Acesso Acessoem: em:18 18out. out.2018. 2018. ABRELPE. ABRELPE.Panorama Panoramados dosResíduos ResíduosSólidos Sólidosno noBrasil Brasil2017. 2017.Disponível Disponívelem: em: <http://abrelpe.org.br/pdfs/panorama/panorama_abrelpe_2017.pdf>. <http://abrelpe.org.br/pdfs/panorama/panorama_abrelpe_2017.pdf>.Acesso Acessoem: em:18 18out. out.2018. 2018. TOLEDO, TOLEDO,K. K.Perda Perdade debiodiversidade biodiversidadeameaça ameaçabem-estar bem-estardas dasgerações geraçõesatuais atuaiseefuturas. futuras.Revista RevistaFAPESP. FAPESP.Disponível Disponívelem: em: <http://revistapesquisa.fapesp.br/2018/03/26/perda-de-biodiversidade-ameaca-bem-estar-das-geracoes-atuais-e-futuras/>. <http://revistapesquisa.fapesp.br/2018/03/26/perda-de-biodiversidade-ameaca-bem-estar-das-geracoes-atuais-e-futuras/>.Acesso Acessoem: em:18 18out. out.2018. 2018. BRASIL. BRASIL.Ministério Ministériodo doMeio MeioAmbiente. Ambiente.Os Osplanos planosde deprevenção prevençãoeecontrole controledo dodesmatamento desmatamentoem emâmbito âmbitofederal. federal.Disponível Disponívelem: em: <http://combateaodesmatamento.mma.gov.br/>. <http://combateaodesmatamento.mma.gov.br/>.Acesso Acessoem: em:19 19out. out.2018. 2018.

3. 3.Em Em relação relação aos aos resultados resultados apresentados apresentados sobre sobre aa perda perda de de diversidade diversidade nas nas Américas, Américas, seria seria possível possível mudar mudaraaexpectativa expectativapara paraooano anode de2050? 2050?Como Comoisso issopode podeser serfeito? feito?

4. 4.Você Vocêacha achaque quemanter manteráreas áreasnaturais naturaisprotegidas protegidaspor porlei, lei,onde ondeseja sejaproibida proibidaou oucontrolada controladaaaretirada retirada de dequalquer qualquerrecurso, recurso,contribui contribuipara paraaamanutenção manutençãoda dabiodiversidade? biodiversidade?Explique Expliquesua suaopinião. opinião.

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B RESÍDUOS RESÍDUOS SÓLIDOS SÓLIDOS

D PERDA PERDA DE DE BIODIVERSIDADE BIODIVERSIDADE NAS NAS AMÉRICAS AMÉRICAS

ALEX ARGOZINO

UNIDADE

CONHEÇA SEU LIVRO

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CONTEÚDO

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

IMAGES/ GLOW IMAGES SPUTNIK / GLOW

Aleksandr Ivanovich Oparin.

IMAGES

Além do experimento de Pasteur, o aperfeiçoamento do microscópio e o avanço dos estudos contribuíram para que a ideia de que um organismo vivo somente se origina de outro ser vivo, por meio de reprodução, ganhasse força, começando a se impor entre os cientistas. Entretanto, outra importante questão foi levantada: se todo ser vivo surge de outro ser vivo, de onde teria se originado o primeiro ser vivo da Terra? Existem diversas hipóteses que tentam responder a essa questão. Porém, uma delas, formulada pelo bioquímico russo Aleksandr Ivanovich Oparin (1894-1980) e pelo biólogo britânico John B. S. Haldane (18921964), tem importante destaque. Segundo esses cientistas, o primeiro ser vivo do planeta Terra teria surgido da combinação de elementos químicos presentes na Terra primitiva, há bilhões de anos. Segundo eles, nos primórdios do planeta, a atmosfera terrestre seria composta por gás metano (CH4), gás hidrogênio (H2), gás amônia (CH3) e água, na forma de vapor ou em gotículas suspensas. A energia de descargas elétricas de tempestades, que, então, eram muito frequentes, e a radiação solar teriam agido sobre as moléculas dessas substâncias e alterado sua conformação, permitindo a formação das primeiras moléculas orgânicas. Essas moléculas teriam se acumulado inicialmente na água de poças à beira do mar, formando aglomerados, que, com o passar do tempo, transformaram-se em estruturas de metabolismo simples, capazes de absorver substâncias do ambiente. Da formação das primeiras moléculas orgânicas até o aparecimento dos primeiros organismos, ou primeiras células, teriam se passado milhões de anos. Posteriormente, esses organismos se espalhariam pelos mares primitivos.

ARCHIVE/UIG/GETTY

Como teria surgido o primeiro ser vivo?

Após o experimento de Redi, reconheceu-se que seres macroscópicos não poderiam surgir espontaneamente. No entanto, a origem de seres microscópicos não estava tão clara assim. Um importante experimento que argumentava contra a geração espontânea de seres microscópicos foi a do microbiologista e químico francês Louis Pasteur (1822-1895). Em seu experimento, Pasteur colocou um caldo à base de carne no interior de frascos de vidro. O caldo foi submetido à fervura por alguns minutos, para matar microrganismos que pudessem já estar presentes. Em seguida, usando fogo, Pasteur modelou o vidro, puxando os gargalos e deixando-os curvos e alongados como “pescoços de cisne”. Assim, o ar podia entrar no frasco, mas a poeira e os microrganismos que carregasse ficavam retidos na curvatura do gargalo. Pasteur, então, retirou o Retrato de Louis Pasteur. gargalo de alguns frascos, mas manteve outros intactos. Pasteur observou que nos frascos cujos gargalos tinham sido removidos, a cor do caldo de carne se alterou. Isso ocorreu porque microrganismos presentes no ar entraram em contato com o caldo e, encontrando alimento, se multiplicaram. Nos frascos intactos, a cor do caldo nutritivo não se alterou, pois os microrganismos não puderam entrar em contato com o caldo. Veja a ilustração a seguir.

NIVERSAL HISTORY

EVERETT HISTORICAL/SHUTTERSTOCK.COM

Os assuntos principais estão organizados por Temas para facilitar seus estudos. Questões orais presentes ao longo do texto vão proporcionar uma troca de experiências entre você e seus colegas e auxiliar na contextualização dos assuntos apresentados a partir de situações de seu cotidiano. Diversos recursos, como tirinhas, imagens, tabelas e gráficos, auxiliam a tornar sua leitura mais prazerosa e a despertar seu interesse pelo assunto.

John B. S. Haldane.

Moléculas orgânicas: de forma geral, são moléculas que possuem carbono em sua estrutura.

RICHARD BIZLEY/ SCIENCE PHOTO LIBRARY / FOTOARENA

Frasco com gargalo removido

LUIS MOURA

Caldo nutritivo

Representação do experimento de Pasteur.

Com base nos resultados do experimento, Pasteur pôde argumentar contra a ideia de geração espontânea, porque, como ele concluiu, se os microrganismos pudessem surgir de forma espontânea, sua presença também teria sido observada nos frascos mantidos intactos.

#FICA A DICA!

Acesse o link a seguir e veja que no passado estudiosos davam diversas receitas sobre geração espontânea. Disponível em: <http://livro.pro/ tw7mi5>. Acesso: 30 out. 2018.

Glossário:

Ilustração representando ambiente da Terra primitiva. Erupções vulcânicas e tempestades com relâmpagos seriam frequentes nos primórdios do planeta.

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Apresenta o significado contextualizado das palavras que talvez você ainda não conheça.

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#FICA A DICA!

Apresenta dicas de sites que contêm materiais complementares aos assuntos abordados nos Capítulos. Ao acessá-los, você poderá encontrar sugestões para visitas virtuais, leituras de textos complementares, observação de imagens, vídeos, infográficos e interações com simuladores ou jogos.

questões que seguem. Orquídeas de flores róseas, ainda consideradas da mesma espécie, vivem em dunas próximas às praias de Marambaia, no Rio de Janeiro, e de Alcobaça, na Bahia. Embora estejam separadas por 900 quilômetros (km), deveriam gerar sementes se um dia suas células reprodutivas se encontrassem. No entanto, nenhum embrião se formou após a polinização entre plantas das duas localidades induzida por botânicos em São Paulo. [...] [...] A impossibilidade de as células reprodutivas de uma mesma espécie gerarem descendentes férteis [...] em milhares de anos, pode levar a uma nova espécie [...]

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Pesquisadores identificaram duas espécies distintas de caracóis vivendo na base de uma montanha. Uma das espécies ocupava apenas o lado A, enquanto que a outra espécie ocupava o lado B, como mostra a ilustração a seguir. Durante as investigações, por meio de análises genéticas, os pesquisadores chegaram à conclusão de que as duas espécies têm um ancestral comum.

anos e preservadas em cinzas vulcânicas. [...] As pegadas, que mostravam clara evidência de bipedalismo – a habilidade para caminhar na posição vertical –, haviam sido produzidas, provavelmente, por indivíduos da única espécie bípede que vivia naquela GREGG NEWTON/REUTERS/LATINSTOCK

área na época: os Australopithecus afarensis.

E. R. DEGGINGER/SCIENCE SOURCE/ FOTOARENA

Orquídea da espécie Epidendrum denticulatum, citada no estudo.

berto em Laetoli, na Tanzânia, um rastro de pegadas fósseis depositadas há 3,6 milhões de

3. Observe os crânios fósseis abaixo. 1

Há mais de 30 anos havia sido desco-

com alterações devido ao fogo. 4. b) Homo sapiens. Há cerca de 195 mil anos.

Elabore uma hipótese que explique a história evolutiva das duas espécies.

1. Homo erectus. 2. Homo sapiens.

O crânio fossilizado de Luzia e uma reconstituição artística de seu rosto, que estava exposta no Museu Nacional. Rio de janeiro, RJ, 1999. 4. c) Resposta nas Orientações

para o professor. a) O incêndio do Museu Nacional do Rio de Janeiro foi considerado uma perda irreparável. Qual a importância dos museus para a sociedade?

Retorne ao quadro da página 159, Fonte: FIORAVANTI, C. Os primeiros passos de novas que relaciona algumas espécies de espécies. Pesquisa Fapesp. Disponível em: <http:// hominíneos e faça uma comparação revistapesquisa.fapesp.br/2013/10/17/os-primeiros-passosde-novas-especies/>. Acesso: 3 out. 2018. entre as informações da tabela e o a) O que é apresentado no texto? que observa nos fósseis da figura. Que tendência evolutiva pode ser b) Como se chama o processo que observada entre as espécies do provavelmente irá ocorrer com as populações de orquídeas citadas no gênero Homo em relação ao volume texto? Especiação. do crânio? 1. a) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem que duas populações de orquídeas que estão separadas geograficamente (900 km de distância) não são mais capazes de produzir descendentes 160 férteis e que isso, em milhares de anos, pode fazer com que se tornem novas espécies.

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2. Considere a seguinte situação.

JEMASTOCK/SHUTTERSTOCK.COM

1. Leia o texto a seguir e responda às

SERGEUWPHOTO/SHUTTERSTOCK.COM

ATIVIDADES

Ao final de cada Tema, existe uma seção de atividades contextualizadas com textos, charges, tirinhas, fotografias, ilustrações, obras de arte, tabelas e gráficos que contribuirão com o seu aprendizado e permitirão testar os conhecimentos que você adquiriu durante o estudo dos Temas. Algumas atividades darão a você a oportunidade de retomar e integrar os conhecimentos adquiridos.

4. a) Resposta pessoal. Professor(a), aproveite para conversar com os alunos que os museus podem, por exemplo, representar a cultura de um local; fornecer subsídios à pesquisa científica; divulgar informações históricas, culturais, artísticas, científicas etc. à população, de modo acessível. 4. Entre os dias 2 e 3 de setembro de 5. Em uma conversa com Luara, Ricardo 2018, um grande incêndio destruiu comentou que os seres humanos o Museu Nacional do Rio de Janeiro, “evoluíram dos macacos”, isto é, instituição científica que completara ele quis dizer que os seres humanos 200 anos de existência. A maior parte seriam descendentes dos macacos. do acervo do museu, cerca de 20 Luara disse ao colega que essa milhões de itens, foi destruída pelo visão não está correta e explicou o incêndio. Registros históricos, obras de que havia aprendido nas aulas de arte, múmias, fósseis, foram perdidos. Ciências. Entre os fósseis, estava o crânio de a) Que explicação Luara pode ter dado a Luzia, encontrado em Minas Gerais, Ricardo? e que, com cerca de 11.500 anos, b) Que evidência você utilizaria para é o mais antigo fóssil humano das sustentar sua explicação? Resposta nas Orientações para o professor. Américas. Um mês após o incêndio, 6. Leia o texto a seguir. 80% do crânio de Luzia foi encontrado,

2. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem que existia uma população ancestral, que foi separada fisicamente por uma barreira geográfica – no caso, a montanha. Com o passar do tempo, as duas populações foram se modificando de forma comportamental, genética e anatomicamente, a ponto NÃO ESCREVA de se tornarem espécies distintas. Isto é, caso se encontrassem no NO LIVRO. ambiente e se intercruzassem, não produziriam descendentes férteis. 3. Uma tendência de aumento do volume do crânio.

ATIVIDADES

b) Luzia era um fóssil de que espécie de hominíneo? Quando essa espécie provavelmente surgiu no planeta?

Essa espécie inclui Lucy [...].

Resposta nas Orientações para o professor.

PASSOS quase humanos. Agência FAPESP. Disponível em: <http://agencia.fapesp.br/passos-quasehumanos/11930/>. Acesso: 04 out. 2018.

Considerando o texto e o que você estudou, corrija as afirmações abaixo, quando necessário, em seu caderno. I. As pegadas fossilizadas encontradas na Tanzânia foram associadas a hominíneos que viviam naquele período, pertencentes à espécie Homo sapiens. II. As pegadas fossilizadas encontradas na Tanzânia são evidências da habilidade para caminhar na posição vertical.

c) Como os fósseis podem auxiliar os III. O fóssil de Lucy é da mesma nas Orientações estudos científicos?Resposta espécie que o ser humano. para o professor. 5. a) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem que os seres humanos não evoluíram dos macacos, mas de um ancestral comum entre seres humanos, chimpanzés e bonobos – que são considerados mais próximos dos seres humanos que os demais primatas.

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ENTRE CONTEXTOS

Limites de exposição a ruídos

ENTRE CONTEXTOS

Nível de ruído, em dB (A)

POLUIÇÃO SONORA A poluição sonora é um problema ambiental característico de grandes centros urbanos. A exposição excessiva a níveis sonoros inadequados pode causar vários problemas, tanto aos seres humanos quanto para outros seres vivos. Fonte: BRASIL. Ministério da Saúde. Perda auditiva induzida por ruído.. Disponível em: <http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/ protocolo_perda_auditiva.pdf>. Acesso em: 20 out. 2018.

Máxima exposição diária permissível

8 horas

4 horas

1 hora e 45 minutos

100

1 hora

105

30 minutos

110

15 minutos

115

7 minutos

[...] Para a Organização Mundial de Saúde (OMS), a poluição sonora de 50 dB (decibéis) já prejudica a comunicação e, a partir de 55 dB, pode causar estresse e outros efeitos negativos. Ao alcançar 75 dB, a poluição sonora apresenta risco de perda auditiva se o indivíduo for exposto a ela por períodos de até oito horas diárias. Alguns efeitos negativos da poluição sonora para os seres humanos são: estresse; depressão; insônia; agressividade; perda de atenção;

perda de memória; dor de cabeça; cansaço; gastrite;

[...] perda de audição temporária ou permanente. [...] No ecossistema, a poluição sonora provoca o afastamento de animais, prejudica a reprodução e pode até ser fatal. Os ruídos afastam e até matam aves, diminuindo sua população local e, como consequência, desequilibrando o ecossistema e provocando o aumento da população de insetos na ausência de seus predadores. [...]

LEO TEIXEIRA

Você verá que as ciências estão presentes em diversas situações de seu cotidiano, como na tecnologia, na sociedade, no ambiente e na saúde. A seção apresenta textos de fontes como jornais e revistas eletrônicas, além de algumas atividades que ajudarão em sua formação como um cidadão consciente e atuante na sociedade.

CERRI, A. O que é poluição sonora? ECycle. Disponível em: <www.ecycle.com.br/2733-poluicao-sonora>. Acesso em: 20 out. 2018.

ATIVIDADES

1. Segundo a Organização Mundial da Saúde, mais de um bilhão de pessoas, entre 12

PENSE BEM

e 35 anos, podem ter perdas irreversíveis na audição por escutar música muito alta em fones de ouvido. Você considera que pode fazer parte dessa estatística? Por quê? Converse com seus colegas sobre o assunto. Resposta pessoal. Resposta nas Orientações para o professor. professor.

LUCAS FARAUJ

AÇÕES SUSTENTÁVEIS NO COTIDIANO

2. Quais problemas podem ser gerados pela poluição sonora?

Além das ações governamentais e coletivas, cada pessoa pode realizar ações sustentáveis individuais. Veja alguns exemplos a seguir.

3. Faça uma pesquisa sobre ações que podem ser realizadas para reduzir os efeitos

nocivos da poluição sonora. Apresente os dados obtidos por meio de alguma Resposta pessoal. ferramenta digital e que possam ser compartilhados pela internet com seus colegas.

Água Fechar as torneiras ao escovar os dentes. Tomar banhos de curto período e fechar o registro ao se ensaboar. Recolher a água das chuvas para lavar calçadas, carros e regar as plantas. Não jogar lixo na rua nem em córregos, rios ou no oceano.

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Ar Dar preferência para o transporte coletivo em lugar de automóveis, ou usar bicicleta. Fornecer ou pegar carona com pessoas conhecidas e de confiança sempre que possível. Preferir biocombustível a derivados de petróleo. Plantar árvores. Não realizar queimadas.

PENSE BEM

Assuntos relacionados à aplicação de valores éticos, direitos e deveres, convivência democrática e inclusão social são abordados nesta seção. Esses temas auxiliam a construir o caráter e colaboram em sua formação como cidadão que tem iniciativas e sabe enfrentar situações de exclusão, preconceito e discriminação das mais variadas formas.

I-ING/SHUTTERSTOCK.COM

Resíduos Repensar o consumo e reduzir a quantidade de resíduos gerados. Separar os resíduos e descartar em locais adequados. Não jogar lixo nas ruas.

Alimentos Dar preferência para alimentos orgânicos e de produção local, livres de agrotóxicos e fertilizantes. Evitar comprar maior quantidade de alimentos do que irá consumir. Durante as refeições, ao se servir, pegar somente a quantidade de alimento que irá comer. Aproveitar integralmente os alimentos, utilizando talos, folhas e cascas. Encaminhar os resíduos orgânicos para uma composteira. 1. Resposta pessoal. O objetivo da atividade é fazer os alunos refletirem sobre a importância das ações individuais para a sustentabilidade e a conservação do ambiente.

ATIVIDADES

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1. Você acha que essas ações são importantes? Explique.

2. Escolha um grupo de pessoas, como os colegas de sala, a comunidade escolar, as pessoas de sua casa, do seu prédio ou de outro grupo que considerar adequado e, com base na lista de ações anteriores, proponha colocar em prática uma ou mais delas.

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OFICINA CIENTÍFICA COMPONDO CORES

Você é convidado a aprofundar seus conhecimentos sobre determinado assunto por meio da realização de atividades práticas. Você vai exercitar sua observação, levantar questionamentos e tirar dúvidas por meio de atividades simples, que utilizam materiais de fácil obtenção.

Primeiras ideias Como podemos verificar e evidenciar que todas as cores de luz podem ser formadas pela composição de três cores primárias da luz, as que são captadas pela visão do ser humano?

Preciso de... • 3 lanternas;

• fita adesiva;

• papel celofane de cor vermelha, azul e verde;

• tesoura com pontas arredondadas.

Mãos à obra A. Recorte um pedaço de papel celofane de cada cor, cubra a saída da luz da lanterna e o fixe com fita adesiva, evitando rugosidades.

B. Em um ambiente fechado, com paredes na cor branca, apague a luz, acenda a lanterna recoberta com celofane vermelho e a direcione para uma parede. Observe a cor na parede. Apague essa lanterna e repita o procedimento com as outras duas lanternas.

BENTINHO

OFICINA CIENTÍFICA

D. Acenda simultaneamente as três lanternas recobertas com celofane. Aproxime as três cores de forma que em um certo ponto elas se sobreponham. Observe as cores na parede.

1. Voyager 1 – Júpiter e Saturno; Voyager 2 – Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Júpiter está a aproximadamente 5,2 UA do Sol; Saturno está a aproximadamente 9,3 UA do Sol; Urano está a aproximadamente 18,7 UA do Sol e Netuno está a aproximadamente 30 UA do Sol. 2. Terra e Marte estão a aproximadamente 0,5 UA de distância uma INTEGRANDO COM da outra. Marte e Netuno estão a aproximadamente 28,5 UA de distância um do outro. A distância entre Mercúrio e Vênus é de 0,3 UA.

E aí?

1. O que foi observado ao realizar o procedimento B? Explique o motivo dos resultados. 2. O que foi observado ao realizar o procedimento C? Organize os resultados

observados em um quadro no caderno. Em seguida proponha uma explicação para o que observou. Resposta nas Orientações para o professor professor..

MATEMÁTICA

3. O que foi observado ao realizar o procedimento D? Explique o motivo do resultado.

VIAGENS INTERPLANETÁRIAS

Resposta nas Orientações para o professor professor..

EDITORIA DE ARTE

1 3

Voyager 2 55 346 km/h

2 7

Resposta nas Orientações para o professor professor..

87 JPL/NASA

Em 1977, as sondas Voyager 1 e Voyager 2 foram lançadas com o objetivo de estudar Júpiter e suas luas, bem como Saturno, suas luas e seus anéis. O projeto das sondas foi tão bem-sucedido que, além desses planetas, conseguiram estudar Urano e Netuno, e até hoje viajam no espaço coletando mais informações, inclusive fora do Sistema Solar. Veja a seguir o percurso de cada sonda.

4. O que se pode dizer sobre a cor que observamos de um objeto?

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1 Lançamento 5 setembro de 1977 2 Lançamento 20 agosto de 1977 3 Júpiter 5 março de 1979 4 Júpiter 9 julho de 1979 5 Saturno 12 novembro de 1980 6 Saturno 25 agosto de 1981 7 Urano 24 janeiro de 1986 8 Netuno 25 agosto de 1989

6 5

Voyager 1 61 198 km/h

Sol Posição dos planetas durante o trajeto da Voyager 1 Posição dos planetas durante o trajeto da Voyager 2 Trajeto da Voyager 1 Trajeto da Voyager 2

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Ilustração da sonda Voyager.

Planeta

Distância do Sol

Mercúrio Vênus Terra Marte Júpiter Saturno Urano Netuno

58 milhões de km 108 milhões de km 150 milhões km 228 milhões de km 779 milhões de km 1,4 bilhões de km 2,9 bilhões de km 4,5 bilhões de km

INTEGRANDO COM...

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Um mesmo assunto pode ser abordado de diversas maneiras por diferentes disciplinas. Nesta seção, você verá como Ciências pode se integrar com outras disciplinas para ampliar o conhecimento sobre determinados temas.

Percursos das sondas Voyager 1 e Voyager 2 no espaço. Fonte de dados: NASA. Disponível em:<https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/timeline/#event-a-once-in-a-lifetimealignment> e <https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/>. Acessos em: 2 nov. 2018.

ATIVIDADES

1. As duas Voyager passaram bem próximo de alguns planetas antes de saírem do Sistema Solar. De acordo com o esquema acima, quais foram esses planetas e quais são suas distâncias aproximadas do Sol em UA?

2. Segundo o quadro qual é a distância média, em UA, entre a Terra e Marte, entre Marte e Netuno e entre Mercúrio e Vênus?

3. Converse com um colega sobre a importância de utilizar uma unidade de medida factível à realidade estudada. Resposta pessoal.

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O ASSUNTO É...

Você interpretará textos sobre os mais variados temas que o auxiliarão na construção de argumentos para discutir assuntos relacionados ao cotidiano. Atividades que direcionam para o trabalho em grupo, pesquisas, apresentações de resultados e debates também estão presentes.

APLICAÇÕES DOS ELEMENTOS QUÍMICOS

Observe a tabela periódica a seguir. Ela mostra algumas aplicações dos elementos químicos. ILUSTRA CARTOON

ROCHA, C. Como cientistas tentam criar o elemento 119 da tabela periódica. Nexo Jornal, 10 jan. 2018. Disponível em: <https://www.nexojornal.com.br/expresso/2018/01/10/ Como-cientistas-tentam-criar-o-elemento-119-da-tabela-peri%C3%B3dica>. Acesso em: 3 out. 2018.

Segundo o texto, 92 elementos químicos são encontrados na superfície terrestre. Isso significa que quase todos os materiais que conhecemos são originados de arranjos e reações químicas entre esses elementos químicos. Entretanto, ainda existem muitos materiais a serem descobertos no ambiente. Por exemplo, em 2018, foi descoberto um novo mineral, duas vezes mais complexo do que qualquer outro mineral que se conhecia até então. Ele, batizado de ewingita, foi encontrado na parede úmida de uma mina na República Tcheca. Sua fórmula química é: Mg8Ca8(UO2)24(CO3)30O4(OH)12(H2O)138.

PROF. DANIEL ATENCIO

Pesquisadores brasileiros descobriram um novo mineral, chamado de melcherita. Por conter nióbio, esse mineral tem possibilidade de ser utilizado em aplicações tecnológicas. A fórmula química da melcherita é Ba2Na2Mg[Nb6O19] ? 6H2O.

[...] Uma equipe de cientistas do Japão está tentando finalmente realizar um projeto que desafia o campo da química há algumas décadas: iniciar mais uma fila de elementos na tabela periódica, que organiza de forma simples e informativa todos os elementos químicos existentes. A conquista em questão foi batizada de ununênio, o elemento 119 da tabela, “nunca visto e nunca criado na história do universo”, segundo o físico Hideto Enyo, que encabeça o projeto. [...] Em setembro [de 2017], ele previu, em uma conferência, que não só o elemento 119, mas também o 120 (unbinílio), surgiriam em um prazo de cinco anos.

vimento de novas tecnologias? chamou sua atenção na tabela periódica da página anterior. Monte uma apresentação de slides com figuras, textos e, se possível, vídeos que expliquem um pouco melhor essa aplicação e apresente-a ao restante da sala. 2. Resposta pessoal. Oriente os alunos na execução desta atividade. Mostre como trabalhar com slides e estimule a busca por informações em sites confiáveis da internet, para uma apresentação rica em informações, que chame a atenção dos outros alunos.

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A partir de temas que incentivam a investigação, reflexão, análise crítica, curiosidade, criatividade, liderança, comunicação e aplicação dos conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade, você e um grupo de colegas irão procurar soluções para problemas desafiadores. Ao final da seção, vocês encontrarão um roteiro que irá orientá-los durante o desenvolvimento do trabalho, que tem como objetivo a elaboração de algum produto.

Junto aos demais membros do clube, foi determinado que não há necessidade de que os tamanhos dos planetas obedeçam a mesma escala proposta para as distâncias. No entanto, foi estabelecido que exista uma proporção entre eles. Por exemplo, se o Sol for uma bola de tênis, se torna inviável a representação de mercúrio e de outros planetas.

Forme um grupo com seus colegas e leiam o contexto a seguir.

CHRIS BORGES

Como membros de um clube de Astronomia, você e seus colegas decidiram criar um modelo que represente em escala as distâncias dos planetas no Sistema Solar. Esse modelo deverá ser construído na escola, e apresentado à comunidade no próximo encontro do clube. O objetivo do modelo é que os observadores possam ter uma ideia básica sobre as grandes distâncias que existem entre os componentes do Sistema Solar. Observação do céu, atividade promovida pelo clube de Astronomia.

Agora, observe as situações abaixo.

DAYANE RAVEN

Para a montagem do modelo, foi estabelecido que uma escala seja feita no chão, e sobre ela colocadas as representações dos planetas. A escala a ser seguida é que 1 milímetro represente 100 000 km (1mm/100 000 km).

Assim, será necessário que vocês calculem a distância dos planetas do Sistema Solar em relação ao Sol, conforme a escala proposta. Para isso, utilize como referência os valores aproximados abaixo.

Alunos construindo modelo de Sistema Solar.

Distância em relação ao Sol

Mercúrio

58 000 000 km

Vênus

108 000 000 km

Terra

150 000 000 km

Marte

228 000 000 km

Júpiter

778 000 000 km

Saturno

1 427 000 000 km

Urano

2 871 000 000 km

Netuno

4 498 000 000 km

ORGANIZANDO AS IDEIAS Agora, realizem as propostas relacionadas às situações apresentadas.

1. Escolham um líder para o grupo. 2. Leiam novamente as situações propostas, elaborem um esboço de como será feito o modelo e listem quais materiais serão necessários para sua construção.

3. Conversem para definir as responsabilidades de cada participante do grupo na realização das atividades. O líder terá a responsabilidade de verificar o andamento das atividades.

4. Construam o modelo seguindo as distâncias calculadas, conforme a escala, e as proporções estipuladas para os tamanhos dos planetas e do Sol.

Nasa. Solar System Scale. Disponível em: <https://www.nasa.gov/ audience/foreducators/5-8/features/F_Solar_System_Scale.html>. Acesso em: 9 out. 2018.

5. Com a ajuda do professor, elaborem um cronograma para apresentação dos resultados.

236

237

OUTRAS MANEIRAS DE APRENDER ambientalistas. Existe uma relação delicada entre a preservação das florestas e dos recursos hídricos e a produção de alimentos, e, com a mudança do código em questão, essa relação será provavelmente prejudicada.

Veja a seguir sugestões de livros, filmes e locais de visita com conteúdo que contempla o que você estudou neste volume.

VISITAR Parque Memorial Arcoverde, Parque 2, sem número Complexo de Salgadinho – Olinda – PE Disponível em: <http://livro.pro/wud7xe>.

Museu Interativo da Física da UFPA

Av. Augusto Correa, 01 Campus Básico do Guamá – Belém – PA Disponível em: <http://livro.pro/ktz2t2>.

Museu virtual da evolução humana

Rua do Matão, 277 Cidade Universitária – São Paulo – SP Disponível em: <http://livro.pro/525r2v>.

Museu de Ciências da Vida da UFES

O primeiro homem, de Damien Chazelle. Estados Unidos da América: Amblin Entertainment/

Dreamworks, 2018 (141 min). Em meio a uma guerra fria, chegar à Lua primeiro é demonstrar poder. Neil Armstrong foi um dos escolhidos para viajar até a Lua, sendo o primeiro a nela pisar e pronunciar sua frase icônica. Esse filme demonstra as dificuldades e o sacrifício de ser o primeiro homem a pisar na Lua.

Observatório Astronômico da UESC Rodovia Jorge Amado, km 16 Bairro Salobrinho – Ilhéus – Bahia Disponível em: <http://livro.pro/2tngff>.

LER

Clube de Astronomia Carl Sagan MS

A colher que desaparece: e outras histórias reais de loucura, amor e morte a partir dos elementos químicos, Sam Kean. Rio de Janeiro: Zahar, 2011.

Rua Ufms, 826-1250 Vila Olinda – Campo Grande – MS Disponível em: <http://livro.pro/ad64k3>.

Neste livro, o autor nos guia por uma incrível história desde a descoberta do átomo, a organização da tabela periódica e a criação de elementos artificiais, e como alguns elementos revolucionaram nossa vida.

Planetário Universidade Federal de Santa Maria Praça Santos Dumont, prédio 45 Cidade Universitária – Santa Maria – RS Disponível em: <http://livro.pro/5n5n35>. Acessos em: 16 jul. 2018.

Charles Darwin: o segredo da evolução, de Martín Bonfil

Av. Fernando Ferrari, 514 Goiabeiras – Vitória – ES Disponível em: <http://livro.pro/8dqtj3>.

Oliveira. Belo Horizonte: Miguilim, 2012. Temente a Deus e admirada pelos feitos do marido, Emma compartilha momentos de sua vida pessoal quando Darwin escrevia A origem das espécies.

ASSISTIR Césio 137 – O brilho da morte, de Luiz Eduardo Jorge. Brasil: 2003 (25 min).

O documentário retrata o maior acidente radioativo da história do Brasil, onde dois catadores de lixo encontram Césio 137 de um aparelho radiológico. Passado de mão em mão, o elemento químico, que brilhava no escuro, contaminou centenas de moradores.

Um dia, Um rio, Leo Cunha, André Neves. São Paulo: Pulo do Gato, 2016.

Uma dobra no tempo, de Ava Duvernay. Estados Unidos da América: The Walt Disney Pictyures,

O livro retrata a consequência da negligência com o meio ambiente, de forma a ilustrar a voz de um rio indefeso e morto através do maior crime ambiental já cometido no Brasil.

A Lei da Água – Novo Código Florestal, de André D’Élia. Brasil: O2 Play, 2014 (134 min). Em 2012, a aprovação do novo Código Florestal, lei que estabelece normas para a proteção da vegetação nativa, gerou diversas opiniões entre agricultores, produtores rurais e

Este romance nos coloca em dúvida quanto a tudo que conhecemos, nos mostrando que vida extraterrestre não é sinônimo de homenzinhos verdes vivendo em Marte.

2018. (134 min). Dr Murry, com seu incrível conhecimento de física, consegue desenvolver um dispositivo que transforma ondas sonoras em ondas e luz; essa criação cria uma instabilidade temporal, possibilitando fazer uma dobra no espaço, possibilitando a abertura de um portal para outros planetas.

Contato, Carl Sagan. São Paulo: Companhia de Bolso, 2008

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ZAHAR

Espaço Ciência

EDITORA

Apresenta sugestões para o aprofundamento dos conteúdos abordados no livro. Você encontrará sugestões de locais para visitar, livros para ler e filmes para assistir com diferentes temáticas que contribuirão para seu aprendizado e despertarão o seu interesse por diversos assuntos de Ciências.

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GATO

OUTRAS MANEIRAS DE APRENDER

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PULO DO

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EDITORA

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AS CORES NÃO SÃO REAIS.

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CIÊNCIA EM AÇÃO

CIÊNCIA EM AÇÃO DISTÂNCIAS ASTRONÔMICAS

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

MATTHEW25/SHUTTERSTOCK.COM

1. Como os estudos sobre os elementos químicos podem contribuir para o desenvol2. Em dupla, realize uma pesquisa sobre a aplicação do elemento químico que mais

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Planeta

Amostra de melcherita.

Assim, os estudos sobre as reações e os arranjos que os elementos químicos podem realizar entre si são importantes para a descoberta de novos materiais, que podem ter diferentes aplicações em nosso cotidiano. 1. O estudo dos elementos químicos permite descobrir arranjos e reações químicas que eles podem realizar entre si, bem como o desenvolvimento de novos elementos ATIVIDADES químicos, que podem ser utilizados para o desenvolvimento de novas tecnologias.

Atualmente a tabela periódica possui 118 elementos químicos. Entretanto, estudos para a produção de novos elementos químicos estão em andamento, como mostra o trecho da reportagem a seguir.

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Em alguns casos, as ilustrações podem ser feitas com o uso de cores diferentes das reais e com os elementos em diferentes proporções entre si. Essas situações serão indicadas com estes selos.

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SUMÁRIO UNIDADE 1

MATÉRIA E ENERGIA • 12

CAPÍTULO 1 Investigando a matéria .......................................... 14 TEMA 1 • A matéria e seus estados físicos ............................................. 16 Mudanças de estados físicos da matéria ......................................................... 18 A pressão e as mudanças do estado físico da matéria ..................................... 22 Atividades .................................................................................................... 23 TEMA 2 • A constituição da matéria ........................................................ 24 A evolução dos modelos atômicos .................................................................. 24 Elemento químico e molécula ......................................................................... 29 Algumas características dos átomos ................................................................ 31 Atividades .................................................................................................... 32 TEMA 3 • A tabela periódica ..................................................................... 34 Estudando a tabela periódica.......................................................................... 36 Atividades .................................................................................................... 40 TEMA 4 • Reações químicas ....................................................................... 41 Entre contextos Reações químicas no ambiente ...................................... 43 As reações químicas e suas leis ....................................................................... 44 Balanceamento de reações químicas ............................................................... 45 Atividades .................................................................................................... 47 Oficina científica Taxa de desenvolvimento das reações químicas ......... 49 O assunto é... Aplicações dos elementos químicos .................................. 50

CAPÍTULO 2 Ondas e som ........................................................... 52 TEMA 1 • Ondas ........................................................................................... 54 Classificação das ondas .................................................................................. 55 Estudo das ondas ........................................................................................... 56 Atividades .................................................................................................... 60 TEMA 2 • Som............................................................................................... 61 Frequência das ondas sonoras ........................................................................ 63 Nível sonoro ................................................................................................... 66 Entre contextos Poluição sonora ............................................................... 67 Atividades .................................................................................................... 68 O assunto é... O eco na natureza e na tecnologia ................................... 70

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CAPÍTULO 3 Ondas eletromagnéticas ....................................... 72 TEMA 1 • Do rádio à luz visível ................................................................. 74 Ondas de rádio............................................................................................... 76 Micro-ondas ................................................................................................... 78 Infravermelho ................................................................................................. 79 Luz visível ....................................................................................................... 80 Entre contextos Laser para tratamento de mucosite ............................... 84 Atividades .................................................................................................... 86 Oficina científica Compondo cores............................................................ 87 TEMA 2 • Do UV aos raios gama .............................................................. 88 Ultravioleta ..................................................................................................... 88 Raio X ............................................................................................................ 90 Raio gama ...................................................................................................... 92 Pense bem Câncer, radiação e coração ..................................................... 93 Atividades ................................................................................................... 94 O assunto é... Promessas e perigos da radioatividade............................. 96 Ciência em ação Protetores solares ........................................................... 98

UNIDADE 2

SERES VIVOS: GENÉTICA, EVOLUÇÃO E PROTEÇÃO • 100

CAPÍTULO 4 Genética ................................................................ 102 TEMA 1 • Introdução à Genética ............................................................ 104 Primeiros estudos sobre a hereditariedade .................................................... 105 Integrando com História A hereditariedade, antes de Mendel ............ 107 Alguns conceitos de Genética ....................................................................... 108 Entre contextos Os genes e a Biotecnologia .......................................... 113 Atividades ................................................................................................. 114 TEMA 2 • A genética e o ser humano ................................................... 115 Árvores genealógicas e heredogramas .......................................................... 115 As chances de nascer um menino ou uma menina são iguais? ...................... 122 Síndromes genéticas humanas ...................................................................... 124 Pense bem Tudo bem ser diferente ........................................................ 126 Atividades ................................................................................................. 129 O assunto é... Genética e saúde .............................................................. 132

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CAPÍTULO 5 Evolução................................................................ 134 TEMA 1 • Origem da vida ........................................................................ 136 A Ciência e a origem da vida ........................................................................ 137 Como teria surgido o primeiro ser vivo? ........................................................ 139 Atividades ................................................................................................. 141 TEMA 2 • Diversidade de seres vivos ..................................................... 142 A origem da biodiversidade .......................................................................... 143 As principais ideias evolucionistas de Lamarck............................................... 144 O evolucionismo de Darwin e Wallace .......................................................... 145 Diferenças entre as ideias de Lamarck e de Darwin ....................................... 148 Integrando com História A bordo do H. M. S. Beagle ........................... 149 Evidências da evolução dos seres vivos.......................................................... 150 Entre contextos Resistência a inseticidas ................................................ 152 Atividades .................................................................................................. 153 TEMA 3 • Surgimento de novas espécies .............................................. 155 Especiação ................................................................................................... 156 Aspectos evolutivos do ser humano .............................................................. 157 Atividades .................................................................................................. 160 O assunto é... Resistência bacteriana ...................................................... 162

CAPÍTULO 6 Biodiversidade e sustentabilidade ..................... 164 TEMA 1 • Preservação e conservação da biodiversidade................... 166 Unidades de Conservação ............................................................................ 168 Integrando com Geografia Mapeando as Unidades de Conservação .. 171 Atividades ................................................................................................. 172 TEMA 2 • Ações sustentáveis ................................................................... 173 Por uma sociedade sustentável ..................................................................... 174 Ações sustentáveis bem-sucedidas ................................................................ 175 Pense bem Ações sustentáveis no cotidiano........................................... 179 Atividades ................................................................................................. 180 O assunto é... Corredores ecológicos ...................................................... 182 Ciência em ação Analisando o ambiente ................................................ 184

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UNIDADE 3

UNIVERSO • 186

CAPÍTULO 7 Estrutura do Universo.......................................... 188 TEMA 1 • A ciência Astronomia .............................................................. 190 O estudo da Astronomia ao longo dos anos ................................................. 191 Entre contextos A evolução dos telescópios .......................................... 194 Atividades ................................................................................................. 196 TEMA 2 • Além da Terra ........................................................................... 197 Sistema Solar ................................................................................................ 198 Integrando com Matemática Viagens interplanetárias ......................... 202 Atividades ................................................................................................. 210 O assunto é... As estrelas podem ser nosso futuro ................................ 212

CAPÍTULO 8 Astronomia e sociedade ..................................... 214 TEMA 1 • Os povos e os astros ................................................................ 216 Marcação do tempo ..................................................................................... 217 Agricultura e caça......................................................................................... 218 Orientação espacial ...................................................................................... 219 Mitos e lendas .............................................................................................. 220 Integrando com Arte Astronomia e cinema ........................................... 221 Atividades ................................................................................................. 222 TEMA 2 • Astrobiologia ............................................................................ 223 Explorando o Universo.................................................................................. 227 Atividades ................................................................................................. 232 O assunto é... Viagem a Marte ................................................................ 234 Ciência em ação Distâncias astronômicas ............................................... 236

Outras maneiras de aprender .................................................................. 238 Referências bibliográficas ......................................................................... 240

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Os assuntos trabalhados na Unidade fazem parte da unidade temática Matéria e Energia da BNCC. O Capítulo 1 dedica-se ao estudo da matéria. Nele, retomaremos o estudo das transformações da matéria por meio da mudança dos estados físicos, agora, utilizando uma abordagem submicroscópica com o objetivo de tratar dos aspectos relativos à constituição da matéria. Serão apresentados, portanto, conceitos de átomo, molécula e elemento químico. A fim de discutir o caráter histórico, coletivo, cultural e provisório das ciências, usaremos o exemplo da evolução das ideias sobre átomos. Para isso, serão apresentados os modelos atômicos de Dalton, Thomson, Rutherford e Rutherford-Bohr, abordando algumas características dos átomos que irão auxiliar a reforçar o conceito de elemento químico. Passaremos então para o estudo da tabela periódica e, por fim, retomaremos a ideia da transformação da matéria, agora retomando o estudo das transformações químicas, trazendo a abordagem submicroscópica por meio das representações das reações químicas e do balanceamento das equações químicas. Os Capítulos 2 e 3 desta Unidade são voltados para o estudo da energia, focado no estudo das ondas. O Capítulo 2 trabalha som (energia mecânica) e o Capítulo 3 apresenta as ondas eletromagnéticas e suas aplicações no cotidiano, com destaque para os usos desse conhecimento para o desenvolvimento de tecnologias nas áreas da Medicina e das Comunicações.

UNIDADE

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

MATÉRIA E ENERGIA

Matéria e energia são dois conceitos que estão presentes em tudo o que nos cerca e acontece ao nosso redor. O ouro, seja ele líquido como no exemplo da fotografia, ou sólido, como no formato final de um anel, é matéria. Já o fogo, visto na fotografia, é a manifestação da energia térmica. Nesta Unidade vamos estudar alguns conceitos relacionados à matéria e à energia, verificando suas aplicações práticas em nosso cotidiano, e compreender como tudo ao nosso redor é matéria e energia. Primeiramente, estudaremos a matéria sob o olhar da Química e, posteriormente, analisaremos algumas formas de energia em nosso cotidiano, como a energia sonora e a energia luminosa sob o olhar da Física.

Ouro derretido em uma indústria.

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1. Cite duas formas de energia que podem estar relaciona-

DARREL CAMDEN-SMITH//SHUTTERSTOCK.COM

das ao exemplo da fotografia. Resposta pessoal. Energia térmica e energia luminosa. 2. Os termos matéria e energia se relacionam a qualquer ação que praticamos em nosso cotidiano. Descreva a ação de andar de bicicleta e converse com seu colega sobre como os termos “matéria” e “energia” estão relacionados a esse exemplo. Resposta pessoal.

As páginas de abertura da Unidade têm por estratégia levantar a curiosidade dos alunos a respeito do tema, usando como exemplo a fundição de metais, neste caso, a fundição do ouro. Nesta situação é possível observar situações que se relacionam à matéria e a suas transformações e também à energia térmica, representada aqui pelo fogo. Retome com os alunos o assunto sobre as transformações químicas e físicas da matéria, estudado no 6o ano desta coleção. Questione-os sobre o tipo de transformação o metal da fotografia está sofrendo. Espera-se que os alunos respondam que o ouro está passando por uma transformação física – o aquecimento está promovendo sua passagem do estado sólido para o estado líquido. Em seguida, peça que citem um tipo de energia que pode ser observada nesta situação. Espera-se que os alunos respondam que o fogo representado é uma manifestação da energia térmica. Se achar interessante, retome os assuntos relacionados à energia térmica abordados no 7o ano desta coleção, e sua utilização para a produção de energia elétrica, no 8o ano. Aproveite para questionar sobre a manifestação do som, que estaria ocorrendo nesta situação, e da luz emitida. Espera-se que os alunos associem estas situações a manifestações de energia. Aproveite para conversar brevemente sobre estes conceitos.

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Comentários sobre a atividade 2. O objetivo da questão não é que os alunos citem conceitos formais de matéria e energia, mas que possam expressar suas concepções prévias com base em uma situação cotidiana. Espera-se que eles identifiquem que na

ação de andar de bicicleta, ela e o ser humano correspondem à matéria, enquanto os movimentos (energia mecânica), o calor liberado (energia térmica), entre outros, correspondem à energia. É interessante retomar conceitos abordados nos 7o e 8o anos desta coleção.

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HABILIDADES • EF09CI01 • EF09CI02

CAPÍTULO

p. XIV

• EF09CI03

COMPETÊNCIAS p. XX

ESPECÍFICAS • 1, 2 e 6.

Todos os anos, milhares de quilogramas de resíduos sólidos são jogados nas praias do mundo todo. Segundo a ONG Ocean Conservancy, formada por voluntários que realizam a coleta de resíduos, foi possível identificar alguns tipos mais comuns desses resíduos. Veja a seguir os quatro primeiros itens desta lista.

p. XXI

OBJETIVOS DO CAPÍTULO • Investigar as transformações físicas da matéria por meio da mudança de estados físicos, utilizando uma abordagem submicroscópica. • Explicar que a matéria é constituída por moléculas, elementos químicos e átomos. • Compreender a evolução dos modelos atômicos ao longo do tempo. • Classificar os elementos químicos e identificar suas propriedades. • Interpretar a tabela periódica. • Identificar algumas transformações químicas que a matéria pode sofrer, por meio do estudo das reações químicas. • Comparar a quantidade de reagentes e produtos nas transformações químicas, balanceando a proporção entre as massas.

1o bituca de cigarro

embalagens de alimentos

NOKU RO/ SH

UT T

ST M CO K. OC

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

4o canudo de plástico

garrafas PET e tampas EDITORIA DE ARTE

FOTOS: MARCELO ALEX/SHUTTERSTOCK.COM

GERAIS • 1 e 4.

INVESTIGANDO A MATÉRIA

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lizada em vias navegáveis, por 516 km, totalizando 77 137 kg de resíduos sólidos recolhidos.

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NO DIGITAL – 1o BIMESTRE

• Veja o plano de desenvolvimento para o Capítulo 1. • Desenvolva o projeto integrador sobre tratamento de água. • Explore a sequência didática sobre modelos atômicos e sua evo-

lução na história, que trabalha a habilidade EF09CI03. • Acesse a proposta de acompanhamento da aprendizagem.

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MARCELO ALEX/SHUTTERSTOCK.COM

Embalagem de plástico comes tível. Películas lagens que, al e embaém de embala r o alimento, po consumidas. Al dem ser gumas têm at é sabores!

SAMUEL VASCON CEL

PRESS HERALD /GETTY IMAGES

Canudos de pa lha. Usou, descartou, se deco mpôs, sumiu!

OS/DIVULGAÇÃ O EMBRAPA

1. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos percebam que o uso de materiais que podem ser ingeridos ou que se decompõem mais facilmente diminuem a produção de resíduos descartados no ambiente; O estudo sobr logo, ocorrerá a redução do impacto ambiental. e resíduos sólid os tem sido re res, o que tem alizado por dive permitido dese rsos pesquisado nvolver novos conservação do tipos de mater ambiente. Veja ia is, que auxiliam na algumas ideias .

1. Como o desenvolvimento de materiais como os descritos anteriormente pode reduzir o impacto ambiental? 2. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos conversem sobre a necessidade de se produzirem novos materiais a partir de novas tecnologias que causem menos impactos ambientais. 2. Converse com um colega sobre a importância das pesquisas de novos materiais com base na seguinte informação: Um canudo de plástico leva um minuto para ser fabricado, menos de 30 minutos para ser usado e cerca de 20 anos para ser decompor.

nos oceanos? Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que sim, pois os resíduos podem poluir as águas dos rios que deságuam nos oceanos. 4. Você acredita que é papel somente dos cientistas dar soluções para os problemas que atingem a vida do ser humano?Resposta pessoal. O objetivo da questão é que os alunos conversem sobre as responsabilidades individuais para a manutenção do ambiente e o bom funcionamento da sociedade.

Pergunte aos alunos se eles já imaginaram poder comer o plástico que embala os alimentos. Em seguida, apresente o texto e o questionamento a seguir para os alunos. Imagine colocar uma pizza no forno sem precisar retirar a embalagem plástica. A película que a envolve é composta por tomate e, ao ser aquecida, vai se incorporar à pizza e fazer parte da refeição. Esse material já existe e foi desenvolvido por pesquisadores da Embrapa Instrumentação (SP) que fizeram películas comestíveis de diferentes alimentos como espinafre, mamão, goiaba, tomate e pode utilizar muitos outros como matéria-prima. [...] “Podemos utilizar rejeitos da indústria alimentícia para fabricar o material, isso garante duas características de sustentabilidade: o aproveitamento de rejeitos de alimentos e a substituição de uma embalagem sintética que seria descartada”, afirma o chefe-geral da Embrapa Instrumentação, pesquisador Luiz Henrique Capparelli Mattoso [...] [...] UBIALI, F. Cientistas criam filmes comestíveis para embalagens. Disponível em: <https://www. embrapa.br/busca-de-noticias/-/ noticia/2411923/cientistascriam-filmes-comestiveis-paraembalagens>. Acesso: 9 out. 2018.

3. Você acha que, mesmo uma pessoa que mora longe do litoral, também é responsável pela poluição

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AMPLIANDO

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va para a redução no consumo e o descarte adequado. Além das atitudes pessoais, o governo e a iniciativa privada devem oferecer soluções de descarte adequadas e acessíveis.

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A matéria e seus estados físicos Observe as imagens a seguir.

Estado sólido

VICTOR LAUER/SHUTTERSTOCK.COM

Estado líquido

Céu com nuvens.

Pneu de carro sobre asfalto.

Relâmpagos no céu em São Paulo, SP.

FERREZFRAMES/SHUTTERSTOCK.COM

Comentários sobre as atividades 1. Ao trabalhar com a atividade, retome os conteúdos estudados no 7o ano sobre calor e energia térmica (habilidade EF07CI02), e no 8o ano sobre os tipos de energia e suas transformações (habilidade EF08CI01). Espera-se que os alunos reconheçam que a luz do Sol e o raio não são matéria, mas sim, energia. Lembre que a luz do Sol é energia térmica, e que os raios são descargas elétricas muito intensas, ou seja, energia elétrica. 2. Na atividade espera-se que os alunos reconheçam que o pneu leva em sua composição derivados de petróleo, cuja extração está representada na imagem 4.

TEMA 1

SHIGEYOSHI UMEZU/SHUTTERSTOCK.COM

A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS Relembre com os alunos o conteúdo estudado no 6o ano. Comente que, naquele momento, os materiais e suas propriedades foram estudadas de modo macroscópico, e que agora esse conteúdo será visto com mais detalhes, em nível submicroscópico.

2. O aluno pode citar, por exemplo, que o pneu e o asfalto foram produzidos pelo processo físico (destilação fracionada) do petróleo. Na foto 4, o petróleo é um material resultante de transformações químicas que levaram milhões de anos para acontecer. Além disso, o petróleo extraído vai, passar por diversas transformações químicas dando origem à gasolina e outros derivados, como a borracha dos pneus e o asfalto.

LEONARD RODRIGUEZ/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Petróleo sendo extraído nos Estados Unidos, 2018.

1. Todos os materiais são formados por matéria. Mas nem tudo que enxergamos é matéria. O que aparece nas imagens que pode ser visto e não é matéria? Os raios de luz das lâmpadas e os relâmpagos.

2. A Química é a ciência que estuda as propriedades e as transformações que os materiais podem sofrer. Nas fotos do pneu sobre o asfalto (1) e do petróleo sendo extraído (4), podemos ver algum processo químico envolvido?

Matéria e energia estão presentes em nosso cotidiano, e são estudadas por diversas ciências, entre elas a Química e a Física. Neste capítulo estudaremos a matéria, sua constituição e suas transformações sob o olhar da Química.

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#FICA A DICA, Professor!

Existe uma parte do Universo formada por um tipo de matéria diferente da que compõe o resto do Universo, é a chamada matéria escura. Ela é considerada matéria, pois possui massa, e é dita escura,

pois não emite luz. Veja mais na reportagem a seguir. • FERNANDES, N. Astrofísico da NASA revela o que poderia ser a misteriosa matéria escura. Galileu. Disponível em: <http://livro.pro/qfjk52> Acesso em: 22 set. 2018.

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AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

estado sólido Estado sólido

estado gasoso Estado gasoso

Se julgar pertinente, explique aos alunos que a matéria no estado líquido assume a forma do recipiente em razão da interação gravitacional que acontece entre os dois corpos. Professor(a), existem mais dois estados físicos da matéria, que optamos por não abordar, respeitando a época escolar e os objetivos propostos. Comente com os alunos Estado líquido Estado gasoso sobre o Plasma (gás à temperatura muito elevada, como no Sol) e o Condensado de Bose-Einstein (temperatura muito baixa, próxima ao zero absoluto, em que a matéria apresenta propriedades diferentes como a supercondutividade).

estado líquido Estado líquido

Estado gasoso ILUSTRAÇÕES: TARUMÃ

Estado sólido

DENISNATA/SHUTTERSTOCK.COM

quido

Todos os objetos são constituídos por matéria, isto é, possuem massa e ocupam lugar no espaço. A matéria é formada por átomos, ou por moléculas, que neste momento vamos denominar simplesmente partículas submicroscópicas, ou seja, partículas de tamanho tão reduzido que não podem ser observadas por microscópios convencionais. A matéria pode se apresentar nos estados sólido, líquido e gasoso. Em cada estado físico, as partículas se apresentam em maior ou menor movimento. Observe o exemplo.

O canudo é sólido, o suco é líquido e o ar dentro do copo é gasoso.

Observe que, no estado sólido, as partículas estão próximas umas das outras. Elas possuem uma forte interação entre si, o que dificulta a sua movimentação. Essa interação entre as partículas mantém a matéria com volume e forma constantes, no estado sólido. No estado líquido, as partículas encontram-se mais afastadas umas das outras do que no estado sólido. Com isso a interação entre elas é menor, e seus movimentos ganham mais liberdade. A matéria no estado líquido é caracterizada por apresentar volume constante, mas sua forma se altera conforme o recipiente que a contém. No estado gasoso, as partículas têm pouca interação e maior distância entre si se comparadas com os estados sólido e líquido. Por esses motivos, elas apresentam grande movimentação e a matéria não apresenta volume e forma definidos.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

A matéria pode sofrer transformações físicas, passando de um estado físico para outro, quando há variações de temperatura e pressão. Durante essas transformações, as características visíveis da matéria, como sua forma e seu volume, se alteram, bem como o estado de agitação de suas partículas. Fusão Vaporização Entretanto, a composição da matéria permanece inalterada, não ocorrendo Líquido Sólido Gasoso formação de nova substância. Vamos estudar algumas transforCondensação Solidificação mações físicas que ocorrem na matéria, utilizando a água como exemplo. Sublimação

EDITORIA DE ARTE

Mudanças de estados físicos da matéria

Fusão e solidificação Ao retirar pedras de gelo do congelador ou freezer e as colocar em um recipiente, à temperatura ambiente, passados alguns instantes, o gelo irá derreter. Nesse momento está ocorrendo a fusão do gelo, isto é, ele está passando do estado sólido para o estado líquido. Durante esse processo, as partículas que formam o gelo recebem energia térmica do ambiente, ocorrendo um aumento gradativo em sua agitação. Dessa forma, as interações entre as partículas diminuem, elas ficam mais distantes entre si, a água perde sua forma sólida, passando a ocupar o espaço do recipiente em que se encontra. Em quase todos os materiais, quando ocorre a redução da temperatura, a tendência das partículas é reduzir sua agitação e se aproximar umas das outras, de maneira que o material sofra certa contração de seu volume. Entretanto, a água é uma das poucas substâncias em que, quando atinge seu ponto de solidificação, suas partículas se afastam, devido à formação de ligações entre elas. Assim, determinada massa de água, ao passar para o estado sólido, tem seu volume ampliado, o que reduz sua densidade; por isso, o gelo flutua na água. Gelo sofrendo fusão.

EVGENY KARANDAEV/SHUTTERSTOCK.COM

MUDANÇAS DE ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA Retome as transformações físicas e químicas dos materiais, estudadas no 6o ano. Ao contrário das transformações físicas, nas transformações químicas há alteração na estrutura e formação de novos materiais. Comente que as reações químicas, relacionadas a este tipo de transformação, serão estudadas mais adiante no capítulo. Cada um destes três estados físicos é determinado pelas condições de pressão e temperatura do local onde o corpo se encontra. Para os estudos deste momento, será considerada sempre a pressão ao nível do mar. Para que as mudanças de estado físico ocorram é necessário haver troca de energia; neste caso, energia térmica. Diga que a temperatura está relacionada com a mudança de estado físico, reforçando que para cada material a temperatura da mudança será diferente, de acordo com as suas características. A quantidade de calor necessária para que ocorra a mudança de estado de um material é chamada de calor latente. O calor latente é uma grandeza física, e refere-se à quantidade de calor que uma unidade de massa de determinado material deve receber ou ceder para mudar de fase. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade do calor latente é J/kg (joule por quilograma). Por causa da época escolar, esse conceito não será trabalhado com os alunos. Ao falar sobre fusão, retome os conceitos de energia térmica e calor, estudados no 7o ano.

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#FICA A DICA, Professor!

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Para visualizar esquemas e saber mais sobre a agitação das partículas de um material nos estados sólido, líquido e gasoso, veja: • Estados da matéria. INSTITUTO DE FÍSICA Disponível em: <http://livro.pro/6yguq2>. Acesso em: 23 set. 2018.

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3. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos digam que, ao atingir 100 ºC, a água passa do estado líquido para o estado gasoso. Durante esse processo, a agitação das partículas aumenta devido ao ganho de energia térmica, a distância entre elas também aumenta, até se desprenderem do líquido, passando para o estado gasoso. O ponto de fusão da água sólida, isto é, a temperatura em que ela passa do estado físico sólido para o estado físico líquido é 0 ºC, ao nível do mar. O gráfico a seguir representa uma pedra de gelo a _10 °C, recebendo energia térmica durante aproximadamente 22 minutos, e a mudança de estado físico que ocorre.

Curva de temperatura da água na fusão Temperatura (ºC) água no estado líquido (recebendo energia térmica)

10 5 0

fusão da água 5

Tempo (min)

água no estado sólido (recebendo energia térmica)

EDITORIA DE ARTE

_10

Fonte dos dados: RUSSEL, J. B. Química geral. 2. ed. São Paulo: Makron Books, 2004. p. 477. v. 1.

3. Considere que a água originada da fusão do gelo continue a receber energia térmica até alcançar a temperatura de 100 ºC. Explique, com suas palavras, o que vai acontecer com a água e como se comportam suas partículas, ao atingir essa temperatura.

UMARAZAK/SHUTTERSTOCK.COM

Agora vamos considerar que a água que se formou a partir da fusão do gelo volte para o interior do congelador. Com o passar do tempo, a água vai ceder energia térmica ao congelador e sua temperatura vai diminuir. A transferência da energia térmica faz com que as partículas reduzam a movimentação, estabelecendo ligações entre si, passando do estado líquido para o estado sólido. Este processo é chamado solidificação da água. A temperatura de solidificação da água é a mesma da fusão do gelo, 0 ºC ao nível do mar.

Gelo em forminhas no congelador.

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Comentários sobre a atividade 3. Reforce que as condições de pressão consideradas na questão são as do nível do mar. Conduza a discussão de modo que os alunos associem o aumento da temperatura ao aumento da agitação das moléculas de água. Nesse mo-

mento não é esperado que eles associem a temperatura de 100 °C ao ponto de ebulição da água (a nível do mar), mas que eles percebam que nessa temperatura ocorre a mudança de estado físico de líquido para gasoso. O ponto de ebulição será visto com detalhes mais adiante no capítulo.

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Ao falar sobre o ponto de fusão, retome a pressão atmosférica, estudada no 7o ano. Relembre que ela varia, dependendo de vários fatores, entre eles a altitude. Diga que a altitude de um local é estabelecida de acordo com a sua distância, em altura, do nível do mar. Por esse motivo, ao nível do mar a altitude é de 0 m, e a pressão atmosférica é máxima. Dependendo da pressão atmosférica, a temperatura de mudança de estado físico de uma substância irá variar. No caso da água, o ponto de fusão é de 0 °C ao nível do mar, porém em altitudes diferentes essa temperatura pode ser alterada. Professor(a), é importante interpretar o gráfico com os alunos. Primeiro chame a atenção para os eixos e o que eles representam (temperatura e tempo). Em seguida, mostre que nos primeiros 5 minutos a temperatura do gelo passa de _10 °C a 0 °C. Quando a temperatura chega a 0 °C observe que durante 10 minutos ocorre a fusão, com temperatura constante. Depois que todo o gelo derreteu (no instante 15 min), a água começa a aquecer. Professor(a), como foi apresentado, a água é uma das poucas substâncias da natureza que formam ligações durante a solidificação. Estas ligações, chamadas de ponte de hidrogênio, formam um rearranjo das moléculas de água que resulta na ampliação do seu volume. Por isso, a água no estado sólido ocupa um volume maior do que a mesma quantidade no estado líquido. Para outras substâncias, a menor agitação das moléculas por causa da diminuição da temperatura, resulta em uma contração da matéria.

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AMPLIANDO Para que os alunos visualizem o processo de evaporação da água, sugerimos a seguinte atividade: faça uma poça de água no chão, contornando-a com um giz. Após algumas horas, observe a poça novamente. É esperado que a poça tenha diminuído de tamanho, por causa da evaporação da água. Peça aos alunos que levantem hipóteses sobre o porquê de a poça ter diminuído de tamanho. Eles ainda podem relacionar a evaporação da água com as características do tempo no dia, como a temperatura, a presença de vento e a umidade relativa do ar e discutir como essas variáveis poderiam influenciar a

O gráfico a seguir representa uma porção de água a 20 °C, perdendo energia térmica durante 35 minutos, e a mudança de estado físico que ocorre.

Curva de temperatura da água na solidificação Temperatura (ºC)

água no estado líquido (cedendo energia térmica)

20 15 10 5

solidificação da água

Tempo (min)

-5 -10 água no estado sólido (cedendo energia térmica)

EDITORIA DE ARTE

Trabalhe o gráfico de solidificação da água com os alunos. Da mesma maneira que no gráfico de fusão, explique a eles que ao ser resfriada, a água cede energia térmica para o ambiente e, ao atingir a temperatura de 0 °C, ela atinge o ponto de solidificação, passando do estado líquido para o sólido. Enfatize que ao atingir essa temperatura, a água continua cedendo energia térmica e a temperatura continua a baixar, até que seja atingido o equilíbrio térmico com o congelador que, em geral, é ajustado para manter uma temperatura entre _4 °C a _10 °C. Ao falar sobre a evaporação, se desejar, diga que não devemos esquecer que durante todo o tempo algumas moléculas que constituem a matéria passam para o estado gasoso, naturalmente. Sendo assim, durante o aquecimento da água líquida, a evaporação também ocorre continuamente. Da mesma forma, durante o aquecimento do gelo, levando-o à fusão, algumas partículas passam para o estado gasoso. Esta “evaporação” do sólido para o gasoso corresponde à sublimação, como será visto adiante no capítulo.

Fonte dos dados: RUSSEL, J. B. Química geral. 2. ed. São Paulo: Makron Books, 2004. p. 477. v. 1.

Vaporização e condensação Considere retirar uma pedra de gelo, da forminha do congelador, e colocá-la em um copo, deixando sob a luz solar. Você vai notar que depois de algum tempo o gelo derrete e algumas horas mais tarde a água desaparece. Isso acontece porque a energia térmica, vinda dos raios solares, aquece e funde o gelo, e depois aquece a água que sofre vaporização, isto é, passa do estado líquido para o estado gasoso. Esse processo de vaporização, de forma lenta, é chamado de evaporação.

água TARUMÃ

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Se um copo com água é exposto à luz do Sol, após um tempo percebemos que há diminuição da quantidade de água em seu interior.

A energia térmica fornecida pelos raios solares aumentou a agitação das partículas da água. Dessa forma, a interação entre elas diminui, até que em determinado momento algumas partículas começam a se desprender para o ambiente, passando para o estado gasoso e reduzindo o volume do líquido.

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evaporação da água na poça. Os aspectos do tempo e clima foram estudados no 8o ano. Os dados de temperatura e umidade relativa podem ser acessados no site a seguir. • Previsão do tempo. CPTEC. Disponível em: <http://livro. pro/ruakdw>. Acesso em: 23 set. 2018.

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Se a água for aquecida sob a chama de um fogão, ela também sofrerá vaporização, mas devido à maior quantidade de energia térmica fornecida, a velocidade de passagem do estado líquido para o gasoso é maior, e o processo recebe o nome de ebulição. O ponto de ebulição da água é 100 ºC, ao nível do mar. Isso significa que, ao atingir essa temperatura, a água passa para o estado gasoso. O gráfico a seguir representa uma porção de água, a 90 °C, recebendo energia térmica durante, aproximadamente, 24 minutos, e a mudança de estado físico que ocorre.

Panela com água fervendo.

Curva de temperatura da água na ebulição Temperatura (ºC) 110

água no estado gasoso (recebendo energia térmica)

105 ebulição da água

100 95 90 5

Tempo (min) EDITORIA DE ARTE

água no estado líquido (recebendo energia térmica)

Fonte dos dados: RUSSEL, J. B. Química geral. 2. ed. São Paulo: Makron Books, 2004. v. 1. p. 477.

Agora observe novamente a tampa da panela da fotografia anterior. Considerando que a tampa não entrou em contato com água, de onde surgiram as gotas? Isso acontece porque as partículas de água, que se desprendem da superfície do líquido e se encontram no estado gasoso, possuem grande quantidade de energia térmica, fornecida pela chama do fogão. Ao entrar em contato com uma superfície mais fria, nesse caso a tampa da panela, as partículas da água, no estado gasoso, cedem energia térmica e reduzem sua agitação, o que permite maior interação entre elas, levando à mudança do estado gasoso para o estado líquido, ou seja, a condensação.

Explique aos alunos que o vapor que observamos ao ferver a água é formado por água em estado líquido, na forma de gotículas. Diga que o estado gasoso da água é invisível, como os gases que formam o ar. Ao falar sobre condensação, peça aos alunos que citem alguns exemplos desse processo em seu cotidiano, como as gotículas que se formam por fora de um copo contendo um líquido gelado e o espelho “embaçado”, após um banho quente. Nos dois casos, há condensação do vapor de água presente no ar ao entrar em contato com uma superfície de menor temperatura. A condensação ocorre também em muitos fenômenos da natureza, como na formação da neblina e das nuvens, sendo essencial para o ciclo da água. Aproveite para retomar esse ciclo, visto no 6º ano, identificando as diferentes mudanças de estado físico que ocorrem nele. Além da temperatura, pressões muito altas também podem levar uma substância a passar do estado gasoso para o líquido, uma vez que a pressão irá diminuir a distância entre as moléculas. Se desejar, retome o conteúdo sobre separação de misturas vistos no 6o ano e relembre que no processo de destilação, a condensação é utilizada para separar uma mistura entre dois líquidos com pontos de ebulição diferentes.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao falar sobre ebulição, retome a questão oral presente na página 19. Trabalhe o gráfico da variação de temperatura da água durante a ebulição com os alunos. Mostre que, ao atingir os 100 °C, a água encontra-se em ebulição. Porém,

ainda existe água líquida nessa temperatura. Evidencie que durante os instantes 10 min e 20 min ocorre a vaporização, por isso a temperaura não varia. Mostre no gráfico que, ao passar para o estado gasoso, a água se encontra em temperaturas superiores a 100 °C.

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Professor(a), explique aos alunos que o vapor não continua a receber energia térmica pelo simples fato de a panela continuar sendo aquecida. O gráfico apenas apresenta uma sugestão do que aconteceria, caso o vapor continuasse a receber energia térmica.

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Sublimação Explique aos alunos que, em alguns casos, a passagem do estado gasoso diretamente para o sólido é chamada de ressublimação, sublimação inversa ou deposição. Comente com os alunos que um exemplo de sublimação inversa é a formação de nuvens de neve. Em temperaturas muito baixas, as moléculas de vapor de água perdem muita energia e muito rapidamente. Mesmo que as moléculas estejam em um estado de grande agitação, quando elas entram em contato com uma superfície de temperatura muito abaixo do ponto de congelamento da água, transformam-se diretamente em gelo. A pressão e as mudanças do estado físico da matéria Se possível, é interessante reproduzir o experimento da seringa em sala de aula com os alunos. Separe antecipadamente duas seringas grandes, de aproximadamente 50 mL, massa de modelar e água aquecida (atenção para a temperatura da água, que não deve estar muito elevada). Verifique a possibilidade de aquecer a água na cozinha da escola ou levar uma garrafa térmica. Professor(a), no passo 2, a pressão dentro da seringa diminui porque o volume aumenta. O ar dentro da seringa tem espaço maior para que suas partículas se movimentem, fazendo menor pressão sobre a superfície do líquido. Explique aos alunos que, em decorrência da influência da pressão, os pontos de fusão, solidificação e ebulição podem variar em diferentes altitudes, enfatizando que por esse motivo se usa a pressão ao nível do mar como padrão.

PHLOEN/SHUTTERSTOCK.COM

Sublimação

Sublimação do gelo-seco. Ele pode ser utilizado em laboratórios para resfriar amostras.

Outra mudança de estado físico que pode ocorrer com a matéria é a sublimação. Nesse processo, a matéria passa do estado sólido direto para o estado gasoso ou, o contrário, do estado gasoso para o sólido, sem passar pelo líquido. Um exemplo de sublimação acontece com o gelo-seco. Ele é formado por gás carbônico no estado sólido, à temperatura de aproximadamente 278 °C. Ao ser colocado à temperatura ambiente, ele recebe energia térmica e suas partículas começam uma agitação vigorosa, aumentando a distância entre elas, se desprendendo e passando diretamente para o estado gasoso.

A pressão e as mudanças do estado físico da matéria Você já percebeu que os alimentos cozinham mais rapidamente em uma panela de pressão? Isso acontece porque a pressão interfere na mudança de estado físico da matéria. Para entender, veja a situação a seguir. 1 - Um professor aqueceu uma porção de água em uma panela. Em seguida, ele pegou uma seringa, sugou uma pequena quantidade dessa água e lacrou a sua abertura com massa de modelar.

BENTINHO

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

2 - Após lacrada, ele puxou vagarosamente o êmbolo da seringa, fazendo com que a pressão em seu interior diminuísse e a água entrasse em ebulição a uma temperatura inferior à de ebulição da água ao nível do mar. Esse efeito ocorreu porque, quanto menor a pressão sobre maior pressão menor pressão uma matéria, mais facilmente suas partículas se distanciam umas das outras, movendo-se livremente. No caso da água da seringa, a menor ligação e maior agitação de suas partículas permitiram que ela entrasse em ebulição a uma temperatura menor. Representação da atividade realizada pelo professor.

Na panela de pressão, o processo é o contrário. Por causa do aumento de pressão em seu interior, fica mais difícil romper as ligações, tornando mais difícil a passagem do estado líquido para o gasoso. Assim, a água entra em ebulição a uma temperatura maior, o que permite que os alimentos sejam cozidos mais rapidamente.

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#FICA A DICA, Aluno!

Para informações sobre como os cientistas descobriram que a pressão atmosférica varia de acordo com a altitude, apresente o site a seguir.

• Física na Montanha. Ciên-

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cia Hoje das Crianças. Disponível em: <http://livro.pro/ gjr5w7>. Acesso em: 23 set. 2018.

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1. b) Durante a evaporação, a água recebe energia térmica dos raios solares, aumentando a agitação e o afastamento de suas partículas. Isso faz com que algumas partículas escapem para a atmosfera, no estado gasoso. Durante a condensação, as partículas de água no estado gasoso encontram uma atmosfera mais NÃO ESCREVA fria, cedem energia térmica para ela e reduzem sua agitação, NO LIVRO. aproximando-se umas das outras, formando as nuvens e, ATIVIDADES posteriormente, as gotas de chuva. 2. b) Em I está ocorrendo a fusão e em II, a vaporização. 2. a) Resposta: alternativa 3.

1. No nosso ambiente, observamos que a matéria sofre alterações de estado físico constantemente. A água é um exemplo. Observe o ciclo da água representado a seguir.

a) Copie em seu caderno a expressão a seguir que melhor descreve o que está no gráfico. 1.

2. 2

RUBENS GOMES

3. 1

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

a) Que mudança de estado físico a água está sofrendo em 1 e 2?

1=A

2=B

3=C

2=B

1=A

3=C

1=A

2=B

3=C

1=B

2=A

3=C

b) Que mudança de fase está ocorrendo em I e II indicado no gráfico? c) Em que estado físico da matéria a água se encontra nas posições A, B e C, no gráfico? A = sólido; B = líquido; C = gasoso.

b) Explique o que acontece com as partículas que formam a água durante essas mudanças. 1. a) 1 – Vaporização (evaporação); 2 – Condensação. 2. Analise o gráfico e faça o que se pede.

d) Desenhe em seu caderno, o comportamento das partículas de água nos estados físicos representados por A, B e C. Resposta nas Orientações para o professor. 3. Escreva um texto explicando a situação apresentada pelo gráfico.

Gráfico de curva de aquecimento da água

Relação entre temperatura e pressão no processo de vaporização

Temperatura

Pressão (atm)

(oC)

panela comum

panela de pressão vapor

líquido

0 -3

0,5

Tempo (min)

20 40

EDITORIA DE ARTE

100

60 80 100 120 140 160 180 200 Temperatura (ºC)

Fonte dos dados: DE BONI, L. A. B.; GOLDANI, E. Introdução clássica à química geral. Porto Alegre: Tchê Química Cons. Educ., 2007. p. 50.

Fonte dos dados: CREF. UFRGS. Disponível em: <https://www.if.ufrgs.br/novocref/?contactpergunta=pressao-da-agua-liquida-versus-temperatura>. Acesso em: 17 out. 2018.

2. d) Espera-se que os alunos desenhem partículas próximas umas das outras para representar a água no estado sólido (A), partículas mais distantes e mais agitadas para representar a água no estado líquido (B); e partículas bem distantes e agitadas para representar a água no estado gasoso (C).

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ATIVIDADES As atividades propostas têm por objetivo levar os alunos a investigar as mudanças de estado físico da matéria e a explicá-las com base no modelo de constituição submi-

e os estados físicos da água. Anote essas informações na lousa, pois esse recurso pode auxiliá-los a responder aos itens da atividade. No item d, espera-se que os alunos desenhem partículas próximas umas das outras para representar a água no estado sólido (A); partículas mais distantes e mais agitadas para representar a água no estado líquido (B); e partículas bem distantes e agitadas para representar a água no estado gasoso (C). 3. Ao nível do mar (1 atm), no processo de ebulição, a água passa para o estado de vapor quando a temperatura atinge 100 °C. Já em uma panela de pressão, a água passa para o estado de vapor quando em seu interior a pressão atinge cerca de 2 atm e a temperatura está a 120 °C. Isso ocorre porque, quanto maior a pressão sobre a superfície da água no interior da panela, maior a dificuldade de suas partículas se movimentarem e passarem de um estado para outro. Relembre aos alunos que atm é a sigla para atmosfera, uma unidade de medida de pressão. Enfatize que as pressões alcançadas pela panela de pressão são muito altas e que sua explosão pode causar graves acidentes. Por esse motivo, ela deve ser manipulada somente por um adulto.

croscópica, contemplando a habilidade EF09CI01. 1. Aproveite o exemplo do ciclo da água para comparar com o conteúdo visto no 6o ano. No item b, o objetivo é que os alunos relacionem as alterações de temperatura com a energia térmica e com

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as alterações na agitação das moléculas, e expliquem as mudanças de estado físico com base nelas. 2. Ao trabalhar com a atividade, reproduza o gráfico na lousa e explique aos alunos cada etapa, identificando os pontos de fusão e de ebulição

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A CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA Se os alunos tiverem dificuldades em imaginar o tamanho de um átomo, faça a seguinte comparação: se os átomos que formam uma laranja fossem do tamanho de um mirtilo (blueberry), qual seria o tamanho da laranja? Diga a eles que a laranja teria o tamanho aproximado da Terra. Apesar de seu tamanho, é possível ver e manipular átomos individuais na superfície de um material, por meio de um equipamento chamado microscópio de corrente de tunelamento. Ao abordar as primeiras ideias acerca do átomo e como a sua concepção foi sendo aprimorada com os estudos científicos, enfatize a importância de valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos, de modo que os alunos reconheçam as Ciências da Natureza como empreendimento humano, e o conhecimento científico como provisório, cultural e histórico. Se desejar, apresente aos alunos uma imagem dos diversos modelos atômicos propostos, para que eles tenham uma ideia geral dos avanços nas pesquisas ao longo do tempo. É possível sugerir que eles construam uma linha do tempo, citando as principais descobertas de cada modelo. Comentários sobre as atividades 1 e 2. As atividades têm o objetivo de verificar se os alunos conseguem imaginar o quão pequeno é um átomo. Caso tenham dificuldades, apresente o vídeo sugerido a seguir e, se necessário, cite outros exemplos comparativos.

# FICA A DICA, Aluno! O vídeo a seguir (em inglês, com legenda em português) aborda assuntos que serão estudados no capítulo e apresenta uma explicação comparativa sobre o tamanho dos átomos.

TEMA 2

2. Porque ele consegue encolher até ter o tamanho de um átomo. Aproveite e questione os alunos se é possível imaginar qual seria o tamanho de um átomo com base nas informações do texto.

A constituição da matéria

Nas revistas em quadrinhos, os super-heróis têm diversos tipos de superpoder. Um deles é Roy Palmer, um professor de Física que desenvolve um cinto que lhe confere a habilidade de encolher e se transformar no super-herói Átomo. [...] Igualmente surpreendentes são as dimensões deste super-herói: ele é do tamanho de um átomo. Isso quer dizer que se você o colocasse sobre o ponto deste “i”, não conseguiria distingui-lo dos mais de 500 bilhões de átomos que estão ao seu lado. [...] Assim sendo, Átomo consegue, de algum modo, comprimir mais de 70 mil trilhões de átomos que nós temos (um 7 seguido de 27 zeros, segundo o cálculo do Jefferson Laboratory nos Estados Unidos) no espaço ocupado por um único átomo...[...]. SCALITER, J. A ciência dos superpoderes: ficção e realidade sobre os poderes e proezas dos heróis, anti-heróis e vilões no universo dos quadrinhos. São Paulo: Cultrix, 2013. p. 123.

O super-herói Átomo.

DEPOSIT PHOTOS/GLOW IMAGES

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

1. Segundo o texto, se você tivesse o poder desse super-herói e pudesse encolher até ter o tamanho de um átomo, quantos de você caberiam no pingo de um “i”? Mais de 500 bilhões. (500 000 000 000).

2. Por que o nome desse super-herói é Átomo? Cientificamente, é impossível que esse super-herói tenha esse poder, mas seu nome é baseado em um conceito científico real: o átomo. O nome átomo é de origem grega e significa “indivisível”. Ele foi concebido pelos pensadores gregos Leucipo de Mileto (viveu no século V a.C.) e Demócrito de Abdera (cerca de 460-370 a.C.), que tentaram, por meio de conceitos, explicar a constituição da matéria. Eles partiram do princípio de que, se qualquer matéria fosse dividida em partes cada vez menores, chegaria um momento em que essas partes não poderiam mais ser divididas. Essas partes seriam os átomos.

A evolução dos modelos atômicos Foi apenas a partir do início do século XIX que o átomo ressurgiu; porém, dessa vez, como teoria científica, que, resumidamente, significa basear-se em observações e experimentações. Desde esse período até meados do século XX, surgiram alguns modelos que procuram descrever a estrutura do átomo. De modo geral, eles são ferramentas utilizadas pelos cientistas para representar e explicar objetos, sistemas, fenômenos etc. da realidade. A seguir, estudaremos alguns modelos atômicos.

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• Quão pequeno é um áto-

mo mesmo? TED. Disponível em: <http://livro.pro/55j5f8>. Acesso em: 24 set. 2018. No livro a seguir é possível encontrar mais informações sobre o super-herói Átomo, além de outros, considerando seus aspectos científicos.

• A ciência dos superpode-

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res: ficção e realidade sobre os poderes e proezas dos heróis, anti-heróis e vilões no universo dos quadrinhos. SCALITER, J. São Paulo: Cultrix, 2013.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

GEORGIOS KOLLIDAS/SHUTTERSTOCK.COM

O modelo atômico de Dalton

Diga aos alunos que as ideias de Dalton foram fundamentais para o desenvolvimento do conhecimento científico do átomo, pois serviu de base para outros cientistas, que propuseram novos modelos, até chegar no modelo aceito atualmente. Comente que alguns desses modelos serão vistos a seguir. É importante salientar que suas descobertas foram limitadas às tecnologias disponíveis na época e que o desenvolvimento de novas tecnologias possibilitou avanços no estudo do modelo atômico. Uma importante contribuição do modelo de Dalton foi a descoberta da massa atômica, uma vez que ele foi o primeiro a postular que átomos de elementos químicos diferentes possuem tamanhos e massas diferentes. A massa atômica também será assunto deste capítulo. Ao introduzir o modelo atômico proposto por Thomson, retome com os alunos o conteúdo estudado no 8o ano sobre cargas elétricas e condução elétrica. Diga que, apesar de propor que o átomo é uma esfera carregada positivamente, Thomson não descobriu os prótons. Ele apenas inferiu a presença de cargas positivas para que a carga final fosse nula, pois ele partia do pressuposto de que toda matéria é neutra. Os prótons foram determinados posteriormente, conforme será visto a seguir.

O termo átomo foi resgatado muito tempo depois, já no início do século XIX, pelo cientista inglês John Dalton (17661844), que sugeriu que se tratava de pequenas partículas indivisíveis que constituíam a matéria. Em suas pesquisas com gases, durante o período de 18031807, Dalton desenvolveu a teoria sobre a composição da matéria e a descrição dos átomos, apresentando-as à comunidade científica. Seus principais fundamentos eram: • a matéria é formada por partículas fundamentais − os átomos; • os átomos são partículas maciças e indivisíveis, não podendo ser criadas nem destruídas; • cada elemento químico possui um determinado tipo de átomo; • os átomos de elementos distintos apresentam diferentes propriedades, tamanhos e massas. Retrato de John Dalton. Gravura produzida por C. Cook, 1860.

ILÊ COMUNICAÇÃO

O modelo atômico de Thomson Algum tempo após a teoria de Dalton, ainda no século XIX, diversos cientistas também realizaram trabalhos com gases. Entre eles, estava o físico inglês William Crookes (1832-1919). Com base em seus experimentos, em 1887 outro cientista, o físico inglês Joseph John Thomson (1856-1940), demonstrou que o átomo era formado por partículas bem menores, que eram carregadas negativamente. De acordo com as características observadas nos experimentos que também realizou com gases, Thomson nomeou as partículas de carga negativa de elétrons e propôs um modelo atômico que consistia em uma esfera carregada positivamente, na qual os elétrons estavam mergulhados nela, como sementes em uma melancia ou como ficou conhecido este modelo, ”um pudim de passas”. Com isso, Thomson provou que os átomos eram divisíveis. Em 1906 ele ganhou o prêmio Nobel de Física pelas suas descobertas relacionadas à condução de eletricidade em gases.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Modelo atômico proposto por J. J. Thomson.

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Se considerar pertinente, explique aos alunos que o feixe de partículas utilizado nos experimentos de Rutherford corresponde às partículas alfa, ou radiação alfa, que são partículas com carga positivas, emitidas por elementos radioativos (esse assunto será visto posteriormente, nos capítulos seguintes). No experimento, foi utilizado o Polônio. Diga que, se o átomo realmente fosse uma esfera com carga positiva, incrustada de elétrons, um número muito maior de partículas alfa teria sua trajetória desviada ou retornaria, por serem repelidas pela carga positiva do átomo. Como a maior parte das partículas alfa atravessou a folha de ouro, ele concluiu que o átomo possui grandes espaços vazios e que a presença de um núcleo muito pequeno e de carga positiva explicaria o pequeno número de partículas desviadas. Explique aos alunos que o modelo atômico de Rutherford ficou conhecido como modelo planetário, pois sua proposta de como os elétrons se organizam na eletrosfera em torno de um núcleo assemelha-se à forma de como os planetas orbitam em torno do Sol.

O modelo atômico de Rutherford Em 1909, alguns anos após os experimentos de Thompson, o físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937) pediu a seus alunos de doutorado Johannes Hans Wilhelm Geiger (18821945) e Ernest Marsden (1889-1970), e seus auxiliares que realizassem um experimento com o objetivo de tentar comprovar o modelo de Thomson para a constituição da matéria. Esse experimento utilizava um material radioativo, o Polônio, que já se sabia emitir partículas de carga positiva, chamadas de partículas alfa. Eles então colocaram uma amostra desse material em um bloco de chumbo com uma abertura, da qual um feixe de partículas de carga positiva emitidas pelo Polônio era direcionado sobre uma finíssima lâmina de ouro. Atrás da placa havia um anteparo fluorescente, que permitia observar a incidência das partículas. O objetivo era observar se as partículas iriam sofrer algum desvio ao passarem pelos átomos da lâmina de ouro ou seguiriam em linha reta. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

amostra de material radioativo

lâmina de ouro

orifício

PAULO CESAR PEREIRA

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

feixe de partículas a bloco de chumbo

placa de chumbo

anteparo fluorescente

Representação esquemática do experimento de Geiger-Marsden. Fonte: CHANG, R. Química. Trad. E. J. H. D’Bourneville. 9. ed. Cidade do México: McGrawHill: Interamericana, 2007. p. 47.

Analisando os resultados obtidos, Rutherford percebeu três situações diferentes e fez as seguintes observações: 1 - A maioria das partículas conseguia passar pela lâmina de ouro sem sofrer desvio algum, ou seja, havia um espaço vazio nesses locais, ausente de carga positiva. 2 - Algumas partículas, ao atravessarem a lâmina de ouro, sofreram desvios; isso significa que elas encontraram pequenos obstáculos em sua trajetória, atrapalhando o percurso em linha reta, ou seja, havia cargas próximas à passagem das partículas. 3 - Uma pequena quantidade de partículas não conseguiu atravessar a lâmina, voltando para o lado de onde foram lançadas, evidenciando dessa forma que elas encontraram um obstáculo fixo (de carga positiva) pelo caminho e colidiram de frente com ele.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Após analisar seu estudo, Rutherford concluiu que os átomos possuíam um núcleo, o qual era formado por prótons, partículas de carga positiva. Já as partículas de carga negativa, os elétrons, realizavam movimentos ao redor do núcleo, em uma região que ficou conhecida como eletrosfera. O físico inglês James Chadwick (1891-1974), que era membro do grupo de pesquisa de Rutherford, descobriu, muito tempo depois, uma nova partícula presente no núcleo do átomo que não possuía carga; ela foi chamada de nêutron. Ele também verificou que sua massa era praticamente igual à do próton, e, por conta dessas descobertas, Chadwick ganhou o prêmio Nobel de Física, em 1935.

Ao trabalhar o modelo atômico de Rutherford, ressalte que, embora esse modelo tenha contribuído com questões importantes sobre a estrutura do átomo, ele não foi capaz de explicar por que os elétrons não perdem energia e “colidem” com o núcleo, nem por que eles não são atraídos por ele, uma vez que cargas positivas e negativas se atraem. Essa questão só foi respondida posteriormente. O modelo atômico de Bohr preencheu a lacuna deixada no modelo de Rutherford. A descoberta da presença de camadas de energia e de que cada elétron possui uma quantidade determinada de energia (quantizada) possibilitou explicar por que os elétrons não colidem com o núcleo e por que eles não perdem energia e caem quando são acelerados. Suas pesquisas marcaram a passagem da Física Clássica para a Física Quântica no estudo do átomo. Explique aos alunos que as órbitas dos elétrons descritas por Bohr são diferentes das descritas por Rutherford. Vale ressaltar que as linhas adicionadas nas ilustrações referentes aos níveis de energia são um recurso didático para facilitar a interpretação do esquema pelo aluno. Como se trata de regiões de energia, elas não podem ser exatamente definidas.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

PAULO CESAR PEREIRA

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Representação esquemática do modelo atômico proposto por Rutherford após a descoberta dos nêutrons. Fonte: KOTZ, J.; TREICHEL JR., P. Chemistry & chemical reactivity. 3. ed. Orlando: Saunders College, 1996. p. 71.

O modelo atômico de Rutherford-Bohr O físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962) trabalhou com J. J. Thomson na Universidade de Cambridge (1911) e com Rutherford na Universidade de Manchester (1913), ambas no Reino Unido. Em 1922, ganhou o Prêmio Nobel de Física por suas pesquisas e publicações sobre a estrutura do átomo. Bohr propôs um novo modelo atômico no qual os elétrons estariam presentes em órbitas circulares em volta do núcleo, complementando o de Rutherford. Segundo ele, os elétrons ocupam órbitas específicas ao redor do núcleo, com raios determinados. Em cada órbita, o elétron apresenta energia constante, sendo que as órbitas mais distantes do núcleo do átomo apresentam mais energia.

#FICA A DICA!

Acesse o link a seguir para realizar uma simulação baseada no experimento realizado pelos alunos de Rutherford. Disponível em: <http://livro.pro/ue6tc9>. Acesso em: 28 set. 2018.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Assim, o modelo atômico de Rutherford-Bohr possui as seguintes características. 1 - O núcleo é a região onde se encontram os prótons – partículas subatômicas com carga positiva – e os nêutrons – partículas subatômicas sem cargas elétricas. O núcleo é milhares de vezes menor do que o átomo inteiro, mas é o local onde se concentra a maior parte da massa do átomo. 2 - A maior região do átomo é a eletrosfera, que fica ao redor do núcleo. Nela se encontram os elétrons – partículas subatômicas com cargas negativas. Os elétrons estão em constante movimento e geralmente são encontrados em camadas eletrônicas ou níveis de energia. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

elétron

núcleo

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

próton nêutron

LUIS MOURA

Representação do modelo de átomo de Rutherford-Bohr.

Fonte: TIPLER, P. A.; LLEWELLYN, R. A. Física moderna. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001. p. 117.

Nessa estrutura, os elétrons se movimentam entre essas camadas por meio do ganho e da perda de energia. Quando um átomo recebe energia, seus elétrons podem absorvê-la e passar para uma camada com nível maior de energia. Esse fenômeno é momentâneo, pois os elétrons retornam aos seus níveis de origem. Para que isso aconteça, eles liberam a energia antes absorvida, na forma de luz, por exemplo.

2 energia núcleo

energia núcleo

elétron

ILUSTRAÇÕES: SAMU13B

Sabe-se hoje que existem sete camadas na eletrosfera, determinadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q. Essas camadas constituem o 1o, 2o, 3o, 4o, 5o, 6o e 7o níveis de energia, respectivamente. Cada uma das camadas eletrônicas também chamadas de níveis de energia, pode conter um número máximo de elétrons (camada K: 2; camada L: 8; camada M: 18; camada N e camada O: 32 cada; camada P: 18; camada Q: 8). Considerando o momento escolar, esse conteúdo não foi apresentado aos alunos. Pouco tempo depois das descobertas de Bohr, o físico alemão Arnold Sommerfeld (1868-1951) verificou que em uma mesma camada alguns elétrons poderiam apresentar diferentes energias; dessa forma, elas não poderiam ser circulares, mas sim, elípticas, e o modelo atômico continuou sua evolução. Ao final do estudo, retome com os alunos a contribuição de cada modelo atômico para que se chegasse ao que conhecemos atualmente. De maneira simplificada, diga que Dalton descobriu a massa atômica, ao perceber que os átomos diferentes possuíam massas diferentes; Thomson descobriu o elétron; Rutherford descobriu o próton, postulou a presença de um núcleo com carga positiva, e a distribuição dos elétrons numa eletrosfera, orbitando em torno desse núcleo; seu colaborador Chadwick descobriu, no núcleo, a presença do nêutron, partícula com carga neutra; Bohr aprimorou o modelo de Rutherford, pela descoberta das camadas de energia e da quantização dos elétrons. É importante reforçar novamente como a evolução da construção dos conhecimentos científicos depende da colaboração de cientistas do mundo todo, além dos não cientistas.

Representação esquemática do processo de absorção e emissão de energia, segundo Bohr. Fonte: TIPLER, P. A.; LLEWELLYN, R. A. Física moderna. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001. p. 117.

Novos estudos possibilitaram a descoberta de novas partículas subatômicas, aprimorando os conhecimentos relativos à estrutura do átomo. Esses estudos continuam até hoje.

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Se desejar, comente que os estudos em Física Quântica continuam acontecendo nos dias de hoje e que novas partículas menores que os prótons e os elétrons já foram descobertas.

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O acelerador de partículas Atualmente, diversas pesquisas sobre partículas de dimensões menores que o átomo, chamadas partículas subatômicas, são realizadas pelo mundo. Esses estudos são tão importantes que, para realizá-los, foi construído, por exemplo, na fronteira entre a França e a Suíça, dezenas de metros abaixo do solo, um túnel em forma de anel de 27 km, chamado de Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider, LHC). Sobre esse aparelho, leia o texto a seguir. [...] Ele vai acelerar partículas girando em sentidos opostos e fazê-las colidir frontalmente com tamanha energia que poderá recriar condições e temperaturas características da infância de nosso Universo. Assim, poderemos estudar o que aconteceu em um passado remoto, logo após a grande explosão que deu início ao Universo como o conhecemos hoje. [...]

D-VISIONS/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS Elemento químico e molécula Diga aos alunos que os elementos químicos, sua classificação e suas propriedades serão estudados com mais detalhes mais adiante no capítulo. Se desejar, diga que a água era considerada um elemento químico até que, através de um processo chamado eletrólise (quebra da molécula por meio de uma corrente elétrica), descobriu-se que ela era na verdade uma molécula, formada pelos elementos químicos hidrogênio e oxigênio. Parte do túnel do acelerador de partículas LHC. Organização Europeia para Pesquisa Nuclear, Suíça, 2010.

#FICA A DICA, Professor! Caso queira saber mais detalhes sobre o acelerador de partículas, veja o material disponível no link a seguir: • LHC: o gigante criador de matéria. Disponível em: <http://livro.pro/3p7zou>. Acesso em: 25 set. 2018.

CENTRO BRASILEIRO DE PESQUISAS FÍSICAS. LHC: o gigante criador de matéria. Disponível em: <http://www.cbpf.br/~desafios/media/livro/LHC.pdf>. Acesso em: 19 set. 2018.

Elemento químico e molécula

OLEKSIY REZIN / ALAMY / FOTOARENA

Desde a definição de átomo descrita por Dalton, foi possível definir elemento (químico) como um conjunto de átomos com características semelhantes. O elemento químico carbono, que compõe a grafita de um lápis, por exemplo, é formado por átomos do mesmo tipo. Se fizermos um pingo de “i” no caderno, teremos mais de 500 bilhões de átomos de carbono, cada um apresentando as mesmas propriedades que a grafita como um todo.

Um pingo de “i” no caderno é constituído por átomos de carbono, os mesmos presentes na grafita do lápis.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

TARUMÃ

ILÊ COMUNICAÇÃO

carbono AS CORES NÃO SÃO REAIS.

grafita

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Grafita de um lápis (A), modelo representativo da grafita (B) e átomo de carbono (C).

Já o gás oxigênio, presente no ar, é formado por dois átomos do elemento químico oxigênio, que juntos formam uma molécula de gás oxigênio. Foi o cientista italiano Lorenzo Amedeo Avogadro (1776-1856) que inicialmente utilizou o termo molécula para definir uma combinação de átomos. O gás carbônico é formado por moléculas compostas por um átomo de carbono e dois átomos de oxigênio.

CO2

A água pura é formada por moléculas compostas de dois átomos do elemento químico hidrogênio e um átomo do elemento químico oxigênio.

Representação da molécula de água, que constitui a água pura.

Moléculas do gás oxigênio (A) e do gás carbônico (B). Lembre-se de que partículas não podem ser observadas a olho nu; trata-se apenas de uma representação esquemática.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

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ALAN CARVALHO

No ano de 2017, quatro novos elementos químicos foram ratificados no Brasil, pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), totalizando 2018 elementos químicos. Para saber mais, acesse: • ZIEGLER, M. F. IUPAC ratifica, no Brasil, quatro novos elementos químicos. Agência Fapesp. Disponível em: <http:// livro.pro/2yx7hg>. Acesso em: 14 nov. 2018.

NAMAKUKI/SHUTTERSTOCK.COM

#FICA A DICA, Professor!

No total, hoje em dia, existem 118 elementos químicos, parte deles produzida de forma artificial. Os elementos químicos são a forma mais simples da matéria e não podem ser quimicamente decompostos. Assim, como a grafita é formada somente por átomos do elemento químico carbono, podemos representar:

ILUSTRAÇÕES: TARUMÃ

Ao trabalhar com moléculas, retome o conteúdo estudado no 6o ano sobre substâncias puras e misturas. As substâncias puras podem ser simples, quando formadas por um único tipo de elemento químico, como o grafite e o gás oxigênio. Quando elas são formadas por mais de um tipo de elemento químico, são chamadas de substâncias puras compostas, como a água pura e o gás carbônico.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Algumas características dos átomos Observe os objetos a seguir.

Algumas características dos átomos Inicie o assunto com as questões orais, que têm o objetivo de introduzir o conteúdo trabalhado na página. Para apresentar os elementos químicos, foram escolhidos exemplos que pudessem ser visualmente identificáveis por meio de sua cor. Entretanto, é importante ressaltar aos alunos que, em razão do processamento e da mistura dos materiais, nem sempre é possível os identificar por meio dos sentidos. Por exemplo, aproximadamente, uma medalha de ouro olímpica é constituída de 98,8% de prata e apenas 1,2% de ouro. Para as medalhas de prata e bronze, aproximadamente, 30% do material usado é reciclado; e a medalha de bronze conta com 5% de zinco na composição. Represente os átomos de carbono e de hidrogênio mencionados na lousa para explicá-los. Escreva os símbolos desses elementos e suas características na medida em que as for citando. Veja a representação a seguir.

3. O anel é feito de ouro e a colher, de prata.

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4. Espera-se que os alunos façam essa identificação pela cor dos materiais.

Anel.

4. O que lhe permitiu fazer essa

TC AR

ído de ouro? E de prata?

I UD

3. Qual o objeto ao lado é constitu-

S ER

classificação?

Colher.

Como vimos, existem diferentes elementos químicos. Cada um possui propriedades próprias, que conferem as características que observamos nos materiais que deles são formados, como a cor, a textura, a massa, entre outras. Os elementos químicos são caracterizados pela quantidade de prótons que apresentam em seu núcleo. Dessa maneira, átomos que possuem a mesma quantidade de prótons no núcleo são de um mesmo elemento químico. Por exemplo, qualquer átomo que possua 6 prótons em seu núcleo é um átomo do elemento químico carbono; assim como qualquer átomo que possua 1 próton em seu núcleo é um átomo do elemento químico hidrogênio. Denominamos número atômico, representado pela letra Z, o número de prótons (p) presentes nos átomos de um determinado elemento químico. Z=p

Vimos que o núcleo, onde estão os prótons e nêutrons, concentra a maior parte da massa do átomo. A massa dos elétrons é quase insignificante quando comparada à massa dessas outras partículas subatômicas. Assim, a somatória das quantidades de prótons (p) e nêutrons (n) é chamada de número de massa, representado pela letra A: A=p+n

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Um elemento químico deve ser representado de acordo com a notação a seguir: número de massa

número atômico

O número de massa foi apresentado para reforçar o conceito de átomo e elemento químico, que será novamente abordado ao estudar a tabela periódica.

símbolo do átomo do elemento químico

5. Um átomo do elemento químico silício, amplamente utilizado para a produção de componentes eletrônicos,

possui 14 prótons e 14 nêutrons em seu núcleo. O símbolo deste elemento químico é Si. Escreva em seu caderno a representação desse elemento químico, indicando o número atômico e o número de massa. 2814Si

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Comentários sobre as atividades 3 e 4. As questões têm o objetivo de chamar a atenção dos alunos para o fato de que elementos químicos diferentes possuem características diferentes. No caso, foi escolhida uma característica possível de identificar visualmente, como a cor.

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N2 Molécula de gás nitrogênio. Nitrogênio

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ATIVIDADES As atividades requerem que os alunos identifiquem os elementos que compõem a estrutura da matéria, que identifiquem a constituição do átomo e a composição de moléculas simples e que reconheçam como ocorreu a evolução histórica desses estudos, objetos de conhecimento relacionados à habilidade EF09CI03. 1. Aproveite a oportunidade para discutir com os alunos que as proteínas não constituem somente alimentos de origem animal. Outras leguminosas também são altamente proteicas, como o feijão e o grão-de-bico. Além de cogumelos, que são fungos. O item a tem o objetivo de verificar se os alunos assimilaram a diferença entre os conceitos de elemento químico, átomo e molécula. No item b, é necessário que os alunos reconheçam a importância das pesquisas científicas não somente para os seres humanos, mas também para o meio ambiente. Retome os problemas ambientais causados pelo uso dos fertilizantes químicos, assunto estudado no 7o ano. Se desejar, relembre que o excesso de nutrientes em ambientes aquáticos pode levar ao processo de eutrofização. 2. a) Não. A teoria atômica de Rutherford-Bohr propõe que o átomo é constituído por um núcleo central, onde existem partículas de carga positiva, chamadas de prótons, e partículas de carga neutra, chamadas de nêutrons. Ao redor do núcleo está a eletrosfera, que é formada por órbitas onde os elétrons, partículas carregadas negativamente, apresentam energia constante e estão em movimento.

TARUMÃ

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

1. a) Os elementos químicos são a forma mais simples da matéria e não podem ser quimicamente decompostos. Os átomos são as partículas fundamentais quase infinitamente pequenas da matéria, a menor parte de um elemento químico que ainda apresenta todas as propriedades desse elemento. Já NÃO ESCREVA uma molécula é formada pela junção de dois ou mais átomos, NO LIVRO. do mesmo elemento ou de elementos químicos distintos. ATIVIDADES 2. b) Resposta pessoal. Professor, se achar interessante, organize os alunos em grupos, de maneira que cada um desenvolva uma tirinha sobre um modelo atômico. Em seguida, sugira a troca das produções entre os grupos. 1. Leia o texto a seguir e responda às a fixação biológica de nitrogênio questões que seguem. (FBN), como é conhecido esse processo, é duas vezes mais eficiente. O elemento químico nitrogênio Além disso, grande parte do nitrogêé de grande importância para o nio presente nos fertilizantes não é desenvolvimento das plantas. Ele utilizada pelas plantas e é carregada compõe as proteínas, nutrientes pelas águas das chuvas até rios e que são ricos em leguminosas como lagos, podendo tornar a água desses a soja. Segundo estudos realizados locais tóxica para peixes e seres pela Empresa Brasileira de Pesquisa humanos. Agropecuária (Embrapa), para cada 1000 kg de grãos de soja, são necessários 80 kg de nitrogênio. Devido à nódulos maneira como os átomos de nitrogênio estão ligados entre si, as plantas não conseguem incorporá-los diretamente do ambiente, necessitando de outros processos para isso.

Nódulos formados nas raízes de uma planta leguminosa por bactérias que fixam nitrogênio

a) Explique os termos em destaque no texto.

b) Para você, qual é a importância de Fertilizantes químicos são os mais instituições como a Embrapa? Converse utilizados pelos agricultores para com seu colega sobre o assunto. satisfazer essa demanda nutricional. Entretanto, há anos a Embrapa 2. Na época em que Leucipo e desenvolve um trabalho com bacDemócrito propuseram sua teoria térias que podem ser adicionadas sobre a matéria, muitos filósofos ao solo e que, ao se fixar às raízes defendiam a ideia de que a matéria da soja, captam as moléculas do era constituída pelos elementos terra, gás nitrogênio presente no ar e ar, água e fogo.2. a) Resposta nas Orientações para o professor. principalmente no solo, auxiliando a) O modelo atômico desses pensadores no processo de incorporação desse representa os modelos atômicos mais nutriente pelas plantas. Além de ser recentes, como no caso de Rutherfordmais barato do que os fertilizantes, -Bohr? Justifique sua resposta. 1. b) Resposta pessoal. O objetivo aqui é levantar um debate sobre a importância da pesquisa e do desenvolvimento de tecnologias. Se achar que convém, solicite uma pesquisa sobre os trabalhos desenvolvidos por algum instituto de pesquisa presente em seu estado ou por algum instituto federal.

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Para saber mais sobre fixação biológica de nitrogênio pela soja, veja o link a seguir: • Fixação biológica de nitrogênio na cultura da soja. HUNGRIA, M. et al. Disponível em: <http://livro.pro/adwgra>. Acesso em: 25 set. 2018.

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5. a) O número de massa é A = 16 e o número atômico é Z = 8. 5. b) Como Z = p, o número de prótons do oxigênio é 8.

5. c) Como A = p + n, temos: 16 = 8 + n; portanto, n = 8

atômico até chegarmos ao modelo atual. Relacione o número romano às letras, indicando qual cientista realizou cada contribuição.

5. Ao trabalhar com a atividade, auxilie os alunos a interpretar a representação gráfica do oxigênio. Se achar necessário, reproduza na lousa o esquema e a fórmula presentes na página 31.

I. O átomo é divisível, pois consiste em uma esfera carregada positivamente com partículas de carga negativa incrustadas.

AMPLIANDO

b) Desenvolva uma tirinha de 4 a 6 quadrinhos que represente a evolução dos modelos atômicos descritos no decorrer do tema.

3. Muitos cientistas deram contribuições importantes para a evolução do modelo

II. Os elétrons, que apresentam quantidades específicas de energia, giram em torno do núcleo do átomo seguindo uma órbita circular.

Se julgar pertinente, apresente aos alunos a atividade indicada abaixo. 1. Leia as afirmações abaixo e as reescreva corrigindo as que achar necessário. I. Os átomos apresentam constituição diferente de acordo com o elemento da tabela periódica. II. A primeira ideia sobre a composição dos átomos, afirmava que era indivisível, até hoje esse pensamento se mantém. III. Os elementos dos átomos estão relacionados com as reações físicas e químicas que observamos. IV. Os elétrons se encontram dentro do núcleo atômico, junto com os prótons, essa ideia ainda é aceita atualmente. Resposta: As afirmações I e III estão corretas. II. A primeira ideia sobre a composição dos átomos afirmava que era indivisível, hoje não é mais aceita, sabemos que os átomos são compostos de partículas menores. IV. Os elétrons encontra-se nas camadas que rodeiam o núcleo; os prótons e os nêutrons ficam no núcleo; essa afirmação baseava-se no modelo atômico de Thomson.

III. Os átomos são partículas maciças e indivisíveis. IV. O átomo é formado por um núcleo, em que há partículas de carga positiva, os prótons, e pela eletrosfera, em que há partículas de carga negativa, os elétrons. I-a; II-d; III-b; IV-c. a) Thomson. b) Dalton. c) Rutherford. d) Bohr.

4. Copie o texto a seguir substituindo o símbolo a pelas palavras da caixa. Cada palavra deve ser utilizada uma só vez. elétrons positiva nula núcleo massa

4. Ordem dos termos: núcleo; massa; elétrons; positiva; nula.

Em resumo, podemos então descrever um átomo como apresentando um acentral, que é pequeníssimo, mas que contém a maior parte da a do átomo e é circundado por uma enorme região extranuclear contendo a [...]. O núcleo contém prótons (carga a ) e nêutrons (carga a ). [...] RUSSEL, J. B. Química geral. 2. ed. São Paulo: Makron Books, 2004. v. 1 p. 239.

5. O oxigênio é o elemento químico mais abundante na crosta terrestre e um dos elementos essenciais à vida de animais e vegetais. Ele não apresenta cor, cheiro, nem gosto e foi identificado pela primeira vez em 1772 pelo químico Joseph Priestley. Observe a representação desse elemento químico. 16 8

Com base nessas informações, responda: a) Quais são, respectivamente, o número de massa e o número atômico do oxigênio? b) Qual é o número de prótons que o oxigênio apresenta? c) Qual é o número de nêutrons?

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2. Aproveite para conversar com os alunos sobre o desenvolvimento da Ciência como uma construção humana. a) Não. A teoria atômica de Rutherford-Bohr propõe que o átomo é constituído por um núcleo central, onde existem partículas de carga positiva, chamadas de prótons, e partículas de

carga neutra, chamadas de nêutrons. Ao redor do núcleo está a eletrosfera, que é formada por órbitas onde os elétrons, partículas carregadas negativamente, apresentam energia constante e estão em movimento. 3 e 4. As atividades têm o objetivo de resgatar o conteúdo visto sobre os principais mo-

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delos atômicos. Na atividade 3, os alunos devem reconhecer quais foram as principais contribuições dos pesquisadores nos estudos do átomo, que possibilitaram chegar à estrutura atômica atual. A atividade 4 requer que os alunos reconheçam as principais características do modelo atômico vigente.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

TEMA 3

A tabela periódica

SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

A TABELA PERIÓDICA A apresentação da tabela periódica é necessária para ampliar o conhecimento dos alunos sobre os símbolos e nomes de elementos químicos, que serão utilizados nos estudos das reações químicas, no Tema 4 desse capítulo. Se julgar pertinente, explique aos alunos que a massa atômica de um elemento químico é calculada com base no átomo de carbono, cuja massa (A) é 12 (isto é, possui 6 prótons e 6 nêutrons). O carbono foi definido como referência por ser o elemento químico mais abundante na natureza. O valor da massa atômica (expressa em u) indica quantas vezes a massa do átomo é maior que 1/12 da massa do átomo de carbono. O carbono 12 é o elemento mais abundante na natureza, mas ele possui isótopos, isto é, variantes, com o mesmo número de nêutrons, mas diferentes números de prótons. O seu isótopo mais conhecido é o carbono 14 (6 prótons e 8 nêutrons), que é radioativo e muito utilizado para a datação de materiais arqueológicos.

Como vimos, ao longo do tempo diversos filósofos e cientistas desenvolveram conceitos, levantaram hipóteses e apresentaram teorias sobre a constituição da matéria. Desde a Antiguidade, alguns elementos químicos são conhecidos, mas somente a partir de meados do século XVII eles foram sendo sistematicamente descobertos. John Dalton, que concebeu um dos primeiros modelos atômicos, em seu livro mais importante, publicado em 1808, apresentou símbolos para representar elementos químicos e seus compostos, como mostra a imagem a seguir. O sistema de símbolos proposto por Dalton foi substituído posteriormente pelo sistema do químico sueco Jons Jacob Berzelius (1779-1848), que é utilizado até hoje. Atualmente, há mais de cem elementos químicos. Cada um deles tem um nome e um símbolo, que deve ser formado por uma ou duas letras do seu nome em latim (ou grego): a inicial deve ser sempre maiúscula e a segunda letra, quando necessária, sempre minúscula. A minúscula é usada se dois ou mais elementos tiverem a mesma inicial. À medida que crescia a quantidade de elementos químicos conhecidos e de informação sobre suas propriedades e relações, foi crescendo também a necessidade de organizá-los. Diversas tentativas foram realizadas, mas a que teve um resultado mais eficiente foi a organização proposta pelo químico russo Dmitri Ivanovitch Mendeleev (1834-1907). Símbolos criados por John Dalton Durante seus estudos, Mendeleev percebeu que, se orgapara representar elementos químinizasse os elementos químicos com base no valor crescente cos e seus compostos. de sua massa atômica (MA), suas propriedades obedeceriam a uma periodicidade, ou seja, se repetiriam a intervalos regulares. Então, em 1869, Mendeleev propôs uma classificação para os elementos conhecidos naquela época (que eram cerca de 60). Nesse período, não se conheciam os números atômicos dos elementos. Somente em 1913, o físico inglês Henry G. J. Moseley (1887-1915), assistente de Rutherford, demonstrou que havia relação entre o comportamento dos átomos de cada elemento químico e a carga presente nos núcleos. Ele expressou essa relação por um número inteiro denominado número atômico (como vimos, representado pela letra Z). A descoberta de Moseley causou a reorganização da tabela periódica, que passou a ser em ordem crescente de número atômico. A tabela periódica pode ser sempre consultada conforme a necessidade. De acordo com as recomendações da IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada), ela deve conter informações como nome e símbolo dos elementos químicos, estados físicos, massa atômica, número atômico, entre outras. Veja a tabela periódica atual na próxima página.

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#FICA A DICA, Professor!

11/22/18 1:33 PM

Caso queira saber mais sobre a datação por carbono 14, veja o site a seguir. • Datação por carbono-14. PRCEU USP. Disponível em: <http://livro.pro/77jbxv>. Acesso em: 26 set. 2018.

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D2-CIE-F

18 1:33 PM D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C01-012-051-LA-G20.indd 35

D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C01-012-051-MP-G20.indd 35 Lítio

(223)

Frâncio

132,9

Césio

85,5

Rubídio

39,1

Potássio

23,0

Sódio

6,94

1,01

Hidrogênio

ALEX ARGOZINO

Bário

Rádio

(226)

137,3

87,6

Nome do elemento Massa atômica

Estrôncio

40,1

Cálcio

24,3

Magnésio

Símbolo

Número atômico

Berílio

9,01

METAIS ALCALINOTERROSOS

METAIS ALCALINOS

Períodos

Ítrio

Háfnio

178,5

91,2

Zircônio

47,9

Titânio

Actínio (227)

ACTINÍDEOS

Lantânio 138,9

Tório 232,0

Cério 140,1

(268)

Dúbnio

105

180,9

Tântalo

92,9

Nióbio

50,9

Rênio

(270)

Bóhrio

107

186,2

(98)

Tecnécio

54,9

Manganês

Não metais

Protactínio Urânio 231,0 238,0

Praseodímio Neodímio 140,9 144,2

(271)

Seabórgio

106

183,8

Tungstênio

95,9

Molibdênio

52,0

Crômio

Lantanídeos Actinídeos

Metais

Vanádio

LANTANÍDEOS

Rutherfórdio

Ac- Rf Lr (267)

89-103 104

LaLu

57-71

88,9

45,0

Escândio

Netúnio (237)

Promécio (145)

(277)

Hássio

108

190,2

Ósmio

101,1

Rutênio

Ferro

55,8

G a s e s n o b r e s

Irídio

Plutônio (244)

Samário 150,4

(276)

Meitnério

109

192,2

102,9

Ródio

58,9

Cobalto

Amerício (243)

Európio 152,0

(281)

Darmstádtio

110

195,1

Platina

106,4

Paládio

Níquel

58,7

Tc - Artificial

Cobre

Prata

Cúrio (247)

Gadolínio 157,2

(281)

Roentgênio

111

197,0

Ouro

107,9

63,5

29 Zinco

Berquélio (247)

Térbio 158,9

(285)

Copernício

112

200,6

Mercúrio

112,4

Cádmio

65,4

Gálio

Índio

Califórnio (251)

Disprósio 162,5

(286)

Nihônio

113

204,4

Tálio

114,8

69,7

27,0

Alumínio

Boro

GRUPO DO BORO

10,8

Li - Sólido Br - Líquido H - Gasoso

Estado físico a 0 ºC e 1 atm

Grupos

Einstênio (252)

Hólmio 164,9

(289)

Fleróvio

114

207,2

Chumbo

118,7

Estanho

72,6

Germânio

Silício

28,1

Carbono

12,0

14 GRUPO DO CARBONO

Férmio (257)

100

Érbio 167,3

(288)

Moscóvio

115

209,0

Bismuto

121,7

Antimônio

74,9

Arsênio

31,0

Fósforo

Nitrogênio

14,0

GRUPO DO NITROGÊNIO

Mendelévio (258)

101

Túlio 168,9

(293)

Livermório

116

(209)

Polônio

127,6

Telúrio

79,0

Selênio

32,1

Enxofre

Oxigênio

16,0

16 GRUPO DO OXIGÊNIO

Cloro

Flúor

Astato

Nobélio (259)

102

Itérbio 173,0

(294)

Tenesso

117

(210)

Iodo

126,9

79,9

Bromo

35,5

19,0

HALOGÊNIOS

Hélio

Laurêncio (262)

103

Lutécio 175,0

(294)

Oganessônio

118

(222)

Radônio

131,3

Xenônio

83,8

Criptônio

39,9

Argônio

20,2

Neônio

He 4,00

18 GASES NOBRES

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Se possível, faça uma projeção da tabela periódica por meio de slides ou transparência. Uma outra opção, ainda mais interessante, é verificar se a escola possui uma tabela periódica em tamanho ampliado, que poderia ficar exposta na sala de aula durante todo o estudo do Tema. Se não for possível, sugira aos alunos que providenciem uma cópia da tabela presente no livro, para que possam recorrer a ela em diferentes momentos, lado a lado com a página que estiver sendo estudada. Peça aos alunos que olhem a estrutura geral da tabela periódica. Nesse primeiro contato, oriente-os para que encontrem os elementos químicos que eles conhecem e questione se eles se recordam de alguma molécula formada por eles. Anote as moléculas citadas na lousa. É possível indicar alguns exemplos simples como H2O, CO2 e O2. A seguir, pergunte se eles conseguem identificar na tabela algumas das características dos elementos químicos estudadas no Tema anterior, como o número atômico e a massa atômica. Diga que as caracteristicas dos elementos químicos serão estudadas com detalhes nas páginas seguintes. Chame a atenção para os elementos químicos situados abaixo da tabela. Peça a eles que identifiquem na tabela periódica os quadrados de mesma coloração. Explique que esses elementos estão situados nessa posição, mas que, para facilitar a organização da tabela, em geral, opta-se por representá-los abaixo dela, deixando-a mais compacta.

11/23/18 19:05

25/11/18 15:23

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Estudando a tabela periódica

Estudando a tabela periódica Nesse momento peça aos alunos que tenham em mãos a tabela periódica completa. Represente na lousa um dos quadrados da tabela periódica, em tamanho ampliado. Ao fazer a representação do esquema, relembre o que é o número atômico e a massa atômica de um elemento químico. Se desejar, peça a um voluntário para representar alguns elementos na lousa, incluindo as principais características, com o auxílio dos colegas.

Hidrogênio 1,01

Lítio 6,94

Sódio 23,0

Magnésio 24,3

Potássio 39,1

Cálcio 40,1

Escândio 45,0

Titânio 47,9

Vanádio 50,9

Ca Sc

Rubídio

Estrôncio

87,6

Césio 132,9

Bário 137,3

Magnésio 24,3

Escândio 45,0

Titânio 47,9

Vanádio 50,9

Ca Sc

Estrôncio

87,6

Cs Ba

Césio 132,9

Bário 137,3

Frâncio

Períodos

Zircônio

91,2

Háfnio 178,5

89-103 104

Rádio

(226)

88,9

Ítrio

Zircônio

91,2

57-71 72

LaLu

Háfnio 178,5

89-103 104

Rádio

LANTANÍDEOS

Crômio 52,0

Manganês Ferro 54,9 55,8

Nb Mo Tc Nióbio

Molibdênio

92,9

95,9

Tântalo 180,9

Tecnécio

(98)

105

106

107

Crômio 52,0

Manganês Ferro 54,9 55,8

Lantânio 138,9

Cério 140,1

Grupos 9

92,9

Tântalo 180,9

105

95,9

Nitrogênio Oxigênio 14,0 16,0

Flúor 19,0

Cloro 35,5

Cu Zn Ga Ge As Se

Silício 28,1

Cobalto 58,9

Níquel 58,7

Cobre 63,5

Zinco 65,4

Gálio 69,7

Germânio Arsênio 72,6 74,9

Selênio 79,0

Bromo 79,9

Ru Rh Pd Ag Cd

Sn Sb

Rutênio

101,1

Ósmio 190,2

108

Ródio

Paládio

102,9

Prata

106,4

107,9

Irídio 192,2

Cádmio

112,4

Au Hg

Platina 195,1

109

Fósforo 31,0

Ouro 197,0

110

111

Mercúrio 200,6

112

Estanho

Índio 114,8

118,7

Tálio 204,4

Chumbo 207,2

113

114

Antimônio

121,7

Bismuto 209,0

115

Telúrio

127,6

Polônio (209)

116

Iodo

126,9

Astato (210)

117

Neônio 20,2

Argônio 39,9

Criptônio 83,8

Xenônio

131,3

Radônio (222)

118

Praseodímio Neodímio Promécio Samário 140,9 144,2 (145) 150,4

Európio 152,0

Térbio Gadolínio 157,2 158,9

Tório 232,0

Protactínio Urânio 231,0 238,0

Ac Th

Actínio (227)

Disprósio Hólmio 162,5 164,9

Érbio 167,3

Túlio 168,9

Itérbio 173,0

Lutécio 175,0

100

101

102

103

Férmio (257)

Mendelévio Nobélio (258) (259)

Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho U

Netúnio (237)

Plutônio (244)

Amerício (243)

Cúrio (247)

Berquélio Califórnio Einstênio (247) (251) (252)

Np Pu Am Cm Bk 13

GRUPO DO BORO

GRUPO DO CARBONO

GRUPO DO NITROGÊNIO

Er Tm Yb Lu

Es Fm Md No

GRUPO DO OXIGÊNIO

HALOGÊNIOS

Laurêncio (262)

GASES NOBRES

O símbolo do 2 elemento químico está representado ao centro.

Boro 10,8

Alumínio 27,0

Carbono 12,0

Silício 28,1

Nitrogênio Oxigênio 14,0 16,0

Fósforo 31,0

Enxofre 32,1

Cu Zn Ga Ge As Se

Hélio 4,00

Flúor 19,0

Ne Neônio

20,2 O nome do 18 elemento está localizado abaixo Cloro Argônio de seu 39,9 símbolo. 35,5

OutrasCobalto informações podem ser base no localSelênio em queBromo se encontram os elementos Níquel Cobre Zincoobtidas Gálio com Germânio Arsênio Criptônio 58,9 58,7 63,5 65,4 69,7 72,6 74,9 79,0 79,9 83,8 químicos, conforme veremos a seguir. 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

Tecnécio

(98)

Rutênio

101,1

Ródio

102,9

Paládio

106,4

Prata

107,9

Cádmio

112,4

Índio 114,8

Sn Sb

Estanho

118,7

Antimônio

121,7

Telúrio

127,6

Iodo

126,9

Xenônio

131,3

76 Os elementos 77 78 químicos 79 que80estão 81 82 83 18 colunas 84 85 tabela 86periódica apresentam organizados nas da

Repropriedades Os Irsemelhantes. Pt Au Pb deBi Posão numeradas At Rn da esquerda para EssasHg colunas,Tchamadas grupos,

Rênio Tungstênio 183,8 186,2

106

Enxofre 32,1

Alumínio 27,0

Massa atômica (A), localizada na parte inferior esquerda do símbolo do elemento.

Cr Mn Fe Co

Molibdênio

Número atômico (Z), localizado na parte superior esquerda do símbolo do elemento.

Hélio 4,00

Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd Grupos Nióbio

GASES NOBRES

HALOGÊNIOS

Re Os

Tungstênio Rênio 183,8 186,2

Cr Mn Fe Co

ACTINÍDEOS

GRUPO DO OXIGÊNIO

Mc Lv Ts Og Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh F Oganessônio Fleróvio Moscóvio Livermório Tenesso Rutherfórdio Dúbnio Seabórgio Bóhrio Hássio Meitnério Darmstádtio Roentgênio Copernício Nihônio Lr (267) (268) (271) (270) (277) (276) (281) (281) (285) (286) (289) (288) (293) (294) (294)

(226)

Cálcio 40,1

(223)

LaLu

Frâncio

Ítrio

57-71 72

Cs Ba

Berílio 9,01

Potássio 39,1

88,9

Rubídio

Períodos

85,5

(223)

Na Mg

Carbono 12,0

85,5

Boro 10,8

Berílio 9,01

Lítio 6,94

No site a seguir é possível observar fotos, curiosidades, vídeos e aplicações no cotidiano dos elementos químicos da tabela periódica. dos ele• 1Tabela2 Periódica 3 4 5 mentosMETAISquímicos. TABELA METAIS ALCALINOPERIÓDICA.ORG. Disponível ALCALINOS TERROSOS em: <http://livro.pro/ft8mtt>. 1 Acesso H em: 26 set. 2018.

GRUPO DO NITROGÊNIO

GRUPO DO CARBONO

GRUPO DO BORO

ALEX ARGOZINO

1 1

#FICA A DICA, Aluno!

Hidrogênio 1,01

METAIS ALCALINOTERROSOS

METAIS ALCALINOS

Grupos

Antes de3 iniciarmos periódica, vamos12 analisar as presentes 2 4 5 o estudo 6 7da tabela 8 9 10 11 13 14 informações 15 16 17 18 em cada célula. 1

107

Ósmio

Irídio

Platina

Ouro

Mercúrio

Tálio

204,4 190,2 192,2 195,1o padrão 197,0 a direita, seguindo da200,6 IUPAC.

108

109

110

111

112

113

Chumbo 207,2

114

Bismuto 209,0

115

Polônio (209)

116

Astato (210)

117

Radônio (222)

118

Mc Lv Ts Og Ac- Rf Db Sg Bh36 Hs Mt Ds Rg Cn Nh F Oganessônio Fleróvio Moscóvio Livermório Tenesso Rutherfórdio Dúbnio Seabórgio Bóhrio Hássio Meitnério Darmstádtio Roentgênio Copernício Nihônio Lr (267) (268) (271) (270) (277) (276) (281) (281) (285) (286) (289) (288) (293) (294) (294) LANTANÍDEOS

59 D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C01-012-051-LA-G20.indd 60 61 62 63 36

Lantânio 138,9

Cério 140,1

Praseodímio Neodímio Promécio Samário 140,9 144,2 (145) 150,4

Európio 152,0

Térbio Gadolínio 157,2 158,9

Actínio (227)

Tório 232,0

Protactínio Urânio 231,0 238,0

ACTINÍDEOS

Ac Th

Disprósio Hólmio 162,5 164,9

Érbio 167,3

Túlio 168,9

Itérbio 173,0

Lutécio 175,0

100

101

102

103

Férmio (257)

Mendelévio Nobélio (258) (259)

Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho

Netúnio (237)

Plutônio (244)

Amerício (243)

Cúrio (247)

Berquélio Califórnio Einstênio (247) (251) (252)

Np Pu Am Cm Bk

Er Tm Yb Lu

Es Fm Md No

11/23/18 19:05

Laurêncio (262)

D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C01-012-051-MP-G20.indd 36

25/11/18 15:23

D2-CIE-F

3/18 19:05

METAIS ALCALINOTERROSOS

METAIS ALCALINOS

1 1

Hidrogênio 1,01

Lítio 6,94

Sódio 23,0

Potássio 39,1

ALEX ARGOZINO

Rubídio

85,5

Grupos 9

Magnésio 24,3

Cálcio 40,1

Escândio 45,0

Titânio 47,9

Vanádio 50,9

Ca Sc Sr

Estrôncio

87,6

Bário 137,3

Rádio

(226)

GRUPO DO CARBONO

GRUPO DO NITROGÊNIO

GRUPO DO OXIGÊNIO

HALOGÊNIOS

88,9

Ítrio

Zircônio

91,2

57-71 72

LaLu

Háfnio 178,5

89-103 104

Crômio 52,0

Manganês Ferro 54,9 55,8

Nióbio

Tântalo 180,9

105

9 10 11

14 15 16 17 He 6

Molibdênio

95,9

Tecnécio

(98)

Cobalto 58,9

Níquel 58,7

Cobre 63,5

Zinco 65,4

106

107

Ósmio 190,2

108

Ródio

102,9

Irídio 192,2

109

Paládio

106,4

Platina 195,1

110

Silício 28,1

Nitrogênio Oxigênio 14,0 16,0

Fósforo 31,0

Gálio 69,7

Prata

107,9

Cádmio

112,4

Au Hg

Ouro 197,0

111

Mercúrio 200,6

112

Antimônio

118,7

121,7

Tálio 204,4

Chumbo 207,2

113

114

Telúrio

Criptônio 83,8

Xenônio

126,9

131,3

Polônio (209)

115

Iodo

127,6

Bismuto 209,0

Argônio 39,9

Neônio 20,2

Bromo 79,9

Sn Sb

Estanho

Índio 114,8

Flúor 19,0

Selênio 79,0

Cloro 35,5

Germânio Arsênio 72,6 74,9

Enxofre 32,1

Astato (210)

116

Peça aos alunos que identifiquem os diferentes grupos na tabela periódica. Se desejar, escreva os números dos grupos na lousa e seus respectivos nomes para que os alunos façam anotações em seu caderno, de forma a auxiliar a fixação da informação. Auxilie-os a encontrar os elementos representativos e os elementos de transição. Se desejar, explique que esses elementos são separados dessa maneira considerando características específicas na distribuição dos elétrons nas camadas eletrônicas, mas que esse assunto não será abordado em razão do momento escolar. Comente que o hidrogênio é um elemento químico com características únicas e que, por esse motivo, não faz parte de nenhum grupo da tabela periódica. O hidrogênio, assim como alguns dos principais grupos da tabela periódica, será estudado com mais detalhes nas páginas seguintes. Depois, ao estudar os períodos, peça aos alunos que observem a tabela períodica e encontrem o número atômico do hidrogênio. A seguir, diga para que olhem, seguindo a faixa horizontal, o número atômico de cada elemento, de forma que compreendam que os elementos estão organizados de acordo com a sequência desses números.

Hélio 4,00

Cu Zn Ga Ge As Se

Ru Rh Pd Ag Cd

Rutênio

101,1

Re Os

Rênio Tungstênio 183,8 186,2

Alumínio 27,0

Carbono 12,0

12 A

Cr Mn Fe Co

Nb Mo Tc

92,9

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

GASES NOBRES

Boro 10,8

13 GRUPO DO BORO

Períodos

Berílio 9,01

Frâncio

Césio 132,9

(223)

2 4

Cs Ba

Na Mg

Radônio (222)

117

118

Mc Lv Ts Og Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh F Oganessônio Rutherfórdio Dúbnio Seabórgio Bóhrio Hássio Meitnério Darmstádtio Roentgênio Copernício Nihônio Fleróvio Moscóvio Livermório Tenesso Lr (267) (268) (271) (270) (277) (276) (281) (281) (285) (286) (289) (288) (293) (294) (294) LANTANÍDEOS

Lantânio 138,9

Cério 140,1

Praseodímio Neodímio Promécio Samário 140,9 144,2 (145) 150,4

Európio 152,0

Térbio Gadolínio 157,2 158,9

Disprósio Hólmio 162,5 164,9

Érbio 167,3

Túlio 168,9

Itérbio 173,0

Lutécio 175,0

100

101

102

103

Actínio (227)

Tório 232,0

Protactínio Urânio 231,0 238,0

Férmio (257)

Mendelévio Nobélio (258) (259)

ACTINÍDEOS

Ac Th

Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho

Er Tm Yb Lu

Netúnio (237)

Plutônio (244)

Amerício (243)

Cúrio (247)

Berquélio Califórnio Einstênio (247) (251) (252)

Np Pu Am Cm Bk

Es Fm Md No

As setas indicam os grupos dos elementos representativos e dos elementos de transição.

Laurêncio (262)

Nessa classificação, os elementos dos grupos 1, 2 e 13 a 18 são chamados de elementos representativos, enquanto os elementos dos grupos 3 a 12 recebem o nome de elementos de transição. Os grupos em que os elementos representativos estão incluídos recebem também outros nomes, como mostra a tabela a seguir:

Grupos dos elementos representativos Grupo

Nome do grupo

Elementos químicos

Metais alcalinos

Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

Metais alcalinoterrosos

Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra

Grupo do boro

B, Al, Ga, In, Tl, Nh

Grupo do carbono

C, Si, Ge, Sn, Pb, Fl

Grupo do nitrogênio

N, P, As, Sb, Bi, Mc

Grupo do oxigênio (ou calcogênios)

O, S, Se, Te, Po, Lv

Halogênios

F, Cl, Br, I, At, Ts

Gases nobres

Períodos

METAIS ALCALINOS

METAIS ALCALINOTERROSOS

1 1

He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, Og

Grupos 9

GRUPO DO BORO

GRUPO DO CARBONO

GRUPO DO NITROGÊNIO

GRUPO DO OXIGÊNIO

HALOGÊNIOS

18 GASES NOBRES

Hidrogênio 1,01

14 15 16 17

Hélio 4,00

Como comentamos anteriorB C N O F Ne Li Be mente, a distribuição dos elementos A Si P S C Ar Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 químicos na tabela periódica segue K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr uma ordem crescente de número Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe atômico (Z). Essa ordem tem início Cs Ba La- Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg T Pb Bi Po At Rn com o hidrogênio (Z = 1) e caminha Lu Fr Ra Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh F Mc Lv Ts Og em ordem crescente de maneira Lr horizontal até o último elemento. Períodos La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Essas linhas horizontais (7 linhas) recebem o nome de períodos Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr (numerados de 1 a 7). 2

Berílio 9,01

Boro 10,8

Carbono 12,0

Nitrogênio Oxigênio 14,0 16,0

Flúor 19,0

Neônio 20,2

Sódio 23,0

Magnésio 24,3

Alumínio 27,0

Silício 28,1

Fósforo 31,0

Enxofre 32,1

Cloro 35,5

Argônio 39,9

Potássio 39,1

Cálcio 40,1

Escândio 45,0

Titânio 47,9

Vanádio 50,9

Crômio 52,0

Manganês Ferro 54,9 55,8

Selênio 79,0

Bromo 79,9

Criptônio 83,8

Lítio 6,94

ALEX ARGOZINO

Rubídio

87,6

Césio 132,9

Bário 137,3

Frâncio

(223)

Estrôncio

85,5

Rádio

(226)

88,9

Ítrio

Zircônio

Nióbio

Molibdênio

Tecnécio

91,2

92,9

95,9

Háfnio 178,5

Tântalo 180,9

Rênio Tungstênio 183,8 186,2

57-71 72

89-103 104

Rutherfórdio

(267)

LANTANÍDEOS

105

Dúbnio

(268)

106

Seabórgio

(98)

107

Bóhrio

Rutênio

Cobalto 58,9

Níquel 58,7

Cobre 63,5

Zinco 65,4

Gálio 69,7

Germânio Arsênio 72,6 74,9

Cádmio

Ródio

Estanho

Antimônio

Telúrio

Iodo

Xenônio

121,7

127,6

126,9

131,3

Ósmio 190,2

Irídio 192,2

Platina 195,1

Ouro 197,0

Mercúrio 200,6

Tálio 204,4

Chumbo 207,2

Bismuto 209,0

Polônio (209)

Astato (210)

Radônio (222)

Meitnério

Darmstádtio Roentgênio Copernício

108

Hássio

109

Praseodímio Neodímio Promécio Samário 140,9 144,2 (145) 150,4

118,7

Cério 140,1

Índio 114,8

Protactínio Urânio 231,0 238,0

112,4

(276)

107,9

(277)

Tório 232,0

Prata

106,4

(270)

Paládio

102,9

(271)

Actínio (227)

101,1

Lantânio 138,9

ACTINÍDEOS

110

(281)

111

112

113

114

Nihônio

Fleróvio

(281)

(285)

(286)

(289)

Európio 152,0

Térbio Gadolínio 157,2 158,9

Disprósio Hólmio 162,5 164,9

Netúnio (237)

Plutônio (244)

Amerício (243)

Cúrio (247)

Berquélio Califórnio Einstênio (247) (251) (252)

115

Moscóvio

(288)

116

Livermório

(293)

117

Tenesso

(294)

118

Oganessônio

(294)

Érbio 167,3

Túlio 168,9

Itérbio 173,0

Lutécio 175,0

100

101

102

Férmio (257)

Mendelévio Nobélio (258) (259)

103

Laurêncio (262)

37 D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C01-012-051-LA-G20.indd 37

AMPLIANDO

Caso a escola tenha uma sala de computação, reserve-a para os alunos executarem o jogo disponível no link a seguir. Nele, os alunos devem adivinhar o elemento químico

a que se refere, com algumas informações, inclusive sobre grupos e períodos da tabela periódica. Sugira aos alunos que o joguem com a tabela periódica em mãos. O objetivo não é que eles decorem as informações, mas sim utilizem

11/23/18 19:06

uma ferramenta divertida para auxiliar seus estudos. • Adivinhas sobre a Tabela Periódica. NAUTILUS. Disponível em: <http://livro. pro/44ih64>. Acesso em: 26 set. 2018.

D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C01-012-051-MP-G20.indd 37

25/11/18 15:23

TABELA PERIÓDICA.ORG. Como surgiram os elementos químicos? Disponível em: <https://www. tabelaperiodica.org/como-surgiramos-elementos-quimicos/>. Acesso em: 28 set. 2018.

O hidrogênio possui três isótopos (átomos de mesmo número atômico e diferentes números de prótons e, portanto, massa), sendo eles o prótio (H1), o deutério (H2) e o trítio (H3).

Hidrogênio Por apresentar propriedades químicas peculiares, o hidrogênio (H), apesar de estar localizado na primeira coluna, não pertence a nenhum grupo da tabela periódica. Trata-se do elemento químico mais abundante do planeta, apresentando um único elétron em sua eletrosfera. Por esse motivo, está representado no grupo 1, mas não possui nenhuma das características dos demais elementos desse grupo. O cientista inglês Henry Cavendish (1731-1810) foi o primeiro a identificar e caracterizar o gás hidrogênio, que chamou de ar inflamável. O hidrogênio é empregado na indústria química, aeroespacial (como combustível para foguetes e ônibus espaciais, por exemplo), automotiva, entre outras.

Hidrogênio 1,01

químico 4 3Elemento hidrogênio.

Lítio 6,94

Foguete Sódio com propulsores de hidrogênio. 23,0 Cazaquistão, 2012.

• ductilidade (facilidade de serem transformados em fios) e maleabilidade (facilidade de serem transformados em lâminas); • brilho característico; • altas temperaturas de fusão e ebulição;

• alta densidade. O metal alumínio (Al) apresenta grande maleabilidade. Por não sofrer corrosão facilmente, pode ser empregado na confecção de embalagens e de papel para embrulhar alimentos.

Berílio 9,01

Magnésio 24,3

E 45

Potássio 39,1

Cálcio 40,1

Rubídio

85,5

Embalagem feita de alumínio e rolo de papel-alumínio.

Estrôncio

87,6

Césio 132,9

Frâncio

(223)

Períodos

Bário 137,3

11/23/18 19:07

Ra Rádio

(226)

D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C01-012-051-MP-G20.indd 38

Cs Ba

• Titânio: indústria aeroespa-

cial e naval. Retome conceitos de condutividade térmica e elétrica, estudados no 7o e 8o ano, e de densidade e dureza, vistos no 6o ano.

• boa condutividade, tanto de calor quanto de eletricidade;

Na Mg

Os metais compreendem a maioria dos elementos da tabela periódica, sendo encontrados no estado sólido à temperatura ambiente, com exceção do elemento mercúrio, que é líquido a 25 °C. As principais características apresentadas pelos metais são:

D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C01-012-051-LA-G20.indd 38

Metais

Metais Questione quais metais os alunos conhecem e quais são suas aplicações no cotidiano. Alguns exemplos são: • Ferro: ligas metálicas. • Chumbo: ligas metálicas, solda e proteção contra radiação.

TERROSOS

ALEX ARGOZINO

ALCALINOS

NATALIA KUPREYCHENKO/ SHUTTERSTOCK.COM

[...] Antes de tudo é bom ressaltar que os processos que envolvem o surgimento de elementos químicos não são reações químicas convencionais. São processos de fusão e fissão nuclear. Ou seja, processos em que átomos podem ser fundidos (fusão) ou divididos (fissão). De um modo geral tais eventos são conhecidos como nucleossíntese. [...] O primeiro processo de nucleossíntese natural foi o Big Bang, com uma produção massiva de elementos (e seus isótopos) químicos que estão ali no início da tabela periódica – hidrogênio e hélio. Tendo algum resquício de formação de lítio, berílio e boro. [...] Elementos a partir do carbono podem ser formados em processos que ocorrem em estrelas. Seguindo pela tabela periódica; alguns elementos podem ser formados em estrelas não muito maiores do que o nosso Sol, enquanto que outros elementos com mais prótons e nêutrons precisam de condições mais drásticas, encontradas em estrelas mais massivas. [...]

Observe que existem duas linhas na parte inferior da tabela da página anterior. Os elementos presentes nelas recebem o nome de elementos de transição interna, sendo chamados de lantanídeos os da primeira linha (pois vêm após o elemento químico lantânio) e de actinídeos os da segunda linha (pois vêm após o elemento químico actínio). Essas duas linhas estão localizadas, na METAIS METAIS verdade, nos 6o e 7o períodos, que são mais longos que os demais. ALCALINO-

SERGIY KUZMIN/ SHUTTERSTOCK.COM

Se desejar, comente com os alunos que as estrelas, entre elas o Sol, são formadas majoritariamente por hidrogênio no estado físico de plasma. O hidrogênio, assim como os demais elementos químicos, são formados por reações de fissão e fusão nuclear, processo chamado de nucleossíntese.

NOSTALGIA FOR INFINITY/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

25/11/18 15:23

D2-CIE-F

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS Grupos

Não metais

3 Os não metais4estão localizados5mais à direita da6tabela periódica,7ficando entre os8metais

9 zem os elementos 10 não metais11 Peça aos alunos que locali-

em suas tabelas periódicas. Ao falar sobre as características dos não metais, retome novamente os conceitos de • má condutividade de calor e eletricidade; condução térmica e elétrica, • falta de ductilidade e maleabilidade; ductilidade e maleabilidade. • sem brilho característico; Se desejar, comente que além do grafite e do diamante, • temperaturas de fusão e ebulição variáveis; existem mais duas formas de • densidade variável. arranjo do carbono, o fulereno Existe uma quantidade menor de elementos não metálicos, quando comparada à quantidade e o grafeno. Esses diferentes de metais, porém eles são os mais abundantes na natureza. Os organismos vivos são compostos, arranjos são denominados forquase exclusivamente, de não metais. mas alotrópicas, do grego allos Alguns elementos químicos podem formar duas ou mais substâncias. O carbono, um não “outro, diferente” e tropos metal, é um deles. Dependendo da maneira como seus átomos se ligam uns aos outros, temos “maneira”. a grafite, utilizada em lápis e lapiseiras, ou o diamante. Ambos não são passíveis de deformação, Peça aos alunos que localizem os gases nobres em suas ou seja, quebram com facilidade em pedaços menores. tabelas periódicas. Comente Berílio IMAGENS FORA DE que o hélio é o segundo elePROPORÇÃO. 1 mento químico mais abundanAS CORES NÃO SÃO REAIS. te do Universo, estando atrás apenas do hidrogênio. Ele também faz parte da composição de estrelas e recebe esse nome, pois foi descoberto agnésio pelo astrônomo francês Jules 3 Janssen (1824-1907) e pelo diamante astrônomo inglês Norman Lockyer (1836-1920) que, ao estudar as emissões solares Representação da grafita durante um eclipse solar, noestrutura do grafite. Representação diamanteda taram a presença de um eleestrutura do diamante. Cálcio Escândio Titânio Vanádio Crômio Manganês Ferro Cobaltomento químico Níqueldesconhecido Cobre Gases nobres grafita 1 45,0 47,9 50,9 os elementos 52,0quí54,9 55,8 58,9 58,7 63,5em e o chamaram de hélio, São chamados gases nobres homenagem ao deus grego micos presentes no grupo 18 da tabela periódica. Por do Sol (Helios). serem estáveis e não reagirem facilmente com outros Diga que o argônio é utilielementos químicos, também são chamados de gases zado como gás de enchimento inertes. Eles demoraram a ser descobertos por apresenem lâmpadas incandescentes tarem baixa reatividade, encontrados em strôncio Zircôniomesmo sendo Nióbio Molibdênio Tecnécio Rutênio Ródiopara prolongar Paládio Prata Ítrio a sua duração. quantidade considerável na atmosfera terrestre. Esse 106,4 gás também é utilizado 6 88,9 91,2 92,9 95,9 (98) 101,1 102,9 107,9 Por ser mais leve (menos denso) que o ar, o gás na fabricação de lâmpadas hélio (He) pode ser utilizado para encher balões de festa fluorescentes, conferindo uma ou meteorológicos, que sobem. Balões de festa com gás hélio. coloração verde-azulada. Um outro gás utilizado na fabrica39 ção de lâmpadas fluorescenBário Háfnio Rênio Tântalo Tungstênio Irídio tes é o neônio, Platina Ósmio que confereOuro a cor roxa à lâmpada. O neônio 7,3 178,5 180,9 183,8 186,2 190,2 192,2 195,1 197,0 também é chamado de neon, 3/18 19:07 D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C01-012-051-LA-G20.indd 39 11/21/18 6:49 PM daí se origina o nome das lâmpadas de neon. e os gases nobres. Eles podem ser encontrados nos três estados físicos, à temperatura ambiente. Por exemplo, à temperatura ambiente, o oxigênio (O), é um gás, e o bromo (Br), líquido. As principais características apresentadas pelos não metais são:

METAIS LCALINOERROSOS

Ra Rádio

57-71 72

LaLu

89-103 104

Cr Mn Fe Co

Nb Mo Tc

Cu Z

Z 65,4

Ru Rh Pd Ag C

Re Os

DEMKAT/SHUTTERSTOCK.COM

Ca Sc

ILÊ COMUNICAÇÃO

B10ERN WYLEZICH/ SHUTTERSTOCK.COM

ROY PALMER/ SHUTTERSTOCK.COM

112,

Au H

105

106

107

108

109

110

111

M 200

Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg C Rutherfórdio Dúbnio Seabórgio Bóhrio Hássio Meitnério Darmstádtio Roentgênio Co Lr (267) (268) (271) (270) (277) (276) (281) (281) (285 LANTANÍDEOS

D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C01-012-051-MP-G20.indd 39

Nd Pm Sm Eu Gd T 25/11/18 15:23

1. Os sais minerais são importantes para a nutrição do corpo humano e têm diversas funções no nosso organismo. Magnésio, cálcio, zinco, selênio e enxofre são alguns dos elementos químicos que formam os sais minerais. O magnésio, por exemplo, atua diretamente em membranas celulares, afetando o relaxamento muscular.

Alguns alimentos naturais são ricos em sais minerais.

e) Faz parte do quarto período e apresenta número atômico 20. Cálcio. f) Possui 35 prótons. Bromo.

3. O alumínio está presente em diversos utensílios com os quais temos contato em nosso cotidiano, como panelas, talheres, latas, portas e janelas. Ele também é muito usado na construção civil, nos transportes, nas embalagens, entre outros. O alumínio é extraído do minério bauxita na forma de óxido de alumínio (A l 2O3), também chamado de alumina. O Brasil possui grande reserva de bauxita de alta qualidade, e as maiores reservas extrativistas estão presentes nos estados do Pará, de Goiás e Minas Gerais. 3. Resposta a, b e d nas Orientações para o professor.

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#FICA A DICA, Professor!

Para saber mais sobre a mineração da bauxita no Brasil, veja o relatório da Associação Brasileira do Alumínio (ABAL), do ano de 2017, no link a seguir.

• Bauxita no Brasil: mine-

MR. AMARIN JITNATHUM/ SHUTTERSTOCK.COM

Localize na tabela periódica os elementos químicos descritos no texto e faça o que se pede: 1. c) a) Quais são os grupos e os períodos em Magnésio, que esses elementos se encontram? cálcio e zinco são b) Quais são seus números atômicos (Z) e metais; de massa (A)? selênio e c) Classifique esses elementos quanto ao Bauxita. Alumínio processado. enxofre são caráter metálico. 3. c) O alumínio é um metal, e o oxigênio, um não não metais. metal. d) Faça uma pesquisa e escreva quais a) Qual é a diferença entre bauxita, alimentos são ricos em sais minerais. alumina e alumínio? 2. a) Hidrogênio. 2. c) Oxigênio. 2. De acordo com as dicas a seguir, b) Desenhe a célula da tabela periódica identifique o elemento químico que contém os elementos químicos correspondente na tabela periódica. presentes na alumina, indicando e a) Elemento que possui um único elétron. explicando cada detalhe. b) Faz parte do segundo período e do c) Os elementos químicos que formam a grupo 14. Carbono. alumina são metais ou não metais? c) Forma um gás importante para nossa d) Quais são as principais características respiração; faz parte do grupo 16. Ouro. dos metais? E dos não metais? d) Faz parte do sexto período e do grupo 11. 1. b) Magnésio, Z = 12, A = 24. Cálcio, Z = 20, A = 40. Zinco, Z = 30, A = 65. Selênio, Z = 34, A = 79. Enxofre, Z = 16, A = 32. Magnésio, grupo 2, período 3. Cálcio, grupo 2, período 4. Zinco, grupo 12, período 4. Selênio, grupo 40 1.16,a)período 4. Enxofre, grupo 16, período 3. ALEKSANDR POBEDIMSKIY/ SHUTTERSTOCK.COM

ATIVIDADES 1 e 2. As atividades requerem a interpretação das informações presentes na tabela periódica. Se os alunos apresentarem dificuldades, ajude-os a encontrá-las. Na atividade 1, aproveite para reforçar a importância de manter uma alimentação balanceada, rica em produtos naturais e não processados. 3. Ao trabalhar com a atividade, relembre o que foi estudado no 6o ano sobre os diferentes tipos de rochas (habilidade EF06CI12). Retome também a definição de minério, que corresponde a uma rocha ou a um mineral de valor econômico. No item a, explique que a bauxita é o minério bruto retirado da natureza. Em sua composição está a alumina (Al2O3), que será processada e transformada em alumínio. No item b espera-se que os alunos encontrem os elementos na tabela periódica e desenhem dois quadrados com seus símbolos no meio (Al; O), seus números atômicos (13 e 8) em posição superior esquerda do símbolo, nome do elemento abaixo do símbolo (alumínio e oxigênio) e massas atômicas (27 e 16) em posição inferior esquerda do símbolo do elemento. O item d compara metais e não metais. Os metais possuem boa condutividade térmica e elétrica, são dúcteis e maleáveis, refletem a luz manifestando brilho característico, possuem altas temperaturas de fusão e ebulição e apresentam certa dureza. Os não metais são maus condutores de calor e eletricidade, não são dúcteis nem maleáveis, não apresentam brilho característico, podem ser encontrados nos três estados físicos à temperatura ambiente e constituem a base da composição dos organismos vivos.

EVAN LORNE/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

1. d) Exemplos que podem ser citados: uva, banana, abacate, aveia, nozes, amendoim, girassol, castanha, leite, soja, peixes, batata, beterraba, couve e espinafre são ricos em magnésio; amêndoa, aveia, couve-manteiga, leite, iogurte, queijo, agrião, espinafre, brócolis, ovo e banana são ricos em cálcio; sardinha, NÃO ESCREVA amêndoas, castanha-do-pará e carne bovina são ricos em zinco; NO LIVRO. castanha-do-pará, farinha de trigo, pão francês, frango, arroz, ovo, ATIVIDADES carne bovina, feijão e queijo são ricos em selênio; couve cozida, agrião cozido, couve-de-bruxelas, repolho, couve-flor e nabo são ricos em enxofre.

11/21/18 6:49 PM

ração responsável e competitividade. ABAL. Disponível em: <http://livro.pro/vwrxmr>. Acesso em: 26 set. 2018.

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25/11/18 15:23

D2-CIE-F

18 6:49 PM

inverso, isto é, não ocorrerá a formação de gás oxigênio e parafina a partir do CO2. Se achar pertinente, após a apresentação do conteúdo desta página e da página seguinte, demonstre aos alunos uma reação química reversível e retome o conceito de equilíbrio termodinâmico (habilidade EF07CI04) trabalhado no 7o ano desta coleção. A amônia (NH3 ) é uma substância muito utilizada em diferentes aplicações, como na fabricação de fertilizantes, em gases de refrigeração industriais e até para a produção de explosivos. No século XIX, diversas tentativas de produzir amônia foram realizadas ao reagir o gás nitrogênio (N2) com o gás hidrogênio (H2), porém, os resultados não foram satisfatórios. Isso ocorria em razão de essa reação ser reversível, ou seja, ao mesmo tempo em que acontecia a formação da amônia, esta se dissociava, formando novamente gás nitrogênio e gás hidrogênio. No ano de 1910, os químicos alemães Fritz Haber (1868-1934) e Carl Bosch (1874-1940) conseguiram realizar a reação de maneira controlada, em condições de alta pressão e temperatura. Isso possibilitou a produção da amônia com alto rendimento e em larga escala.

TEMA 4

Reações químicas

Observe a seguir a atividade realizada por uma professora.

Espera-se que os alunos concluam que é porque não havia mais ar no interior do copo.

1. Em sua opinião, por

BENTINHO

que a vela apagou?

Representação da atividade realizada pela professora.

As transformações químicas acontecem todo o tempo ao nosso redor e no corpo humano. Elas ocorrem quando preparamos alimentos, quando certos objetos enferrujam, quando fogos de artifício explodem e em muitas outras situações. Também chamadas de reações químicas, tais transformações são caracterizadas pela formação de novas substâncias pela interação entre outras substâncias. Vamos tomar como exemplo a ilustração anterior. Quando acendemos a vela, o pavio e a área da parafina próxima da chama reagem com o oxigênio do ar, formando, principalmente, gás carbônico e água. Esse é um exemplo de reação química. Ao colocar o copo sobre a vela, a reação continua acontecendo até que todo o gás oxigênio presente no interior do copo seja consumido. Quando ele acaba, a reação cessa, e a vela se apaga. Em uma reação química, as substâncias que reagem entre si são chamadas de reagentes, e a(s) nova(s) substância(s) formada(s), de produto(s). Vejamos como exemplo a reação de formação do gás carbônico, cujos reagentes são o carbono e o gás oxigênio. Observe. Nesta reação química, o carbono e o gás oxigênio são os reagentes.

carbono

O gás carbônico formado a partir dessa reação é o produto.

C + O2

gás oxigênio

CO2 gás carbônico Este número indica a quantidade de átomos do elemento químico oxigênio que estão fazendo parte da reação.

Representações como a dessa reação química são chamadas de equações químicas. A seta, presente na equação, indica a direção em que a reação ocorre. Dessa maneira, a equação dada pode ser lida da seguinte maneira: um átomo de carbono (C) reage com uma molécula de gás oxigênio (O2), formando uma molécula de gás carbônico (CO2). Lembre-se de que uma molécula pode ser formada por átomos de um ou mais elementos químicos; nesse caso, dois átomos de oxigênio e um de carbono.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

REAÇÕES QUÍMICAS Se possível, reproduza o experimento da página em sala de aula. Os copos devem ser de vidro para que não derretam com o calor da chama da vela. Ressaltamos que o experimento deve ser feito por você, pro-

fessor(a), como demonstração, para evitar acidentes. Após a reprodução da atividade, faça a questão oral, que tem o objetivo de verificar os conhecimentos prévios dos alunos. É importante ressaltar que a equação da queima da vela é simplificada. As parafinas são

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formada por diferentes substâncias, resultantes de diferentes combinações de carbono e hidrogênio (hidrocarbonetos). Essa é uma reação química irreversível, ou seja, ela irá cessar quando todo o gás oxigênio for consumido. Após terminada a reação, ela não poderá ocorrer no sentido

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Em uma equação química, o estado físico em que uma substância se encontra também deve ser representado. Vamos retomar o exemplo da formação de gás carbônico.

Retome com os alunos que uma molécula de água é formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Reproduza a reação de formação da água na lousa, ressaltando quais são os produtos e quais são os reagentes. Compare as duas equações químicas da formação do gás carbônico e da queima da vela. Explique aos alunos que a primeira equação é representativa e que a ocorrência do carbono livre na natureza é rara. Diga que a formação de gás carbônico geralmente ocorre por reações químicas semelhantes à da queima da parafina. Se desejar, comente que essa é uma reação de combustão. Diga que a parafina é um derivado do petróleo. Se desejar, comente que a queima da gasolina (também derivada do petróleo) e a do etanol ocorrem de maneira semelhante: Gasolina: C8H18 + 12,5 O2 H H 8CO2 + 9H2O Etanol: C2H6O + 3O2 H H 2CO2 + 3H2O

Nessa reação, o carbono se encontra no estado sólido; por isso a letra “s” entre parênteses. Já o gás oxigênio e o gás carbônico estão no estado gasoso; por isso a letra “g” entre parênteses. Para substâncias no estado líquido, utiliza-se a letra “l”, e para substâncias que estejam em meio aquoso, utilizam-se as letras “aq”. Veja agora um exemplo de reação química que tem como produto a água. 2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l ) Observe que, nesse caso, além das indicações de estado físico, temos um coeficiente, o número 2, antes da molécula de gás hidrogênio (2 H2). Ele indica o número de átomos ou moléculas que estão à sua frente. Dessa maneira, esse exemplo pode ser lido como: duas moléculas de gás hidrogênio (2 H2) reagem com uma molécula de gás oxigênio (O2), formando duas moléculas de água (2 H2O). Perceba que o coeficiente 1, que indicaria o envolvimento de uma molécula de gás oxigênio na reação, é omitido.

2. Quais são os estados físicos dos reagentes e dos produtos da reação de formação da água? O gás hidrogênio e o gás oxigênio estão no estado gasoso, e a água, no estado líquido.

Agora, vamos retomar o exemplo da vela. Veja a equação química que representa a queima da parafina. A molécula de parafina é formada por 22 átomos de carbono e 46 átomos de hidrogênio (C22H46). Assim: 2 C22H46 + 67 O2 → 44 CO2 + 46 H2O

3. Escreva em seu caderno como pode ser

lida a reação de queima da parafina mostrada.

Duas moléculas de parafina reagem com 67 moléculas de gás oxigênio e formam 44 moléculas de gás carbônico e 46 moléculas de água.

AKSENOVA NATALYA/SHUTTERSTOCK.COM

Comentários sobre as atividades 2. A atividade tem o objetivo de interpretação das informações contidas na equação química. Chame a atenção dos alunos para o fato de dois gases, ao reagir, formar uma substância líquida nas mesmas condições de temperatura e pressão. Isso ocorre, pois as diferentes combinações resultam em moléculas com características e propriedades físicas e químicas específicas. 3. O objetivo deste item é reforçar o entendimento do aluno sobre o que é uma molécula e o que é o coeficiente em uma equação química. Explique que o coeficiente representa a quantidade de moléculas necessárias para que ocorra aquela determinada reação. Já o número que vem à direita do

C(s) + O2(g) → CO2(g)

Vela acesa, com a parafina sendo consumida.

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elemento químico representa a quantidade de átomos daquele elemento químico naquela molécula. Se desejar, apresente neste momento outras reações e repita esta atividade.

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AMPLIANDO Após a leitura da seção, solicite que os alunos realizem a seguinte atividade: 1. A chuva ácida é outro exemplo de alteração ambiental que ocorre devido a reações químicas que acontecem na atmosfera. Faça uma pesquisa na internet sobre o que é a chuva ácida e identifique reações químicas que causam esse fenômeno. Utilize um programa de edição de texto para escrevê-lo e procure imagens sobre os efeitos da chuva ácida para compor com ele. Além disso, realize uma pesquisa sobre medidas que podem ser adotadas para evitar essas reações que causem impactos no planeta, indicando-as no texto que irão produzir. Em seguida, poste seu documento no blogue da turma ou faça uma impressão e entregue-a ao professor. Resposta: A resposta é pessoal. Aproveite a oportunidade para trabalhar a disseminação de informações por meio de mídias digitais.

ENTRE CONTEXTOS REAÇÕES QUÍMICAS NO AMBIENTE Algumas reações químicas são essenciais para a vida na Terra. Outras ameaçam nossa existência. Veja a seguir. [...] O ozônio é naturalmente destruído na estratosfera superior pela radiação ultravioleta do Sol. Para cada molécula de ozônio que é destruída, um átomo de oxigênio e uma molécula de oxigênio são formados, podendo se recombinar para produzir o ozônio novamente. Essas reações naturais de destruição e produção de ozônio ocorrem de forma equilibrada. Apesar da sua relevância, a camada de ozônio começou a sofrer com os efeitos da poluição crescente provocada pela industrialização mundial. Seus principais inimigos são produtos químicos como Halon, Tetracloreto de Carbono (CTC), Hidroclorofluorcarbono (HCFC), Clorofluorcarbono (CFC) e Brometo de Metila, substâncias controladas pelo Protocolo de Montreal e que são denominadas Substâncias Destruidoras da Camada de Ozônio – SDOs. Quando liberadas no meio ambiente, deslocam-se atmosfera acima, degradando a camada de ozônio. [...] BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. A camada de Ozônio. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/clima/ protecao-da-camada-de-ozonio/a-camada-de-ozonio>. Acesso em: 3 de out. 2018. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

UVB

formando monóxido de cloro e gás oxigênio Cl

Um átomo de cloro quebra a ligação da molécula de ozônio.

Molécula de gás oxigênio O2 é liberada na atmosfera.

CFC

Cl Cl

Produz gás oxigênio e libera um átomo de cloro.

#FICA A DICA, Professor!

átomo de oxigênio na atmosfera.

Para saber mais sobre as reações químicas que ocorrem na atmosfera, veja o link a seguir. • Notas sobre poluição do ar-III. KERR, Américo S. Disponível em: <http://livro.pro/ pokxqp>. Acesso em: 27 set. 2018. Para saber mais sobre a formação da chuva ácida, acesse: • Poluição Atmosférica & Chuva ácida. USP. Disponível em: <http://livro.pro/k3wukt>. Acesso em: 14 nov. 2018.

O O

Quebra ligação da molécula de monóxido de cloro.

RENAN LEEMA

Radiação UV remove o átomo de cloro da molécula de CFCs.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Esquema mostrando como a molécula de ozônio é destruída. Fonte dos dados: BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. A camada de ozônio. Disponível em: <http://www.mma. gov.br/clima/protecao-da-camada-de-ozonio/a-camada-de-ozonio>. Acesso em: 3 de out. 2018.

ATIVIDADE

1. Segundo as reações acima, que elemento químico destrói a camada de ozônio? Qual sua origem? O cloro. Ele se origina das Substâncias Destruidoras da Camada de Ozônio (SDOs), como as moléculas de CFC (clorofluorcarboneto).

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ENTRE CONTEXTOS Retome os objetivos e resultados do protocolo de Montreal, visto no 8o ano. O termo halon deriva do grupo dos halogênios, elementos químicos pertencentes à família 17 da tabela periódi-

ca. Fazem parte dessa família iodo, cloro, flúor, bromo, astato e teníssio, esse último um elemento químico sintético criado no ano de 2016. Os halons são hidrocarbonetos (moléculas formadas por carbono e hidrogênio), do qual um ou mais átomos de hidrogênio é substituído por um átomo de

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cloro, flúor ou bromo. Eles eram utilizados em extintores de incêndio e seu uso foi eliminado no Brasil em 2010, assim como o dos CFCs. Os HCFCs e HFCs ainda encontram-se em uso, com estimativa de eliminação até o ano de 2040 e redução de 80% até o ano de 2045, respectivamente.

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As reações químicas e suas leis Ao trabalhar o assunto, enfatize as diferenças entre as leis de Lavoisier e Proust. Enquanto a lei de Lavoisier diz que a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos, a lei de Proust diz que em uma reação química a massa dos reagentes e a massa dos produtos sempre obedecem uma proporção constante. Esse conteúdo ficará mais claro para os alunos ao estudar o balanceamento das reações químicas, nas páginas seguintes. Essas leis foram a base para a teoria atômica de Dalton, que postulou que toda matéria é formada por átomos. Nesse momento, é interessante conversar com os alunos sobre a diferença entre lei e teoria científica. Teoria não é uma versão menos confiável que uma lei, longe disso. Enquanto as teorias científicas explicam fenômenos da natureza, as leis são descrições generalistas desses fenômenos. São termos bem diferentes! Por exemplo, a evolução é uma teoria. Mas não é uma teoria qualquer. Segundo o biólogo alemão Ernst Mayr (1904-2005), a evolução é uma teoria que se transformou em um fato devido à imensa quantidade de evidências que a suportam. É um fato, assim como o fato de a Terra circular ao redor do Sol. BENTO, L. F. J. Qual a diferença entre teoria e lei? Por que a seleção natural de Darwin é teoria? Ciência Hoje. Disponível em: <http://cienciahoje. org.br/artigo/qual-a-diferenca-entre -teoria-e-lei-por-que-a-selecao-natu ral-de-darwin-e-teoria/>. Acesso em: 27 set. 2018.

Explique aos alunos que, em termos científicos, a palavra teoria não tem o mesmo significado que utilizamos em nosso cotidiano, como

As reações químicas e suas leis Talvez você já tenha escutado uma famosa frase que diz: “Na natureza nada se cria, nada se forma, tudo se transforma”. Ela se refere aos resultados dos trabalhos do francês Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), um importante cientista relacionado à Química moderna. Mas o que ela quer dizer? Lavoisier realizou uma variedade de estudos, alguns deles envolvendo combustão. Utilizando sistemas fechados, em que não há troca de matéria com o meio, Lavoisier percebeu que a massa dos reagentes de uma reação química era sempre igual à massa dos produtos formados. Para entender melhor esse conceito, vamos retomar o exemplo da formação da água. Como vimos, ela pode ser obtida por meio de uma reação de combustão, como no exemplo da queima da parafina da vela. Sua formação sempre ocorre na seguinte proporção: 2 H2

→

GEORGIOS KOLLIDAS/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Gravura representando o cientista francês Antoine Laurent Lavoisier. Produzida por C. E. Wagstaff, 1835.

2 H2O

(4 gramas) (32 gramas) (36 gramas) Note que a soma das massas dos reagentes é igual à massa do produto. Com base nos resultados de sua pesquisa, Lavoisier elaborou a lei da conservação de massas, que pode ser expressa da seguinte maneira: Quando uma reação química ocorre em um sistema fechado, a massa dos reagentes é sempre igual à massa dos produtos formados.

Algum tempo depois o químico francês Joseph Louis Proust (1754-1826) elaborou uma lei, segundo a qual a composição elementar e as propriedades de uma substância química são sempre iguais, não importa a transformação química empregada para produzi-la. Ou seja, a proporção (em massa) dos elementos químicos que compõem a substância é sempre a mesma. Essa lei ficou conhecida como lei das proporções definidas. Vamos retomar o exemplo da formação da água. Segundo a lei da proporção definida, a água só pode ser formada com a mesma proporção (em massa). 2 H2 + O2 → 2 H2O (4 gramas) (32 gramas) (36 gramas) ou 4 H2 + 2 O2 → 4 H2O (8 gramas) (64 gramas) (72 gramas) e assim sucessivamente.

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sinônimo de especulação. As teorias científicas são baseadas em leis e até mesmo em outras teorias científicas; são testadas por muitos experimentos, sendo reconhecidas pela comunidade científica. Retomando a Teoria Atômi-

ca, diga que, apesar do modelo atômico de Dalton ter se mostrado equivocado, a sua teoria de que toda matéria é formada por átomos se mantém inabalável, pois os experimentos científicos realizados posteriormente a apoiaram.

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4. Porque a quantidade de átomos de oxigênio no lado dos produtos é menor do que no lado dos reagentes.

Balanceamento de reações químicas

Balanceamento de reações químicas Após explicar sobre o balanceamento das equações químicas, reproduza a reação de formação da água e a tabela na lousa. Faça a atividade oral 4 e peça a um voluntário que vá até a lousa e que faça o balanceamento da reação, modificando também os valores na tabela. Faça esse exercício com a turma até que eles consigam chegar na equação correta, balanceada. Durante a atividade 5, auxilie os alunos nos cálculos, multiplicando o número do coeficiente pelo número de átomos de cada um dos elementos químicos. A equação de formação da água é uma reação de síntese ou adição, em que dois reagentes se unem para formar um único produto. Ela pode ser representada da seguinte maneira: A + B H AB

Com base na lei estabelecida por Lavoisier, é possível concluir que a quantidade de átomos de cada elemento químico deve ser a mesma nos reagentes e nos produtos, em uma equação que representa uma reação química. Quando adequamos as quantidades de átomos de cada elemento químico, dizemos que a equação está balanceada. Existem diversas maneiras de realizar o balanceamento de uma equação química. Utilizaremos o balanceamento por tentativa. Para iniciar nosso estudo, vamos retomar a formação da água a H2 + O2 → H2O partir da reação química do gás hidrogênio com o gás oxigênio. Para verificar se uma equação química está balanceada, é preciso ter certeza de que a quantidade de átomos de um elemento químico participante da reação seja a mesma, tanto no lado dos reagentes quanto no lado dos produtos. Um primeiro passo possível seria fazer um quadro com o resumo dessas informações. Assim, no caso da reação química citada: Elementos químicos presentes na reação

Quantidade de átomos presentes nos reagentes

Quantidade de átomos presentes nos produtos

4. Por que essa equação química não está balanceada? Para balancear a equação, sugerimos começar pelo elemento químico que se encontra desbalanceado. Assim, se temos dois átomos de oxigênio nos reagentes, precisamos colocar o coeficiente 2 no lado dos produtos. Mas, veja, como o produto é uma molécula de água, não podemos colocar o coeficiente simplesmente antes do oxigênio, ele deve ser posto antes de toda a molécula. Dessa forma, teremos a seguinte situação: H2 + O2 → 2 H2O,

sendo que

H2 + O2 → 2 H2O x

Os tipos de reações químicas (adição, decomposição, simples troca e dupla troca) não foram apresentados aos alunos, mas, se julgar pertinente, explique-os. Mesmo sem entrar em detalhes, nas atividades procuramos dar exemplos dos diferentes tipos de reações químicas.

O coeficiente irá multiplicar tanto os átomos de hidrogênio, quanto o de oxigênio da molécula de água. Assim, ao fazer novamente o quadro para conferir os elementos, teremos: Elementos químicos presentes na reação

Quantidade de átomos presentes nos reagentes

Quantidade de átomos presentes nos produtos

Perceba que foi possível balancear os átomos de oxigênio, mas os átomos do elemento químico hidrogênio foram desbalanceados. O próximo passo será balanceá-lo. Para isso, basta inserir o coeficiente dois antes do gás hidrogênio, um dos reagentes. Assim: 2 H2 + O2 → 2 H2O

5. Essa equação química está balanceada? Faça o quadro de balanceamento em seu caderno e verifique.

5. Sim, essa equação química possui quatro átomos de hidrogênio e dois átomos de oxigênio nos reagentes e a mesma quantidade de átomos desses dois elementos químicos no produto. Auxilie os alunos na contagem dos elementos químicos para a composição do quadro.

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Se desejar, explique que o processo de formação do cal é chamado de calcinação. Ele ocorre em fornos industriais em temperaturas muito elevadas. Esse tipo de reação é chamada de reação de decomposição ou de análise, em que um único produto é quebrado dando origem a dois ou mais reagentes. Ela pode ser representada da seguinte maneira: AB H A + B Se julgar pertinente, diga que quando a quebra acontece por tempertura, como no caso do carbonato de cálcio, a reação se chama pirólise ou termólise. Se ela ocorre devido à passagem de uma corrente elétrica, tem o nome de eletrólise e, se ocorrer devido à radiação luminosa, se chama fotólise. Nessa reação, temos a presença do oxigênio nos dois produtos formados. Oriente os alunos a sempre iniciar o balanceamento partindo do elemento químico que aparece apenas uma vez. No exemplo pode ser o cálcio ou o carbono. Para a representação de uma equação, os coeficientes devem ser sempre números inteiros menores possíveis. Dessa maneira, sugira que os alunos dividam os coeficientes por 2, obtendo a seguinte equação, igualmente balanceada: CaCO3(s) D H CaO(s) + CO2(g) A outra equação descrita na página é uma reação de simples troca ou deslocamento. Ela pode ser representada da seguinte maneira: AB + C H A + CB Se desejar, escreva essa representação na lousa embaixo da reação, para facilitar a visualização pelos alunos. Da mesma maneira que na equação anterior, os coeficientes devem ser os menores números inteiros possíveis. Assim, sugira que os alunos dividam os coeficientes por 2, obtendo a seguinte equação, igualmente balanceada: SiO2(s) + 2C(s) H Si(s) + 2CO(g)

Agora, vamos realizar o balanceamento da reação de formação da cal (CaO), bastante utilizada na construção civil. Ela é obtida a partir do aquecimento do carbonato de cálcio (CaCO3). Quando uma reação química acontece na presença do calor, o símbolo (D) é utilizado sobre a seta. Veja. CaCO3(s)

CaO(s) + 2 CO2(g)

FERNANDO FAVORETTO/CRIAR IMAGEM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Saco de cal.

Para balancear a equação, sugerimos começar pelo elemento químico que se encontra desbalanceado. Nesse caso, iniciaremos o balanceamento igualando a quantidade de átomos de carbono. 2 CaCO3(s) D

CaO(s) + 2 CO2(g)

Então, realizaremos o balanceamento do oxigênio. 2 CaCO3(s)

2 CaO(s) + 2 CO2(g)

Com o balanceamento do oxigênio, acabamos realizando o balanceamento do cálcio. Podemos então dizer que essa equação química está balanceada, pois possui dois átomos de carbono, seis átomos de oxigênio e dois átomos de cálcio nos reagentes e a mesma quantidade de átomos desses SZASZ-FABIAN JOZSEF/SHUTTERSTOCK.COM elementos químicos no produto. Agora vamos realizar o balanceamento da reação do dióxido de silício (SiO2) com o carbono (C), formando silício elementar (Si) e monóxido de carbono (CO). O silício é empregado, por exemplo, na produção de equipamentos eletrônicos, como os chips de computador. 2 SiO2(s) + 2 C(s) → Si(s) + 2 CO(g) Chip de computador contendo silício.

Iniciaremos o balanceamento pelo elemento que se encontra sozinho em um dos dois lados da equação, que, nesse caso, é o silício.

Podemos perceber que o carbono foi desbalanceado. Assim, ajustaremos sua quantidade de átomos nos reagentes. 2 SiO2(s) + 4 C(s) → 2 Si(s) + 4 CO(g)

2 SiO2(s) + 2 C(s) → 2 Si(s) + 2 CO(g)

Então, faremos o balanceamento do oxigênio. 2 SiO2(s) + 2 C(s) → 2 Si(s) + 4 CO(g)

Agora podemos dizer que essa equação química está balanceada, pois possui a mesma quantidade de átomos dos elementos químicos nos reagentes e nos produtos.

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Um outro tipo de reação química é a reação de dupla troca, em que dois reagentes originam dois produtos diferentes dos originais. Ela pode ser representada da seguinte maneira: AB + CD H AD + BC

Um exemplo de reação de dupla troca é a formação do sal de cozinha (cloreto de sódio): NaOH + HCl H NaCl + + H2O

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1. a) Seis moléculas de gás carbônico (6 CO2) reagem com seis moléculas de água (6 H2O) e são formadas uma molécula de glicose (C6H12O6) e seis moléculas de oxigênio (6 O2). 1. b) A reação química se encontra balanceada, pois a mesma NÃO ESCREVA quantidade de átomos de carbono que se encontra nos reagentes NO LIVRO. se encontra nos produtos. O mesmo acontece para os átomos de ATIVIDADES oxigênio e hidrogênio. 2. A equação não está balanceada. Equação balanceada: 2 NaN3 → 3 N2 + 2 Na

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

1. A fotossíntese é um processo reali-

VERESHCHAGIN DMITRY/SHUTTERSTOCK.COM

ZELJKO RADOJKO/SHUTTERSTOCK.COM

zado por vegetais, algas e algumas bactérias. A equação química a seguir representa, simplificadamente, o processo de fotossíntese.

Airbag acionado em um teste de colisão.

Plantação de girassóis sob a luz solar.

6 H2O + 6 CO2 → C6H12O6 + 6 O2 CO2 = gás carbônico; H2O = água; C6H12O6 = glicose (açúcar); O2= oxigênio. a) Descreva em seu caderno como essa equação química pode ser lida. b) Essa equação química está balanceada? Justifique sua resposta. Se necessário, monte um quadro de balanceamento em seu caderno.

2. Os airbags são equipamentos de segurança, atualmente obrigatórios, presentes em carros novos e em alguns modelos antigos. Ao ocorrer uma batida, um sensor emite sinais para uma bolsa no interior do airbag que contém azida de sódio (NaN3). Com o aquecimento, ocorre uma reação química, e a azida produz gás nitrogênio (N2) e sódio (Na). O gás nitrogênio é liberado rapidamente e enche uma bolsa plástica, que amortece o impacto entre o passageiro e o painel do carro.

Observe a equação química que representa a reação no interior do airbag. NaN3 → N2 + Na Essa equação está balanceada? Caso não esteja, realize o balanceamento em seu caderno.

3. Realize o balanceamento das equações químicas a seguir. a) Reação de formação da água oxigenada (H2O2). 2 H2O + O → 2 H2O2 2 H2O + 2 O → 2 H2O2 b) Reação de formação do grafite (C). 2 CO2 → C(grafite) + O2 2 CO2 → 2 C + 2 O2 c) Reação de formação da amônia, utilizada como fertilizante (NH3). 2 N2 + 3 H2 → 2 NH3 2 N2 + 6 H2 → 4 NH3 d) Reação de formação do sulfato de sódio (Na2SO4) utilizado para fabricar o papelão. 2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4(aq) + 4 HCl(aq) e) Reação de formação do óxido de magnésio (MgO), utilizado como isolante térmico. 2 Mg(s) + 3 O2(g) → 2 MgO(s) 3. d) 4 NaCl + 2 H2SO4 → 2 Na2SO4(aq) + 4 HCl(aq) 3. e) 6 Mg(s) + 3 O2(g) → 6 MgO(s)

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ATIVIDADES 1 a 6. As atividades requerem que os alunos comparem a quantidade de reagentes e produtos das reações químicas, estabelecendo proporções, conforme proposto na habilidade EF09CI02. 1. Ao trabalhar com a atividade, relembre sobre a fotossíntese, analisando a equação apresentada. Diga que, em presença da energia proveniente da luz do Sol, os seres autótrofos são capazes de sintetizar glicose e gás oxigênio, a partir da água e do gás carbônico. 2. Se julgar pertinente, diga aos alunos que a reação que ocorre é uma reação de quebra pela temperatura, ou termólise. Caso eles tenham dificuldades em fazer o balanceamento da equação, faça-o na lousa. 3. Ao realizar a atividade, chame a atenção dos alunos para as reações de transformação da água oxigenada e do grafite. No item a, se julgar pertinente, explique a eles que a água oxigenada (ou peróxido de hidrogênio) possui um átomo de oxigênio a mais do que a água, e é uma molécula instável que se degrada rapidamente. Quando utilizada em um ferimento, ela borbulha, pois esse oxigênio “extra” é liberado, restando somente água pura. Nesse processo, o oxigênio acaba matando as bactérias, protegendo o ferimento contra infecções. Cabe ressaltar que a reação de formação da água oxigenada está simplificada, como recurso didático. Esse oxigênio não se apresenta livre, mas ligado a uma molécula que, por meio de reações específicas, consegue formar a água oxigenada. No item b, comente que a reação de formação do diamante é a mesma, mas que o que determina se o produto será grafite, diamante ou outra forma alotrópica do carbono são diferentes condições de temperatura e pressão.

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ATIVIDADES 5. Ao realizar a atividade, relembre que os combustíveis fósseis, como o petróleo e o carvão mineral são recursos naturais não renováveis. No item a, pergunte aos alunos quais outros gases de efeito estufa eles se recordam, como o metano (CH4), o óxido nitroso (NO2), os halocarbonos (CFC, HCFC, HFC), o ozônio (O3), além do vapor de água. No item b, enfatize que o efeito estufa é um processo natural fundamental para a manutenção da vida no planeta e que o problema é a sua intensificação. 6. Ao realizar a atividade, questione os alunos se eles identificam todos os símbolos que aparecem nas alternativas e se conhecem usos desses elementos químicos. Seguem alguns exemplos: • Cobalto (Co): ligas metálicas. • Cobre (Cu): medalhas, ligas metálicas e fios elétricos. • Potássio (K): células fotoelétericas, pólvora e fertilizantes. • Ouro (Au): moedas, joias e na indústria eletrônica. • Prata (Ag): joias, moedas e instrumentos musicais. • Sódio (Na): produção de lâmpadas de sódio e sabão. • Fósforo (P): fertilizantes e pesticidas. Se desejar, explique que alguns elementos químicos possuem símbolos muito diferentes de seus nomes porque derivam de seus nomes originais em latim, grego ou outra língua estrangeira. Por exemplo, Cuprum (Cobre), Kalium (Potássio), Aurum (Ouro), Argentum (Prata), Natrium (Sódio) e Phosphorus (Fósforo).

5. b) É um gás que, quando liberado na atmosfera, bloqueia a saída da energia térmica proveniente dos raios solares. Assim, o calor fica retido no planeta, aumentando a temperatura média. 4. Analise as reações a seguir e, em seu caderno, indique a massa do reagente ou produto formado (representada por uma letra), baseando-se na lei da conservação de massas. 4. c) X = 92 gramas b) Y = 108 gramas c) Z = 44 gramas a) Reação da formação do gás dióxido de nitrogênio (NO2): O2

(32 gramas)

→ 2 NO2

2 NO

(60 gramas)

(X)

b) Equação que representa a fotossíntese: 6 H2O

(Y)

→

6 CO2 (264 gramas)

C6H12O6

(180 gramas)

6O2 (192 gramas)

c) Reação de combustão do gás metano (CH4): CH4 (16 gramas)

2O2 (64 gramas)

→

CO2 (Z)

2H2O (36 gramas)

5. Observe a reação de queima do gás propano (C3H8), utilizado nos botijões de gás. C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2 (g) + 4 H2O(g)

MYKHAILO BAIDALA/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Boca de fogão a gás acesa.

a) O propano é um combustível fóssil, derivado do petróleo. Durante a queima desses tipos de combustível, ocorre a emissão de gases de efeito estufa. Que gás de efeito estufa é liberado durante a queima do propano? O gás carbônico (CO2). b) O que é um gás de efeito estufa? c) Algumas atitudes que podemos ter em nosso cotidiano auxiliam na redução do efeito estufa. Uma delas é economizar energia elétrica. Você concorda com essa afirmação? Converse com os colegas sobre o assunto.

6. Copie em seu caderno a sequência que representa, na ordem correta, os símbolos dos elementos químicos cobalto, cobre, potássio, ouro, prata, sódio e fósforo. a) Co, Ce, Pt, Ou, Pr, Na, F 5. c) Resposta opessoal. Se achar interessante, resgate ou aborde alguns conceitos do 8 ano desta coleção, sobre a matriz energética brasileira. b) C, Cu, Po, P, S, Au, P Questione os alunos de que maneira a energia elétrica é produzida no c) Co, Cu, K, Au, Ag, Na, P Brasil. Embora a maior parte seja hidrelétrica, uma energia limpa renovável, há também a produção de energia por meio de termelétricas, que liberam d) Ce, Cr, K, Ag, Si, F, Au grande quantidade de gases de efeito estufa no ar, a partir da queima de carvão, óleo diesel, gás natural ou biomassa. Somam-se a isso períodos e) C, Cr, Po, Ou, Ag, S, F 6. c) Co, Cu, K, Au, Ag, Na, P de estiagem, quando ocorre o acionamento de mais usinas termelétricas. Dessa maneira, a economia de energia pode, sim, reduzir a emissão de 48 gases de efeito estufa no ambiente.

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borbulhar. O tempo marcado no cronômetro indica a velocidade da reação. Aproveite para conversar com os alunos que os comprimidos efervescentes só devem ser tomados por recomendação médica. Peça aos alunos que discutam os resultados entre si e respondam às perguntas em seus cadernos. A seguir converse com eles sobre as observações feitas durante o experimento. As atividades têm o objetivo de levar os alunos a relacionar a temperatura com o desenvolvimento da reação. Retome o conteúdo estudado no 8º ano sobre energia térmica, relacionando a influência da temperatura na agitação das moléculas.

OFICINA CIENTÍFICA TAXA DE DESENVOLVIMENTO DAS REAÇÕES QUÍMICAS Primeiras ideias Você acha que a temperatura poderia influenciar a taxa de desenvolvimento de uma reação química, isto é, a rapidez com que ela ocorre? Pense sobre isso. Em seguida, realize a atividade a seguir.

Preciso de... • três comprimidos efervescentes;

• 100 mL de água gelada;

• três copos descartáveis de plástico transparente;

• 100 mL de água recém-aquecida; • caneta hidrográfica.

• 100 mL de água à temperatura ambiente;

Mãos à obra A. Numere os copos de 1 a 3 e coloque-os um ao lado do outro sobre uma mesa. B. Coloque 100 mL de água à temperatura ambiente no copo 1 e 100 mL de água gelada

Comentário sobre as atividades 1. Questione os alunos sobre qual comprimido foi consumido mais rapidamente. É esperado que o comprimido na água quente tenha sido consumido num espaço de tempo mais curto que os demais. 2. A temperatura na geladeira é mais baixa do que a temperatura ambiente, o que reduz a agitação das moléculas, seu contato e a rapidez com que uma reação química pode acontecer. Dessa maneira, os alimentos duram mais na geladeira.

no copo 2.

C. Peça ao professor que coloque 100 mL de água quente no copo 3. D. Segure dois comprimidos efervescentes, cada um com uma mão, à mesma altura, sobre os copos com água gelada e com água à temperatura ambiente. mido sobre o copo com água quente, à mesma altura que os outros dois.

F. Conte até três e soltem todos os comprimidos ao

mesmo tempo nos copos.

G. Observe o que acontece e anote os resultados.

LUCAS FARAUJ

E. Peça ao professor que segure o terceiro compri-

Representação das etapas D e E.

E aí?

1. Quanto maior for a temperatura da água, maior será a rapidez com que as bolhas de gás carbônico se formam. 1. Um dos produtos da reação do comprimido efervescente com a água é o gás carbônico, que pode ser observado por meio da formação de bolhas. O que você pôde observar nessa atividade em relação a esse fato?

2. Para conservar muitos alimentos e retardar seu processo de decomposição, costumamos mantê-los na geladeira. Relacione essa informação com a atividade desenvolvida. 2. A temperatura na geladeira é mais baixa do que a temperatura ambiente, o que reduz a agitação das moléculas, seu contato e a rapidez com que uma reação química pode acontecer. Dessa maneira, os alimentos duram mais na geladeira.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS OFICINA CIENTÍFICA: TAXA DE DESENVOLVIMENTO DAS REAÇÕES QUÍMICAS

Objetivos • Verificar que a temperatura influencia no desenvolvimento de uma reação química.

• Aproximar o aluno do méto-

do científico: levantar hipóteses, testar e discutir os resultados.

Comentários Reserve uma aula no cronograma para a realização desta oficina. Se possível, mantenha a água aquecida e a água gelada em garrafas térmicas, ou providencie-as na cozinha da escola

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no momento da prática. É importante que a água esteja apenas aquecida e não fervendo. É importante que os comprimidos sejam jogados ao mesmo tempo, para que o resultado seja comparável. Se desejar, leve um cronômetro e marque o tempo que cada comprimido leva para parar de

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS O ASSUNTO É... Peça aos alunos que observem a tabela periódica desta página. Explique que ela é diferente da tabela apresentada anteriormente no capítulo, pois foi modificada para que contenha os principais usos de cada elemento químico. Nesse momento, retome o conteúdo estudado sobre a tabela periódica e os diferentes grupos de elementos químicos. Ao mencionar os elementos químicos naturais e artificiais, peça aos alunos que os localizem na tabela periódica a partir do urânio, cujo número atômico é 93. Retome o significado de número atômico e relembre como a tabela periódica está organizada de acordo com o número atômico dos elementos químicos.

O ASSUNTO É... APLICAÇÕES DOS ELEMENTOS QUÍMICOS Observe a tabela periódica a seguir. Ela mostra algumas aplicações dos elementos químicos. ILUSTRA CARTOON

AMPLIANDO Uma das maiores dificuldades que os estudantes têm ao estudar a tabela periódica, está em associar os elementos químicos com uma aplicabilidade em seus cotidianos. Com isso em mente, o físico estadunidense Keith Enevoldsen criou a Tabela Periódica interativa, em que é possível clicar em cada elemento químico e obter informações sobre os seus usos. Essa tabela (em inglês) está representada na página e é possível acessá-la no link a seguir. • The Periodic Table of the Elements, in Pictures and Words. ELEMENTS. WLONK. COM. Disponível em: <http:// livro.pro/qg8etw>. Acesso em: 26 set. 2018. Separe os alunos em grupos e peça que cada grupo escolha um determinado conjunto de elementos químicos: metais, não metais e gases nobres. Como conjunto dos metais é muito grande, uma sugestão é dividir os elementos químicos dessa categoria entre três grupos de alunos. A partir das informações contidas na

Atualmente a tabela periódica possui 118 elementos químicos. Entretanto, estudos para a produção de novos elementos químicos estão em andamento, como mostra o trecho da reportagem a seguir. [...] Uma equipe de cientistas do Japão está tentando finalmente realizar um projeto que desafia o campo da química há algumas décadas: iniciar mais uma fila de elementos na tabela periódica, que organiza de forma simples e informativa todos os elementos químicos existentes. A conquista em questão foi batizada de ununênio, o elemento 119 da tabela, “nunca visto e nunca criado na história do universo”, segundo o físico Hideto Enyo, que encabeça o projeto. [...] Em setembro [de 2017], ele previu, em uma conferência, que não só o elemento 119, mas também o 120 (unbinílio), surgiriam em um prazo de cinco anos.

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tabela, peça a eles que façam cartazes, em português, com a aplicabilidade dos elementos da categoria escolhida, contendo imagens (desenhos ou recortes de jornais e revistas ou impressos da internet) e as principais características dos

elementos. Após a elaboração dos cartazes, reserve uma aula para a apresentação. Como a tabela interativa não apresenta uma versão em português, uma sugestão é trabalhar com a colaboração do(a) professor(a) de Língua Inglesa.

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Diga aos alunos que a ewingita foi descoberta na mesma região onde o minério de urânio foi extraído para os estudos pioneiros de radioatividade feitos pela química e física polonesa Marie Curie (1867-1934). Comente que ela foi uma grande cientista, ganhadora do prêmio Nobel de Física no ano de 1903, juntamente com seu marido, o físico francês Pierre Curie e com o físico francês Henry Becquerel (1952-1908), pelos seus estudos acerca da radioatividade. No ano de 1911 ela ganhou novamente o prêmio Nobel, dessa vez de Química, pela descoberta dos elementos polônio e rádio. Enfatize aos alunos a importância em valorizar o trabalho das mulheres na Ciência.

Dos 118 elementos da tabela, apenas os 92 primeiros são encontrados na superfície terrestre e apresentam núcleos estáveis – o limite é o elemento urânio. Do 93 em diante (neptúnio), os elementos são considerados artificiais ou sintéticos, e são obtidos por meio de experimentos de laboratório, às vezes estáveis por alguns poucos segundos. [...] ROCHA, C. Como cientistas tentam criar o elemento 119 da tabela periódica. Nexo Jornal, 10 jan. 2018. Disponível em: <https://www.nexojornal.com.br/expresso/2018/01/10/ Como-cientistas-tentam-criar-o-elemento-119-da-tabela-peri%C3%B3dica>. Acesso em: 3 out. 2018.

PROF. DANIEL ATENCIO

Amostra de melcherita.

2. Em dupla, realize uma pesquisa sobre a aplicação do elemento químico que mais chamou sua atenção na tabela periódica da página anterior. Monte uma apresentação de slides com figuras, textos e, se possível, vídeos que expliquem um pouco melhor essa aplicação e apresente-a ao restante da sala. 2. Resposta pessoal. Oriente os alunos na execução desta atividade. Mostre como trabalhar com slides e estimule a busca por informações em sites confiáveis da internet, para uma apresentação rica em informa- 51 ções, que chame a atenção dos outros alunos.

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#FICA A DICA, Professor!

Caso queira saber como novos elementos químicos sintéticos são formados em laboratório, veja a reportagem no link a seguir.

• Novos elementos químicos

MATTHEW25/SHUTTERSTOCK.COM

1. Como os estudos sobre os elementos químicos podem contribuir para o desenvol-

Comentários sobre as atividades 1. Ao trabalhar com a atividade, apresente alguns elementos químicos sintéticos e dê alguns exemplos de sua utilização. Um exemplo é o Plutônio (número atômico 94), sintetizado na década de 1940 a partir do Urânio e utilizado na Segunda Guerra Mundial na fabricação de armas nucleares. Outro exemplo é o Cúrio (número atômico 96), nomeado em homenagem ao casal Pierre e Marie Curie. Descoberto em 1944, é sintetizado a partir do Plutônio e utilizado como fonte de energia portátil em marca-passos e em equipamentos de localização remota. 2. Oriente os alunos caso eles não tenham familiaridade com apresentações de slides.

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superpesados: como são produzidos e identificados. Jornal da USP, 2018. Disponível em: <http://livro.pro/d3jxuc>. Acesso em: 28 set. 2018.

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HABILIDADES

p. XIV

CAPÍTULO

• EF09CI05 • EF09CI07

COMPETÊNCIAS GERAIS p. XX • 1, 3, 4 e 8. ESPECÍFICAS p. XXI • 1, 2, 3, 6, 7 e 8.

OBJETIVOS DO CAPÍTULO

ONDAS E SOM

A PRODUÇÃO DA VOZ A voz é um instrumento de interação entre as pessoas. A comunicação pela voz não ocorre somente por meio das palavras, mas também é possível expressar sentimentos por meio da entonação ou fazer arte por meio de um canto. Mas de onde vem a voz?

• Compreender o que é uma onda. • Classificar ondas quanto a sua natureza e o modo de oscilação. • Representar uma onda e identificar suas principais características. • Conhecer as ondas sonoras e reconhecer suas principais características. • Compreender os mecanismos envolvidos na geração, transmissão e recepção do som na comunicação humana. • Conhecer as principais características de uma onda sonora que permitem que ela seja detectada pela audição humana. • Discutir o papel dos estudos das ondas sonoras e dos avanços tecnológicos no uso destas ondas pela sociedade, como a aplicação em sistemas de comunicação, medicina diagnóstica e tratamento de doenças.

cavidade nasal

Durante a expiração, quando o ar passa pelas pregas vocais, elas vibram. Essa vibração gera o som. A voz é o resultado do equilíbrio entre duas vibrações: a vibração do ar que sai dos pulmões e a vibração muscular da laringe. Parte do som sai pela boca, e parte passa pela cavidade nasal.

língua

som

NO DIGITAL – 2o BIMESTRE

• Veja o plano de desenvolvi-

mento para os Capítulos 2 e 3. • Desenvolva o projeto integrador sobre danos causados pela radiação solar e sobre o uso de filtro solar. • Explore a sequência didática sobre as ondas do nosso dia a dia, que trabalha as habilidades EF09CI04 e EF09CI06. • Acesse a proposta de acompanhamento da aprendizagem.

3. Resposta pessoal. Não se espera que os conceitos científicos sejam explorados pelos alunos, mas que eles respondam à questão por meio de associações. Nesse caso, espera-se que os alunos possam citar equipamentos e aparelhos que se relacionam com ondas, tais como rádios, televisões, satélites, micro-ondas, entre outros.

laringe

cavidade oral

As pregas vocais se encontram no interior da laringe, no pescoço.

fluxo de ar

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Uma analogia interessante a fazer para compreender como as cordas vocais produzem som é imaginar as cordas de um violão sendo perturbadas, quando elas passam a oscilar. A cada modo de oscilação, definido pela espessura da

corda e pelo comprimento determinado pela posição onde se fixa o dedo no braço do violão, o som emitido será distinto. Dessa forma, caso seja possível, leve para a sala de aula um violão e faça algumas demonstrações dos sons emitidos por cordas menos

espessas e mais espessas, e quando seus comprimentos são reduzidos ao fixarmos o dedo sobre a corda no braço do violão. Caso algum aluno toque o instrumento, peça auxílio a ele e permita que ele expresse alguns conhecimentos sobre o assunto.

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1. Resposta pessoal. Conduza uma conversa com os alunos reforçando as questões de competição sonora, com destaque para a sala de aula. Mencione a poluição sonora e algumas de suas consequências, como estresse, agressividade e perda de atenção. Esse assunto será abordado com mais detalhes durante o capítulo.

AMPLIANDO Realize a seguinte atividade com os alunos para representar a diferença gerada pelas vibrações das pregas vocais masculinas, mais longas e grossas, se comparadas às pregas vocais femininas. A atividade requer o uso de um livro, uma régua e uma mesa. Coloque a régua sobre a mesa, de forma que uma de suas extremidades fique livre, fora da mesa, e apoie o livro sobre a extremidade que está sobre a mesa. Nesta primeira investigação, deixe o maior comprimento da régua fora da mesa. Pressione o livro com uma das mãos, e com a outra mão cause uma perturbação na extremidade livre da régua. Solicite aos alunos que verifiquem o efeito causado. Em seguida, reduza o comprimento da régua fora da mesa e repita o procedimento.

1. Para algumas pessoas, o cuidado com a voz é essencial, pois ela é um instrumento de trabalho.

Radialistas, cantores e professores são exemplos de profissionais que dependem da voz para trabalhar. Converse com seu(sua) professor(a) e questione sobre os cuidados que ele(a) tem com a voz. Em seguida, reflita se você realiza os cuidados citados no texto da imagem.

2. Complete a frase a seguir utilizando uma palavra. A voz é uma emissão de som. O som é produzido por um fenômeno similar ao que acontece com a água de um lago calmo, quando jogamos nela uma pequena pedra. Assim o som se comporta como uma . Onda.

3. A recepção dos sinais pelos aparelhos de telefone celular funciona segundo o mesmo fenômeno que

você respondeu na questão anterior. Que outros aparelhos também podem funcionar com base no mesmo princípio?

Evite tossir ou produzir ruídos com a garganta na tentativa de eliminar secreções. Isso pode irritar as pregas vocais. Tome água e engula saliva para retirar secreções.

•

Evite gritar ou falar alto. Sempre se aproxime da pessoa para conversar e procure evitar competição sonora – abaixe o volume da TV, do rádio etc.

•

Evite ingerir alimentos sólidos ou líquidos muito quentes ou gelados, dando preferência à ingestão de água à temperatura ambiente. Desse modo, o organismo se mantém hidratado e evita tensões nas pregas vocais.

As pregas vocais são estruturas formadas por um tecido elástico de revestimento mucoso e estendido como uma corda de violão. Músculos alteram a posição dessas pregas para a produção do som.

prega vocal aberta

No homem, em média, as pregas vocais são mais grossas e longas do que nas mulheres. Essa característica faz as pregas vocais vibrarem menos, resultando em um tom de voz geralmente mais grave nos homens e mais aguda nas mulheres.

prega vocal fechada

CLAUS LUNAU/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA, VECTOR MEMORY/ SHUTTERSTOCK.COM, STRIZH-/SHUTTERSTOCK.COM

•

MARCEL BORGES

Para evitar problemas com a voz, alguns cuidados são necessários.

A intensidade do som será maior quanto maior for a pressão do ar que sai dos pulmões e passa pelas pregas vocais.

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Comentários sobre as atividades 1. Se achar conveniente, converse com os alunos sobre as profissões citadas. Caso exista a possibilidade, convide um profissional que trabalhe com comunicação ou artes

para ir até a sala de aula e conversar com os alunos sobre sua profissão e os cuidados que ele tem com a voz. 2. Utilizamos uma comparação com uma perturbação causada na água, pois trata-se da situação mais comum à qual

Grave: pouca vibração.

Agudo: muita vibração.

Os alunos poderão verificar que, quando o maior comprimento da régua está fora da mesa, a extremidade livre vibra menos quando perturbada. Esta situação pode ser relacionada às cordas vocais masculinas que, por ter maior comprimento, vibram menos e resultam em um som mais grave. O contrário acontece com as cordas femininas, que são mais curtas.

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associamos o termo onda. Porém, é essencial que os alunos compreendam que o som tem natureza similar à onda causada na água.

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ONDAS Para esta introdução nos estudos das ondas, propomos uma análise sobre as formas de transmissão de informações relacionadas aos sentidos humanos, mais especificamente ao sentido da visão, que recebe informações por ondas eletromagnéticas (a luz), e ao sentido da audição, que recebe informações por ondas mecânicas (o som). Neste momento, faça uma revisão geral dos conteúdos estudados no 6o ano, destacando que tanto a visão quanto a audição funcionam com base em estímulos nervosos, que são enviados até o cérebro, onde são interpretados. Explique que é comum dizer que enxergamos com os olhos e escutamos com as orelhas, mas na verdade estes órgãos recebem os estímulos que são enviados ao cérebro pelo sistema nervoso, onde são interpretados. Esta forma de abordagem inicial sugerida possibilita relacionar duas formas de transmissão de informação por ondas, mas de naturezas distintas. Converse com os alunos sobre outras formas de transmissão de informação que ocorrem atualmente, visando agregar à discussão outras formas de ondas, como as ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, por exemplo. Pergunte que tipo de informação podemos detectar utilizando o sentido do tato. É possível que a maioria das respostas estejam relacionadas ao contato com a pele. Então, pergunte se existe alguma situação na qual podemos detectar algo pelo tato sem que sejamos tocados, como ocorre quando nos aproximamos de algo com temperatura elevada e sentimos o calor sendo transmitido por irradiação, assunto estudado no 7o ano. Trata-se de uma forma de transmissão de calor por ondas eletromagnéticas, no caso, o infravermelho. Outro exemplo

Ondas

RUBENS CHAVES/PULSAR IMAGENS

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

2. A emissão de som pelas vozes, pelos instrumentos e movimentos do corpo dos artistas, e a emissão de ondas pela luz solar. 3. Os olhos (órgãos da visão) são sensíveis às ondas emitidas pela luz solar; e as orelhas (órgãos TEMA 1 da audição), às ondas sonoras emitidas nos cantos, pelos instrumentos e pelos corpos das pessoas. 4. Resposta pessoal. O objetivo da questão é valorizar as diversas manifestações artísticas e culturais. Questione os alunos se eles praticam algum tipo de expressão artístico/cultural. Estimule os que praticam a compartilhar suas experiências com a turma. Incentive o contato dos alunos sugerindo visitas a museus ou a apresentações artísticas e culturais. Observe a fotografia a seguir.

Apresentação de dança folclórica catira. São Luiz do Paraitinga, SP, 2014.

1. Considerando o público que assiste a uma apresentação como essa, quais sentidos do corpo humano provavelmente são mais estimulados? 1. A visão e a audição.

2. Observe a imagem e cite duas situações em que as ondas estejam presentes. 3. Relacione os sentidos do corpo da questão 1 com as ondas da questão 2. 4. A fotografia mostra uma apresentação cultural que envolve dança e música. Além destas, a literatura, a

culinária, as pinturas e as esculturas também são expressões culturais e artísticas que podem representar a cultura de um povo. Com qual delas você mais se identifica? Por quê? Converse com seus colegas sobre o assunto.

Seja em um show, em uma sessão de cinema ou mesmo em uma simples conversa entre amigos, a todo momento recebemos estímulos que são captados pelos órgãos dos sentidos. Em nosso corpo, esses estímulos são interpretados e traduzidos pelo sistema nervoso. O som e a luz são dois exemplos de transmissão de informações que chegam até nós por meio de ondas. Agora pense: quando a luz ou o som chega ao nosso corpo, traz consigo algum tipo de matéria? Algum átomo ou molécula? As ondas têm a propriedade de transportar energia, mas não de transportar matéria. Essa é uma das propriedades presentes nas ondas de luz e de som, e que serão estudadas a partir de agora.

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seria quando sentimos o calor transmitido pelo Sol, quando se pode acrescentar que além destas ondas que transmitem calor, o Sol também emite ondas que podem ser nocivas aos seres humanos, o ultravioleta. No início do tema 2, é feita uma abordagem das ondas sonoras por meio do tato.

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Classificação das ondas

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O som e a luz são exemplos de ondas que podem ser classificadas como ondas mecânicas ou eletromagnéticas.

KEATTIKORN/SHUTTERSTOCK.COM

Ondas mecânicas

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

#FICA A DICA!

Acesse o link a seguir e veja uma maneira de poder visualizar os efeitos de uma onda sonora. Disponível em: <http://livro.pro/ yethis>. Acesso em: 14 nov. 2018.

As ondas mecânicas necessitam de um meio material para se propagar. Neste tipo de onda, a energia é propagada por um meio material e não ocorre deslocamento de matéria. O som é um exemplo de onda mecânica. Normalmente, os sons que percebemos se propagam pelo ar. Entretanto, ele pode ser propagado na água, como ocorre com o canto das baleias, ou em meios sólidos, como quando encostamos a orelha sobre uma mesa e percebemos o som produzido por leves batidas que podemos fazer nela com os dedos. Além do som, são exemplos de ondas mecânicas as perturbações geradas na água após a queda de uma gota, a onda da Ondas mecânicas se propagando pela água, um vibração da corda de um violão, entre outros. meio material.

Ondas mecânicas e o vácuo

ALAMY/ FOTOARENA

Você já assistiu a um filme de ficção científica onde ocorrem explosões no espaço? Normalmente o som é ouvido pelo telespectador. Mas, se o som fosse um exemplo de onda mecânica, seria impossível que isso acontecesse. No espaço existe vácuo, ou seja, não há um meio material para o som se propagar. Dessa maneira, esses sons não seriam ouvidos. Cena do filme Star Wars: episódio III – A vingança dos

Sith (Estados Unidos, George Lucas, 2005, 140 min). Os sons utilizados como atração para a cena não poderiam ser percebidos no espaço.

Ondas eletromagnéticas As ondas eletromagnéticas não necessitam de um meio material para se propagar. Elas transportam energia sem a necessidade de um meio material. A luz, as ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, ultravioleta, raio X, são alguns exemplos de ondas eletromagnéticas. Neste Capítulo, estudaremos com mais detalhes as ondas mecânicas. As ondas eletromagnéticas serão abordadas no Capítulo seguinte.

Classificação das ondas Para ilustrar que as ondas sonoras são mecânicas, use como exemplo um ambiente com som em alto volume, quando sentimos as vibrações em partes do nosso corpo. Destaque que toda vibração pode ser considerada uma onda mecânica, como quando um grande caminhão passa na rua e causa a vibração das janelas de uma residência, ou quando se aplica uma pancada em uma extremidade da mesa, e a vibração causada é sentida na outra extremidade. Nestes exemplos ocorre transmissão de energia, sem que ocorra transporte de matéria. Com relação às ondas eletromagnéticas, exemplifique que quando estamos em um ambiente iluminado, com exceção dos olhos, nenhuma outra parte do corpo pode detectar se existe luz no ambiente ou não. Caso algum aluno diga que podemos sentir que a luz está acesa pelo calor emitido por ela, explique que, neste caso, trata-se de outra onda eletromagnética, chamada infravermelha, que será estudada com mais detalhes no próximo capítulo. Diga que, tanto a luz visível, quanto o infravermelho e o ultravioleta são emitidos pelo Sol e alcançam a Terra se propagando por uma região onde não existe nenhum meio material.

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Estudo das ondas As ondas, sejam mecânicas ou eletromagnéticas, têm propriedades em comum. Para estudar essas propriedades, vamos considerar as ondas mecânicas produzidas em uma corda. Suponha uma corda com uma das extremidades presa a uma parede e a outra na mão de uma pessoa, que começa a movimentá-la para cima e para baixo, repetidas vezes, de forma sincronizada. A imagem a seguir ilustra como ocorreria a formação de uma onda nessa corda.

SELMA CAPARROZ

Estudo das ondas Caso seja possível, represente a situação do barco apresentada, utilizando, para isso, uma bacia com água e algo que flutue, como uma rolha de cortiça, por exemplo. Faça pequenos movimentos na bacia ou pingue gotas de água na água da bacia a fim de produzir ondas em sua superfície. Solicite aos alunos que observem o que ocorre quando a onda passa pelo objeto flutuando. Ele deve apenas se mover para cima e para baixo, enquanto a onda passa por ele. Isso revela uma importante definição das ondas, que corresponde a uma forma de transporte de energia sem que ocorra transporte de matéria. Verifique também a possibilidade de fazer uma demonstração de ondas utilizando uma corda com uma de suas extremidades presas a um ponto fixo. Segurando a corda esticada na horizontal, inicie movimentos para cima e para baixo de forma sincronizada, mostrando que a energia fornecida à extremidade da corda se propaga, na forma de ondas, por toda a extensão da corda. É importante que observem que as partes da corda não se moveram de uma extremidade a outra, mas apenas oscilaram da mesma forma que a mão (fonte das ondas) está oscilando. Nesta demonstração, as ondas geradas vão refletir na extremidade fixa da corda, podendo interferir com as novas ondas que estão sendo geradas, o que não será analisado neste momento. Neste momento, verifique a possibilidade de acessar o simulador sugerido na página 59 do livro, que permite manipular uma onda mecânica, variando suas características. O objetivo é apenas mostrar que as várias partes da estrutura oscilante, representada por formas circulares, oscilam para cima e para baixo em torno de uma posição de equilí-

Representação de ondas produzidas ao se movimentar uma corda. Fonte: HEWITT, P. G. Física conceitual. 11 ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. p. 343.

Perceba que a energia fornecida pela mão à corda se propaga pela corda, que é um meio material; logo, temos exemplo de uma onda mecânica. Nessa situação, enquanto a energia é transferida, cada pedaço de corda oscila para cima e para baixo, e não para frente. Essa é uma das características das ondas mecânicas: não transportar matéria. Imagine um barco em repouso em relação à água. Caso uma onda se propague pela água, ela irá apenas passar pelo barco, fazendo-o oscilar para cima e para baixo, sem causar seu deslocamento. AS CORES IMAGENS FORA DE NÃO SÃO REAIS.

PROPORÇÃO.

TEL COELHO/GIZ DE CERA

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Um barco se movimenta apenas na vertical quando uma onda passa por ele, não se deslocando.

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brio, sem que nenhuma destas partes se movimente ao longo da estrutura. Após esta utilização inicial, este simulador pode continuar sendo utilizado com o avanço dos estudos.

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Agora veja a representação de uma onda, baseada no movimento da corda da página anterior. 1 c

Representação de uma onda. (1) indica o sentido de propagação da onda, que corresponde ao sentido de propagação da energia, a partir da fonte geradora da onda. (2) indica o eixo de propagação, que corresponde ao ponto de equilíbrio, onde cada parte da onda oscila em torno dessa região. Fonte: HEWITT, P. G. Física conceitual. 11. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. p. 340.

A parte mais elevada da onda é chamada crista. Na ilustração, as cristas estão representadas pelas letras a, c, e, g. A parte mais baixa da onda é chamada de vale. Na ilustração b, d, f representam os vales. Um ciclo ocorre quando a onda executa uma oscilação completa, ou seja, um movimento para cima e para baixo em relação ao eixo de propagação. Na ilustração, um ciclo pode ser representado pelas letras a, b, c. Três vales (b, d, f), quatro cristas (a, c, e, g) e três ciclos (a, b, c); (c, d, e); (e, f, g).

5. A ilustração apresenta quantos vales, cristas e ciclos?

Além dessas características, as ondas têm amplitude e comprimento. Observe.

ILUSTRAÇÃO: CRIS ALENCAR

1 2

Representação de uma onda. (1) indica o comprimento de onda, que é a distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos. (2) indica a amplitude, que é a distância de uma crista ou vale ao eixo de propagação da onda. Fonte: HEWITT, P. G. Física conceitual. 11. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. p. 340.

A amplitude e o comprimento de onda são medidas de comprimento, então devem ser expressos em unidades de medida como metro, centímetro e milímetro. A amplitude será indicada por A, e o comprimento de onda por l (lê-se lambda).

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Ao analisar um ciclo de uma onda, explique que na imagem da onda marcou-se a distância entre dois vales ou duas cristas, sendo esta a maneira mais indicada, pois trata-se de uma imagem estática. Explique aos alunos que, considerando uma situação real de oscilação na corda, por exemplo, um ciclo consiste de uma oscilação de um trecho da corda para cima e para baixo, enquanto a energia se propaga para o trecho seguinte. Destaque que um ciclo corresponde a uma oscilação completa de um trecho da corda para cima e para baixo em relação ao ponto de equilíbrio, enquanto a energia percorre uma distância denominada comprimento de onda, que será apresentado logo em seguida. Para explicar o comprimento de onda, siga o mesmo raciocínio anterior, explicando o que é um ciclo. No caso, o comprimento de onda é a distância percorrida pela energia a cada ciclo de oscilação do meio material, correspondendo à distância entre dois pontos consecutivos em fase, ou seja, dois pontos da corda que estejam na mesma posição e oscilando em um mesmo sentido. Em respeito ao momento escolar, o comprimento de onda foi indicado a partir de duas cristas ou dois vales. Ao analisar a amplitude, destaque aos alunos que trata-se do máximo afastamento de um ponto oscilante em relação ao equilíbrio, tanto em relação à crista quanto ao vale. No caso das oscilações provocadas na corda, quanto mais se elevar a mão, maior será a amplitude da onda gerada.

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Explique que as ondas comumente são representadas em sua forma de oscilação transversal. No entanto, o som não oscila dessa forma, já que é uma onda longitudinal. Mesmo que a forma de oscilação das ondas sonoras seja longitudinal, a imagem de uma onda transversal é utilizada para auxiliar nos estudos, conforme explicam os textos indicados na imagem da mola emitindo ondas longitudinais. Durante as explicações sobre as formas de oscilação, diferencie o sentido de propagação da energia e o sentido de oscilação da onda. Quando se perturba uma corda, por exemplo, a energia se propaga da extremidade que está sendo perturbada, onde está a fonte, até a outra extremidade. Para que isso ocorra, cada trecho da corda oscila perpendicularmente em torno de um ponto de equilíbrio. Neste momento retome a diferença entre ciclo (oscilação completa de um trecho da corda) e comprimento de onda (distância percorrida pela energia a cada ciclo de oscilação). Sobre a oscilação longitudinal, se possível, demonstre utilizando uma mola, de modo a visualizar seus elos oscilando em torno de uma posição de equilíbrio, quando a energia se propaga pela mola. As ondas eletromagnéticas são ondas transversais. Comente que isso foi concluído a partir de alguns fenômenos ondulatórios que só ocorrem com ondas transversais, como a polarização. Estes fenômenos foram verificados com a luz e outras ondas eletromagnéticas, como as ondas eletromagnéticas utilizadas em transmissão de sinais de televisão.

Propagação de uma onda Além de serem classificadas quanto à sua natureza, mecânica ou eletromagnética, as ondas também podem ser classificadas quanto à sua propagação. A maneira como uma onda se propaga está diretamente relacionada à sua fonte emissora. A luz, por exemplo, é uma onda transversal, enquanto o som é uma onda longitudinal. Para exemplificar, vamos utilizar uma mola, presa em uma de suas extremidades. Ao movimentar a mola para cima e para baixo, cria-se uma onda transversal, em que cada parte da onda oscila para cima e para baixo em relação ao eixo de propagação. Assim, as oscilações são perpendiculares à propagação. Nosso estudo sobre as características das ondas, até o momento, foi realizado com base nas ondas transversais. Ao empurrar a mola e fazer seus elos se aproximarem, cria-se uma onda longitudinal, na qual as partes oscilam para frente e para trás, enquanto a onda se propaga, ou seja, a oscilação ocorre na mesma direção da propagação.

ILUSTRAÇÕES: SELMA CAPARROZ

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

B Representação de dois tipos de onda usando uma mola. Em A, é mostrada uma onda transversal e em B, uma longitudinal. As setas vermelhas indicam o sentido da oscilação de cada parte da mola e as verdes, o sentido de propagação da onda gerada. Fonte: TREFIL, J.; HAZEN, R. M. Física viva: uma introdução à Física conceitual. Rio de Janeiro: LTC, 2006. v. 2. p. 8.

Ondas produzidas quando jogamos uma pedra na água e ondas como a luz ou as captadas e emitidas por celulares são exemplos de ondas transversais. Já o som é um exemplo de onda longitudinal. Quando uma fonte sonora, como uma caixa de som ou um instrumento, emite um som, ocorre uma perturbação do ar. Essa perturbação se propaga de forma equivalente à da mola B, na ilustração anterior, por aproximação e afastamento das porções de ar.

Frequência e período Vimos que um ciclo ocorre quando a onda executa uma oscilação completa. A energia contida em um comprimento de onda é sempre a mesma. A quantidade de ciclos que uma onda executa a cada unidade de tempo é chamada de frequência (f). Quando o tempo é marcado em segundos, a frequência é expressa em hertz (Hz), isto é, ciclos por segundo. Essa é a medida usada no Sistema Internacional de Unidades (SI).

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A imagem a seguir representa duas ondas oscilando no intervalo de tempo de 1 s.

A onda A executa duas oscilações em 1 s, logo, sua frequência é de 2 ciclos/segundo ou fA 5 2 Hz. A onda B executa quatro oscilações em 1 s; logo, sua frequência é de 4 ciclos/segundo ou fB 5 4 Hz.

CRIS ALENCAR

B Fonte: HEWITT, P. G. Física Conceitual. 11. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. p. 346.

Outra característica das ondas, relacionada à sua frequência, é o período (T), que corresponde ao intervalo de tempo necessário para a execução de apenas um ciclo. No SI, o período é medido em segundos. Veja uma análise dos períodos das ondas A e B representadas anteriormente. onda A

onda B

2 ciclos Æ 1 s 1 ciclo Æ TA

4 ciclos Æ 1 s 1 ciclo Æ TB

TA 3 2 5 1 3 1 TA 5 1 5 0,5 s 2

TB 5 1 5 0,25 s 4

TB 3 4 5 1 3 1

Onde TA indica o período da onda A e TB, o período da onda B. Portanto, período e frequência são grandezas inversamente proporcionais, isto é, f 5 1 ou T T 5 1 . Assim, quanto maior a frequência, menor o período. Veja no quadro abaixo. f

frequência

período

(2Hz) 2 ciclos/segundo

0,5 s

(4Hz) 4 ciclos/segundo

0,25 s

#FICA A DICA!

Acesse o site a seguir e interaja com um simulador de ondas. Disponível em: <http://livro.pro/94igdn>. Acesso em: 20 out. 2018.

Ao multiplicar por 3,6 um valor apresentado em m/s, obtém-se o valor em km/h.

A velocidade de propagação de uma onda tem como unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades (SI) o metro por segundo (m/s), sendo a unidade do comprimento de onda o metro (m) e a unidade do período o segundo (s). Por exemplo, no ar, a velocidade do som é de 340m/s. Isso significa que o som percorre uma distância de 340 metros no tempo de um segundo. Já a luz percorre 3.108 m/s, ou seja, 300 milhões de metros por segundo, ou 300.000 quilômetros por segundo. Por isso, durante um relâmpago, por exemplo, vemos primeiro a luz, e na sequência escutamos o som do trovão.

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Frequência e período não são características específicas das ondas, mas de qualquer evento ou fenômeno que se repita em um mesmo intervalo de tempo. Sendo assim, pode-se fazer algumas perguntas aos alunos, como: • Qual a frequência com que vocês vêm à escola por semana?

• Qual a frequência com que

tomam banho por dia? • Qual a frequência com que vão ao médico por ano? Destaque então que em todas as perguntas foi necessário expressar o intervalo de tempo a ser analisado, como um segundo, um minuto, um dia, um mês, um ano.

-se unidade de medida repetições/segundo por hertz (Hz). Faça a análise do período da mesma forma, com exemplos de situações onde o termo período pode ser inserido, como: • Qual o período de uma aula em minutos? • Qual o período de um dia em horas? Destaque qual a unidade de medida de tempo a ser analisada. A respeito das ondas, saliente que a frequência e o período dependem da fonte geradora da onda. Veja o caso de uma pessoa causando ondas em uma corda. A pessoa é a fonte geradora das ondas, e a frequência de oscilação de sua mão define a frequência das ondas geradas. Diga aos alunos que diferentes fatores podem alterar a velocidade do som, como o meio em que se propaga e até mesmo a temperatura. Esse assunto será abordado posteriormente. Neste momento, se achar interessante, retome com os alunos a equação da velocidade média (vm = deslocamento / intervalo de tempo), abordada no 6o ano desta coleção. Aproveite e retome a transformação entre km/h e m/s, conforme o quadro a seguir.

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Diga que caso uma pessoa tome um banho por dia, por exemplo, a frequência de banhos será de 1 repetição/dia. Em um mês de 30 dias, esta mesma frequência será de 30 repetições/mês. Verifique se os alunos compreenderam que, apenas quando a frequência é analisada em segundos, pede-

(x3,6) m/s

km/h (÷3,6)

Ao dividir por 3,6 um valor apresentado em km/h, obtém-se o valor em m/s. Se achar interessante, proponha a seguinte situação: Se uma pessoa observa um relâmpago e, após 3 segundos, escuta o trovão, qual seria a distância aproximada do relâmpago? Sabendo que o som percorre 340 m/s no ar, então: vm = deslocamento/intervalo de tempo H 340 m/s = deslocamento/3 s = 1 020 m. Assim, o relâmpago ocorreu a aproximadamente 1 020 metros de distância.

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1. a) O micro-ondas emite ondas transversais, enquanto o som que vem do violão corresponde a ondas longitudinais. 3. b) 4 ciclos. Período: 2 segundos. (Período é o tempo para acontecer um ciclo, ou seja, 8 s divididos por 4 ciclos). 4. a) As ondas geradas por um terremoto são de natureza mecânica, isto NÃO ESCREVA NO LIVRO. propagam-se em um meio material. São ondas que se propagam em ATIVIDADES é,todas as direções, transportando energia, podendo atingir cidades e causar destruição. 4. b) Onda mecânica, pois ela precisa de um meio para se propagar, nesse caso, o manto e a crosta terrestre, gerando vibrações que podem causar destruição. c) Qual é o comprimento de onda, a 1. Observe as imagens a seguir: amplitude e a frequência (Hz) dessa onda?

Forno de micro-ondas.

a) Que tipo de propagação de onda, 2. Ondas transversal ou longitudinal, está de rádio. relacionada a cada uma das imagens São ondas acima? eletromagnéticas, b) Em qual(is) das situações é com proimprescindível um meio material para a pagação propagação da onda? transversal. 2. No Sol ocorrem eventos chamados de tempestades solares, que liberam grande quantidade de energia para o espaço. Dependendo da intensidade, as tempestades solares podem gerar interferências nos sistemas de comunicação da Terra, como nas ondas de rádio. Segundo o texto, que tipo de onda de comunicação pode sofrer a interferência de tempestades solares? Classifique-a quanto à sua natureza e forma de propagação.

AMPLIANDO

3. Observe a onda a seguir. 1,7 cm

pelo movimento das placas tectônicas que formam a crosta terrestre. Mesmo que uma cidade esteja distante do epicentro de um terremoto, os abalos sísmicos gerados podem atingi-la e causar grandes destruições. Um exemplo foi o terremoto que atingiu o Chile, em 16 de setembro de 2015, cujo epicentro ocorreu no oceano, a 230 km da capital, Santiago.

Localização do epicentro do terromoto PARAGUAI e Trópico d

io Capricórn

CHILE ARGENTINA

OCEANO PACÍFICO

Epicentro 115 km da costa

Santiago

OCEANO ATLÂNTICO Ilhas Malvinas

520 70º O

Fonte dos dados: USGS – SCIENCE FOR A CHANGING WORLD. Earthquake hazards program. Disponível em: <https://earthquake.usgs.gov/static/lfs/learn/Coquimbo_ Educational_Slides.pdf>. Acesso em: 27 out. 2018.

7 cm

CRIS ALENCAR

Após a realização da atividade 3, relembre que a cada ciclo, ou seja, a cada oscilação de uma parte da onda para cima (crista) e para baixo (vale) em relação ao ponto de equilíbrio, a energia da onda é propagada por uma distância igual a um comprimento de onda. Sendo assim, peça a eles que verifiquem uma forma de calcular a velocidade de propagação da energia nessa onda, que se trata da velocidade de propagação da onda. O período desta onda é o inverso da frequência, ou seja, T = 2 s. Já para determinar a velocidade de propagação da onda, pode-se considerar que cada ciclo tem período de 2 s e, nesse intervalo de tempo, a energia se propaga por um comprimento de onda. Sendo assim, a velocidade da onda, suposta constante, pode ser determinada pelo cálculo da velocidade média.

Pessoa tocando violão.

4. Terremotos são tremores causados

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ATIVIDADES 1. Proponha que os alunos respondam à questão a em conjunto com a classe para discutir semelhanças e diferenças entre situações que podem parecer totalmente distintas. Pode ser que em um primeiro momento os alunos tenham dificuldade até em relacionar as duas ondas eletromagnéticas abordadas, luz visível e micro-ondas, pois o estudo destas ondas ainda não foi realizado. Porém, neste momento é essencial apenas que eles sejam capazes de verificar que em todas as situações ocorre emissão de ondas, que transportam energia sem transportar matéria, e que o som se propaga dependendo do meio material e a luz visível e micro-ondas, não. 4. Os abalos sísmicos são importantes exemplos de propagação de energia por ondas mecânicas. Ao abordar a atividade, retome os assuntos estudados no 8o ano sobre tectônica de placas.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

a) Quantas cristas e vales apresenta essa onda? 5 cristas, 4 vales.

a) De que forma uma região distante do epicentro de um terremoto pode ser atingida pelos abalos sísmicos ocorridos?

b) Que tipo de onda causa a destruição de uma região após um terremoto, b) Quantos ciclos ela apresenta? E o seu mecânica ou eletromagnética? Explique. período? 3. c) Comprimento de onda: 1,7 cm; amplitude: 7 cm; frequência: 4 ciclos → 8 s f → 0,5 s f = 1 Hz ou 0,5 Hz 1. b) Na situação com o violão, pois o som é uma onda 2 mecânica, tipo que se propaga somente em meio material.

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u 17 v = = H v = 0,85 cm/s T 2 Os alunos podem concluir que, sendo o período inverso da frequência, podemos esu crever: v = ou v = u ? f. T

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

TEMA 2

Som

1. Resposta pessoal. O som que sai dos instrumentos faz vibrar o próprio instrumento e o ar ao redor. Cada nota tem um tipo de vibração, assim a pessoa que não ouve pode sentir o som. 2. Eles associavam as notas musicais na escrita musical à vibração que ela causava no instrumento. Assim, sabiam que vibração esperar ao tocar a nota correta. 3. Resposta pessoal. Nesse momento, espera-se que os alunos conversem sobre a importância de ações que geram a inclusão social de todas as pessoas.

Leia os textos a seguir.

Texto 1 Durante uma aula, um professor com surdez permanente disse a seus alunos que gostava de apreciar apresentações culturais que envolvessem música e dança. Curiosos, os alunos perguntaram como ele se conectava com a música. Então o professor explicou que ele não precisava escutá-la, mas senti-la, principalmente quando o som tinha grande intensidade. Texto 2 [...] Carlos buscou um curso de libras para abrir mais oportunidades de conversação. Certa vez, viu seu professor de libras, um homem surdo, chorar ao ouvir uma música tirada por ele de um velho saxofone. O mestre contou ter se emocionado com a vibração do instrumento. Naquela resposta estava mais um estímulo para Carlos. [Ele] começou a ministrar aulas de música para pessoas surdas. Conta com instrumentos de sopro e um teclado. Logo vieram outros alunos com necessidades especiais. Hoje são doze estudantes. [...] O aluno aprende as posições das notas, como pegar no instrumento, colocar a mão nas chaves correspondentes à nota desejada e, ao

LEO TEIXEIRA

mesmo tempo, identifica na escrita musical, a mesma nota. Assim, ele decodifica visualmente a nota correspondente à vibração esperada. Como cada nota tem sua vibração sonora específica, ele consegue ler o que está escrito e, na passagem de uma nota para outra, consegue perceber a diferença entre as vibrações. [...] Na vibração do som, surdos aprendem música. Diário de Pernambuco. Disponível em: <http://blogs.diariodepernambuco.com.br/ideiasdobem/project/na-vibracao-do-som-surdos-aprendem-musica/>. Acesso em: 20 out. 2018.

SOM Neste momento estudaremos especificamente as ondas sonoras, abordando os principais mecanismos envolvidos na emissão e na recepção de informações pelo som, trabalhando parte da habilidade EF09CI05. A proposta desta página é destacar o som não como uma transmissão de informações captada apenas pelas orelhas, pelo sentido da audição, mas mostrar que também pode ser captado por todo o corpo, pelo sentido do tato. Essa sensibilidade ao tato é comumente desenvolvida por pessoas surdas ou com alguma deficiência auditiva. Faça uma leitura coletiva com os alunos dos textos apresentados, destacando que uma pessoa surda aprecia músicas, toca instrumentos de forma harmoniosa, compõe canções, detectando vibrações de diferentes características pelo corpo todo. Professor(a), grande parte da comunidade não ouvinte não se autodenomina como deficiente auditiva, por considerar a surdez uma característica ou condição e opta pelo termo “surdo”. Assim, trabalhe o assunto com os alunos de forma respeitosa.

#FICA A DICA, Professor!

1. Elabore uma explicação de como o professor do texto 1 pode sentir o som. 2. De acordo com o texto 2, como os alunos aprendiam música? 3. Para você, atitudes como a do professor Carlos são importantes? Por quê? Converse com seus colegas sobre o assunto.

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AMPLIANDO

Em se tratando de música e surdez, deve-se destacar o compositor alemão Ludwig van Beethoven (1770-1827), considerado um dos maiores compositores da história da música, que perdeu gradati-

vamente a audição ao longo de sua vida. Mesmo com deficiência auditiva completa, compôs suas obras mais aclamadas, como a Nona Sinfonia, de 1824. Peça aos alunos que realizem uma pesquisa sobre Beethoven e suas contribui-

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ções para a música. Além disso, é possível solicitar que os alunos pesquisem outros(as) músicos(as) com a mesma condição que contribuíram para a história da música.

O filme Minha Amada Imortal retrata a história do famoso compositor clássico Ludwig van Beethoven, sua dolorosa perda de audição e suas estratégias para detectar a harmonia das músicas. • Minha Amada Imortal. Produzido por: Bruce Davey, Stephen McEveety. Reino Unido, EUA, 1994.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS Conforme estudamos, o som é uma onda mecânica, logo, necessita de um meio material para se propagar. O principal órgão do corpo humano responsável por captar as vibrações geradas pelas ondas sonoras no ar é a orelha. Conforme o som se propaga, formam-se regiões de compressão e rarefação no ar. Essa vibração é captada e direcionada pelo pavillhão auricular para o meato acústico externo e atinge a membrana timpânica. A fina membrana timpânica se move conforme a frequência das ondas sonoras. Essa vibração é passada para três ossículos que se conectam a ela: o martelo, a bigorna e o estribo. O estribo se movimenta para frente e para trás, alterando a pressão dentro do vestíbulo, que posteriormente vai fazer vibrar células especializadas que transformarão esse estímulo em impulsos nervosos. Os impulsos nervosos são enviados ao encéfalo, e a informação será processada. pavilhão auricular

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

bigorna martelo

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

rarefação

nervo estribo

rarefação

MAAL ILUSTRA

A palavra som em nosso cotidiano é normalmente relacionada à audição humana. De acordo com sua definição, o som é uma onda sonora definida de forma geral como uma onda mecânica de propagação longitudinal de energia em meios materiais. Caso os alunos não compreendam o significado de compressão e rarefação do ar da propagação longitudinal do som, retome com eles a explicação de onda de propagação longitudinal estudado anteriormente (quando se juntam alguns elos de uma mola e os solta, e os elos da mola oscilam para frente e para trás, enquanto a onda se propaga). Com o som pode-se dizer que ocorre o mesmo nas partículas do ar, em que porções de ar de aproximam (compressão) e se afastam (rarefação) quando o som se propaga. Comente com os alunos que as pesquisas científicas têm demonstrado que deficientes auditivos sentem as vibrações das ondas sonoras de música e que estes estímulos são enviados e interpretados na mesma região do cérebro que interpreta o som escutado por pessoas ouvintes, que captam as vibrações por meio do sentido da audição. Acredita-se que o efeito seja tão real quanto escutar a música pelo sistema auditivo. Sendo assim, a diferença entre pessoas ouvintes e pessoas com deficiência auditiva, em relação ao som, é a forma como a onda sonora da música é detectada, já que a interpretação ocorre na mesma região cerebral.

moléculas dos gases presentes no ar

compressão

meato acústico externo

membrana timpânica cóclea

Fonte: PURVES, W. K. et al. Vida: a ciência da biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 802.

Nos exemplos da página anterior, as pessoas com deficiência auditiva sentiam as vibrações das ondas sonoras por meio dos receptores táteis presentes na pele. Como cada frequência gera uma vibração diferente, elas aprendiam a associar determinada frequência a determinada vibração. Observe que a frequência da onda sonora é o que permite às pessoas com deficiência auditiva interagir com a música. Vamos agora estudar duas importantes características das ondas sonoras, a frequência e o nível sonoro.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Frequência das ondas sonoras

Frequência das ondas sonoras Explique aos alunos que após estudarmos algumas características gerais de uma onda, veremos agora como estas características definem um som, começando pela frequência. Relembre aos alunos que frequência corresponde à quantidade de ciclos executados por unidade de tempo. Enfatize com os alunos que em nosso dia a dia é comum dizer que um som alto é aquele com volume alto. Porém, som baixo ou alto faz referência à frequência das ondas, sendo, respectivamente sons detectados pelo nosso sistema auditivo como um som grave ou agudo. Sobre a escolha da tuba e do trompete como exemplos, explique aos alunos que, na comparação entre os dois, o som da tuba é mais grave que o do trompete, ou o som do trompete é mais agudo que o da tuba. Uma comparação entre os sons emitidos por dois instrumentos auxilia nos estudos de sons graves ou agudos, já que a interpretação e a classificação de apenas um som pelo sistema auditivo pode ser algo subjetivo, que varia entre indivíduos.

Como já estudamos, a frequência de uma onda está relacionada com a quantidade de ciclos executada por unidade de tempo, e sua unidade de medida é o hertz (Hz). A frequência está relacionada com uma característica do som denominada altura, que permite diferenciar um som grave de um som agudo. Cientificamente, um som baixo apresenta baixa frequência, que detectamos como um som grave. Já um som alto é aquele com alta frequência, que detectamos como um som agudo. Veja a seguir um esquema comparativo entre dois instrumentos musicais de sopro. Aumento da frequência

O som emitido por um trompete é de alta frequência, que detectamos como um som agudo.

TEL COELHO/GIZ DE CERA

O som emitido por uma tuba é um exemplo de som de baixa frequência, que detectamos como um som grave.

Músico tocando tuba.

Músico tocando trompete.

Resposta pessoal. Esse questionamento não possui uma resposta única, visto que alguns instrumentos podem emitir sons graves e agudos, como o piano, por exemplo, e outros podem ser produzidos para alcançar alturas diferentes, como o saxofone barítono (sons graves), o saxofone alto (sons médios) e o saxofone tenor (sons agudos).

4. Cite outro exemplo de instrumento musical que emite sons graves e outro que emite sons agudos. O objetivo é verificar se os alunos compreenderam o conceito relacionado à altura do som. Baixo acústico, baixo elétrico, bumbo e tímpano são exemplos de instrumentos que emitem sons graves, enquanto o violino, a flauta e a gaita emitem sons agudos.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Infrassons e ultrassons

ILUSTRA CARTOON

Em geral, a orelha humana é capaz de escutar ondas sonoras com frequências entre 20 Hz e 20 000 Hz, chamadas frequências audíveis ou, comumente, som. Ondas sonoras abaixo de 20 Hz, chamadas infrassons, e acima de 20 000 Hz, chamadas ultrassons, não são perceptíveis pelo ser humano.

INFRASSOM

SOM AUDÍVEL

K.COM TOC

Cachorros são animais capazes de detectar infrassons e ultrassons.

20 Hz

ULTRASSOM

20 000 Hz

Apesar de imperceptíveis aos seres humanos, outros animais podem ouvir infrassons e ultrassons. Os cachorros são um exemplo, pois detectam ondas sonoras com frequências entre 15 Hz e 50 000 Hz, ou seja, são capazes de ouvir desde estímulos infrassons até ultrassons. O elefante é capaz de captar e emitir estímulos infrassons. Na comunicação entre os elefantes, são emitidas ondas sonoras de aproximadamente 16 Hz.

40 cm

Elefantes são animais capazes de emitir e detectar infrassons.

KLETR/SHUTTERSTOCK.COM

T HU

RA NO

FF /S

0 Hz

ALEKSANDRA BA

30 cm

Morcegos são animais capazes de emitir e detectar ultrassons.

2,5 m

CHASE DEKKER/SHUTTERSTOCK.COM

Morcegos e golfinhos são capazes de receber estímulos sonoros na frequência de ultrassons. Esses animais podem captar e emitir ondas sonoras entre 100 000 Hz e 150 000 Hz. BERND WOLTER/SHUTTERSTOCK.COM

Para evitar que o termo som audível seja interpretado como pleonasmo, já que, em nosso dia a dia, som é automaticamente relacionado à audição humana, explique aos alunos que as ondas sonoras são definidas de forma geral como ondas com propagação longitudinal de energia em meios materiais. Quando estas ondas são geradas, elas podem ou não ser detectadas pela audição humana, pois existem ondas sonoras que o ser humano não consegue detectar. Por isso a importância do termo som audível para designar as ondas sonoras que o ser humano é capaz de escutar. Nestes estudos, optamos por apresentar o intervalo de frequência audível mais comumente destacado, entre 20 Hz e 20 000 Hz; porém, explique aos alunos que este intervalo não é exato desta forma, podendo inclusive variar de pessoa para pessoa. Ao abordar o infrassom, diga aos alunos que diariamente estamos expostos a ondas sonoras, mas que não são percebidas. Alguns exemplos de fontes de infrassom são as batidas do coração, os ventos, os motores de elevadores, os abalos sísmicos, as erupções vulcânicas, entre outros. Como complemento de abordagem sobre infrassom, pode-se explicar aos alunos que os abalos sísmicos emitem ondas infrassônicas com frequência na ordem de 4 Hz. Como as ondas infrassônicas possuem baixa frequência, elas podem se propagar por maiores distâncias. Nesse momento, faça uma conexão com a informação apresentada sobre os elefantes, que se comunicam por ondas sonoras com frequências de aproximadamente 16 Hz. Estima-se que infrassons emitidos por elefantes podem ser detectados por outros animais a até 10 km de distância. Complemente dizendo que as grandes orelhas desse animal auxiliam na detecção destas ondas.

Golfinhos são animais capazes de emitir e detectar ultrassons.

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da onda sonora, uma onda mecânica, no exame de ultrassonografia, já que as ondas eletromagnéticas, como raio X e raios gama, serão abordadas no próximo capítulo. Os principais fenômenos ondulatórios envolvidos no exame de ultrassonografia é a reflexão e a refração de ondas mecânicas. Quando a onda sonora incide no corpo de uma pessoa, ela reflete mais intensamente na superfície dos órgãos, possibilitando que uma imagem de seu contorno seja formada com mais nitidez. Estas ondas sonoras também podem sofrer refração, quando passam de um meio para outro e sofrem variação de sua velocidade de propagação. Esta variação também pode ser detectada pelo aparelho, que identifica como uma região de maior ou menor densidade. O texto a seguir apresenta mais informações sobre a velocidade do som e a dependência do meio material no qual a onda sonora (onda mecânica) foi gerada.

MONKEY BUSINESS IMAGES/SHUTTERSTOCK.COM

As ondas ultrassônicas também têm uma importante aplicação na medicina diagnóstica não invasiva, que se refere aos exames realizados externamente, mas capazes de verificar partes internas do corpo humano. Para isso são usados aparelhos de ultrassonografia, que produzem imagens de estruturas internas do corpo humano, como órgãos ou até mesmo bebês dentro do útero materno, a partir de ondas ultrassônicas. Quando o aparelho está em funcionamento, ondas ultrassônicas são emitidas sobre o corpo humano, e são refletidas de forma diferente nos vários tecidos onde incide. O aparelho então recebe essas ondas refletidas com diferentes características e as interpreta, formando uma imagem.

Mulher grávida realizando exame pré-natal de ultrassom para visualizar o bebê.

Velocidade de propagação do som O som pode se propagar a velocidades diferentes, dependendo do meio material. Veja no quadro a seguir. Velocidade do som

Ar (20 °C; 1 atm)

340 m/s

Borracha

54 m/s

Água (20 °C)

1 480 m/s

Ferro

5 100 m/s

Granito

6 000 m/s

BLUEBARRONPHOTO/SHUTTERSTOCK.COM

Material

Avião ultrassônico se movendo a velocidade maior que a do som.

Fonte: UNESP/RIO CLARO.Show de Física. Instituto de Geociências e Ciências Exatas. Disponível em: <http:// www.rc.unesp.br/showdefisica/99_ Explor_Eletrizacao/paginas%20htmls/ Ondas.htm#Equa%C3%A7%C3%A3o_ fundamental_das_ondas>. Acesso em: 20 out. 2018

Os aviões ultrassônicos são aqueles que se movem em velocidades maiores que a velocidade do som no ar (340 m/s ou cerca de 1 224 km/h). Quando superam essa velocidade, ocorre uma grande redução da pressão do ar atrás deles e a água presente na atmosfera no estado de vapor se condensa formando um rastro de nuvem de água líquida. Nesse momento, se diz popularmente que o avião quebrou a barreira do som.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Na abordagem das ondas ultrassônicas, os animais que comumente emitem e detectam ultrassom, como morcegos e golfinhos, utilizam estas ondas sonoras para realizar a ecolocalização. Este processo será abordado na seção O as-

sunto é... ao final do capítulo. Se desejar, pode-se trabalhar esta seção com os alunos neste momento, relacionando-a com o exame de ultrassonografia, abordado na página. O exame de ultrassonografia corresponde a uma importante utilização destas ondas em benefício das pessoas.

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Aproveite para discutir com os alunos sobre a importância destes equipamentos e outros avanços tecnológicos que possibilitam a aplicação das ondas na medicina diagnóstica e no tratamento de doenças, trabalhando assim a habilidade EF09CI07. Neste momento será abordado apenas o uso

Meios que transmitem o som [...] Em relação a sólidos e líquidos, o ar é um mau transmissor do som. Você consegue ouvir o som de um trem distante de maneira mais nítida se encostar seu ouvido nos trilhos. [...] Ou então bata pedras umas nas outras debaixo d’água, mantendo seu ouvido abaixo da superfície do líquido. Você escutará os estalidos das batidas de forma muito nítida. [...]. A rapidez de propagação do som em geral é muito maior nos líquidos do que nos gases, e maior ainda nos sólidos. O som não se propaga no vácuo, porque não existe nada ali para ser comprimido e expandido. HEWITT, P. G. Física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2011. p. 359.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Nível sonoro Quando estamos próximos a um alto-falante que está emitindo som, nossas orelhas recebem mais energia do que se estivéssemos distantes dele. Essa diferença é detectada por nosso sistema auditivo como sons de volumes diferentes. A energia transportada por uma onda sonora está relacionada com a intensidade sonora que, por sua vez, está associada à amplitude da onda, isto é, uma onda com maior amplitude possui maior intensidade sonora, ou seja, maior volume. A partir de uma intensidade mínima perceptível pelo ser humano, chamada limiar audível, podemos escutar um amplo intervalo de intensidades sonoras, sendo esta uma percepção subjetiva, que pode variar entre as pessoas. Por isso, é comum definir nível sonoro de uma fonte sonora como a relação entre a intensidade sonora emitida pela fonte e o limiar audível do ser humano. No SI, o nível sonoro é medido em bel (B). Para refinar ainda mais a classificação sonora, ele é medido em décimos de bel, ou seja, em decibel (dB). Veja a seguir alguns exemplos de níveis sonoros emitidos por algumas fontes sonoras.

EDU RANZONI

ARTHUR FRANÇA/YANCOM

O som emitido por folhas balançando ao vento tem nível sonoro na ordem de 10 dB.

O som emitido pelo tráfego de veículos em uma rua movimentada tem nível sonoro na ordem de 80 dB, a mesma média de um secador de cabelo em funcionamento. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

O nível sonoro de um cortador de grama em funcionamento é da ordem de 105 dB.

BORODATCH/SHUTTERSTOCK.COM

FIRST VECTOR TREND/SHUTTERSTOCK.COM

Nível sonoro Se julgar interessante, comente que intensidade sonora e nível sonoro são conceitos relacionados, porém distintos. Intensidade sonora (I) é uma grandeza que relaciona a energia transportada pela onda sonora, por intervalo de tempo, por área (I = E/Dt ? A). Como energia por unidade de tempo é a definição de potência (P = E/Dt), a intensidade sonora pode ser então definida como a potência da onda sonora a cada área (I = P/A), sendo, por isso, a sua unidade do SI definida como watt por metro quadrado (W/m2). Sendo essa grandeza relacionada ao volume do som, quando nossas orelhas estão próximas à fonte sonora, a energia por área que recebemos é maior (volume maior) do que quando estamos distantes da fonte, quando a energia por área é menor (volume menor). O limiar audível citado na página para um ser humano sem problemas de audição é da ordem de 10–12 W/m2. Podemos ver que o ser humano pode detectar um intervalo amplo de intensidades sonoras, sendo os números expressos em sua forma exponencial de base 10. Sendo assim, é mais conveniente abordar o nível sonoro, que faz uma comparação entre a intensidade sonora de uma fonte e a intensidade mínima audível pelo ser humano. Como trata-se de números escritos na forma de exponencial, o nível sonoro (b) é definido em uma função logarítmica, e como esse assunto não está presente nas habilidades da disciplina de Matemática para essa época escolar, não será abordado. Caso julgue conveniente, realize um trabalho sobre nível sonoro em conjunto com o professor da disciplina de Matemática.

O nível sonoro emitido por uma turbina de avião em funcionamento é da ordem de 120 dB.

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#FICA A DICA, Professor!

Para mais informações sobre intensidade sonora e nível sonoro, acesse: • 60 + 60 = 63? NETO, Maria de Fátima F. Disponível em: <http://livro.pro/t9pb7i>. Acesso em: 18 out. 2018.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS ENTRE CONTEXTOS Na tabela que apresenta os limites de exposição para os ruídos, a unidade de medida utilizada para nível sonoro é o dB(A). Explique que trata-se de uma adequação à forma de interpretar o nível sonoro,

não pelo seu nível real, mas sim pela sensação causada na orelha humana. Comente que a audição humana é capaz de detectar sons a partir de uma intensidade audível mínima de 10–12 W/m2, definido como 0 dB, para frequências de 20 a 20 000 Hz. Neste intervalo de

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medida para nível sonoro qualificada a partir da sensação causada na orelha humana.

Limites de exposição a ruídos

ENTRE CONTEXTOS POLUIÇÃO SONORA

Nível de ruído, em dB (A)

Máxima exposição diária permissível

8 horas

A poluição sonora é um problema ambiental característico de grandes centros urbanos. A exposição excessiva a níveis sonoros inadequados pode causar vários problemas, tanto aos seres humanos quanto para outros seres vivos. Fonte: BRASIL. Ministério da Saúde. Perda auditiva induzida por ruído. Disponível em: <http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/ protocolo_perda_auditiva.pdf>. Acesso em: 20 out. 2018.

4 horas

1 hora e 45 minutos

100

1 hora

105

30 minutos

110

15 minutos

115

7 minutos

[...] Para a Organização Mundial de Saúde (OMS), a poluição sonora de 50 dB (decibéis) já prejudica a comunicação e, a partir de 55 dB, pode causar estresse e outros efeitos negativos. Ao alcançar 75 dB, a poluição sonora apresenta risco de perda auditiva se o indivíduo for exposto a ela por períodos de até oito horas diárias. Alguns efeitos negativos da poluição sonora para os seres humanos são: perda de memória; dor de cabeça; cansaço; gastrite;

LEO TEIXEIRA

estresse; depressão; insônia; agressividade; perda de atenção;

CERRI, A. O que é poluição sonora? ECycle. Disponível em: <www.ecycle.com.br/2733-poluicao-sonora>. Acesso em: 20 out. 2018.

ATIVIDADES

1. Segundo a Organização Mundial da Saúde, mais de um bilhão de pessoas, entre 12 e 35 anos, podem ter perdas irreversíveis na audição por escutar música muito alta em fones de ouvido. Você considera que pode fazer parte dessa estatística? Por quê? Converse com seus colegas sobre o assunto. Resposta pessoal.

#FICA A DICA, Professor!

2. Quais problemas podem ser gerados pela poluição sonora?

Resposta nas Orientações para o professor.

3. Faça uma pesquisa sobre ações que podem ser realizadas para reduzir os efeitos

nocivos da poluição sonora. Apresente os dados obtidos por meio de alguma Resposta pessoal. ferramenta digital e que possam ser compartilhados pela internet com seus colegas.

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frequência de sons audíveis, a orelha humana é mais sensível para uma faixa entre 2 000 Hz e 5 000 Hz, sendo menos sensível para frequências muito pequenas e muito altas. Isso significa que quando estamos expostos a um som de determinado nível sonoro, a sensação audível causada pode va-

riar de acordo com a frequência. Um som de nível sonoro 70 dB, por exemplo, com uma frequência de 1 000 Hz, é detectado por nossas orelhas com 70 dB. Caso este nível sonoro seja emitido com frequência de 50 Hz, nossas orelhas podem detectá-lo como um som de menor nível sonoro.

Comentários sobre as atividades 1. Resposta pessoal. O objetivo da questão é que os alunos possam realizar uma avaliação de seus hábitos quanto a utilização de fones de ouvido. Estimule essa conversa e oriente os alunos quanto aos problemas. 2. Nos seres humanos pode gerar estresse, depressão, insônia, agressividade, perda de atenção, perda de memória, dor de cabeça, cansaço, gastrite, perda de audição temporária ou permanente. Além disso pode gerar o afastamento de animais, problemas para a reprodução, morte e redução de populações. 3. Entre algumas ações, podemos citar: evitar locais com muito barulho; utilizar protetores auditivos em locais de trabalho com muito ruído; escutar música no aparelho portátil com um volume baixo e não utilizá-lo por um período muito longo; evitar ficar perto das caixas acústicas de shows e casas noturnas; fechar as janelas do carro em locais de trânsito barulhento; utilizar equipamentos domésticos mais silenciosos; entre outras.

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Comente que quando o nível sonoro é medido por um equipamento eletrônico, não se sabe qual a sensação que esse som causa realmente na orelha humana. Por esse motivo, criaram-se algumas variações na escala de nível sonoro, como o dB(A), que pode ser então entendido como uma unidade de

As informações apresentadas na atividade 1 foram fornecidas pela OMS (Organização Mundial da Saúde) e publicadas pelo site ONUBR (Nações Unidas no Brasil). Na publicação existem outras informações que podem ser trabalhadas com os alunos. Sugerimos que acesse o link indicado a seguir para obtê-las. • OMS: 1,1 bilhão de pessoas podem ter perdas auditivas porque escutam música alta. NAÇÕES UNIDAS NO BRASIL (ONUBR). Disponível em: <http://livro.pro/ ucz8tw>. Acesso em: 19 out. 2018.

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1. A característica de uma onda sonora que determina se ela é audível ou não é a frequência. Ondas sonoras com frequências entre o intervalo de 20 Hz a 20 000 Hz são audíveis pelo ser humano. Ondas sonoras com frequência abaixo de 20 Hz, chamadas infrassons, e acima de 20 000 Hz, chamadas NÃO ESCREVA ultrassons, não são audíveis pelo ser humano.

ATIVIDADES

NO LIVRO.

2. a) A frequência é a característica da onda sonora que define sua altura, ou seja, um som alto de um som baixo. Um som baixo é detectado pela audição do ser humano como um som grave, e um som alto é detectado como um som agudo.

1. Geralmente, o termo som é utilizado para designar a faixa das ondas sonoras que são audíveis pelos seres humanos. Qual característica determina se uma onda sonora será audível ou não pelo ser humano? O que diferencia uma onda sonora audível de outra não audível pelo ser humano?

na Rússia. Ao passar pela atmosfera, o fragmento emitiu infrassons, detectados por receptores que detectam ondas sonoras de diversas frequências.

2. Quando estamos assistindo algo na televisão ou escutando música pelo rádio, podemos aumentar o volume quando queremos ouvir um “som mais alto” ou abaixar o volume quando queremos ouvir o “som mais baixo”. Essa é uma forma comum de nos expressarmos diariamente; porém, caracterizar um som como alto ou baixo, do ponto de vista científico, não tem relação com o volume.

Meteoro que atravessou a atmosfera sobre uma região da Rússia, em fevereiro de 2013. O efeito luminoso ocorre mediante atrito entre os gases da atmosfera e o astro celeste, produzindo fogo devido ao aquecimento.

a) A onda destacada no texto é mecânica ou eletromagnética? Justifique sua resposta. Por se tratar de uma onda sonora (infrassom), é uma onda mecânica. b) A onda destacada no texto pode ser detectada pela audição humana? Por quê? Resposta nas Orientações para o professor. 4. Certo dia, o professor de Ciências Botão de volume do 2o ano chegou à escola levando de um aparelho consigo copos plásticos, barbante e sonoro. prego. Utilizando o prego, ele fez a) Qual característica das ondas sonoras um furo no fundo dos copos, por define um som como alto ou baixo? onde passou as extremidades do Como o sistema auditivo humano barbante, fazendo um nó em cada diferencia esses dois estímulos? uma delas para que não escapassem. b) Qual é a característica das ondas O professor escolheu dois alunos e sonoras que define o volume do som pediu que segurassem os copos e se que escutamos? distanciassem até que o barbante estivesse esticado. Um dos alunos 3. No dia 15 de fevereiro de 2013, um deveria levar o copo à boca e dizer astro celeste em movimento entrou algumas palavras, enquanto o outro na atmosfera terrestre causando um aluno levaria o copo à orelha, para fenômeno chamado meteoro, na decifrar o que foi dito. região da cidade de Chelvabinsk, 2. b) A intensidade é a característica das ondas sonoras relacionada ao volume. A ela está associada a amplitude da onda, isto é, uma onda sonora de determinada intensidade possui certa amplitude, que é detectada pela audição humana como o volume do som.

DENIS POGOSTIN/ SHUTTERSTOCK.COM

ATIVIDADES 1 a 6. As atividades requerem que os alunos reconheçam as principais características das ondas sonoras e sua utilização em tratamentos de problemas de saúde, objeto de conhecimento contemplado na habilidade EF09CI07. 1. Nesta atividade, pode-se retomar com os alunos os animais que são capazes de emitir e detectar faixas de frequências diferentes daquelas detectadas pelo ser humano, como cachorros, elefantes, morcegos, golfinhos, entre outros. 2. Ao trabalhar esta atividade, se possível, ligue algum aparelho que emita ondas sonoras, como um aparelho de rádio, televisor, smartphone, por exemplo. Ligue o som do aparelho a um volume intermediário, e então aumente o volume, perguntando aos alunos o que mudou na onda sonora emitida, permitindo que revisem o que foi estudado. É esperado que respondam que a onda sonora emitida teve um aumento de amplitude e mais energia foi transportada pela onda. Faça o mesmo procedimento, mas agora reduzindo o volume do som emitido. 3. Explique aos alunos que meteoro é um fenômeno natural que ocorre quando um corpo celeste, que esteja se movendo a alta velocidade, adentra a atmosfera e se incinera devido ao atrito com os gases. No fenômeno ocorrido sobre a Rússia, o corpo celeste explodiu e partiu em diversos pedaços que caíram no solo terrestre (quando o corpo celeste toca o solo, o fenômeno é chamado meteorito). Um dos efeitos do fenômeno ocorrido foi a onda de choque que ele causou, o que permite abordar com os alunos os efeitos que ondas sonoras podem causar devido a sua natureza mecânica. Explique aos alunos que sobre o local onde o fenômeno ocorreu, houve destruição de várias estruturas e janelas de vidro. Isso ocorreu

AP PHOTO/GLOW IMAGES

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

b) Não, porque a audição porque a explosão resultou em D2-CIE-F2-2047-V9-U01-C02-052-071-LA-G20.indd 68 ondas de choque, que podem dos seres humanos pode deser interpretadas como ondas tectar ondas sonoras com fresonoras de alta intensidade, quências variando de 20 Hz a que se propagaram pela atmos- 20 000 Hz. O infrassom corresfera e atingiram outros meios ponde a ondas com frequênmateriais na cidade, como as cias menores que 20 Hz, por construções, destruindo as es- isso imperceptíveis aos receptruturas que não suportaram as tores de som humanos. vibrações causadas.

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Representação da atividade realizada pelos alunos em aula.

a) Explique como as ondas sonoras conseguem se propagar de um copo ao outro. b) Monte uma apresentação digital que explique como nosso corpo identifica os sons. Se achar interessante, além de textos e imagens, coloque vídeos para enriquecer sua apresentação.

5. Observe as imagens a seguir, que mostram dois instrumentos musicais e a representação das ondas sonoras emitidas por cada um deles, no intervalo de tempo de 0,1 s.

A VALERIY LEBEDEV/ SHUTTERSTOCK.COM

0,1 s

A urolitíase, também chamada de cálculo renal ou popularmente de pedra no rim, ocorre quando sais presentes nos alimentos se unem, crescem em tamanho e se aderem ao rim. Os cálculos podem ter tamanho variado. Entre as causas da urolitíase estão a baixa ingestão de líquidos e o excesso de sal nos alimentos. Grande parte dos cálculos é identificada por meio de ultrassonografia. O tratamento para cálculos bem pequenos pode ser a alta ingestão de líquidos, o que ajuda a eliminá-los pela urina, sem necessidade de cirurgia. Entretanto, existem cálculos que, devido ao tamanho, não passam pela uretra e precisam ser desintegrados por ultrassom, em um procedimento chamado de litotripsia. Nesse tratamento, ondas de choque quebram os cálculos em pedaços menores, que, então, podem ser eliminados pelo paciente pela urina. cálculos renais

ondas ultrassônicas

CRIS ALENCAR

VADIM PONOMARENKO/ SHUTTERSTOCK.COM

rim

cálculos renais quebrados

Representação do processo de litotripsia.

(A) Contrabaixo acústico. (B) Violão.

Resposta nas Orientações para o professor. a) Sendo a frequência de uma onda sonora definida pela quantidade de oscilações ou ciclos em um determinado intervalo de tempo, qual a frequência das ondas sonoras representadas nas imagens A e B?

a) Quais são as características de uma onda ultrassônica? Respostas nas Orientações para o professor. b) Pesquise hábitos saudáveis que ajudam a evitar os cálculos renais. Com base nos dados da pesquisa, faça uma autoavaliação: você pratica ou não esses hábitos?

c) A partir desse exemplo, elabore uma b) Qual seria a diferença entre essas duas explicação sobre a importância de ondas sonoras quando uma pessoa as estudar as ondas sonoras. escuta? 4. b) Resposta pessoal. Reúna os alunos em grupo para realizar a atividade. Incentive a pesquisa e a organização das informações que serão apresentadas. Se possível, realize essa atividade em sala.

4. Se possível, construa um telefone de barbante com os alunos, providenciando antecipadamente os materiais necessários. Uma sugestão é dividir os alunos em grupos de quatro integrantes e pedir que cada grupo providencie os materiais e levem em uma aula agendada. A montagem deve ser feita

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com o auxílio do(a) professor(a), que deve fazer os furos nos copos e amarrar os barbantes. 5. Ao trabalhar essa atividade, destaque que a classificação é baseada em uma comparação, ou seja, o som emitido pelo contrabaixo elétrico é mais grave que o som emitido pela guitarra elétrica. Como

a) Imagem A: a onda executa 4 oscilações em 0,1 s; logo, sua frequência é de 40 Hz. 4 40 = = 40 H fA = 0,1 1 H fA = 40 Hz Imagem B: a onda executa 10 oscilações em 0,1 s; logo, sua frequência é de 100 Hz. 10 100 = = 100 H fB = 0,1 1 H fB = 100 Hz

NOPAINNOGAIN/SHUTTERSTOCK.COM

BENTINHO

4. a) Ao falar, as vibrações das pregas vocais passam para o ar que está no interior do copo próximo à boca. A vibração do ar faz o barbante vibrar na mesma frequência. Essa onda se propaga nesse material até a outra extremidade e é transmitida ao ar no interior do segundo copo. Essa onda chega à membrana timpânica, que também passa a vibrar. É assim que o aluno na outra extremidade ouve o que foi dito. 6. Leia o texto, veja o esquema a seguir e depois faça o que se pede.

b) Uma pessoa escutaria o som emitido pelo contrabaixo elétrico mais grave, pois a frequência do som emitido por ele é menor, e o som emitido pela guitarra elétrica mais agudo, pois a frequência do som emitido por ela é maior. 6. Esta atividade contempla a habilidade EF09CI07, abordando o uso de ondas mecânicas, no caso ondas sonoras ultrassônicas, em tratamento de doenças. a) O ultrassom é uma onda mecânica que precisa de um meio material para se propagar, e sua frequência é maior do que 20 000 Hz, por isso é inaudível ao ser humano. b) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos encontrem dados como a ingestão de líquidos e a redução da utilização de sal nos alimentos. Reúna os alunos em grupo para discutirem sobre a autoavaliação e elencarem o que encontraram de comum. Depois proponha uma conversa coletiva em sala. c) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos conversem sobre as aplicações tecnológicas que as ondas podem ter em nossa vida, como nas aplicações relacionadas à saúde.

um recurso didático para faci11/23/18 19:15 litar a interpretação, as ondas foram ilustradas em sua forma tradicional, com propagação transversal. Isso pode ser feito, já que as regiões de compressão do ar podem ser relacionadas às cristas da onda, e as regiões de rarefação do ar aos vales, como mencionado.

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O ASSUNTO É... O ECO NA NATUREZA E NA TECNOLOGIA O eco é um fenômeno de reflexão do som, e acontece, por exemplo, quando uma pessoa emite ondas sonoras e elas encontram um obstáculo, no qual são refletidas, voltando ao emissor. Quando o intervalo entre a emissão do som e sua percepção é maior do que 0,1 segundo, temos o eco. Veja no esquema a seguir.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Representação de uma pessoa emitindo ondas sonoras pela voz próximo a um obstáculo rochoso. As ondas sonoras emitidas (em vermelho) são refletidas pelo obstáculo (em azul).

Alguns animais, como os golfinhos e os morcegos, utilizam esse princípio para localizar presas e obstáculos. Esses sons ecoam no ambiente e retornam até o emissor com informações sobre ele. Esse processo é chamado de ecolocalização. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

1. O morcego emite ondas ultrassônicas que se propagam em todo o espaço ao redor dele.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

4. Os golfinhos emitem ondas ultrassônicas por meio de uma estrutura na região de sua cabeça chamada melão.

2. Essas ondas são refletidas em obstáculos e então retornam em direção ao morcego.

melão

orelha interna mandíbula

3. Ao detectar as ondas refletidas, os morcegos são capazes de estimar a distância entre eles e os obstáculos.

5. As ondas refletidas são captadas pelo golfinho e direcionadas pela mandíbula para a orelha interna, que encaminha os sons recebidos ao cérebro onde serão interpretados.

CRIS ALENCAR

O ASSUNTO É... Comente que o fenômeno da ecolocalização envolve o conceito de eco, termo que se refere à recepção de uma onda sonora emitida após ela ser refletida em um obstáculo. Explique que quando uma fonte sonora emite um som, podemos ouvi-lo pelas ondas que chegam diretamente às nossas orelhas, e também pelas ondas que incidem nas orelhas após refletir em obstáculos. Diga que as orelhas humanas possuem uma característica chamada persistência auditiva, de aproximadamente 0,1 s. De acordo com esta característica, dois sons são distinguidos quando o intervalo de tempo de incidência nas orelhas é maior que a persistência auditiva. Quando o intervalo de tempo é menor que a persistência auditiva, detectamos apenas um som com duração mais prolongada. Este fenômeno é chamado reverberação e pode ser percebido em locais de eventos fechados, como quadras poliesportivas fechadas e auditórios, por exemplo. Explique que quando o intervalo de tempo é maior que a persistência auditiva, podemos detectar dois sons diferentes, no fenômeno chamado eco. Diga que o fenômeno do eco e a forma como ele ocorre serviu como inspiração para nomear o processo de ecolocalização realizados por alguns animais.

SAMU13B

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Representação da ecolocalização utilizada por morcegos e golfinhos.

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2. Resposta pessoal. Professor, se desejar, divida a pesquisa dos grupos por área. Alguns exemplos da utilização de ondas sonoras: Medicina: Os aparelhos de ultrassonografia operam apenas em frequências ultrassônicas e contribuem para diagnósticos e tratamentos médicos. Terapias: O uso da audição pelos cegos recorre ao princípio da ecolocalização. O eco permite à pessoa identificar um obstáculo ou um ambiente por intermédio do som. Alguns cegos emitem sons estalando os dedos ou a língua para criar o eco e, assim, medir a proximidade dos objetos. Construção civil: As ondas ultrassônicas, por não causarem danos à estrutura de peças de concreto armado, são cada vez mais utilizadas, pois são capazes de detectar falhas não visíveis. O princípio da ecolocalização também pode ser observado em equipamentos chamados sonares, existentes em algumas embarcações. Eles emitem ondas sonoras na água em várias direções e, ao encontrarem obstáculos, são refletidas até o aparelho, que calcula as distâncias e fornece informações aos tripulantes. IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

VRX/SHUTTERSTOCK.COM

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Explique que nos golfinhos a ecolocalização permite que estes animais formem imagens do ambiente, que são interpretadas como se tivessem realmente sido vistas. Esta capacidade de interpretar as ondas ultrassônicas refletidas permite que os golfinhos “vejam” (no sentido de interpretar a onda sonora refletida) até mesmo através dos corpos de outros seres vivos, detectando estruturas mais densas, como ossos, dentes e cavidades cheias de gases.

Representação das ondas emitidas pelo sonar (em vermelho) e das ondas sonoras refletidas (em azul). A diferença de tempo entre as ondas emitidas e a percepção das refletidas possibilita ao sonar estimar a forma e a distância dos obstáculos.

ATIVIDADES Por meio de sonares presentes em

1. Como o ser humano pode utilizar a ecolocalização? navios, por exemplo.

2. Forme um grupo com seus colegas e busquem na internet outros exemplos de utilização das ondas sonoras em nosso cotidiano. Apresentem os resultados aos colegas. Quando a onda ultrassônica tem seu tempo de propagação maior em relação a uma região compacta de concreto em virtude da consequente redução de velocidade, constata-se ali uma falha, como trincas ou fendas, onde também é possível obter sua profundidade. A velocidade do ultrassom depende das propriedades elásticas do material e não da sua geometria, por isso a sua importância para esse tipo de estudo. 71 Incentive-os a trazer os resultados da pesquisa para a sala e promova uma conversa sobre o assunto.

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Comentários sobre as atividades 1. A resolução desta atividade envolve o conceito de velocidade média. No caso, após ser emitido, o som deve se propagar até o obstáculo, refletir, e retornar ao emissor, percorrendo assim duas vezes a distância de 34 m com velocidade constante de 340 m/s. Ds H 340 = vm = Dt 34 + 34 68 = H Dt = H Dt 340 H Dt = 0,2 s Se julgar conveniente, pode-se perguntar aos alunos qual seria a distância mínima de um obstáculo para que possamos detectar o fenômeno do eco, considerando uma persistência auditiva de 0,1 s. Ds vm = H 340 = Dt d+d = H 2d = 34 H 0,1 H d = 17 m 2. Nesta questão pode-se destacar a importância dos avanços tecnológicos na aplicação de ondas sonoras para atender necessidades. 3. Sempre que possível, explore a divulgação dos produtos das pesquisas em plataformas digitais, incentivando os alunos na divulgação de informações científicas, que devem ser devidamente pesquisadas e apresentadas de forma correta.

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HABILIDADES

p. XIV

CAPÍTULO

• EF09CI04 • EF09CI05 • EF09CI06 • EF09CI07

ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

COMPETÊNCIAS GERAIS p. XX • 1, 2, 6, 7 e 8.

ENXERGANDO DIFERENTE Você sabia que muitos animais enxergam diferente de nós, seres humanos? Ou somos nós que enxergamos diferente deles? Enfim, o fato é que seres humanos, cachorros, gatos, insetos, aves, aranhas, serpentes – todos enxergam o mundo com cores diferentes.

ESPECÍFICAS p. XXI • 1, 2, 4, 5, 7 e 8.

OBJETIVOS DO CAPÍTULO Diferente dos humanos, os cachorros não conseguem enxergar a cor vermelha.

• Reconhecer o espectro

eletromagnético como uma classificação das radiações eletromagnéticas por suas frequências. • Classificar as ondas eletromagnéticas por suas fontes emissoras e aplicações e discutir seus usos. • Verificar os benefícios e possíveis malefícios gerados pelas ondas eletromagnéticas. • Identificar os mecanismos envolvidos na transmissão de informações por ondas eletromagnéticas e sua importância para os sistemas de comunicação. • Compreender que a luz branca é uma onda eletromagnética composta por todas as cores que forma o espectro visível, sendo cada cor identificada por uma frequência distinta. • Identificar estruturas do olho humano responsáveis pela captação das cores. • Reconhecer que todas as cores de luz podem ser formadas pela composição de três cores captadas pelo olho humano: verde, vermelho e azul. • Reconhecer que a cor de um objeto está relacionada também à cor da luz que o ilumina. • Discutir o papel dos avanços tecnológicos relacionados às ondas eletromagnéticas no seu uso pela sociedade.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS Veja no quadro a seguir as cores vistas por certos animais comparadas às detectadas pela visão humana.

Cachorro Cachorro

Humano Humano

À noite, a visão dos seres humanos é limitada e, normalmente, enxergamos em tons acinzentados.

Humano Humano

Cachorro Cachorro

Os olhos humanos conseguem enxergar diferentes cores.

Já as lagartixas possuem excelente visão à noite, o que as permite caçar com eficiência nesse período. Seus olhos são até 350 vezes mais sensíveis para identificar as cores durante à noite do que os dos seres humanos.

Lagartixa Lagartixa

Bode Bode

Águia Águia

Lagartixa Lagartixa

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ANIMAL

O QUE ENXERGAM

Aranhas (aranhas saltadoras) Insetos (abelhas) Crustáceo (lagosta) Cefalópodes (polvos e lulas) Peixes Anfíbios (sapos)

Ultravioleta e verde Ultravioleta, azul e amarelo Azul e vermelho Azul Duas cores Normalmente veem apenas uma cor

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1. Resposta pessoal, espera-se que os alunos identifiquem que são ondas eletromagnéticas, retomando o que foi estudado no capítulo anterior sobre os tipos de ondas. 1. As cores são interpretações do sistema nervoso dos animais em resposta a estímulos de determinadas frequências de ondas. Você sabe que tipos de ondas são essas?

2. Apesar de enxergarmos mais cores que muitos animais, alguns conseguem captar frequências que

não captamos. Por exemplo, as aranhas e alguns insetos percebem a frequência ultravioleta (UV), imperceptível ao olho humano. Já as serpentes captam a frequência do infravermelho, que também não é perceptível ao ser humano. Algumas tecnologias utilizam as frequências de ultravioleta ou de infravermelho para o funcionamento de aparelhos. Identifique qual tecnologia a seguir está relacionada com a frequência ultravioleta e qual utiliza a frequência do infravermelho.2. Resposta pessoal. Nesse momento não se espera que os alunos associem corretamente as tecnologias, • Sensor de presença. mas que tenham contato com esses conceitos e percebam que eles estão presentes em nosso cotidiano. Sensor de presença e controle remoto utilizam tecnologias com base na • Controle remoto. emissão e recepção do infravermelho. Já as lâmpadas emitem ultravioleta. • Lâmpadas para detectar fraudes, como notas ou bilhetes falsificados. As aranhas saltadoras detectam a frequência do ultravioleta, o que permite que distingam detalhes não percebidos pelos humanos.

Aranha Aranha

Mesmo que os olhos humanos consigam reconhecer um amplo espectro de cores, não enxergam a frequência do ultravioleta nem do infravermelho.

Humano Humano

Em comparação com os olhos dos caracóis de jardim, os dos humanos enxergam de forma mais nítida.

Aranha Aranha

Caracol Caracol

Náutilo Náutilo

Cobra Cobra

Caracol Caracol

ALEX ARGOZINO

Humano Humano

Apesar de os caracóis não identificarem as cores, eles são capazes de se concentrar no formato das coisas e, assim, reconhecer predadores e outros indivíduos de sua espécie.

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Comentários sobre as atividades 1. Nesta atividade, pode ser que alguns alunos respondam que a luz é o tipo de onda relacionada à percepção das cores, já que se trata da onda que estimula o sentido da visão. Caso isso ocorra, comente que a luz é uma onda eletromagnética, já que a atividade questiona qual é o tipo de onda de acordo com sua natureza. O termo onda eletromagnética já foi abordado no capítulo anterior, quando foi feita uma distinção entre onda mecânica e eletromagnética. 2. Esta atividade objetiva identificar os conhecimentos prévios dos alunos em relação ao infravermelho e ao ultravioleta, os quais serão estudados no capítulo.

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ANIMAL

O QUE ENXERGAM

Répteis (serpentes) Aves Mamíferos (gatos) Mamíferos (cães) Mamíferos (coelho) Mamíferos (ratos) Mamíferos (macacos sul-americanos)

Infravermelho e algumas cores Sete cores, ou mais Duas cores, fracamente Duas cores, fracamente Azul e verde Ultravioleta, azul e verde Mesmas cores que humanos

Fonte: ARIZONA STATE UNIVERSITY. How Do You Know If an Animal Can See Color? Disponível em: <https://askabiologist.asu.edu/ colors.animals-see>. Acesso em: 9 out. 2018. Tradução dos autores.

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DO RÁDIO À LUZ VISÍVEL Aproveite o exemplo para conversar com os alunos sobre o desenvolvimento das tecnologias relacionadas ao funcionamento dos celulares. Levante o conhecimento prévio dos alunos sobre o assunto, abordando diversos aspectos, como tamanho, tipos de tela, tipos de serviço oferecido, entre outros. Essa estratégia visa aproximar e despertar o interesse dos alunos sobre o assunto, facilitando sua introdução. Em seguida, converse com os alunos sobre a evolução dos modelos que buscaram explicar as ondas eletromagnéticas; mais precisamente explicar a luz visível, a onda eletromagnética mais comum. Se julgar conveniente, explique aos alunos que, durante a evolução das ideias sobre a natureza da luz, surgiram modelos satisfatórios que a apresentavam como uma onda e modelos satisfatórios que a apresentavam como se fosse formada por partículas. Atualmente considera-se que ambos estão corretos, no que é chamado dualidade onda-partícula. A luz, assim como outros fenômenos que envolvem ondas eletromagnéticas, pode ser interpretada como ondas durante sua propagação e como partículas ao interagir com a matéria. Essas duas propostas são vistas como complementares. A dualidade onda-partícula foi posteriormente verificada também em partículas da matéria, como os elétrons. É importante que o aluno conheça essa proposta, pois demonstra que os modelos científicos que explicam conceitos são criados pelo ser humano a partir de hipóteses e experimentações e que podem se complementar. Mesmo havendo a proposta de dualidade onda-partícula para a luz, faremos uma abordagem apenas ondulatória das ondas eletromagnéticas neste capítulo.

TEMA 1

Do rádio à luz visível Observe o objeto a seguir.

1. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos associem, ao menos, as ondas mecânicas, estudadas no capítulo anterior, responsáveis pela emissão de sons do aparelho e as ondas eletromagnéticas, responsáveis pela luz emitida pela tela. Questione também como eles acham que ocorre a transmissão de dados do telefone, que é feita por ondas de rádio.

1. Em sua opinião, que tipos de ondas estão envolvidas no funcionamento desse aparelho? Justifique sua resposta.

COBALT88/SHUTTERSTOCK

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Telefone celular.

Atualmente, existem mais de 220 milhões de telefones celulares no Brasil, praticamente um para cada pessoa. A grande maioria desses aparelhos possui funções variadas e pode ser utilizada, por exemplo, para comunicação, diversão e trabalho. Os celulares são exemplos de equipamentos desenvolvidos a partir dos estudos e pesquisas sobre ondas eletromagnéticas. O estudo sobre estas ondas se iniciou há muito tempo, quando estudiosos e cientistas tentavam entender como os objetos podiam ser vistos, ou seja, qual era a natureza da luz.

O grego Empédocles (492-432 a.C.), por exemplo, acreditava que nossos olhos eram dotados de um “fogo interno”, capaz de tornar visível todos os objetos. Já o grego Aristóteles (384-322 a.C.) dizia que a luz seria um fluido imaterial retirado dos objetos. Assim, só enxergávamos porque esse fluido chegava a nossos olhos. Muito tempo depois, o físico e matemático inglês Isaac Newton (1642-1727) elaborou uma proposta em que afirmava que a luz era composta de diversas partículas que se propagam com grandes velocidades. Essa é a teoria corpuscular da luz. Contemporâneo de Newton, o físico e astrônomo holandês YARASLAU/SHUTTERSTOCK Christiaan Huygens (1629-1695) propôs a teoria ondulatória para a luz, ou seja, a luz teria comportamento de uma onda, sendo formada por pulsos oscilantes que se propagam em um meio. Tanto a teoria corpuscular de Newton quanto a teoria ondulatória de Huygens explicavam alguns fenômenos relacionados à luz. Quase dois séculos depois, o físico e matemático escocês James Clerk Maxwell (1831-1879), estudando fenômenos elétricos e magnéticos, verificou que a luz que enxergamos é uma onda eletromagnética com uma frequência específica que o olho humano é capaz de detectar.

Os raios solares, como luz visível, infravermelho e ultravioleta, são exemplos de ondas eletromagnéticas.

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Sobre a evolução dos conceitos referente à luz, pergunte aos alunos sobre os modelos de Empédocles e Aristóteles para explicar a luz e a visão. De acordo com Empédocles, enxergamos porque nossos olhos emitem algo, enquanto Aristóteles afirmou que a luz era emitida pelos corpos que

vemos. Hoje sabemos que enxergamos algo porque a luz emitida por alguma fonte o ilumina, e a luz refletida incide em nossos olhos. É importante destacar nesse momento a Ciência como uma construção humana, passível de erros e equívocos e dependente de um contexto histórico e social.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

As ondas eletromagnéticas compõem o chamado espectro eletromagnético, uma organização das ondas em relação às suas frequências. É importante destacar que, apesar de algumas regiões de espectro serem identificadas por nomes, os valores de frequência associados são aproximados, não existindo um limite exato entre as divisões. A luz visível é um exemplo de onda eletromagnética. Ela corresponde à faixa de frequência do espectro eletromagnético perceptível aos nossos olhos. Outros importantes exemplos são as ondas de rádio, as micro-ondas, o infravermelho, o ultravioleta, o raio X e os raios gama.

Nesta página apresentamos o espectro eletromagnético, uma organização das ondas eletromagnéticas em relação à sua frequência. É importante destacar que o espectro é também organizado em relação ao comprimento das ondas eletromagnéticas. Estas são grandezas inversamente proporcionais, ou seja, o aumento da frequência de uma onda eletromagnética é acompanhado pela redução de seu comprimento de onda. Considerando a época escolar, optamos por apresentar apenas a classificação pela frequência, contemplando assim a habilidade EF09CI06. Não existem limites definidos entre as ondas que compõem o espectro, de forma que os valores de frequência associados são aproximados para cada região. Por esse motivo, é comum apresentar o espectro com as frequências indicadas por ordem de grandeza, uma forma de expressar medidas não por seu valor exato, mas utilizando potências de base 10 mais próximas dessa medida.

1 - Ondas de rádio: ondas eletromagnéticas comumente utilizadas em sistemas de comunicação, como rádio, televisão, telefonia celular, entre outros.

104 ondas de rádio 106

2 - Micro-ondas: ondas eletromagnéticas que podem ser utilizadas em sistemas de telecomunicação por satélite, por exemplo: funcionamento de radares e em fornos micro-ondas para aquecer alimentos.

108 2

1010

3 - Infravermelho: ondas eletromagnéticas relacionadas à transmissão de calor. Podem ser usadas no funcionamento de sensores de presença, controles remotos de eletroeletrônicos, câmeras noturnas, entre outros.

micro-ondas 3

1012

infravermelho 4 - Luz visível: ondas eletromagnéticas perceptíveis pela visão humana, formadas por cores com frequências específicas.

1014 4 5

5 - Ultravioleta: ondas eletromagnéticas emitidas pelo Sol e por alguns equipamentos elétricos, como lâmpadas.

1016

1018 raios X

7 - Raios gama: ondas eletromagnéticas de alta energia, utilizadas de forma controlada em tratamentos médicos de algumas doenças.

ILUSTRAÇÕES: SIRIO CANÇADO

6 - Raio X: ondas eletromagnéticas com capacidade de atravessar diversos tecidos do corpo humano, e largamente utilizadas na realização de exames médicos não invasivos.

1020

1022 raios gama 1024

Representação do espectro eletromagnético.

Fonte: HALLIDAY, D. et al. Fundamentos de Física: Óptica e Física moderna. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p. 2. v. 4.

Neste tema estudaremos as ondas eletromagnéticas que abrangem frequências do rádio à luz visível. No próximo tema, estudaremos frequências da luz ultravioleta aos raios gama.

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AMPLIANDO

A apresentação do espectro eletromagnético com as frequências em ordem de grandeza permite realizar uma atividade conjunta com o(a) professor(a) de Matemática. Uma sugestão de atividade é fazer algumas perguntas referentes a medidas aos alunos,

mas indicando que eles devem responder apenas valores com potência de base 10, como 1 (100), 10 (101), 100 (102), 1000 (103), 10 000 (104) e assim por diante. Pode-se perguntar, por exemplo, qual é a altura aproximada de uma pessoa. Nesse caso eles irão usar a ordem de

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100 m. Qual é a altura de um prédio de 10 andares? Cerca de 101 m. Qual é o preço de um computador simples? Por volta de R$ 103. Qual é o preço de um carro popular? Cerca de R$ 104. É importante que os alunos notem que as respostas não são as medidas exatas, mas

a ordem de grandeza do número, por exemplo, a altura de uma pessoa é da ordem de 1 m (100 m), já que a próxima ordem de grandeza seria 10 m (101 m), o que é distante de sua altura real.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ondas de rádio Quando desejamos escutar a programação de uma emissora de rádio, é comum sintonizarmos a frequência da emissora desejada em um aparelho. As ondas eletromagnéticas que possibilitam essa sintonia são chamadas ondas de rádio e são emitidas pelas torres de transmissão da emissora. Esta é apenas uma das utilizações das ondas eletromagnéticas, que também são usadas na transmissão de sinais de televisão, radares, telefonia móvel, sistemas de comunicação naval e aeronáutico, entre outros.

Antenas emissoras de ondas de rádio localizadas em Ribeirão Preto, SP, 2018. Ondas de rádio são ondas eletromagnéticas utilizadas em sistemas de comunicação.

MOVIA FILMES/SHUTTERSTOCK

A comunicação é essencial para o desenvolvimento científico, tecnológico e social da humanidade e foi a compreensão sobre como emitir e receber ondas eletromagnéticas que proporcionou a comunicação a distância. As ondas de rádio estão na faixa de frequência entre 104 Hz e 1010 Hz. Note que no espectro eletromagnético apresentado anteriormente, a frequência de 1010 Hz está na região das micro-ondas. Isso ocorre porque as micro-ondas são consideradas ondas de rádio de alta frequência e também são utilizadas em sistemas de comunicação.

No Brasil, a Anatel (Agência Nacional de Telecomunicações) é o órgão que regulamenta e fiscaliza o sistema de telecomunicação por ondas de rádio. Uma das normas define que algumas faixas de frequência são de uso exclusivo para comunicação da marinha, polícia, ambulâncias e aeronáutica. Ambulância em Manaus, AM, 2018. Existem faixas de frequência de ondas de rádio que são de uso exclusivo para comunicação das ambulâncias, viaturas policiais, aeronáutica, entre outros.

ERNESTO REGHRAN/PULSAR IMAGENS

Ondas de rádio Aqui se inicia o estudo do primeiro tipo de onda eletromagnética, comumente identificada no espectro eletromagnético pelo nome onda de rádio. Destaque aos alunos que o nome dessas ondas normalmente remete às estações de rádio, ou radiofônicas. Pergunte a eles quais rádios eles conhecem, sendo esperado que eles respondam algumas estações radiofônicas conhecidas na região ou no país. Então, explique que as ondas de rádio podem ser utilizadas em diversas outras situações, além da conhecida utilização pelas estações radiofônicas. Com relação às micro-ondas, optamos em inserir um espectro eletromagnético que destaque essa região. Porém, é importante destacar que as micro-ondas são consideradas ondas de rádio curtas de alta frequência, sendo por isso comumente incluídas na região das ondas de rádio em muitos espectros eletromagnéticos. Pode soar estranho aos alunos quando verificarem a informação apresentada na página, de que micro-ondas podem ser consideradas ondas de rádio, principalmente por relacionarem as micro-ondas aos fornos que levam seu nome. Assim, é importante destacar essas informações.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Nos sistemas de comunicação que se utilizam de ondas de rádio, a emissão das ondas é geralmente feita por aparelhos transmissores instalados em torres, e sua recepção é feita por equipamentos como televisão, rádio e telefone celular, que atuam como receptores. As ondas de rádio de menores frequências (entre 103 Hz e 106 Hz), como aquelas emitidas por emissoras AM (da sigla amplitude modulada), são conhecidas como ondas longas, pois possuem um comprimento de onda que permite sua reflexão na ionosfera, permitindo que essas ondas tenham um longo alcance.

ondas refletidas na ionosfera

recepção do sinal emitido

SELMA CAPARROZ

torre emissora

Representação da emissão de ondas de rádio AM.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Ondas de rádio que têm frequências maiores, como as emitidas por emissoras FM (da sigla frequência modulada) e alguns sinais de televisão, têm comprimento de onda menor e não são refletidas na ionosfera. Essas transmissões utilizam outras torres que retransmitem o sinal, aumentando o alcance das ondas.

recepção do sinal emitido

torre de retransmissão SELMA CAPARROZ

torre emissora

Representação da emissão de ondas de rádio FM.

Em alguns casos, as emissoras de televisão e telefonia móvel fazem a retransmissão por satélite, quando são utilizadas frequências na faixa das micro-ondas, que veremos a seguir.

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#FICA A DICA, Professor!

Acesse o link sugerido a seguir para ver informações adicionais sobre o estudo das ondas, como análise do comprimento de onda, amplitude, frequência e período.

• Ondas. UNIVERSIDADE FE-

DERAL DO RIO GRANDE DO SUL. Disponível em: <http:// livro.pro/j78hu4>. Acesso em: 10 out. 2018.

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Diga aos alunos que as ondas de rádio AM, conhecidas como ondas longas, são aquelas com frequência na ordem do quilohertz (103 Hz), podendo atingir até a ordem do mega-hertz (106 Hz). Já as ondas de rádio FM têm frequência a partir da ordem de mega-hertz (106 Hz) podendo atingir a ordem de 108 Hz, lembrando sempre que não existe um limite definido entre os tipos de ondas eletromagnéticas. Neste momento, se possível, pode-se apresentar aos alunos algum aparelho elétrico que tenha sintonia de estações de rádio. Mostre o visor com os valores de frequência escritas, chamando a atenção dos alunos aos valores em mega-hertz para as estações FM. Caso a sintonia seja digital, como ocorre na maioria dos aparelhos atuais e em telefones celulares, pode-se mostrar uma estação sintonizada e o valor de sua frequência. Sobre a classificação como ondas longas, pode-se lembrar que o comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência, ou seja, dentro do intervalo de frequência designado como ondas de rádio, as ondas longas são aquelas com menores frequências e, portanto, com maiores comprimentos de ondas. Para melhor explicar o conteúdo, desenhe duas ondas no quadro, com sua forma tradicional de oscilação transversal, com comprimentos de ondas diferentes. Então, sendo as duas ondas eletromagnéticas, explique que a de maior comprimento possui menor frequência, e a de menor comprimento de ondas possui maior frequência. Pergunte aos alunos qual seria uma onda de rádio de uma estação de frequência FM, sendo aquela de menor comprimento de onda, e qual seria a de uma estação de frequência AM, que seria a de maior comprimento de onda.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Micro-ondas As micro-ondas são ondas eletromagnéticas na faixa de frequência entre 109 Hz e 1011 Hz. Essas ondas dão o nome ao aparelho que pode ser utilizado em cozinhas para aquecer alimentos e bebidas – o forno de micro-ondas. No interior desse aparelho são emitidas ondas eletromagnéticas com frequência específica que fazem as moléculas de água do alimento vibrarem com maior intensidade. As micro-ondas também são ondas de rádio de alta frequência utilizadas em sistemas de comunicação como emissoras de rádio, televisão e telefonia móvel. Nesse caso as micro-ondas não são refletidas pela ionosfera, sendo necessário torres de retransmissão. Em algumas transmissões de televisão e telefonia móvel, a retransmissão é feita por satélites artificiais, equipamentos de observações científicas, telecomunicações ou pesquisa, colocados em órbita ao redor de um astro celeste, como a Terra. O uso de satélites artificiais na retransmissão de ondas de alta frequência possibilita aumentar o alcance das informações das fontes emissoras. retransmissão por satélite artificial

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

torres emissoras

SELMA CAPARROZ

retransmissão por torre recepção de sinal

Representação da emissão de ondas retransmitidas por torres ou satélites artificiais.

As micro-ondas também estão presentes nos aparelhos conhecidos como radares móveis, utilizados por agentes de trânsito para controle das velocidades dos veículos nas vias públicas. O radar móvel emite uma onda eletromagnética em direção ao veículo e a contagem do tempo é iniciada. A onda é refletida no veículo e retorna ao aparelho, que compara o tempo entre a emissão e a recepção da onda e a distância do equipamento ao veículo, determinando sua velocidade. ERNESTO REGHRAN/PULSAR IMAGENS

Micro-ondas Como já mencionado, as micro-ondas podem ser consideradas ondas de rádio curtas, de alta frequência. Enfatize essa informação, solicitando aos alunos que retornem à página 76 e leiam o trecho do quarto parágrafo que destaca que as ondas de rádio são ondas eletromagnéticas com frequência na ordem de 104 Hz a 1010 Hz. Anote essa informação no quadro. Em seguida, peça aos alunos que retornem à página 75 e localizem a frequência com ordem de grandeza de 1010 Hz. Eles irão verificar que ela corresponde à região do micro-ondas. Com isso, pode-se dizer que micro-ondas podem ser consideradas ondas de rádio, sendo comumente utilizadas em sistemas de comunicação via satélite, como transmissão de televisão e telefonia móvel. Assim como as ondas de rádio FM, as micro-ondas não são refletidas pela ionosfera. A frequência das ondas emitidas pelo forno micro-ondas para aquecer alimentos é de aproximadamente 2 ? 109 Hz, ou 2 giga-hertz (2 GHz). Nesse equipamento existe um dispositivo chamado magnétron, que emite as micro-ondas. Essa informação é importante pois apresenta a fonte emissora e a aplicação dessa onda eletromagnética, abordando a habilidade EF07CI06.

Agente de trânsito utilizando radar móvel durante a fiscalização de trânsito em uma via em Londrina, PR, 2016.

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#FICA A DICA, Professor!

Veja no link a seguir mais informações sobre como as micro-ondas emitidas em um forno aquecem os alimentos.

• Como funciona o for-

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no de microondas? UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL. Disponível em: <http://livro.pro/s6c9o4>. Acesso em: 11 out. 2018.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Infravermelho

SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Os raios infravermelhos são ondas eletromagnéticas na faixa de frequência entre 1011 Hz 14 e 10 Hz. Essas ondas estão presentes, por exemplo, na irradiação de calor emitida pelo corpo humano, permitindo mapear sua temperatura. Além disso, o infravermelho é aplicado em imagens de visão noturna, controles remotos, sensores de presença, sensores de movimento em videogames, células solares para geração de energia elétrica, telescópios, entre outros. Um exemplo de aplicação médica está relacionado ao diagnóstico de doenças, como o câncer de mama. A região afetada pelas células cancerígenas apresenta maior temperatura, o que gera um mapa térmico, um tipo de imagem formada por aparelhos que captam as ondas de infravermelho emitidas pelo corpo.

Mapa térmico da região do tórax de uma mulher. Ela mostra o aumento de temperatura na mama esquerda, o que dá indícios para o diagnóstico de câncer. Os tons em azul representam áreas mais frias e os tons em amarelo, áreas mais quentes.

Outro exemplo de aplicação do infravermelho é no funcionamento de controles remotos. Cada botão do controle emite um pulso infravermelho quando é acionado. Esse pulso é decodificado por meio de receptores presentes nos aparelhos, que executam a operação desejada. FOTOS: IZA GUEDES

Essa é a imagem de um controle remoto em funcionamento, quando vista por meio de uma câmera fotográfica digital, que apresenta sensores capazes de captar a luz visível e algumas frequências de infravermelho. Dessa maneira, ao observar o controle pela câmera, a radiação infravermelha é percebida.

Essa é a imagem que vemos de um controle remoto.

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#FICA A DICA, Professor!

Veja mais informações sobre o espectro eletromagnético, em especial sobre o infravermelho, no artigo indicado a seguir, que apresenta dois experimentos simples relacionados ao assunto.

• “Vendo o invisível”. Experi-

mentos de visualização do infravermelho feitos com materiais simples e de baixo custo. MICHA, Daniel Neves et al. Revista Brasileira de Ensino de Física, 2011. Disponível em: <http://livro.pro/r3rs9y>. Acesso em: 11 out. 2018.

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Infravermelho Ao trabalhar a irradiação de calor, retome com os alunos esta forma de propagação do calor, por meio de ondas eletromagnéticas, estudada no 7o ano e relacionado à habilidade EF07CI03. Pode-se retomar também os outros dois processos, a condução e a convecção térmica. Ao abordar o aumento de temperatura corporal na região afetada pelo câncer, explique que isso ocorre porque as células cancerígenas se reproduzem descontroladamente, aumentando a perfusão sanguínea no local, gerando um aumento da temperatura. A perfusão corresponde à passagem do sangue em um organismo ou órgão. Ainda sobre o tema câncer, retome com os alunos a importância de realizar exames periódicos de prevenção – exame de mama para as mulheres e exame de próstata para os homens, por exemplo. Comente que os programas de rastreio da mama para verificar a existência de câncer se baseiam principalmente na mamografia por raios X, técnica que revela detalhes internos da estrutura da mama. Os raios X são uma onda eletromagnética que será abordada posteriormente neste capítulo. Com relação ao infravermelho emitido pelo controle remoto, evidenciado pela câmera fotográfica, pode-se explicar aos alunos que a radiação utilizada nesses equipamentos tem frequência e comprimento de onda próximos aos da radiação visível. Estes são captados pelos sensores das máquinas fotográficas e registrados como fotografias, assim os percebemos como luz visível.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Veja a seguir uma investigação feita por uma aluna, envolvendo luz e cores. Utilizando um compasso, a aluna desenhou uma circunferência de 15 cm de raio em uma cartolina. Em seguida, com um transferidor, ela dividiu o círculo em sete setores circulares com cerca de 51º de ângulo de abertura cada um, e coloriu cada setor circular com uma cor diferente: vermelha, laranja, amarela, verde, azul, anil e violeta. Por último, a aluna cuidadosamente passou um lápis pelo centro do círculo e, girando o círculo, observou a face colorida do disco como mostra a imagem a seguir.

Representação de passos da investigação feita pela aluna.

2. A face colorida foi vista com uma cor próxima à branca.

2. O que ocorreu quando o disco foi girado rapidamente? 3. Elabore uma hipótese para o resultado observado.

A luz visível, ou seja, aquela que conseguimos enxergar, possui frequências na ordem de 10 Hz. Dentro deste espectro, cada frequência equivale a uma sensação de cor. O termo “sensação” se relaciona ao fato de que é nosso cérebro que enxerga as cores, assunto que abordaremos mais a frente. 14

ondas de rádio

infravermelho raios X raios gama

micro-ondas

VANESSA NOVAIS

Comentários sobre as atividades 2. Pode ocorrer que a cor visualizada não seja branca, mas um tom de branco acinzentado. Isso ocorre porque as cores que formam o disco não são puras. Além disso, a velocidade de giro do disco utilizando o lápis pode não ser suficiente. 3. Após os alunos apresentarem suas hipóteses, é importante que eles percebam que nesta investigação, ao observar o disco em movimento, a luz que ilumina a região colorida do disco chega sobreposta aos nossos olhos, e o resultado dessa sobreposição é a interpretação de uma cor branca, ou próximo dela.

Luz visível

LUCAS FARAUJ

Luz visível Verifique a possibilidade de realizar com os alunos a atividade prática demonstrada no livro. Avalie se a confecção do disco será feita em sala, sendo necessário agendar o dia para que os materiais sejam providenciados. Os alunos também podem trazer o disco pronto de casa, sugerindo um trabalho em grupo. Caso os alunos elaborem a montagem em casa, pode-se solicitar que pesquisem outras formas de fazê-lo. Por exemplo, utilizando um CD ou DVD antigo. Nesse caso é necessário colar o disco colorido e fazer dois furos alinhados, ao redor do centro do CD/DVD. Assim, um barbante é passado nos dois furos que foram feitos para que o disco seja girado. Existem imagens já prontas do disco colorido na internet, que podem ser impressas. A elaboração desse disco pode ser uma oportunidade para um trabalho interdisciplinar com Matemática, pois envolve o uso de compasso, para traçar a circunferência, e do transferidor, para demarcar um ângulo central de aproximadamente 51°.

3,8 ? 1014 Hz

3,8.1014 Hz

7,8 ? 1014 Hz

7,8.1014 Hz

Espectro eletromagnético destacando a faixa de frequência da luz visível, composta por várias cores.

Fonte: HALLIDAY, D. et al. Fundamentos de Física: Óptica e Física moderna. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p. 2. v. 4.

3. Espera-se que os alunos cheguem à conclusão de que a cor “branca” é formada pela mistura de todas as cores. Explique a eles que essa mistura observada é composta de luz, e que a luz branca é formada pela soma de todas as cores, isto é, todas as frequências.

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#FICA A DICA, Aluno!

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Veja a seguir um link de um endereço, em inglês, no qual um disco de Newton pode ser impresso. • Color Theory. MIT. Disponível em: <http://livro.pro/pnxjb8>. Acesso em: 11 out. 2018.

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BRIDGEMAN/FOTOARENA

Observe que no espectro eletromagnético foi dado um destaque para a luz visível nas cores vermelha, laranja, amarela, verde, azul, anil e violeta. Na atividade prática, a aluna utilizou essas cores para pintar o disco. Ao girá-lo, a luz que ilumina cada uma das cores do disco incide nos olhos de forma praticamente simultânea e nosso cérebro interpreta esse estímulo como uma cor Gravura representando o experimento de Isaac Newton de decomposição da luz. próxima à branca. Um dos primeiros cientistas a verificar que a luz branca é composta de todas as frequências da luz visível foi Isaac Newton. Em um experimento realizado por ele, ao incidir um feixe de luz solar sobre um sólido transparente chamado prisma, Newton verificou que a luz branca foi decomposta e refletida na parede em diversas cores.

KMLS/SHUTTERSTOCK.COM

Ao atravessar um prisma, a luz branca sofre uma variação de sua velocidade de propagação, fenômeno chamado refração. Como cada cor apresenta comprimento de onda e frequência específicos, elas refratam de forma diferente ao entrar no prisma e ao sair dele, o que causa a decomposição da luz branca em suas cores. Esse fenômeno é chamado dispersão. Além do Sol, que é uma fonte natural de luz branca, fontes artificiais, como as lâmpadas, também podem emitir luz nas frequências correspondentes à luz visível. Representação do fenômeno de dispersão da luz branca, ao atravessar um prisma transparente.

Arco-íris

MARCOS AMEND/PULSAR IMAGENS

O fenômeno de dispersão da luz também ocorre quando os raios de luz vindos do Sol atravessam as gotas de água que estão na atmosfera. Nessa situação, as gotas se comportam como um prisma, decompondo a luz solar nas cores que visualizamos no céu.

mas é importante dizer que, se a luz do Sol incidisse diretamente em um objeto sem sofrer a dispersão, a cor desse objeto poderia ser notada de forma levemente diferente daquele que estamos acostumados a ver. Por esse motivo, percebemos os objetos de forma diferente quando iluminados pela luz do Sol e quando iluminados pela luz branca de uma lâmpada. As páginas 80 e 81 foram dedicadas a explicar que a luz branca é composta da mistura de todas as cores do espectro eletromagnético. Na investigação do disco de Newton, o fenômeno luminoso envolvido é a reflexão da luz. Já na investigação com prisma, realizada por Isaac Newton, o fenômeno envolvido é a refração da luz, que consiste na variação da velocidade da luz quando ela passa de um meio físico para outro. Como a luz branca é formada por todas as cores, cada uma delas sofre uma refração distinta ao atravessar o prisma, de forma que a refração causa a dispersão da luz branca. Esta investigação de Newton foi muito importante para a evolução dos conceitos sobre o assunto, logo, é importante que os alunos a conheçam, mesmo que a refração da luz ainda não seja estudada neste momento.

Arco-íris na terra indígena Raposa Serra do Sol. Uiramutã, RR, 2017.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Com relação à luz do Sol, se desejar, explique aos alunos que ela é composta de todas as cores do espectro visível. Porém, ao incidir na atmosfera, ela sofre um fenômeno conhecido como espalhamento, causado por

partículas que a compõem. Durante o dia, as cores que mais sofrem espalhamento é o azul e o violeta. Como nossos olhos são mais sensíveis ao azul, essa é a cor que notamos no céu. Caso existam mais partículas no céu, como poeira, nuvens ou umidade, mais cores são espalhadas,

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e vemos uma coloração mais próxima ao branco. Logo, se algumas cores sofrem espalhamento pelo céu, a luz do Sol que ilumina o ambiente consiste de um conjunto de cores com essas cores subtraídas. Essa subtração não causa grandes efeitos para enxergarmos as cores dos objetos,

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Como enxergamos as cores Na retina do olho humano existem dois tipos de célula fotorreceptoras relacionados à percepção da luz: os cones e os bastonetes. Os bastonetes são sensíveis à claridade e os cones nos possibilitam a visão de cores. Animais que têm somente bastonetes enxergam como se fosse um filme em preto e branco. Existem três tipos de cone, cada um com sensibilidade maior a determinada frequência de luz: vermelha, verde ou azul. Devido a uma sobreposição na absorção dessas cores, ao receberem estímulos luminosos, várias tonalidades podem ser interpretadas pelo cérebro, resultando nas diferentes cores que percebemos. Dessa maneira, mesmo que a luz branca seja a soma de várias cores, os olhos humanos têm células que captam as três cores principais – vermelha, verde e azul. Após atravessar a córnea e entrar pela pupila, a luz atinge a região da retina no fundo do olho. Nesse local, os bastonetes e os cones são estimulados, conforme a frequência da luz incidente, e enviam informações aos neurônios adjacentes, que, por meio do nervo óptico, enviam impulsos nervosos até o encéfalo, onde as cores serão interpretadas. córnea

fotorreceptores

retina nervo óptico

neurônios

íris

cones

pupila

AS CORES NÃO SÃO REAIS. IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

lente humor vítreo

Estrutura do olho humano mostrando cones e bastonetes.

LEE

bastonete

retina

REN

Como enxergamos as cores Verifique a possibilidade de iniciar os estudos deste assunto realizando a atividade proposta na seção Oficina Científica. Ao estudar a percepção das cores, explique aos alunos que a cor é uma percepção fisiológica do ser humano, relacionada à interação da luz com os olhos, podendo então variar entre indivíduos. A luz com menor frequência detectada pela visão humana corresponde à cor vermelha para a maioria das pessoas. Já a luz com maior frequência detectada pela visão humana corresponde à cor violeta para a maioria das pessoas. Entre esses limites, o espectro da luz visível é formado por infinitas cores, e assim como ocorre com as outras ondas eletromagnéticas, não há um limite bem definido entre elas. Destaque aos alunos que a luz branca é uma onda eletromagnética formada pela mistura de todas as outras cores. Já quando se fala em percepção da luz pelos nossos olhos, a detecção é feita com base em três cores. Estas cores de luz são chamadas de primárias, e formam um sistema conhecido pela sigla RGB, iniciais das cores na língua inglesa (vermelho – red, verde – green e blue – azul). Este é o sistema de cores utilizado em aparelhos de televisão e monitores de computadores. Existe outro sistema de cores conhecido pela sigla CMYK, iniciais das cores na língua inglesa (ciano – cyan, magenta – magenta, amarelo – yellow e preto-black ou key; neste caso, o preto é encarado como uma mistura colorida). A principal diferença entre esses dois sistemas é que o RGB corresponde à cor luz, ou seja, à cor emitida por fontes luminosas, como a televisão e as telas de computadores. Já o sistema CMYK corresponde à cor pigmento, ou seja, às cores que são misturadas para

Fonte: CAMPBELL et al. Biologia. 10 ed. 2015. p. 1112.

Veja a seguir como podemos enxergar as cores a partir de uma combinação de três feixes de luz – vermelho, verde e azul – incidindo em uma parede. luz vermelha

OLEKSII LIEBIEDIEV/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

luz azul

luz verde

1 - sobreposição das luzes vermelha e azul, formando a cor magenta 2 - sobreposição das luzes verde e vermelha, formando a cor amarela 3 - sobreposição das luzes verde e azul, formando a cor ciano 4 - sobreposição das luzes verde, vermelha e azul formando a cor branca

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gerar qualquer outra cor em uma impressão, por exemplo.

#FICA A DICA, Aluno!

• Visão e Cor. PHET. Disponível

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em: <http://livro.pro/dwgrbh>. Acesso em: 11 out. 2018.

Oriente os alunos a acessarem e a manipularem o simulador do link a seguir sobre a luz e a percepção das cores pelo ser humano.

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Laser – uma cor

AZUR13/SHUTTERSTOCK.COM

A luz branca é uma combinação de diversas cores, por isso a chamamos de policromática. Quando a luz é emitida em apenas uma cor, ela é denominada monocromática, como é o caso do laser.

Evento em que se utiliza laser como efeito visual para o espetáculo.

ANATOLY VARTANOV/SHUTTERSTOCK.COM

O primeiro equipamento emissor de laser foi desenvolvido por volta de 1960 pelo físico estadunidense Theodore Harold Maiman (1927-2007). Desde então, as tecnologias avançaram e hoje o laser tem diversas aplicações, como em cirurgias, procedimentos de cortes e soldagens de materiais com alta precisão, leitores de CD e DVD, telecomunicações, leitores de códigos de barras, detecção de gases poluentes na atmosfera, entre outros.

#FICA A DICA, Professor!

Fonte: HEWITT, P. Física Conceitual. 11. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. p. 546 Representação de um feixe de luz branca, com ondas de diversas frequências fora de fase.

Pessoa fazendo a leitura de um código de barras (código universal de produtos, que é formado por barras pretas e espaços brancos de diferentes espessuras) usando a luz do laser aplicada sobre ele. A espessura e a sequência das barras refletem o laser de maneiras diferentes, que são utilizadas pelo sensor para a identificação do produto.

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ILUSTRAÇÕES: ALEX SILVA

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Outros animais apresentam cones, ou outras estruturas, específicas da espécie, que captam estímulos luminosos diferentes, possibilitando que enxerguem as cores de maneira diferente dos seres humanos, como vimos na abertura deste capítulo.

Fonte: HEWITT, P. Física Conceitual. 11. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. p. 547. 11/22/18 1:47 PM

Representação de um feixe de laser, com ondas de apenas uma frequência e oscilando em fase.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Comentários sobre as atividades 1. Verifique a possibilidade de realizar uma entrevista com algum paciente que esteja passando por tratamento de combate ao câncer e que tenha feito o procedimento com laser contra a mucosite. Oriente os alunos a preparem um questionário antes da pesquisa. Também é possível entrevistar um médico oncologista ou um dentista sobre o assunto. As informações obtidas podem ser organizadas e apresentadas ao restante da turma em uma aula ou compartilhadas em plataformas digitais. 2. Com relação à atividade proposta nessa questão, pode-se dividir os alunos em grupos e fornecer, ou sortear, algumas utilidades do laser, evitando assim a repetição de assuntos. Veja a seguir alguns exemplos que podem ser pesquisados. • Cirurgia ocular: correção de alguns problemas de visão utilizando laser, que faz cortes sem o uso de bisturi, e também cauteriza, evitando hemorragias. • Remoção de tatuagem: o laser incide sobre o local da pele onde está a tinta e causa a ruptura de suas estruturas. • Depilação a laser: a radiação queima a raiz dos pelos que são removidos. • Corte a laser: laser com altas temperaturas possibilitam cortes precisos. • Leitor de código de barras: o laser é emitido sobre uma imagem com barras, reflete e retorna ao sensor, que interpreta a informação. • Impressora a laser: o laser marca o local na folha onde a forma será impressa, causando uma eletrização que atrai o pó da tinta (toner). • Leitor de CD e DVD: o laser incide no disco, na região onde os dados foram gravados, é refletido e retorna ao sensor.

ENTRE CONTEXTOS Pesquisa da USP de São Carlos desenvolve laser para tratamento de mucosite Pesquisadores do Instituto de Física da USP São Carlos (SP) desenvolveram um laser para tratar mucosite em pacientes com câncer. [...] A inflamação atinge a mucosa, tecido que protege a boca e a garganta, as feridas brancas são semelhantes a aftas. “A principal diferença entre uma afta e a mucosite é o tamanho da lesão. As aftas, elas são de tamanho pequeno, milímetros, dois ou três milímetros. Já a mucosite ela apresenta um tamanho maior. Pode chegar a um centímetro e meio ou até mais. E isso leva a um grande desconforto para o paciente deglutir, pra se alimentar e também pra falar”, explicou o dentista Vitor Hugo Panhoca.

Câncer Normalmente, pacientes com câncer costumam ter mucosite. É um efeito colateral do tratamento de rádio e quimioterapia. As aplicações do laser nas feridas costumam durar cerca de seis minutos. O tratamento mais comum, indicado pelos especialistas, é o bochecho com antisséptico, entretanto, o resultado não é tão rápido. As lesões podem demorar várias semanas para desaparecer. A técnica que usa o laser é mais eficaz. De acordo com os pesquisadores, de um dia para o outro o paciente já apresenta melhoras.

KARINA KA FOTOS/SHUTTERSTOCK.COM

ENTRE CONTEXTOS

Laser sendo aplicado no tratamento de mucosite.

Fonte: PESQUISA da USP de São Carlos desenvolve laser para tratamento de mucosite. G1. Disponível em: <https://g1.globo.com/sp/sao-carlos-regiao/noticia/2018/09/11/pesquisa-da-usp-de-sao-carlos-desenvolve-laserpara-tratamento-de-mucosite.ghtml>. Acesso em: 29 out. 2018.

ATIVIDADES

1. O laser reduz o tempo do tratamento das lesões geradas pela mucosite em pacientes com câncer.

1. Segundo o texto, qual vantagem o tratamento a laser proporciona aos pacientes? 2. Com mais dois colegas, forme um grupo. Vocês deverão realizar uma pesquisa, em sites e revistas, sobre novos tratamentos ou tecnologias que utilizem o laser. Escolha uma dessas aplicações e explique seus detalhes por meio de uma apresentação em sala de aula.

2. Oriente os alunos a buscar informações em fontes confiáveis e auxilie-os na montagem da apresentação, bem como na maneira como vão apresentar. Se achar interessante, divida a pesquisa por áreas.

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Marque um dia para que ocorra a apresentação. Os alunos deverão trazer os resultados de sua pesquisa e apresentá-los ao restante da turma, por exemplo, na forma de slides. Caso não seja possível, eles poderão confeccionar cartazes.

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AMPLIANDO

A cor dos objetos

Para trabalhar a habilidade EF09CI04, mais especificamente a importância de planejar e executar experimentos que evidenciem que a cor de um objeto está relacionada também à cor da luz que o ilumina, sugerimos a atividade a seguir para ser realizada com os alunos. Corte um buraco retangular na região central de uma caixa de sapatos e feche esse buraco com papel-celofane vermelho. Faça um pequeno buraco em uma das laterais menores da caixa de sapatos, de forma que seja possível observar seu interior, mas que evite ao máximo a entrada de luz dentro da caixa. Coloque dentro da caixa objetos de diferentes cores. É importante que um deles seja vermelho (ou da cor do celofane utilizado). Acenda uma lanterna e ilumine dentro da caixa através do papel-celofane. Solicite aos alunos que observem os objetos pela abertura lateral que foi feita. Questione qual é a cor que eles detectaram em cada objeto. Pergunte se essas cores são as mesmas de quando eles estão iluminados diretamente pela luz branca. Com essa atividade, os alunos podem verificar que a cor que detectamos em um objeto está relacionada à luz que o ilumina. Quando a luz vermelha incidiu no objeto vermelho, sua cor não foi alterada, pois este corpo é capaz de refletir a radiação vermelha. Já os corpos de outras cores absorvem o vermelho e por isso são vistos como pretos. No caso de um corpo branco, ele é visto na cor vermelha, já que reflete todas as cores.

Sempre que um objeto é iluminado, parte da luz é absorvida e parte é refletida. A cor que vemos de um objeto é a parte da luz refletida, e as demais que compõem o espectro da luz visível são absorvidas. Veja o esquema a seguir que representa um objeto colorido iluminado com luz branca. 3

SPASTA/SHUTTERSTOCK.COM

Esquema mostrando como percebemos as cores dos objetos.

(1) Nas regiões em que observamos a cor branca, a luz branca incide e reflete. Todas as cores que formam essa luz são refletidas e chegam aos nossos olhos. (2) Nas regiões em que observamos a cor preta, a luz branca incide e não é refletida, ocorrendo a absorção de todas as cores. (3) Nas regiões em que observamos a cor vermelha, a luz branca incide e o objeto reflete somente a cor vermelha. Todas as demais cores foram absorvidas pelo objeto. (4) Nas regiões em que observamos a cor azul, a luz branca incide e o objeto reflete somente a cor azul. Todas as demais cores foram absorvidas pelo objeto.

No exemplo anterior, a luz que incide sobre o objeto é a branca. Mas nem sempre a luz incidente é branca. Por exemplo, quando uma bola vermelha é iluminada com luz branca, ela se apresenta vermelha. A cor de um objeto está relacionada com a cor da luz que o ilumina. Isso significa que a cor vermelha foi refletida e as outras foram absorvidas. Mas o que ocorre quando a luz incidente não é branca? Ao ser iluminada com luz verde, por exemplo, a bola fica preta, pois não há vermelho na luz incidente para ser refletido. Veja as imagens a seguir:

Tampa vermelha FOTOS: DOTTA2

de caneta sendo iluminada por luz branca (A) e por luz verde (B).

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

A cor dos objetos Converse com os alunos sobre como a cor não está no próprio objeto, mas depende da luz que o ilumina. Ou seja, quando enxergamos um objeto de determinada cor iluminado

pela luz branca, significa que ele refletiu essa cor no espectro da luz branca, absorvendo as demais. Este momento da aula é importante, pois está relacionado à habilidade EF07CI04, sendo essencial para o seu desenvolvimento.

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1. O que é espectro eletromagnético?

3. Observe a imagem a seguir.

Como ele é organizado?

PETER GUDELLA/ SHUTTERSTOCK.COM

Forno de micro-ondas.

a) Que tipo de ondas eletromagnéticas esses equipamentos utilizam para seu funcionamento?

AFRICA STUDIO/SHUTTERSTOCK.COM

2. Observe os dois equipamentos.

Rádio portátil.

a) Qual a fonte de luz desse ambiente?

MARIUS RUDZIANSKAS/ SHUTTERSTOCK.COM

3 4

b) A luz emitida por essa fonte é monocromática ou policromática? Justifique sua resposta.

c) Explique quais interações estão ocorrendo com a luz nos objetos indicados com os números de 1 a 4. Resposta nas Orientações para o professor. 2

4. A imagem abaixo mostra como uma

b) Qual é a relação entre as ondas de rádio e as de micro-ondas?

cascavel enxerga um rato no escuro.

SCIENCE SOURCE/GETTY IMAGES

ATIVIDADES Nestas atividades os alunos deverão verificar que a cor do objeto está relacionada também à cor da luz que o ilumina, contemplando a habilidade EF09CI04; investigar os principais mecanismos envolvidos na transmissão e recepção de sinais eletromagnéticos nos sistemas de comunicação humana, contemplando a habilidade EF09CI05, identificar o espectro eletromagnético como uma classificação das radiações eletromagnéticas por suas frequências, discutindo e avaliando as implicações do uso de cada uma delas, contemplando a habilidade EF09CI06. 1. Aproveite para retomar a importância de analisar grandezas, quando é preciso apenas verificar a medida aproximada de seu valor em uma escala de potências de base 10. 2. Os itens a e b possibilitam abordar o fato de não existir limite fixo entre as ondas eletromagnéticas no espectro. b) Ambas são ondas eletromagnéticas. As micro-ondas e as ondas de rádio são utilizadas em sistemas de comunicação, como em transmissão de televisão via satélite e telefonia móvel. Como não existem fronteiras bem definidas entre as faixas de frequência que compõem o espectro eletromagnético, as micro-ondas são consideradas ondas de rádio de alta frequência. c) Os esquemas I e II, pois as ondas de rádio FM não são refletidas pela ionosfera, necessitando utilizar torres para retransmitir o sinal. A utilização de satélites artificiais geralmente ocorre para a transmissão de micro-ondas utilizadas no funcionamento de telefones celulares e aparelhos de TV. 3. c) Quando um objeto é iluminado com luz branca, e enxergamos a cor branca (1), significa que todas as frequências (cores) incidentes sobre ele foram refletidas. No caso do objeto observado com cor amarela (2), ao ser iluminado com

I 1 2

4. b) Esse tipo de imagem auxilia a cascavel a II encontrar presas mesmo em um ambiente sem a existência da luz.

Representação de imagem no escuro

vista por uma cascavel. 2

a) Sabendo que a cascavel tem estruturas especiais capazes de identificar o calor irradiado pelos corpos, que onda eletromagnética é captada por esse animal? Justifique sua resposta. b) Qual é a vantagem de a cascavel obter esse tipo de imagem?

III 2 1 SELMA CAPARROZ

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

1. Espectro eletromagnético é uma organização das ondas eletromagnéticas em relação às suas frequências. No espectro as ondas são organizadas da menor para a maior frequência. 2. a). Ambos utilizam ondas de rádio. No caso do micro-ondas, são NÃO ESCREVA utilizadas ondas de alta frequência, chamadas micro-ondas. NO LIVRO. ATIVIDADES 3. a) A lâmpada acesa, uma luz branca. 3. b) Policromática, pois a luz branca é composta de todas as cores na faixa da luz visível, e cada cor possui uma determinada frequência.

c) De que maneira o ser humano pode sentir o tipo de onda eletromagnética observada pela cascavel? Por meio do tato.

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a luz branca, significa que todas as cores foram absorvidas, com exceção da cor amarela. Quanto ao objeto na cor azul (3), significa que, quando iluminado com a luz branca, absorve todas as frequências e reflete a azul. Já no objeto de cor preta (4), todas as frequências de luz incidente foram absorvidas.

4. Para os seres humanos, a detecção do infravermelho é importante para identificar corpos a altas temperaturas que podem causar ferimentos.

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1. Quando a parede de cor branca foi iluminada com a luz vermelha, foi observado o reflexo na cor vermelha. Quando foi iluminada pela luz verde, observou-se o reflexo verde e, quando foi iluminada pela luz azul, observou-se o reflexo azul. Isso ocorre porque a cor branca, com que a parede foi pintada, é capaz de refletir todas as cores que a compõem. OFICINA CIENTÍFICA Sendo assim, quando ela é iluminada por luz de certa cor, ela continuará refletindo esta cor.

COMPONDO CORES Primeiras ideias Como podemos verificar e evidenciar que todas as cores de luz podem ser formadas pela composição de três cores primárias da luz, as que são captadas pela visão do ser humano?

Preciso de... • 3 lanternas;

• fita adesiva;

• papel celofane de cor vermelha, azul e verde;

• tesoura com pontas arredondadas.

Mãos à obra A. Recorte um pedaço de papel celofane de cada cor, cubra a saída da luz da lanterna e o fixe com fita adesiva, evitando rugosidades.

B. Em um ambiente fechado, com paredes na

BENTINHO

D. Acenda simultaneamente as três lanternas recobertas com celofane. Aproxime as três cores de forma que em um certo ponto elas se sobreponham. Observe as cores na parede.

E aí?

1. O que foi observado ao realizar o procedimento B? Explique o motivo dos resultados. 2. O que foi observado ao realizar o procedimento C? Organize os resultados

observados em um quadro no caderno. Em seguida proponha uma explicação para o que observou. Resposta nas Orientações para o professor. 3. O que foi observado ao realizar o procedimento D? Explique o motivo do resultado. Resposta nas Orientações para o professor. 4. O que se pode dizer sobre a cor que observamos de um objeto? Resposta nas Orientações para o professor.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

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Ultravioleta Ao iniciar os estudos da radiação ultravioleta, destaque que, conforme se aumenta a frequência de oscilação das ondas eletromagnéticas, menor é seu comprimento de ondas. Se necessário, relembre o que é comprimento de onda com um desenho de uma onda transversal no quadro. Comente que, se o comprimento de onda for da mesma ordem de grandeza das estruturas celulares do corpo humano, as ondas passam a penetrar nessas estruturas interagindo com regiões internas do nosso corpo. Essa penetração não ocorre com as ondas estudadas até então, passando a ocorrer a partir da radiação ultravioleta. Ao estudar as radiações ultravioleta UV-A, UV-B e UV-C, retome as características e importância da camada de ozônio, estudada no 7o ano. Em resumo, a camada de ozônio é uma região de alta concentração de gás ozônio (molécula formada por três átomos de oxigênio) localizada na estratosfera terrestre. Esta camada funciona como uma proteção para a Terra dos raios solares, filtrando parte das radiações ultravioleta nocivas, principalmente a UV-C. No 7o ano optamos por não apresentar a radiação UV-C, mas agora é possível explicá-la aos alunos. Esse filtro ocorre devido ao

TEMA 2

Do UV aos raios gama

No tema anterior, iniciamos os estudos das ondas eletromagnéticas pelas ondas de rádio, seguidas das micro-ondas, do infravermelho e da luz visível. A partir de agora vamos continuar nosso estudo do espectro eletromagnético abordando as ondas ultravioletas (UV), os raios X e os raios gama. Frequência (Hz)

104

106

108

ondas de rádio

1010

1012

micro-ondas

1014

infravermelho

1016

1018

raios X

1020

1022

1024

raios gama

EDITORIA DE ARTE

DO UV AOS RAIOS GAMA Relembre que ondas eletromagnéticas são aquelas que não necessitam de meio material para se propagarem e são organizadas em relação às suas frequências em um espectro eletromagnético. Até o momento já tratamos as ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho e luz visível, sendo que a principal diferença entre elas é a frequência de oscilação, o que resulta em diferentes interações com o meio e utilizações.

Espectro eletromagnético.

Ultravioleta No espectro eletromagnético, os raios ultravioletas, designados como raios UV, são radiações com faixa de frequência na ordem de 1015 Hz a 1017 Hz. A radiação ultravioleta está presente nos raios de sol e também pode ser emitida por fontes artificiais, como lâmpadas fluorescentes e câmaras de bronzeamento artificial. Ela é dividida em três faixas de frequência: UV-A, UV-B e UV-C. Devido ao pequeno comprimento de onda, essa radiação é capaz de penetrar em algumas camadas internas da pele. Os raios UV-C são as ondas eletromagnéticas mais energéticas e nocivas aos seres vivos e são, em grande parte, bloqueados pela camada de ozônio. Os raios UV-B possuem níveis intermediários de energia, sendo sua maioria absorvida pelas partículas gasosas na atmosfera, e apenas uma pequena parcela atinge a superfície do planeta. Os raios UV-A, menos energéticos, são os que mais atingem a superfície da Terra. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Sol

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

camada de ozônio UV -C

UV -B UV -A DESIGNUA/SHUTTERSTOCK

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Representação mostrando a proteção proporcionada pela camada de ozônio contra os raios UV-A, UV-B e UV-C.

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chamado ciclo do ozônio: a radiação ultravioleta é absorvida pelas moléculas de ozônio (O3) e gás oxigênio (O2), causando a separação dos átomos de oxigênio, que se ligam novamente formando outras moléculas, em um ciclo contínuo.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS UV-A

UV-B

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

SIRIO CANÇADO

Os raios UV-B são absorvidos pela epiderme, a camada superficial da pele. Em excesso, gera dor, inchaço e dilatação dos vasos sanguíneos, causando a “vermelhidão” característica em uma pessoa que ficou exposta aos raios solares. A exposição excessiva à radiação UV-B pode causar catarata e câncer de pele. Os raios UV-A atingem camadas mais profundas da pele e estimulam a produção de melanina, um pigmento escuro produzido por células chamadas melanócitos, que auxiliam na proteção da pele contra ações nocivas da radiação solar e, como consequência, promovem o escurecimento da pele, conhecido como bronzeamento. Em excesso, a radiação UV-A pode reduzir a rigidez da pele, causando envelhecimento precoce.

Representação da estrutura da pele, em corte, mostrando a profundidade de penetração dos raios UV-A e UV-B. Fonte: NÚCLEO DE TELESSAÚDE DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL. Tudo que você precisa saber sobre queimaduras solares. Disponível em: <https://www.ufrgs.br/telessauders/ noticias/queimaduras-solares/>. Acesso em: 29 out. 2018.

Proteção contra UV A exposição à luz solar em horários adequados e com os cuidados necessários é essencial para ativar a produção de vitamina D no organismo. A deficiência dessa vitamina está relacionada a problemas como o raquitismo, doenças cardiovasculares, hipertensão, diminuição das defesas do organismo, entre outros. Entretanto, o excesso de luz solar pode causar prejuízos à pele, justamente pela capacidade que suas ondas têm de penetrar nos tecidos. Por isso, recomenda-se evitar ficar exposto ao sol entre as 10 e 16 horas, período em que a intensidade dos raios solares é maior. Em caso de exposição nesse período, deve-se usar proteções como chapéus ou bonés, óculos escuros com lente com proteção UV e filtro ou protetor solar.

#FICA A DICA, Aluno!

Raquitismo: doença que afeta os ossos em crescimento, deixando-os frágeis e com deformações.

PETER CADE/GETTY IMAGES

Os protetores solares são produtos utilizados para evitar a incidência dessa radiação na pele. A maior parte dos produtos comercializados protegem contra a UV-B, porém, recomenda-se a escolha de um produto que proteja também contra a UV-A.

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Proteção contra UV Analise com os alunos as informações apresentadas em um rótulo do filtro solar, principalmente quando se descreve a proteção UV oferecida. Verifique se o produto protege contra UV-A e/ou UV-B. Quanto ao fator de proteção solar (FPS), pode-se explicar aos alunos que um FPS 30, por exemplo, significa que uma pessoa pode se expor aos raios solares por um tempo 30 vezes maior, se comparado com uma pessoa sem protetor. É importante explicar aos alunos que devem sempre escolher óculos escuros de boa qualidade, que bloqueiem os raios UV. Alguns óculos têm lentes escurecidas que bloqueiam apenas parte da luz visível. A redução da intensidade da luz que incide nos olhos causa uma dilatação da pupila, aumentando a incidência de radiação UV em estruturas internas dos olhos. Neste momento, verifique a possibilidade de iniciar os trabalhos com a seção Ciência em ação proposta ao final desta Unidade.

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Acesse o site da Sociedade Brasileira de Dermatologia para obter mais informações sobre os cuidados com a pele durante o verão. • Cuidados com a pele no verão. Sociedade Brasileira de Dermatologia. Disponível em: <http://livro.pro/yxu7g9>. Acesso em: 19 nov. 2018. Para entender mais a resposta do nosso corpo, em especial da nossa pele, à ação dos raios solares, acesse o link a seguir. • Nós mudamos de cor? Instituto de Biociências. USP. Disponível em: <http://livro.pro/ qvzim7>. Acesso em: 19 nov. 2018.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Raio X Em 1895, o físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) estudava o comportamento de misturas gasosas submetidas a altas tensões elétricas quando observou um efeito dentro do tubo em que o experimento era realizado: havia formação de uma fluorescência, ou seja, alguma forma de radiação eletromagnética estava sendo emitida. O efeito verificado persistia mesmo quando um corpo opaco à luz visível era colocado dentro do tubo, ou seja, essa radiação emitida era capaz de atravessar esse corpo. Como era um fenômeno desconhecido na época, foi designado como raio X. Röntgen verificou que essa radiação era capaz de queimar filmes fotográficos. Então, para demonstrar que ela atravessava alguns materiais, incidiu raios X sobre a mão de sua esposa, posicionada acima de um filme fotográfico, que ficou marcado com manchas escuras e claras, mostrando o contorno da mão. Essa foi a primeira radiografia de que se tem registro, quando foi possível observar a estrutura óssea da mão de forma não invasiva (sem cortá-la).

IA N

YSI C , WILHEL M CO NR AD PH

TGE N

R ÖN

Retrato de Wilhelm Conrad Röntgen.

Esquema da máquina de raio X desenvolvida por Röntgen para produzir imagens da mão de sua esposa, a primeira radiografia de que se tem conhecimento.

SCIENCE PHOTO LIBRARY

Raio X Com relação à descoberta dos raios X, é importante destacar que, ao longo da evolução dos conceitos na História da Ciência, outros cientistas chegaram próximo de verificar a existência dos raios X, porém, foi o físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen que determinou as principais características dessa radiação. Esta conversa com os alunos tem como objetivo destacar que a Ciência é uma produção humana, e depende das interpretações e compreensões daquele que está realizando o trabalho. O tubo utilizado por Röntgen em seu experimento consiste de um recipiente de vidro contendo gás e dois terminais elétricos separados um do outro. A emissão de raios X se dá quando os terminais elétricos são ligados a altas tensões elétricas, ficando muitos aquecidos, e elétrons são emitidos e acelerados de um terminal a outro. Ao alcançarem o outro terminal elétrico, os elétrons são fortemente freados, emitindo sua energia em excesso na forma de onda eletromagnética com frequência de raios X.

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#FICA A DICA, Aluno!

O link a seguir contém informações sobre os raios X, como algumas de suas características, como é feita uma radiografia, além de citar outros usos desta radiação. Ele pode ser apresentado aos alunos.

• Raio X. BRITANNICA ES-

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COLA. Disponível em: <http:// livro.pro/4c8ojy>. Acesso em: 12 out. 2018.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

No espectro eletromagnético, os raios X são radiações com faixa de frequência na ordem de 1018 Hz a 1020 Hz. São ondas de comprimento menores que os raios ultravioletas, por isso são capazes de penetrar no corpo humano. Devido à facilidade para atravessar o corpo humano, os raios X são utilizados em exames médicos não invasivos, que possibilitam verificar partes internas do corpo sem cortes. Um desses exames é a radiografia, utilizada para visualizar estruturas e tecidos mais densos do corpo humano, como os ossos. Nesse exame, o paciente é posicionado entre o emissor de raios X e o filme fotográfico. Alguns tecidos e estruturas do corpo humano, como os ossos, impedem a passagem dos raios X até o filme fotográfico. Nas regiões onde incidem os raios X, o filme é sensibilizado e fica em cor escura. Nos locais onde os raios X foram barrados por estruturas do corpo humano, o filme fotográfico não é sensibilizado, ficando em cor clara. Veja um esquema simplificado desse exame. equipamento emissor de raios X TOCK.COM O/SHUTTERS JAVIER ROSAN

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

BENTINHO

raios X emitidos em direção ao paciente

filme fotográfico

Os raios X também são utilizados em um exame denominado tomografia computadorizada, no qual é possível visualizar tecidos moles, como fígado, intestino, cérebro, entre outros órgãos. Como esses tecidos não barram a passagem dos raios X, como os ossos, foi desenvolvido um equipamento que detecta as diferentes absorções dos raios X em cada um deles, enviando as informações a um computador que as converte em uma imagem. Nesse exame, o paciente é colocado em um equipamento que emite os raios X por um anel que gira ao seu redor.V

ROMASET/SHUTTERSTOCK.COM

Esquema mostrando simplificadamente o funcionamento do exame de raio X. À direita, fotografia de uma radiografia do tórax de um ser humano adulto.

Nos estudos da radiação ultravioleta, vimos que ela já consegue penetrar em estruturas do corpo humano devido ao seu comprimento de onda. Os raios X tem maior frequência que o ultravioleta, e portanto, menor comprimento de onda, tendo por isso ainda maior poder de penetração no corpo humano. Por esse motivo, essa onda tem importante aplicação na Medicina diagnóstica. Com essa discussão, aborda-se a habilidade EF09CI07. Verifique a possibilidade de levar uma radiografia para a sala de aula, ou solicitar em uma aula anterior que os alunos as providenciem, caso tenham em suas casas. Com a radiografia em mãos, pode-se explicar com mais detalhes que as regiões escuras correspondem a onde o filme foi sensibilizado pela radiação, e as regiões com tons esbranquiçados correspondem a onde a radiação não incidiu. Pergunte aos alunos se eles já fizeram alguma radiografia ou tomografia, permitindo que relatem a experiência.

Paciente realizando exame de tomografia computadorizada.

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AMPLIANDO

Proponha que os alunos, em grupos, pesquisem outras utilidades dos raios X, além das apresentadas no livro. Oriente os alunos sobre a melhor forma de apresentar os seus resultados, podendo ser um trabalho manuscrito, impresso, arquivo digital para

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compartilhar em plataformas digitais, entre outros. É importante incentivar os alunos a organizarem as informações de forma clara e a trabalharem o compartilhamento digital sempre que possível. Algumas sugestões de uso de raios X que podem ser pesquisadas: tratamento de alguns

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tipos de câncer; irradiação de alimentos para prolongar o tempo de conservação; análise de estruturas prediais e de máquina industriais para verificar problemas estruturais; análise de solos; investigação de obras de arte, para verificar se foram danificadas, restauradas ou falsificadas; entre outras.

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Raio gama Veja no material audiovisual o As ondas eletromagnéticas de maiores frequências são os raios vídeo sobre o uso das radiações gama, que se apresentam na faixa de frequência acima de 1020 Hz. eletromagnéticas na medicina. Essas ondas eletromagnéticas têm origem em processos nucleares. A emissão de raios gama se dá em elementos químicos radioativos, como urânio, plutônio e césio, por exemplo. Nesses elementos químicos ocorrem reações no núcleo que liberam energia na forma de radiações. Uma das formas de emissão dessas radiações são ondas eletromagnéticas de altas frequências, no caso, os raios gama. O pequeno comprimento de onda dos raios gama confere a eles alto poder de penetração, possibilitando que atravessem muitos materiais. Além disso, essas ondas são consideradas ionizantes, isto é, elas alteram a composição química das estruturas que atravessam. Ao atravessar tecidos vivos, por exemplo, essas alterações podem causar lesões e/ou modificações na estrutura do DNA das células, o que pode causar câncer. Os raios X e raios ultravioleta também são considerados radiações ionizantes. papel

aço

chumbo

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

raios X raios gama PAULO CESAR PEREIRA

Raio gama Nos estudos dos raios gama, destaque que tanto os raios X quanto os raios gama são ondas eletromagnéticas de altas energia, sendo as ondas de maiores frequências do espectro eletromagnético. A diferença é sua origem. Os raios X é emitido quando elétrons (cargas elétricas negativas) em movimento são desacelerados bruscamente. De acordo com o modelo atômico, os elétrons estão localizados em uma região externa ao núcleo do átomo. Já os raios gama são gerados por processos nucleares, ou seja, dentro do núcleo do átomo, onde existem prótons e nêutrons. Os processos nucleares não foram aprofundados devido à complexidade do assunto. A emissão de raios gama é uma das formas de emissão do núcleo, já que existem também emissões nucleares na forma de partículas, que não foram abordadas, como a emissão de partículas alfa (dois prótons e dois nêutrons), e emissão de partículas beta (um elétron ou uma partícula equivalente de carga positiva, chamada pósitron). Como exemplo de processos nucleares, podemos citar: • fusão nuclear: quando dois núcleos se juntam e formam um novo núcleo, ou seja, um novo elemento. Esse processo ocorre no Sol. • fissão nuclear: quando um núcleo atômico sofre ruptura ao ser bombardeado, processo que ocorre em bombas atômicas. • decaimento radioativo: emissão espontânea de radiações nucleares por alguns núcleos atômicos de elementos químicos, que normalmente possuem núcleos com muitos prótons e nêutrons, como o urânio, polônio, rádio, césio, entre outros.

Ondas eletromagnéticas como o raio X e raios gama também podem ser utilizadas em tratamentos de algumas doenças. Com os avanços tecnológicos, essas radiações puderam ser utilizadas de maneira controlada. Como exemplo, podemos citar o tratamento de alguns tipos de câncer por radioterapia, no qual ondas eletromagnéticas, como raios gama e raios X, são utilizadas para combater o crescimento de tumores e demais células cancerígenas. Em contrapartida, em emissões descontroladas, essas radiações são nocivas à saúde dos seres vivos, causando destruições de tecidos e alguns tipos de câncer.

Representação comparando a penetração de raios X e raios gama em materiais com diferentes características.

MARK_KOSTICH/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Paciente sendo submetido a um tratamento por radioterapia.

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#FICA A DICA, Professor!

Veja mais informações sobre os processos nucleares no link sugerido a seguir. • Livro ABC da Física Nuclear. Departamento de Física

Nuclear. Instituto de Física da Universidade de São Paulo. Disponível em: <http://livro.pro/ nap4qg>. Acesso em: 13 out. 2018.

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NO AUDIOVISUAL Um dos materiais disponíveis nesta coleção trata do uso das radiações eletromagnéticas em Medicina e é apresentado na forma de vídeo. Nele é possível discutir como as radiações eletromagnéticas são usadas para o diagnóstico e tratamento de doenças.

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1. Algumas famílias precisam se deslocar grandes distâncias para acompanhar o tratamento de câncer do familiar. Algumas não têm dinheiro para pagar hotéis, alimentação ou o deslocamento.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

PENSE BEM

CÂNCER, RADIAÇÃO E CORAÇÃO

[...] “Esse acolhimento é especial, é como se a gente fosse da família. Dão tudo o que a gente precisa aqui. Parece que a gente se sente na casa da gente”, contou o lavrador sobre a experiência do acolhimento. [...] Projeto mantido por doações hospeda familiares de pacientes em tratamento de outros municípios. G1 BA. Disponível em: <https://g1.globo.com/bahia/noticia/ projeto-mantido-por-doacoes-hospeda-familiares-de-pacientes-em-tratamentode-outros-municipios.ghtml>. Acesso em: 29 out. 2018

CHRISTYAM DE LIMA / FUTURA PRESS

Os casos de câncer vêm crescendo em todo o mundo. Segundo relatório do Fundo Mundial de Pesquisa sobre o Câncer (WCRF – World Cancer Research Fund), em 2035 o número de pessoas com câncer pode ter um aumento de 58% em relação a dados obtidos em 2012. Entre os fatores para esse aumento estão, principalmente, o estilo de vida sedentário e a alimentação não saudável. Existem diversos tipos de tratamento contra o câncer, como a cirurgia, a quimioterapia e a radioterapia. Na cirurgia, o tecido afetado é retirado; na quimioterapia, medicamentos anticancerígenos são administrados; e na radioterapia, são utilizadas ondas eletromagnéticas, como raios X e raios gama. Dependendo do caso, o paciente pode ser submetido a uma combinação de tratamentos. O câncer causa sofrimento ao paciente e também à sua família, que além de lidar com as incertezas do rumo da doença, precisa, muitas vezes, se deslocar de suas casas para regiões distantes, onde há centros especializados de tratamento. Muitas não possuem recursos para arcar com o deslocamento e a hospedagem, além de isso significar se ausentar do trabalho. Apesar de existir uma legislação que garante direitos ao paciente com câncer, como auxílio no transporte e ajuda financeira durante a ausência do trabalho, na tentativa de melhorar o suporte a essas famílias, são criadas casas de apoio, em sua maioria mantidas por serviços voluntários e doações. Dependendo do local, os familiares têm refeições, locais para descanso e para banho, lavagem de roupa, produtos de higiene, entre outros recursos. Veja o depoimento de um lavrador que acompanha o tratamento de sua mãe a 220 km de sua cidade.

Casa de apoio ao portador de câncer da Associação de Combate ao Câncer do Centro Oeste Mineiro. Divinópolis, MG, 2010.

AMPLIANDO

ATIVIDADES

1. Quais são os problemas que algumas famílias enfrentam durante o tratamento do

câncer? 2. Você conhece alguma casa de apoio? Conhece o trabalho que realizam? Forme um grupo e faça uma pesquisa sobre um local mais próximo da sua região que faça esse trabalho. Se possível, visite uma casa de apoio, ou mande um e-mail, e entreviste um dos voluntários sobre os serviços prestados e como é possível ajudar. Ao final, escreva um relatório e apresente ao professor e aos colegas. 2. Resposta pessoal. Auxilie os alunos a compor o roteiro da entrevista. Evite questionamentos pessoais e inclua alguns sobre os tratamentos utilizados. Caso não seja possível a visita, incentive os alunos a enviar 93 e-mails. Antes, entre em contato com o local e peça autorização para a realização do trabalho.

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#FICA A DICA, Professor!

Para saber mais sobre o câncer, acesse: • ABC do Câncer: abordagens básicas para o controle do câncer. MINISTÉRIO DA

SAÚDE. Instituto Nacional do Câncer. Disponível em: <http:// livro.pro/ikutsf>. Acesso em: 19 nov. 2018.

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Frequência (ciclos/s) Rádio

AS CORES NÃO SÃO REAIS. 6

10 10 Ultravioleta

Infravermelho

AM FM

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Raios X Raios gama

Micro-ondas Luz visível

1. c) A personagem sente o calor transmitido pelos raios infravermelhos emitidos pelo Sol.

PAULO CESAR PEREIRA

Fonte: UFRJ. Instituto de Física. Disponível em: <http://www.if.ufrj. br/~boschi/ensino/basico/Fisica4/imagens/ emspec.jpg>. Acesso em: 29 out. 2018.

Espectro visível

Adoro jogar bola na praia!

Assim, além de praticar atividade física...

Mas sempre jogo depois das 16 horas, quando o Sol está mais fraco.

...também pego uma corzinha, mas sem excesso!

WANDSON ROCHA

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

1. a) Resposta pessoal. O objetivo dessa atividade é que o aluno faça uma interpretação do esquema, descrevendo as posições das ondas no espectro eletromagnético, comparando suas frequências. Verifique se eles compreendem que, dentro do espectro das ondas de rádio, estão as ondas AM, FM e NÃO ESCREVA as micro-ondas. Outra observação interessante a ser feita é a de NO LIVRO. que as frequências das ondas se sobrepõem. ATIVIDADES 1. b) Radiação infravermelha. Seu nome é derivado da posição que ela ocupa em relação ao espectro visível – antes da luz vermelha. Aproveite e questione o aluno sobre o motivo do nome ultravioleta. 1. Observe o esquema. Em seguida, leia a história em quadrinhos e faça o que se pede.

a) O que o esquema está mostrando? Explique-o com suas palavras. b) No esquema, uma forma de radiação emitida pelo Sol está posicionada antes do espectro da luz visível, apresentando maior comprimento de onda. Que forma de radiação é essa? Por que ela leva esse nome? c) Nos quadrinhos, a personagem está sentindo calor. Qual radiação do espectro eletromagnético é responsável por essa sensação? d) No quadrinho 4, qual é a radiação eletromagnética que causa bronzeamento, mas também danos à pele se a exposição ao sol for excessiva? Radiações na faixa do ultravioleta. e) Na história em quadrinhos, a personagem está “pegando uma corzinha”. Explique como isso ocorre. 1. f) Incidência em excesso de raios solares pode causar queimaduras na pele, envelhecimento precoce, catarata , câncer de pele, entre outros danos. f) Uma exposição em excesso aos raios solares faz mal à pele e à saúde. Cite alguns malefícios que esse excesso pode causar.

g) Quais atitudes devemos tomar para nos proteger de uma exposição excessiva aos raios solares? Você costuma tomar essas atitudes? 1. e) A radiação UV-A emitida pelo sol estimula os melanócitos, células produtoras de melanina, um pigmento escuro que auxilia a proteger a pele dos raios solares. Como consequência, a pele escurece. 1. g) Usar filtro solar, chapéu, óculos escuros e roupas compridas quando a exposição aos raios solares for inevitável. Evitar a exposição no período entre as 10 e 16 horas.

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tecidos e estruturas do corpo humano, como ossos, impedem a passagem dos raios X, que não atingem o filme fotográfico e não o sensibilizam, deixando esses locais em cor clara.

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são comumente utilizadas para formar imagens. Como exemplo, temos a fotografia e a radiografia. No caso da fotografia, a luz visível que ilumina uma pessoa ou objeto é refletida em direção à lente da máquina fotográfica, que irá fazer o registro de forma digital ou em filmes fotográficos. Já no caso da radiografia, o processo é até certo ponto equivalente, já que uma onda eletromagnética também é lançada na direção do corpo de uma pessoa ou objeto, incidindo em seguida em um filme fotográfico que é sensibilizado, fazendo um registro da forma.

c) Converse com seus colegas sobre como é realizado um exame de radiografia, fazendo um paralelo com a fotografia. Resposta nas Orientações para o professor. 3. Avanços tecnológicos têm proporcionado novas utilizações para as ondas eletromagnéticas, com destaque para o uso em sistemas de comunicação e na Medicina. Discuta com seus colegas sobre esses avanços tecnológicos, considerando suas aplicações e importância para a sociedade. Resposta nas Orientações para o professor. 4. Algumas ondas eletromagnéticas de determinadas frequências são emitidas a partir de elementos químicos como o urânio e o plutônio. Um dos usos desta energia ocorre em usinas elétricas termonucleares.

MAURICIO SIMONETTI/PULSAR IMAGENS

2. Algumas ondas eletromagnéticas

b) Que onda eletromagnética é utilizada para fazer um exame de radiografia? Raios X.

Adolescente tirando uma fotografia.

ANTONIOMAS/SHUTTERSTOCK.COM

2. a) Porque a luz é uma onda eletromagnética que é refletida na região externa de nosso corpo, não atingindo assim regiões internas.

Usina elétrica termonuclear de Angra dos Reis, RJ, 2015.

a) Qual onda eletromagnética está relacionada com a emissão de energia nuclear? Raios gama.

b) Qual outra importante utilização desta onda eletromagnética para a sociedade? Em tratamentos médicos, como na radioterapia. Radiografia da c) Cite algumas vantagens e desvantagens mão de uma de uma usina elétrica termonuclear. Se 2 pessoa. necessário, faça uma pesquisa sobre o a) Por que quando fazemos um registro assunto. fotográfico apenas a região externa Resposta nas Orientações para o professor. 5. Quais tipos de ondas um aparelho do nosso corpo fica registrada na fotografia? celular utiliza para funcionar? 5. O celular utiliza ondas eletromagnéticas, como as ondas de rádio, para a transmissão de dados e informações, também ondas na faixa da luz visível na tela e teclas do celular. Os sons que saem do aparelho, como música, atendimento de chamada, entre outros, são ondas mecânicas.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O ASSUNTO É...

O ASSUNTO É... Trabalhe esta seção com os alunos destacando a Ciência como uma produção humana. Enfatize que, se hoje podemos usufruir dos benefícios proporcionados pela Ciência, é porque houve pessoas que dedicaram suas vidas às pesquisas, e ainda hoje dedicam, evitando que os alunos tenham a ideia da Ciência como algo finito e acabado. O texto a seguir pode ampliar esta discussão.

LIMA, R. S.; PIMENTEL, L. C. F.; AFONSO, J. C. O despertar da radioatividade ao alvorecer do século XX. Química Nova na Escola. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/ qnesc33_2/04-HQ10509.pdf>. Acesso em: 13 out. 2018.

As outras três pessoas que alcançaram o feito de serem duplamente laureadas com o Nobel foram: • O químico estadunidense Linus Pauling (1911-1994), que recebeu prêmio Nobel em Química no ano de 1954 por suas pesquisas sobre a natureza das ligações químicas, e o prêmio Nobel da Paz no ano de 1963, por sua oposição ao uso das armas nucleares de destruição em massa.

Durante os anos finais do século XIX e início do século XX, diversos estudos sobre as ondas eletromagnéticas causaram uma revolução na ciência e na sociedade. Neste período, ocorreu a descoberta do raio X, que impulsionou novos estudos sobre diferentes materiais. O próprio raio X foi uma novidade que empolgava a sociedade da época, afinal, era possível obter imagens do interior do corpo sem precisar realizar nenhum corte. Os resultados com o raio X empolgaram o físico francês Henri Becquerel (1852-1908), que, tempos depois, descobriu que alguns elementos químicos, como o urânio, emitiam raios que se pareciam com os raios X, em uma época em que não se conhecia a radioatividade. Interessada nos trabalhos de Becquerel, a física polonesa Marie Skodowska Curie (1867-1934) e seu marido, o físico francês Pierre Curie (1859-1906), aprofundaram-se nos Primeira radiografia, feita por Röntgen, em 1895. Ela mostra a estudos dos materiais que emitem radiação, fazendo uma mão de sua esposa. pioneira descrição da radioatividade. O casal Curie recebeu o prêmio Nobel de Física, em 1903, por seus trabalhos com radioatividade, juntamente com Henri Becquerel. Durante estes estudos, Pierre e Marie Curie descobriram um mineral S AGE com propriedades radioativas mais intensas que o urânio. Deste Y IM T T GE M/ .C O mineral eles conseguiram extrair e descobrir dois novos eleS O OT mentos, o polônio e o rádio. Após a morte de Pierre, Marie seguiu com os trabalhos e investigações desses dois novos elementos, recebendo um segundo Prêmio Nobel em 1911, agora de Química, por suas descobertas e contribuição no avanço da Química. Marie Curie precisou vencer uma série de barreiras impostas pela sociedade científica dominada por homens em sua época, sendo a primeira e a única mulher a receber dois prêmios Nobel. Até hoje, somente outras três pessoas conseguiram esse feito. Ela foi a pesquisadora que mais contribuiu nos estudos da radioatividade, termo por ela criado. Marie Curie faleceu em decorrência dos efeitos da exposição aos materiais radioativos com os quais trabalhou durante sua vida.

W. CONRAD RÖNTGEN / ADOC-PHOTOS / ALBUM / ALBUM / FOTOARENA

[...] O emprego da radioatividade em seus primeiros tempos é um exemplo no qual a aplicação e a receptividade iniciais de uma descoberta científica precederam o reconhecimento dos perigos a ela associados. Decorridos cerca de 30 anos após os primeiros relatos sobre a radioatividade, os primeiros congressos de radiologia, os primeiros estudos científicos e as primeiras legislações trabalhistas mostravam uma nova forma de trabalhar com a radiação, traduzindo-se também no abandono paulatino das aplicações e práticas propostas no início do século XX. [...]

PROMESSAS E PERIGOS DA RADIOATIVIDADE

Marie Curie, em seu laboratório em Paris, 1912.

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• O engenheiro eletrecista

estadunidense John Bardeen (1908-1991), que recebeu dois prêmios Nobel em Física: um no ano de 1956 por seus trabalhos com materiais semicondutores e a descoberta do transístor, e outro no ano de 1972, pela colaboração da teoria da supercondutividade.

• O bioquímico britânico

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Frederick Sanger (1918-2013), que recebeu dois prêmios Nobel em Química: um no ano de 1958 por determinar a sequência de aminoácidos da insulina e outro no ano de 1980 por desenvolver um método para sequenciar o DNA.

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#FICA A DICA, Aluno!

Na mesma época de sua descoberta por Marie Curie, por volta de 1910, o elemento rádio começou a ser testado no combate ao câncer, e apresentava resultados promissores. Com base nestes resultados, o interesse pelo rádio aumentou, e surgiu a área que foi nomeada de “curieterapia”, hoje radioterapia. Porém, na época, ninguém sabia sobre os problemas que a radioatividade podia causar ao organismo. Assim, o rádio ficou famoso na sociedade e começou a ser comercializado de diversas maneiras, pois possuía “propriedades farmacêuticas” como a cura para o câncer. Diversas pessoas utilizaram produtos à base de rádio e tiveram sérios problemas de saúde posteriormente, como descamação da pele, cegueira e desenvolvimento de câncer. Somente décadas após as exposições, leis foram regularizadas sobre a manipulação de elementos radioativos. Não há dúvidas de que os estudos sobre as ondas eletromagnéticas propiciaram grandes avanços em várias áreas da humanidade, entre elas as comunicações, a obtenção de energia e principalmente a Medicina. Entretanto, nas Ciências, além dos estudos que comprovem a eficácia de um novo método ou produto, são necessários outros que comprovem a segurança de como e quando um novo produto deve ser manipulado e/ou consumido. “Rádio e Beleza”, propaganda de 1918 de produtos radioativos de beleza para mulheres, prometendo felicidade e satisfação às consumidoras.

2. O objetivo deste questionamento é que os alunos conversem sobre os novos produtos que aparecem na mídia e nas redes sociais e que fazem possíveis “promessas milagrosas” sobre seu funcionamento. Estimule a conversa em grupo pedindo que citem exemplos que já viram, ou mesmo que utilizaram, e coloque em debate a importância dos testes em pauta.

ATIVIDADES

1. Por que o elemento rádio foi comercializado pela sociedade logo após seu descobrimento? Porque era um elemento novo, com potencial de cura.

2. Em sua opinião, a mesma situação que aconteceu com o rádio – uma nova promessa de cura – também acontece em nosso cotidiano? Forme um grupo e converse com seus colegas sobre o assunto e sobre quais os possíveis problemas relacionados a essa situação.

3. Marie Curie foi uma das mulheres que tiveram grande importância nas pesquisas científicas, ganhadora de dois prêmios Nobel. Em grupo, pesquise sobre outras importantes mulheres cientistas, como as citadas abaixo, depois junte os resultados e monte uma apresentação para a turma. • Clara Immerwahr (1870-1915) • Iréne Joliot-Curie (1897-1956) • Johanna Döbereiner (1924-2000) • Ada E. Yonath, (1939-)

Forme grupos de quatro alunos cada e distribua o nome das cientistas para que pesquisem sobre elas. Depois marque um dia para a apresentação para a sala. Também é possível incluir outras cientistas além das indicadas.

Veja a seguir alguns links sobre as cientistas Clara Immerwahr, Iréne Joliot-Curie, Ada E. Yonath e Johanna Döbereiner. Para as páginas, em inglês existe a opção de traduzi-las, caso seja necessário, clicando no ícone “Traduzir esta página” à direita da barra de endereços do navegador. • A contribuição de Marie Curie para a ciência e um olhar sobre o papel das mulheres cientistas. VARGAS, M. D. Disponível em: <http:// livro.pro/usy4bk>. Acesso em: 14 out. 2018. • Ciência, palavra (pouco) feminina. GUIMARÃES, M. Revista Pesquisa Fapesp. Disponível em: <http://livro. pro/86pphr>. Acesso em: 14 out. 2018. Joliot-Curie • Irène Biographical. THE NOBLE PRIZE. Disponível em: <http:// livro.pro/ovzvcz>. Acesso em: 14 out. 2018. E. Yonath • Ada Biographical. THE NOBLE PRIZE. Disponível em: <http:// livro.pro/9dzt5k>. Acesso em: 14 out. 2018. • O legado de Johanna Döbereiner. COELHO, M. A. Revista Pesquisa Fapesp. Disponível em: <http://livro. pro/gga5s9>. Acesso em: 14 out. 2018. • Johanna Döbereiner. SOCIEDADE BRASILEIRA DE CIÊNCIA DO SOLO. Disponível em: <http://livro.pro/yynuur>. Acesso em: 14 out. 2018.

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Comentários sobre as atividades 3. Oriente os alunos quanto às informações básicas que eles devem buscar, como nome completo da cientista, nacionalidade, anos de nascimento e morte, este último caso já tenha ocorrido, a área da pesquisa realizada (Física, Química,

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Biologia, entre outras), qual a sua maior contribuição, se foi laureada com prêmio Nobel, e em que ano ocorreu a premiação. Além dessas informações, cada grupo pode complementar com aquilo que achar importante registrar.

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CIÊNCIA EM AÇÃO

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS CIÊNCIA EM AÇÃO: PROTETORES SOLARES

COMPETÊNCIAS

Forme um grupo com seus colegas e leiam o contexto a seguir.

GERAIS p. XX • 6 e 10. ESPECÍFICAS • 7 e 8.

PROTETORES SOLARES

p. XXI

Objetivos • Avaliar os tipos de protetores solares existentes no mercado e o tipo de proteção oferecida. • Discutir a importância do uso diário de filtro solar. • Proporcionar uma situação de trabalho em grupo com os alunos, com divisão de tarefas e responsabilidades. • Levar os alunos a se basearem em normas para a produção de trabalhos. Comentários O produto dessa atividade será a elaboração de um relatório produzido a partir de normas preestabelecidas. Explique aos alunos que, para a produção de relatórios, trabalhos científicos, entre diversos outros materiais, estudantes e profissionais devem seguir regras de padronização, para facilitar a análise e o próprio desenvolvimento do trabalho. Diga que as normas oficiais são estabelecidas pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). Para tanto, é importante que sejam estipuladas algumas normas e padrões a serem seguidos pelos alunos. Caso a escola já possua normas a serem seguidas em trabalhos escolares, oriente os alunos a utilizá-las neste relatório. Caso a escola não as possua, sugerimos que sejam determinados padrões de: capa, margem, espaçamento entre linhas, número total de páginas, tópicos do relatório etc. Por exemplo, na capa pode ser solicitado aos alunos que indiquem sua escola, o título do trabalho, o nome dos alunos que pertencem ao grupo, o nome do professor, o nome da disciplina e a data

Uma empresa de cosméticos gostaria de adicionar um novo produto em seu portfólio: um protetor solar. Eles solicitaram à sua empresa uma análise dos rótulos deste tipo de produto existentes no mercado. Posteriormente a empresa iria se basear nestes dados para verificar a melhor maneira de produção.

Situação

A empresa pediu que o relatório fosse desenvolvido com base em alguns critérios. Assim, todos os relatórios que receber terão o mesmo padrão. Veja a seguir os critérios da ABNT para o tipo de relatório que a empresa quer receber. Critérios básicos - Tamanho do papel: A4 (21,0 cm x 29,7 cm). Margens: 3 cm superior e esquerda, 2 cm inferior e direita. Títulos: negrito, fonte Arial ou Times New Roman, tamanho 14. Textos: fonte Arial ou Times New Roman, tamanho 12, justificado.

A – DADOS 1. Nome da empresa. 2. Nome dos responsáveis pelo relatório. 3. Título do relatório. 4. Nome do produto e fotografia da embalagem. 5. Especificação do produto como sendo de uso infantil, quando aplicável. 6. Marca. 7. Lote. 8. Prazo de validade. 9. Conteúdo em mL. 10. Finalidade do produto. 11. Composição (citar o princípio ativo se possível). 12. “Fator de Proteção Solar” ou as siglas “FPS” ou “SPF” com o respectivo valor. 13. Explicação sobre o valor do FPS. 14. Fototipo da pele. 15. Modo de uso (se for o caso).

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de entrega do relatório; os tópicos do relatório podem ser divididos em introdução, apresentação e discussão de dados, conclusões e referências bibliográficas etc. Estas são apenas algumas sugestões que podem ser adaptadas ou modificadas, de acordo com as turmas.

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PLANEJAMENTO

16. Advertências e restrições de uso (se for o caso). 17. “Resistente à água” ou “Muito resistente à água” (se for o caso). 18. “Aplicar tão frequentemente quanto necessário; após nadar, secar-se com toalha, sudorese intensa, ou tempo de exposição prolongada ao sol”, caso seja resistente à água. 19. “É necessária a reaplicação do produto para manter a sua efetividade”. 20. “Ajuda a prevenir as queimaduras solares”. 21. “Este produto não oferece nenhuma proteção contra insolação”. 22. “Para crianças menores de seis (6) meses, consultar um médico”, quando for para uso infantil. 23. “Evitar exposição prolongada das crianças ao sol”, quando for para uso infantil. 24. “Aplique generosamente ou livremente antes da exposição ao sol e sempre que necessário”. B - RESULTADOS Descrever os resultados das comparações e as conclusões do grupo. C – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Espaço para colocar os sites, artigos ou revistas que foram utilizados para auxiliar no preenchimento das informações.

Aula 1: Leitura da seção, divisão dos grupos e definição das tarefas de cada participante do grupo. Nesta aula pode-se sugerir que os alunos definam quais produtos eles irão analisar, estabelecendo que cada um irá se responsabilizar em trazer o rótulo do produto na aula seguinte. Além disso, é possível que os alunos definam o nome de suas empresas já nesta aula. Aulas 2 e 3: Análise dos rótulos trazidos por cada grupo. É possível que os alunos tenham dúvidas de como fazer a análise, a princípio. Sugerimos que você realize uma análise prévia de um produto para exemplificar como ela deve ser feita. Aula 4: Confecção do relatório. É provável que o relatório não seja finalizado em aula, mas é importante reservar uma aula para apresentar aos alunos as normas da ABNT.

#FICA A DICA, Professor! O link a seguir apresenta o artigo que serviu como base para esta proposta de atividade. Nele é possível obter mais informações a respeito da rotulagem de produtos fotoprotetores. • Análise de rotulagem de produtos fotoprotetores. CANESCHI, C. A. et al. Revista Brasileira de Farmácia. Disponível em: <http://livro.pro/92veme>. Acesso em: 14 out. 2018.

ORGANIZANDO AS IDEIAS

1. Elejam um(a) líder para o grupo. 2. Leiam novamente as informações da página anterior, identifiquem os possíveis problemas e anotem as dúvidas.

3. Criem um nome para a empresa que irá desenvolver a análise. 4. No mínimo cinco produtos devem ser avaliados por cada grupo. 5. Comparar se os rótulos dos produtos analisados possuem as informações dos itens 5 a 24 (aquelas que forem possíveis).

6. O relatório deve ser desenvolvido com base em normas predefinidas em uma cópia impressa e uma via e-mail para o (a) professor(a).

7. Com a ajuda do professor, elaborem um cronograma para a apresentação dos resultados. 8. Conversem para definir as responsabilidades de cada participante do grupo na realização das atividades. O líder terá a responsabilidade de verificar o andamento das atividades.

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Caso não existam computadores disponíveis, os alunos podem entregar trabalhos manuscritos, buscando seguir padrões de títulos, margens, espaçamentos, cores, entre outros. O importante é que este trabalho contenha os

itens exigidos e o conteúdo referente a cada um deles. Peça aos alunos que se dividam em grupos de 5 ou 6 pessoas. Oriente-os a escolher o líder, que será responsável por definir o papel de cada aluno no grupo. Após a es-

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colha dos grupos, elabore um cronograma para realização do trabalho. Sugerimos que esta seção seja trabalhada em 4 aulas, conforme o cronograma a seguir:

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UNIDADE

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

SERES VIVOS:

GENÉTICA, EVOLUÇÃO E PROTEÇÃO

Você já reparou na quantidade de diferentes seres vivos que existe? E que uma mesma espécie pode ter cores ou formas diferentes, como as flores desta imagem? Essas diferenças visuais podem ter origens em fatores ambientais, mas, sobretudo, são influenciadas pela genética de cada indivíduo. O estudo da genética possibilita compreender alguns processos relacionados ao desenvolvimento e à evolução da vida. Além disso, permite entender como as características são passadas de pais para filhos. Já os estudos sobre a evolução podem envolver comparações entre as estruturas dos seres vivos presentes no planeta e a análise de fósseis, que auxiliam na determinação de relações de parentesco. Processos reprodutivos, genéticos e evolutivos geram a biodiversidade, cuja preservação é de grande importância para a manutenção da vida no planeta. A genética, a evolução e a preservação da biodiversidade são alguns dos assuntos que abordaremos no estudo desta Unidade.

Campo de flores. Países Baixos, 2018.

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1. Resposta pessoal. Não se espera que os alunos respondam corretamente, mas que o assunto sobre a genética e a evolução seja introduzido neste momento. Comente a similaridade das estruturas morfológicas entre os animais e que ela está relacionada a semelhanças no material genético dessas duas espécies.

1. Os animais que conhecemos atualmente possuem parentesco

com animais já extintos. Por exemplo, o mamute é o ancestral do atual elefante. Em sua opinião, como os pesquisadores chegaram a essa conclusão?

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2. Cite uma maneira de auxiliar na manutenção da biodiversidade.

2. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos citem qualquer ação que preserve o ambiente, seja ela pessoal, coletiva ou governamental. O objetivo é que eles associem a perda da biodiversidade à degradação do ambiente.

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Com essas conversas iniciais, é esperado que os alunos percebam que existe variação entre indivíduos de uma mesma espécie. Assim, pergunte se eles já pensaram sobre a origem desta variação, e sobre o que faz com que as flores das páginas de abertura sejam diferentes, mas pertencentes a uma mesma espécie. Esses questionamentos iniciais são importantes para identificar as concepções prévias dos alunos sobre herança genética e poderão ser revistas e complementadas ao final da Unidade. Ao comentar sobre a diversidade de seres vivos existente no planeta atualmente, pergunte se os alunos pensam que ela sempre foi a mesma, desde os primórdios da Terra, ou se os organismos atuais são diferentes. Espera-se que eles respondam que o conjunto de seres vivos mudou com o tempo e que tomem o estudo dos fósseis no 6o e no 7o ano como evidências para suportar essa ideia. Diante do assunto, questione se os alunos consideram importante proteger a biodiversidade e que atitudes eles poderiam adotar para mantê-la, respondendo à atividade 2. Comentários sobre as atividades 1. Ao trabalhar essa atividade, é importante os alunos terem em mente que os mamutes e os elefantes são espécies distintas. Além disso, enfatize que espécies ancestrais são espécies já extintas. 2. Os alunos podem citar quaisquer atitudes que reduzem a interferência humana no equilíbrio dos ecossistemas, que já foram estudadas em anos anteriores, como: evitar jogar lixo na rua, que poderá chegar aos rios e mares, poluindo o ambiente aquático; utilizar transportes públicos, bicicletas e caminhadas, com o objetivo de reduzir a emissão de gases do efeito estufa etc.

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HABILIDADES

CAPÍTULO

p. XXVI

COMPETÊNCIAS GERAIS • 1, 2, 4, 5 e 9. ESPECÍFICAS • 2, 3, 5 e 6.

OBJETIVOS DO CAPÍTULO

FOTOS PESSOAS: RAWPIXEL.COM/SHUTTERSTOCK.COM

• EF09CI08 • EF09CI09

GENÉTICA

Somos todos iguais. Somos todos seres humanos e temos todos os mesmos direitos e deveres, independentemente de qualquer situação. Mesmo assim, não somos iguais na aparência física. Veja as imagens a seguir e compare a fisionomia das pessoas.

• Compreender que as características genéticas são transmitidas de uma geração para outra. • Reconhecer a importância dos estudos de Mendel sobre hereditariedade. • Identificar os resultados dos experimentos feitos com as ervilhas-de-jardim (Pisun sativum). • Definir genes, alelos, genótipo e fenótipo. • Compreender a influência do ambiente sobre o fenótipo. • Compreender o papel dos alelos nos experimentos de Mendel. • Verificar a transmissão de algumas características não ligadas ao sexo, e determinadas por um único gene, por meio de heredrogramas. ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS Ao longo desse Capítulo serão estudados como diferentes características genéticas são transmitidas a cada geração. Para isso é importante, em um primeiro momento, que os alunos reconheçam quais são essas características. Dessa maneira, inicie a aula solicitando que os alunos observem as características das pessoas das fotografias da página de abertura do capítulo. Solicite que eles descrevam o que as diferenciam.

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NO DIGITAL – 3˙ bimestre • Veja o plano de desenvolvimento para os Capítulos 4, 5 e 6. • Desenvolva o projeto integrador sobre movimentos sociais. • Explore a sequência didática sobre Mendel e Genética, que trabalha as habilidades EF09CI08 e EF09CI09. • Acesse a proposta de acompanhamento da aprendizagem.

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Entretanto, apesar dessas diferenças na aparência física, somos muito semelhantes geneticamente. Por exemplo, uma pesquisa que fez a análise comparativa do DNA da população brasileira revelou uma mistura do material genético de europeus, ameríndios (nativos do continente americano) e africanos. Africanos

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Ameríndios

Europeus

Diversos Diversosestudos estudoscomprovam comprovamque queessa essasemelhança semelhança genética genéticaentre entreasaspessoas pessoasdedediferentes diferentesregiões regiõesé éuma uma forte forteevidência evidênciadedeque quenão nãoexistem existemraças raçasnanaespécie espécie humana. humana.Muito Muitomenos menosraças raçaspuras, puras,pensamento pensamentoque que jájános noslevou levouaté atéa aguerras. guerras.Você Vocêjájáouviu ouviuasasexpressões expressões “irmão “irmãopor porparte partededemãe”, mãe”,“irmã “irmãpor porparte partededepai” pai” e eoutras outrassemelhantes? semelhantes?Pois Poisé,é,dedecerta certaforma, forma,toda todaa a humanidade humanidadetem temparentesco parentescopor porparte partededeDNA. DNA.

Fonte dos dados: PARRA, F. C.; AMADO, R. C.; LAMBERTUCCI, J. R.; ROCHA, J.; ANTUNES, C. M.; PENA, S. D. J. Color and genomic ancestry in Brazilians. PNAS. Disponível em: <http:// www.pnas.org/content/pnas/100/1/177.full. pdf>. Acesso em: 15 out. 2018.

1. Observe novamente as fotografias das pessoas. Com quem você mais se parece? Descreva as características que considerou para estabelecer essa semelhança. Resposta pessoal.

2. Por que podemos dizer que não existem raças humanas?Resposta nas Orientações para o professor. 3. O que determina as características físicas de cada pessoa? Como elas são herdadas?Resposta pessoal.

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#FICA A DICA, Professor!

Para saber mais sobre os padrões genéticos compartilhados entre brasileiros e africanos, acesse: • ZORZETTO, Ricardo. A África nos genes do povo brasileiro. Pesquisa FAPESP. Disponível em: <http://livro.pro/q2vt65>. Acesso em: 13 nov. 2018.

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Ao explicar o material genético de pessoas brasileiras, destaque que a miscigenação se iniciou com a colonização do Brasil, onde colonizadores europeus e escravos provenientes da África tiveram contato com os ameríndios que viviam na região. Oriente-os a observar que, dada a grande dimensão do continente africano e europeu, as pessoas que chegaram no Brasil já apresentavam, por si só, uma ampla gama de características genéticas. Reforce que ao longo dos anos pessoas provenientes de outras regiões, como o continente asiático, também chegaram ao país, contribuindo ainda mais para a miscigenação e que esse processo continua até hoje em dia. Comentários sobre as atividades 1. Professor(a), aproveite a oportunidade para conversar com os alunos sobre os motivos pelos quais eles acham que se parecem com as pessoas das fotografias. Peça que formem trios, e repitam a atividade, verificando se há um consenso. Conduza a atividade de maneira que os alunos sempre tenham em vista o respeito às diferenças. 2. Porque os seres humanos são muito semelhantes geneticamente, e essas semelhanças entre pessoas de diferentes regiões são fortes evidências que garantem não existirem raças na espécie humana. 3. Espera-se que os alunos respondam que o determinante é o material genético, que é passado dos pais para os filhos por meio dos gametas. No momento, não se espera que os alunos citem a influência exercida pelo ambiente sobre o material genético. Ao trabalhar esta atividade, retome com os alunos os assuntos estudados no 8o ano, relacionados à reprodução e ao material genético.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

TEMA 1

ESB P

IMAGES/S

ROFE SSIO

HUTTERST

NAL/S

OCK.COM

HUTT ERST O

CK.C

Introdução à Genética

BUSINESS

Pai e filhos.

MONKEY

INTRODUÇÃO À GENÉTICA Ao longo desse tema serão expostos conceitos que permitirão o melhor entendimento da Genética. Isso inclui: • fundamentos teóricos, como conceitos de genes e alelos; • aspectos históricos, como os experimentos de Mendel; • aplicações atuais associadas à biotecnologia. Inicie a aula com a atividade proposta e, em seguida, retome alguns conceitos já estudados pelos alunos. Explique que o DNA é a sigla para ácido desoxirribonucleico. O DNA contém as instruções para funções vitais, como crescimento, desenvolvimento e reprodução em todos os organismos. Por sua vez, os cromossomos são constituídos por moléculas de DNA e diversas proteínas. Uma célula somática humana, isto é, não relacionada à determinação do sexo biológico em seres humanos, possui 23 pares de cromossomos. Os processos de divisão celular são a mitose, na qual as células formadas são iguais à célula-mãe, também com 23 pares de cromossomos e a meiose, que resulta em célula-filhas com apenas 23 cromossomos. Por meio da meiose, os gametas femininos e masculinos são produzidos. Na fecundação, os gametas se unem formando o zigoto, restabelecendo o número de cromossomos da espécie. É importante ressaltar que na meiose ocorrem duas divisões celulares que resultam, para o caso do gameta feminino, no ovócito I e ovócito II. Para simplificar o conteúdo, esses dois estágios serão chamados apenas de ovócito.

Avó, mãe e filha.

1. Observe as imagens acima. Estabeleça uma relação entre o que elas mostram e os termos DNA, reprodução sexuada e meiose.

Resposta pessoal. Aproveite a comparação para retomar esses conceitos com os alunos e verificar a necessidade de outras intervenções em relação a esses assuntos. Você já parou para pensar em por que geralmente somos parecidos com as pessoas de nossa família, principalmente com nossos pais ou mesmo com nossos avós? Essas questões são explicadas pela hereditariedade, estudada pela Genética, uma área das Ciências Biológicas. A hereditariedade consiste na transmissão de características de uma geração para outra, isto é, dos pais para seus descendentes. Essas características se manifestam principalmente em função de informações codificadas no DNA, que se encontra enovelado no núcleo das células, sob a forma de cromossomos. Na reprodução sexuada, os gametas, produzidos pelo processo de meiose, contêm apenas metade do conjunto cromossômico dos indivíduos. Assim, quando ocorre a fecundação, isto é, a união dos gametas masculino e feminino, o zigoto terá um conjunto cromossômico completo, metade dele proveniente do pai e a outra metade, da mãe. Por isso, os descendentes apresentam características de ambos os pais. A seguir, estudaremos com mais detalhes a hereditariedade.

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Comentários sobre a atividade 1. Incentive os alunos a responder a essa atividade mencionando características que tornam pais e filhos semelhantes.

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IL L

não faziam conexão com os pensamentos vigentes no período. Em seguida, retome alguns tópicos relacionados à reprodução de plantas, conforme visto no livro do 8o ano. Revise os conceitos de autofecundação e fecundação cruzada. Adicionalmente, relembre os conceitos de grão de pólen e estigma. Se possível, desenhe no quadro as estruturas de uma flor para facilitar a explicação. Ao comentar sobre os experimentos de Mendel, retome a importância do método científico, promovendo o desenvolvimento da competência específica 2. Explique que Mendel partiu de suas observações iniciais para, em seguida, formular hipóteses sobre como as características são passadas ao longo das gerações. Em uma próxima etapa, ele realizou experimentos para testar suas hipóteses e, depois, analisou quantitativamente os dados obtidos. Essas análises foram registradas ao longo de várias gerações de ervilhas para que finalmente fosse possível chegar às suas conclusões. Reforce a importância do método científico para estabelecer conhecimentos aceitos pela comunidade científica, ao redor do mundo.

BATE

SO N

Primeiros estudos sobre a hereditariedade

Os primeiros estudos sobre hereditariedade foram desenvolvidos por Gregor Mendel (1822-1884), um jovem monge que vivia em um mosteiro em Brno, uma cidade localizada na região onde atualmente é a República Tcheca. Entre os anos de 1851 e 1853, Mendel frequentou a Universidade de Viena, onde tomou conhecimento do método científico, que foi aplicado com sucesso nos experimentos que desenvolveu Gregor Mendel posteriormente. (1822-1884). Um de seus experimentos mais conhecidos foi realizado com ervilhas da espécie Pisum sativum, conhecida popularmente como ervilha-de-jardim ou ervilha-de-cheiro. Observando os indivíduos dessa espécie, Mendel percebeu que as plantas podiam variar bastante em suas características. Por exemplo, quando considerada a altura, havia indivíduos de dois tipos, altos e anões. Com o objetivo de compreender como essa e outras características eram transmitidas entre as gerações de ervilha-de-jardim, ele planejou e executou alguns experimentos. Em relação à característica altura da planta, Mendel fez o seguinte experimento. Inicialmente, fez a fecundação cruzada entre plantas altas e plantas anãs. Veja a ilustração a seguir. Como essa espécie tende a realizar a autofecundação, Mendel precisou fazer manualmente a fecundação cruzada. Para isso, retirou os grãos de pólen das flores de plantas anãs e os depositou no estigma das flores de uma planta alta. Depois, removeu as anteras das flores dessa planta para evitar sua autofecundação. Após esse cruzamento, a planta fecundada produziu apenas indivíduos altos entre seus descendentes. estigma

ovário

LUIS RUBIO, RAFAEL HERRERA

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

fecundação cruzada

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

antera

planta receptora de pólen

Anã

Alta

planta doadora de pólen

Primeiro cruzamento das ervilhas-de-cheiro realizado por Mendel neste experimento.

Fonte: SNUSTAD, D. P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de Genética. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. p. 45.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Primeiros estudos sobre a hereditariedade São apresentados os experimentos sobre hereditariedade realizados por Mendel, criando bases para os conceitos associados às habilidades EF09CI08 e EF09CI09. Adicionalmente,

essas informações permitem valorizar o conhecimento historicamente construído, conforme a competência geral 1. Inicie a aula contando sobre a vida de Gregor Johann Mendel. Ressalte que, para os estudos descritos no livro, Mendel passou 7 anos cultivando ervilhas, ou seja, foram analisados

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resultados de cruzamentos de aproximadamente 30 mil plantas de ervilha. Destaque que quando esse trabalho foi finalmente apresentado, ele não recebeu o devido valor, e foi esquecido por quase três décadas. Atualmente, sugere-se que isso aconteceu porque as ideias propostas por Mendel

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No segundo momento desse experimento, Mendel realizou a fecundação cruzada entre os indivíduos altos obtidos do primeiro cruzamento. Desses cruzamentos, foram produzidos descendentes altos e anões, em uma proporção de três plantas altas para cada planta anã. estigma

fecundação cruzada

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

ovário primeiro cruzamento realizado por Mendel

antera

Planta receptora de pólen

Planta doadora de pólen

3 alta

anã

Alta

segundo cruzamento realizado por Mendel

Alta

alta

Alta

alta

anã

LUIS RUBIO, RAFAEL HERRERA

Em seguida, apresente para os alunos algumas características dos experimentos de Mendel que contribuíram com o seu sucesso. Primeiramente, a escolha das ervilhas facilitou muito as etapas experimentais, uma vez que é uma planta de fácil cultivo e de rápido crescimento, sendo capaz de criar uma nova geração em apenas um ano, um intervalo de tempo relativamente curto. Adicionalmente, as ervilhas geram muitos descendentes, possibilitando uma abordagem matemática das razões entre as características observadas. Finalmente, as características analisadas estão associadas a um único gene, e, ao tomar duas características, dois genes com segregação independente – o que não será tratado nesta época escolar. Caso estivessem associados a múltiplos genes os resultados seriam potencialmente complexos para levar a conclusões objetivas. Explique, também que, além do tamanho da planta, Mendel estudou outras características como forma e cor da vagem, forma e cor da semente e posição e cor da flor. Ao informar sobre os fatores genéticos, explique que esses experimentos permitiram que Mendel concluísse que as ervilhas possuíam dois fatores associados à altura, os quais são transmitidos para as próximas gerações via gametas. Mais especificamente, na formação dos gametas esses fatores são separados, de forma que tanto o gameta feminino quanto o gameta masculino só possuem um dos fatores originalmente associados às plantas da primeira geração. Assim, as características herdadas pelas plantas da segunda geração estão relacionadas às características dos gametas que as formaram. Atualmente sabe-se que esses fatores são conhecidos por alelos, como será estudado ao longo do capítulo.

Primeiro e segundo cruzamentos das ervilhas-de-cheiro realizados por Mendel neste experimento. Fonte: SNUSTAD, D. P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de Genética. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. p. 45.

Para explicar os resultados de seus experimentos, Mendel propôs a existência de algo que ele denominou fatores genéticos, que, segundo ele, seriam transmitidos dos pais aos seus descendentes, conferindo-lhes suas características. No caso dos experimentos com a altura das plantas de ervilha, Mendel sugeriu a existência de dois tipos de fatores: o fator alto e o fator anão. E concluiu que nos indivíduos resultantes do primeiro cruzamento, todos altos, ambos os fatores estariam presentes, visto que, no segundo cruzamento, realizado entre esses indivíduos, foram produzidos tanto descendentes altos como descendentes anões.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

INTEGRANDO COM HISTÓRIA

A HEREDITARIEDADE, ANTES DE MENDEL Os seres humanos já conheciam e aplicavam alguns princípios da hereditariedade há milhares de anos. A primeira evidência disso é de aproximadamente 10 mil ou 12 mil anos atrás, quando os primeiros grupos humanos deixaram de ser nômades e passaram a se fixar em determinados lugares, onde criavam animais e realizavam seus próprios plantios. Naquela época, já era comum as pessoas selecionarem para o cultivo as sementes de plantas que produziam maior quantidade de frutos ou que apresentavam qualquer outra característica desejável. Essa seleção era feita de forma inconsciente, simplesmente acontecia porque as sementes das plantas que não apresentavam características desejáveis não eram colhidas nem replantadas. Vejamos o exemplo do milho. O tipo mais antigo de milho que se conhece era cultivado pelos Maias, civilização que viveu há aproximadamente 9 mil anos na região onde hoje está localizado o México. Esse milho era chamado de Teosinte, que significa ”alimento dos deuses”. A planta produzia espigas pequenas e com poucos grãos, bem diferente das espigas que conhecemos hoje. Isso porque a planta do milho NICOLLE RAGER FULLER/NATIONAL SCIENCE FOUNDATION /SCIENCE PHOTO LIBRARY / FOTOARENA sofreu modificações graduais ao longo do tempo, e essas modificações são decorrentes da seleção artificial das espigas pelos seres humanos, com base em diversas características consideradas importantes, como o tamanho e o aspecto dos grãos, a produtividade da planta e sua resistência a pragas e doenças. Ilustrações representando uma espiga de milho antiga (à esquerda) e uma espiga de milho atual (à direita). No detalhe, uma comparação de tamanhos entre a espiga e uma moeda.

1. A seleção de sementes de milho. A espiga de milho mais antiga já encontrada data de 9 mil anos atrás, é pequena e apresenta poucos grãos, bem diferente das plantas de milho atuais. 1. A hereditariedade já era conhecida pelos seres humanos há milhares de anos. Qual exemplo desse conhecimento é citado no texto?

ATIVIDADES

2. Explique o que aconteceu com o milho com o passar do tempo e por que isso aconteceu. 3. Resposta pessoal. O objetivo desse questionamento é a valorização da diversidade cultural.

3. Faça uma pesquisa sobre as principais características da civilização Maia e de sua cultura. Em seu caderno, registre um resumo das informações que obteve na pesquisa. 2. Ao longo do tempo, os seres humanos selecionaram características que consideravam desejáveis no milho, como produtividade e tamanho dos grãos, para que fossem passadas para a próxima geração, o que resultou no milho que conhecemos atualmente, cuja espiga é maior e com maior quantidade de grãos.

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Comentários sobre as atividades 1. Solicite que os alunos também citem exemplos relacionados a animais. É esperado que eles pensem nos cachorros e gatos como espécies domesticadas.

2. Professor(a), o site a seguir é uma boa sugestão aos alunos como fonte de pesquisa: UFSCAR Antiguidade na América: povos pré-colombianos. Disponível em: <http:// livro.pro/3aaokn>. Acesso em: 13 nov. 2018.

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INTEGRANDO COM HISTÓRIA Se julgar necessário, é possível apresentar mais informações sobre a domesticação do milho pelos seres humanos. O milho como conhecemos hoje teve origem em uma gramínea chamada teosinte, que apresenta várias espigas sem sabugo. Essa domesticação foi feita pelos seres humanos por meio da seleção artificial, um processo que envolve o cruzamento de organismos da mesma espécie que possuem alguma característica de interesse aos seres humanos. A domesticação do milho envolveu várias etapas, mas é possível destacar que os nativos do México escolhiam espigas mais fáceis de serem colhidas ou armazenadas. Como as plantas com essas características deixavam mais descendentes, com o passar do tempo foi possível observar um aumento do número de indivíduos com maior número de fileiras de grãos na espiga e com espigas maiores. Ao mesmo tempo, também foi observado nos indivíduos uma redução do número total de espigas. Com o tempo, as novas gerações dessas plantas passaram a ter grãos maiores e presos ao sabugo, conforme é observado no milho que conhecemos atualmente. Uma única espécie pode passar por seleção artificial para realçar diferentes estruturas. É o caso da espécie Brassica oleracea, que passou por diferentes processos de seleção artificial dando origem às seguintes variedades presentes no dia a dia: couve, couve-flor, brócolis, repolho e couve-de-bruxela.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Alguns conceitos de Genética

Alguns conceitos de Genética Ao descrever os feitos dos cientistas James Watson e Francis Crick, procure destacar a contribuição da química e biofísica britânica Rosalind Franklin (1920 - 1958) na descrição da estrutura tridimensional da molécula de DNA. Foi Rosalind Franklin quem fez a imagem da molécula de DNA, utilizada por Watson e Crick para a formulação do modelo estrutural do DNA. Sobre isso, leia o seguinte texto:

Os trabalhos de Mendel foram ignorados pela ciência e ficaram esquecidos por muitos anos. Porém, a partir do ano de 1900, foram retomados por alguns pesquisadores interessados em compreender a hereditariedade, como Hugo de Vries (1848-1935). Ao longo do século XX, foram desenvolvidos diversos estudos nesse sentido, contribuindo para aprimorar as conclusões de Mendel. Com o tempo, esses estudos e muitas outras descobertas constituíram a área da Genética. AS CORES

Genes e alelos

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

SIR IO

CAN ÇAD O

fitas de Em 1953, a Genética recebeu importante contribuição: os DNA cientistas James Watson (1928-) e Francis Crick (1916-2004) descreveram a estrutura tridimensional da molécula de DNA, composta por duas fitas de DNA unidas em espiral. Essa estrutura ficou conhecida como dupla-hélice. A descrição da estrutura tridimensional da molécula de DNA por esses cientistas teve uma importante contribuição dos trabalhos da química e física britânica Rosalind Franklin (1920-1958). Ilustração representando a estrutura tridimensional da Conforme os estudos nessa área foram evoluindo, molécula de DNA, proposta descobriu-se que os fatores genéticos propostos por Mendel por Watson e Crick em 1953. eram, na verdade, segmentos do DNA que carregam informações Fonte: GRIFFITHS, A. J. F. et al. capazes de condicionar as características dos indivíduos. Esses Introdução à Genética. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, segmentos de DNA foram, então, chamados de genes, as 2008. p. 230, 232. unidades fundamentais da hereditariedade. Os genes estão localizados nos cromossomos. Em organismos diploides, durante o processo de divisão celular, os cromossomos se organizam aos pares - um cromossomo vindo da parte masculina e outro da parte feminina. Cada par é chamado cromossomos homólogos. Para cada característica, existe uma mesma região específica nos pares de cromossomos homólogos, em que se localizam os genes que a determinará. Esses genes são denominados alelos e podem existir sob diferentes formas. Os alelos podem ser dominantes ou recessivos. Para facilitar nossos estudos, a partir de agora os alelos serão identificados por letras. Por convenção, os dominantes serão representados por letras maiúsculas e os recessivos, por letras minúsculas. A. BARRINGTON BROWN, GONVILLE AND CAIUS COLLEGE/ SCIENCE PHOTO LIBRARY / FOTOARENA

MARCOLIN, Neldson. A matéria desvendada. Pesquisa FAPESP. 2014. Disponível em: <http:// revistapesquisa.fapesp. br/2014/04/24/materia-desvendada>. Acesso em: 13 nov. 2018.

Gene

Cromossomo

James Watson (à esquerda) e Francis Crick (à direita), próximos ao modelo da molécula de DNA, proposto por ambos em 1953.

ALEX ARGOZINO

A dupla hélice como representação do DNA é uma das imagens mais conhecidas produzidas pela ciência do século XX. A descoberta da estrutura da molécula ocorreu em 1953 em boa parte graças ao trabalho da biofísica Rosalind Franklin, que usou a técnica de difração de raios X para obter a imagem. A história é conhecida: Francis Crick e James Watson usaram os dados de Rosalind – sem o conhecimento e aprovação dela – e escreveram o artigo pioneiro em 1953, publicado na revista Nature. [...] [...]

Destaque para os alunos que as descobertas científicas, embora normalmente creditadas a poucas pessoas, são fruto de um trabalho coletivo de toda uma comunidade de pesquisadores. Acrescente que pequenos avanços nas Ciências da Natureza poderão levar, eventualmente, a grandes descobertas. A valorização dos conhecimentos historicamente construídos está associada ao desenvolvimento da competência geral 1. Ao descrever os genes como segmentos de DNA, destaque

NÃO SÃO REAIS.

Representação esquemática de um gene em um cromossomo.

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que a maior parte do DNA não é composta por genes. Ou seja, ela não carrega informações hereditárias. As possíveis funções dessas regiões ainda não foram totalmente elucidadas, mas sabe-se que parte delas está associada a alguma forma de atividade bioquímica.

Também é conhecido que algumas regiões têm funções regulatórias associadas à duplicação do DNA. Finalmente, explique os conceitos expostos no livro. Essas ideias serão melhor aprofundadas nas próximas páginas.

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Adicionalmente, esses pares de genes estão localizados na mesma posição nos respectivos cromossomos. Ilustre essa informação fazendo o seguinte desenho na lousa.

Acrescente que podem existir versões alternativas do mesmo gene, chamados de D D D d d alelos. Para isso, altere o desenho acima para que incluam alelos diferentes.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

x Primeiro cruzamento

ILUSTRAÇÕES: ALEX SILVA

Conhecendo os genes e os alelos, retomemos os experimentos de Mendel com as ervilhas-de-jardim. Dizemos que o gene para a altura, nessas plantas, tem dois alelos: um para a característica “ser alta” e o outro para a característica “ser anã”. Nesse caso, o alelo para plantas altas é considerado dominante e será chamado aqui de D, e o alelo para plantas anãs é o recessivo e será chamado de d. No primeiro momento, Mendel realizou o cruzamento entre plantas altas. Considere que essas plantas eram puras para essa característica; então, apresentavam dois alelos dominantes (DD). E que as plantas anãs também eram puras, isto é, tinham dois alelos recessivos (dd). Na produção de gametas, por meiose, os alelos dos cromossomos de um par se separam, indo cada um para um dos gametas. No entanto, plantas puras, isto é, com alelos iguais, só produzem um tipo de gameta. Em nosso exemplo, plantas altas puras só produzem gametas com o alelo D; as plantas anãs puras só produzem gametas com o alelo d. Logo, na fecundação entre gametas de plantas altas e plantas anãs, o zigoto formado apresentará os dois alelos, D e d. Como o alelo D é dominante, todas as ervilhas-de-jardim resultantes desse primeiro cruzamento são altas (Dd). No segundo momento, Mendel realizou o cruzamento entre as plantas altas obtidas do primeiro cruzamento. Como não são puras, isto é, têm alelos diferentes, essas plantas produzem tanto gametas com o alelo D, quanto gametas com o alelo d. Assim, na fecundação, um gameta com o alelo D pode se unir a outro gameta com o alelo D, resultando em plantas altas puras (DD); ou pode se unir a um gameta com o alelo d, resultando em plantas altas não puras (Dd). Da mesma forma, um gameta com o alelo d pode se unir a um gameta com o alelo D, resultando em plantas altas não puras (Dd); ou pode se unir a um gameta com o alelo d, resultando em plantas anãs puras (dd).

Altas DD

Anãs dd

Gametas produzidos: D ou D

Gametas produzidos: d ou d

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Segundo cruzamento

LUIZ RUBIO

Cruzamentos realizados nos experimentos de Mendel com ervilhas-de-cheiro. Fonte: SNUSTAD, D. P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de Genética. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. p. 45-49.

Inicie a explicação aprofundando o que foi dito sobre genes e alelos. Para facilitar a compreensão, desenhe no quadro as diferentes estruturas descritas. O objetivo será possibilitar que os alunos associem a transmissão de características hereditárias aos gametas.

d D

dOu dd

d D

Retome que, com exceção dos gametas, as células humanas têm 23 pares de cromossomos (22 pares de autossomos e 1 par de sexuais). As ervilhas utilizadas por Mendel apresentam 7 pares de cromossomos. Exemplifique um par de cromossomos no quadro:

Ou d

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d d

Finalmente, ilustre quais gametas podem ser gerados com DcadaDpar de cromossomos: D d d d

Dd Gametas produzidos: D ou d

D D

Gametas produzidos: D ou d

Associe esse exemplo com os experimentos de Mendel citadosDno livro, acrescentando os D d d d diferentes pares de cromossomos que podem ser formados.

altas Dd DD

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Explique que, nos cromossomos autossomos, os genes D D são encontrados em Dparesd (um em cada cromossomo).

Ou d

d d

Depois de retomados esses conceitos, explique aos alunos os experimentos de Mendel. Desenhe passo a passo os cruzamentos realizados com as ervilhas no quadro para auxiliar a compreensão da produção de gametas em cada d d geração e as possibilidades de união entre eles.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS Ao apresentar os conceitos de genótipos homozigotos e heterozigotos, desenhe na lousa alguns quadros de características de seres vivos citados nessas páginas para que os alunos classifiquem os genótipos para a cor de pelagem da raça de gado Aberdeen angus e a forma do lobo de orelha em seres humanos. Ao comentar sobre a pelagem da raça de gado Abeerden angus, apresente aos alunos algumas características desses animais. Por exemplo, pode-se dizer que são animais de grande porte e que não apresentam chifres.

Genótipo A constituição de alelos de um indivíduo é denominada genótipo. Quando retomamos os experimentos de Mendel, vimos que as plantas altas de ervilha, por exemplo, podem ter dois alelos dominantes (DD) no genótipo ou ter um alelo dominante e um recessivo (Dd). Isso significa que ervilhas-de-jardim altas podem ter dois genótipos diferentes, DD ou Dd. Em Genética, chamamos de homozigotos os indivíduos cujo genótipo tem alelos iguais para determinada característica e de heterozigotos os indivíduos cujo genótipo tem alelos distintos para essa característica. Em nosso exemplo, plantas com genótipo DD ou dd, que chamamos de puras, são homozigotas para a característica altura, e as plantas Dd, que chamamos de não puras, são heterozigotas para essa característica. Considerando-se, agora, a relação de dominância, plantas DD são ditas homozigotas dominantes e plantas dd são chamadas de homozigotas recessivas. Veja o quadro a seguir.

Altura da ervilha-de-jardim DD

Homozigota dominante

Alta

Heterozigota

Alta

Homozigota recessiva

Anã

1,1 m

Indivíduo da raça de gado Aberdeen angus de pelagem preta.

ECOPRINT/SHUTTERSTOCK.COM

DICK KENNY/SHUTTERSTOCK.COM

Vejamos outros exemplos. No gado da raça Aberdeen angus, a cor da pelagem dos indivíduos, que pode ser preta ou vermelha, é condicionada por dois alelos principais, que chamaremos de B e b. A presença de cada um desses alelos no genótipo do animal resulta em uma cor de pelagem.

1,1 m

Indivíduo da raça de gado Aberdeen angus de pelagem vermelha.

A presença do alelo B condiciona a cor preta e a presença do alelo b condiciona a cor vermelha.

Alelo

Resulta

Cor da pelagem

→

Preta

→

Vermelha

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• Quantos alunos possuem um alelo dominante, em relação à forma do lobo de orelha? Resposta: É esperado que os alunos respondam o número de alunos que possuem lobo solto. • Quantos alunos, com certeza, possuem um alelo recessivo, em relação à forma do lobo de orelha? Resposta: É esperado que os alunos respondam apenas o número de alunos que possuem lobo preso. • Quantos alunos possuem genótipo homozigoto dominante? Quantos possuem genótipo homozigoto recessivo? Quantos possuem genótipo heterozigoto? Resposta: É esperado que os alunos percebam que observando apenas a característica dominante – lobo de orelha solto – não é possível afirmar os genótipos das pessoas que possuem lobo solto; este questionamento apenas permite responder que o número de alunos que possuem genótipo homozigoto recessivo é exatamente o número de alunos que possuem lobo de orelha preso. Professor(a), se optar por realizar essa atividade, incentive sempre o respeito entre os alunos.

Como o alelo B é dominante sobre o alelo b, o gado de pelagem preta pode ser homozigoto, genótipo BB, ou heterozigoto, Bb. O gado de pelagem vermelha só pode ser homozigoto recessivo, genótipo bb. Observe o quadro a seguir.

Cor da pelagem na raça de gado Abeerden angus BB

Homozigoto dominante

Pelagem preta

Heterozigoto

Pelagem preta

Homozigoto recessivo

Pelagem vermelha

M TO

ALE X

BLA C

EYS

KD A Y/S

/ SH

Um outro exemplo é a forma do lobo da orelha em seres humanos, que pode ser preso à lateral do rosto ou solto. Essa característica é condicionada por dois alelos principais, que chamaremos de L e l.

Lobo de orelha preso.

Lobo de orelha solto.

O alelo L condiciona o lobo da orelha solto, enquanto o alelo l condiciona o lobo de orelha preso.

Alelo

Resulta

Lobo de orelha

→

Solto

→

Preso

Como o alelo L é dominante, uma pessoa com lobo de orelha solto pode ter genótipo LL ou Ll. Uma pessoa com lobo de orelha preso tem genótipo ll. Observe o quadro a seguir.

Lobo de orelha dos seres humanos LL

Homozigoto dominante

Solto

Heterozigoto

Solto

Homozigoto recessivo

Preso

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Ao explicar sobre a forma do lobo de orelha humano, solicite aos alunos que verifiquem se o lobo de sua orelha é preso ou solto. Então, tendo identificado a forma, diga para que identifiquem seus respectivos fenótipos. No caso do lobo de orelha solto, explique aos alunos que os genótipos

possíveis são dois: homozigoto dominante ou heterozigoto. Neste caso, para descobrir o genótipo de indivíduos de lobo de orelha solto, é preciso realizar um estudo genético. É possível, neste momento, trabalhar com esta informação em conjunto com a turma, e com o auxílio de um(a) profes-

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sor(a) de Matemática. Registre no quadro o número de alunos que possuem lobo preso e o número de alunos que possuem lobo solto. Peça a eles que calculem as porcentagens relativas a cada uma dessas características. Então, faça os seguintes questionamentos à turma:

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Fenótipo As características que podem ser observadas em um indivíduo são denominadas fenótipo. Por exemplo, vimos que as plantas de ervilha-de-jardim podem ser altas ou anãs. Essas características, alta ou anã, são os fenótipos observados para a altura dessas plantas. Agora analise o quadro a seguir. 2. Cor preta, genótipos BB e Bb, e cor vermelha, genótipo bb.

Genótipo

Fenótipo

Ervilha-de-jardim alta

Ervilha-de-jardim anã

3. Lobo de orelha solto, genótipos LL e Ll , e lobo de orelha preso, genótipo ll .

Como se pode perceber, genótipos distintos podem ser expressos como um mesmo fenótipo. No caso, tanto o genótipo DD quanto o Dd expressam-se como a característica planta alta.

2. No exemplo, da cor da pelagem de indivíduos da raça Aberdeen angus, quais são os fenótipos observados? A que genótipos esses fenótipos correspondem?

3. No exemplo da forma do lobo de orelha humana, quais são os fenótipos observados? A que genótipos esses fenótipos correspondem?

ALTSVA/SHUTTERSTOCK.COM

40 cm

Os fenótipos também podem ser influenciados por algum fator ambiental. Assim, dependendo das condições do ambiente, um mesmo genótipo poderá se expressar em mais de um fenótipo. Vejamos alguns exemplos. A cor da pelagem do gato siamês é influenciada pela temperatura corporal do animal. Nas regiões do corpo do gato em que a temperatura é elevada, a cor da pelagem é branca. Em contrapartida, nas extremidades do corpo do gato, como patas, focinho e orelhas, em que a temperatura é mais baixa, a cor da pelagem é escura.

Gato da raça siamês.

O formato das folhas da planta aquática Ranunculus peltatus é influenciado pela incidência de luz no ambiente. No ambiente natural, parte da planta fica submersa e, por isso, recebe menor incidência de luz do que a porção que flutua na superfície da água. Observa-se que as folhas submersas apresentam aspecto filamentoso, com menor área foliar, enquanto as folhas superficiais apresentam formato mais largo, com maior área foliar.

folha da superfície

folha submersa

DORLING KINDERSLEY RF/GETTY IMAGES

Ao apresentar o conceito de fenótipo, é possível conversar sobre as etapas experimentais da investigação científica, associadas ao desenvolvimento da competência específica 2. Procure explorar a relação do fenótipo com o genótipo. Esclareça para os alunos que o genótipo funciona como uma série de instruções para o fenótipo. No entanto, como determinado fenótipo irá se desenvolver dependerá de outros genes ou da interação entre genes e ambiente. Por exemplo, a altura das ervilhas-de-jardim depende do genótipo, como já visto, mas também do ambiente (temperatura, exposição ao sol, acesso à água). Uma planta que cresce em um ambiente desfavorável provavelmente terá uma altura menor do que outra planta que cresce com recursos abundantes. Uma forma de contornar esse efeito é realizar os experimentos em uma estufa, onde a influência ambiental pode ser controlada, ou seja, mantida igual para todas as plantas ao longo de diferentes estações. Mendel utilizou esse recurso e, assim, foi capaz de obter informações objetivas relacionadas ao genótipo dessas plantas. Sobre essas informações, destaque dois pontos importantes. Primeiro, alguns fenótipos são mais influenciados pelo ambiente do que outros. Por exemplo, a altura das ervilhas-de-jardim é mais afetada pelo ambiente do que o formato da sua semente. Adicionalmente, o genótipo impõe limites para o desenvolvimento do fenótipo, ou seja, independentemente do ambiente no qual ela está, uma ervilha-de-jardim não chegará a muitos metros de altura.

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Comentários sobre as atividades 2 e 3. Professor, peça que os alunos reproduzam a tabela apresentada no livro em seus cadernos e preencham os genótipos e os fenótipos de Aberdeen angus e lobo de orelha humana.

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[...]

ENTRE CONTEXTOS OS GENES E A BIOTECNOLOGIA Com o avanço da Genética, novas áreas das Ciências foram surgindo e se estabelecendo. Uma delas é a Biotecnologia, área que, em um sentido mais amplo, se caracteriza pela manipulação de microrganismos, plantas e animais para a obtenção de processos e produtos de interesse humano. Um exemplo de aplicação da Biotecnologia é a produção de insulina, substância utilizada no tratamento de pessoas com diabetes tipo 1, isto é, o tipo de diabetes que se caracteriza pela produção de quantidades insuficientes desse hormônio. No início da década de 80, os avanços da engenharia genética permitiram o desenvolvimento da insulina humana sintética, produzida a partir de bactérias, especialmente a

Escherichia coli. O gene para a insulina humana foi inserido no DNA de bactérias, resultando na chamada insulina de DNA recombinante. Esse método represenEngenharia genética: tou mais uma conquista no tratamento do diabetes, principalmente ramo da Genética que desenvolve e aplica porque a molécula dessa insulina é mais parecida com a produzida técnicas de manipulação pelo organismo, oferecendo um índice de rejeição bem menor que as do material genético. insulinas de origem animal e a redução dos efeitos colaterais. MOREIRA, P. Insulina: avanços da pesquisa. Disponível em: <https://www.fiojovem.fiocruz.br/insulina-avancos-da-pesquisa>. Acesso em: 9 out. 2018.

Uma molécula de DNA circular, presente nas bactérias, é isolada (1) e nela é inserido o gene de interesse, no caso o gene para a insulina humana. Esse DNA é incorporado pelas bactérias (2), formando o que se denomina DNA recombinante. As bactérias vão se reproduzir e produzir insulina (3). A insulina é isolada (4) para ser utilizada no tratamento de diabéticos. gene de interesse

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

DNA cromossomo circular bacteriano

DNA circular com gene de interesse inserido (DNA recombinante)

hormônio insulina isolado

ALEX ARGOZINO

bactéria

Etapas do processo de produção de insulina humana sintética. Fonte: TORTORA, G. J. et al. Microbiologia. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012. p. 248.

ATIVIDADES

VASCONCELOS, Y. Genes em silêncio. Pesquisa FAPESP. Disponível em: <http://revistapesquisa.fapesp. br/2018/06/18/genes-em-si lencio>. Acesso em: 13 nov. 2018.

1. Faça uma pesquisa sobre outros produtos produzidos por meio da biotecnologia. Verifique como são produzidos, se estão presentes em nosso cotidiano, e compartilhe o material encontrado com seus colegas por meio das redes sociais ou do blog da turma. Resposta pessoal.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ENTRE CONTEXTOS O livro apresenta as relações que se estabelecem entre o mundo natural, tomando como exemplo a diabetes, e o mundo tecnológico, representado pelo uso da biotecnologia. Dessa maneira, contempla a competência específica 3.

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Após citar o uso da biotecnologia na produção de insulina, apresente o caso da Agronomia, outro cenário em que a biotecnologia traz benefícios. Com base no texto a seguir, explique como a biotecnologia pode auxiliar no combate de pragas agrícolas.

Criadas em laboratório, as moléculas de RNAi neutralizam a ação de um gene-alvo em um organismo qualquer – daí a expressão silenciamento gênico. Seu mecanismo de ação é similar ao que ocorre naturalmente em todos os seres vivos ao lutar contra ataques virais. Quando isso ocorre, as defesas do organismo tentam neutralizar a ação do invasor, silenciando seus genes. De modo análogo, a tecnologia de RNAi faz com que a célula ataque o produto de seu próprio gene, como se estivesse destruindo o material genético viral, num processo similar ao de uma resposta autoimune. No uso agrícola, o RNAi é programado para inativar genes específicos de pragas e patógenos associados a processos essenciais à sua sobrevivência. [...] Como o nome deixa claro, a molécula sintética de RNAi interfere no processo de tradução do RNA mensageiro em proteína, fragmentando-o. Ela intercepta e destrói as informações celulares conduzidas pelo RNA dentro da célula antes que sejam processadas e originem proteínas. Dessa forma, o processo de expressão gênica que dependia dos dados contidos naquele RNA não irá mais ocorrer. [...]

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Comentários sobre a atividade 1. Comente com os alunos que a biotecnologia é utilizada em diversas áreas, como agricultura, pecuária, produção de alimentos etc. O site a seguir é uma boa fonte a ser sugerida como pesquisa aos alunos: • A biotecnologia está ao seu redor. BANDEIRA, Katarina. Ung Notícias, 2017. Disponível em: <http://livro.pro/tgzh6h>. Acesso em: 13 nov. 2018.

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1. Por causa da hereditariedade, que consiste na transmissão de características de uma geração para outra, isto é, dos pais para seus descendentes. As características de uma pessoa estão codificadas em seu material genético, o DNA, cuja transmissão ocorre por meio dos gametas, que são produzidos por NÃO ESCREVA meiose e contêm apenas metade do conjunto cromossômico dos NO LIVRO. indivíduos que os produziram. Na fecundação, o zigoto passa a ter ATIVIDADES um conjunto cromossômico completo, metade dele proveniente do pai e a outra metade proveniente da mãe. Por isso, os filhos podem ter características tanto do pai como da mãe.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS ATIVIDADES 1. Ao trabalhar com essa atividade, que explora a habilidade EF09CI08, explique que muitas vezes os filhos não são semelhantes fisicamente a seus genitores, mas que a hereditariedade também se relaciona às características básicas que formam o padrão do corpo, os órgãos que possuímos etc. 2. Essa atividade, que explora a habilidade EF09CI09, possibilita a identificação de conceitos que foram entendidos de forma errônea ou incompleta pelos alunos. Para um melhor aproveitamento, peça que os alunos, ao compartilharem suas respostas com a classe, expliquem o porquê das associações entre os termos e os conceitos. 3 e 4. Ao realizar essa atividade, peça que os alunos também preencham as informações na forma de tabela, no modelo das páginas 110 a 112 do livro, como: Resulta

Textura

Lisa

Rugosa

Genótipo

Fenótipo

Sementes lisas

Sementes rugosas

Alelo

Resulta

Ausentes

Presentes

III. Genótipo.

Fenótipo

Chifres ausentes

Chifres presentes

b. Genótipo formado de alelos distintos.

IV. Fenótipo. V. Homozigoto.

c. Segmento do DNA que VI. Heterozigoto. contém informações I – c. II – d. III – e. IV – a. V – f. VI – b. que podem condicio3. c) CC, homozigoto dominante = ausência de chifres; Cc, heterozigoto = ausência de chifres; cc, nar uma característica. homozigoto recessivo = presença de chifres. 3. A presença ou a ausência de chifres em bovinos está relacionada a um par de alelos, C e c. O alelo C é dominante e sua presença no genótipo resulta em animais sem chifres, também chamados de mochos. O alelo c é recessivo e sua presença no genótipo resulta em animais com chifres. Sabendo disso, responda: a) Quais os possíveis genótipos de bovinos mochos, ou seja, sem chifres? CC e Cc.

d. Formas de um mesmo gene que condiciona determinada característica. e. Constituição de alelos de um indivíduo. f. Genótipo de alelos semelhantes.

VINICIUS BACARIN/SHUTTERSTOCK.COM

II. Alelos.

Vaca com chifre ao lado de vaca sem chifre, pastando.

b) Quais os possíveis genótipos de bovinos com chifres? cc. c) Indique os genótipos homozigoto dominante, homozigoto recessivo e heterozigoto, relacionando cada um ao fenótipo que expressa. d) Considere um cruzamento entre dois bovinos homozigotos, um touro com chifres e uma vaca sem chifres. Os descendentes do casal terão chifres ou não? Justifique identificando os genótipos de cada um deles.

4. Mendel analisou também a transmissão de outras características das ervilhas-de-jardim, além da altura das plantas. Por exemplo, a textura das sementes produzidas, que poderiam ser lisas ou rugosas. Analise os cruzamentos realizados por Mendel, a seguir, e responda às questões propostas em seu caderno. Respostas nas Orientações para o professor. a) Em relação à textura das sementes, qual das características é dominante e qual é recessiva? Justifique sua resposta.

Chifres

Genótipo

a. Conjunto das características observáveis em um indivíduo.

I. Gene.

sementes lisas

sementes rugosas

sementes lisas sementes lisas

sementes

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I sementes lisas

sementes

SIRIO CANÇADO

Alelo

1. Por que os filhos em geral se parecem muito com seus pais? Explique. 2. Em seu caderno, relacione os termos com os conceitos.

b) Relacione os possíveis genótipos que condicionam os lisas rugosas II III fenótipos observados para a textura das sementes. Fonte: PIERCE, B. A. Genética: um Depois, classifique os genótipos em homozigoto enfoque Conceitual. 5.ed. Rio de Janeiro: dominante, homozigoto recessivo e heterozigoto. Guanabara. Koogan, 2016. p.103. 3. d) Os descendentes não terão chifres. Porque o indivíduo com chifres tem genótipo cc e o indivíduo sem chifres tem genótipo CC, uma vez que ambos são homozigotos, e os descendentes serão heterozigotos Cc, genótipo que se expressa no fenótipo correspondente ao do alelo dominante. No caso, ausência de chifres.

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4. a) Dominante: sementes lisas. Recessiva: sementes rugosas. No primeiro cruzamento, as plantas são homozigotas, RR (sementes lisas) e rr (sementes rugosas). Assim, as plantas resultantes desse cruzamento são heterozigotas (Rr) e possuem o fenótipo expresso pelo

alelo dominante; neste caso, R, cuja presença no genótipo resulta em sementes lisas. 4. b) RR (homozigoto dominante) = sementes lisas. Rr (heterozigoto) = sementes lisas. rr (homozigoto recessivo) = = sementes rugosas.

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1. Um dos progenitores de cada um deles são primos. Aqui os alunos apenas levantam hipóteses. O desafio pode ser retomado quando eles forem analisar a imagem da árvore genealógica abaixo. 2. Resposta pessoal.

TEMA 2

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS A GENÉTICA E O SER HUMANO O objetivo desse tema é aplicar os conceitos de genética estudados anteriormente. Assim serão retomadas as informações sobre hereditariedade, genes e tipos de alelo em um contexto mais próximo do cotidiano dos alunos. Nessa primeira aula, as relações de parentesco serão retomadas para facilitar o entendimento dos heredogramas. Para isso, faça os questionamentos que estão no livro. Caso algum(a) aluno(a) saiba o que são primos de segundo grau, peça que ele(a) explique para o restante da classe. Esse tipo de contato incentivará uma maior troca de informações entre eles. Em seguida, exponha o conceito de genealogia e peça que os alunos observem a árvore genealógica da família de Lúcia.

A genética e o ser humano É comum ouvirmos as pessoas dizerem que existem parentes que muitas vezes elas nem conhecem ou, em uma conversa informal, ficarem surpresas ao descobrirem que apresentam algum grau de parentesco.

1. Ana Flávia e Gabriel descobriram que têm em comum o mesmo bisavô e a mesma bisavó. Eles não são irmãos, que grau de parentesco eles têm?

2. Você já descobriu algum grau de parentesco com alguém que você conhece e não sabia?

Árvores genealógicas e heredogramas Além dos estudos sobre hereditariedade, a Genética também se dedica às análises dos ancestrais e dos descendentes de uma pessoa, o que é denominado genealogia. Os estudiosos de genealogia costumam representar o histórico de ancestrais e descendentes de uma família por meio de um esquema cheio de ramificações, conhecido como árvore genealógica. Veja, a seguir, a árvore genealógica da família de uma jovem chamada Lucia.

Marcia

Nilton

Lucas

Izabela

Ana

Henrique

Miriam

Amanda

André

Fabiana

Lúcia

João

Breno

Lara

Paulo

Marta

Joana

Caio

Jordana

Gabriel

Arvore genealógica da jovem Lucia, personagem desta atividade.

Comentários sobre as atividades Solicite que os alunos façam as atividades 1 e 2 no início da explanação sobre o tema e as atividades de 3 a 6 no final. Associado às atividades 3 a 6, peça que os alunos indiquem o nome de seus próprios parentes conhecidos, produzindo suas próprias árvores genealógicas.

VIKTORIA KAZAKOVA/SHUTTERSTOCK.COM

Horácio

3. Quem são os pais de Lúcia? Fabiana e Breno. 4. De quem Lúcia é irmã? E prima? Lúcia é irmã de Joana e prima de Izabela e Jordana. 5. Quem são os sobrinhos de Lúcia? Ana e Henrique. 6. Quem são os avós de Lúcia? Indique quais são maternos e quais são paternos. 6. Horácio e Miriam (maternos), André e Lara (paternos). Na árvore genealógica acima, podemos ver que Lucia e Izabela são primas. Horácio e Miriam, portanto, são avós de Lúcia e Izabela e, consequentemente, bisavós de Ana, Henrique e Gabriel.

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AMPLIANDO

Como atividade extra, solicite que os alunos entrevistem os familiares sobre os parentes próximos e, com essa informação, produzam uma árvore genealógica ampliada de sua família, contendo 4 gerações. Peça, ainda, que coloquem em cada indivíduo representado

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o nome do parentesco (por exemplo, tia, primo de primeiro grau ou avó paterna). Se julgar factível, faça uma atividade com o(a) professor(a) de História. Para isso, solicite que os alunos registrem nas suas árvores genealógicas a nacionalidade dos seus avós ou dos antepassa-

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dos deles. É possível que os alunos tenham ancestrais de outras nacionalidades. Utilize essa informação para, juntamente com o responsável pela disciplina de História, explicar a imigração para o Brasil.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Para estudar uma característica genética, os geneticistas, isto é, os cientistas que se dedicam à Genética, costumam elaborar representações semelhantes à árvore genealógica, que são denominadas heredogramas. Veja, por exemplo, o heredograma da família de Fabiana, mãe de Lúcia.

O aprendizado de heredogramas permite que os alunos compartilhem informações com o uso de uma linguagem visual, com bases matemáticas e científicas, de acordo com a competência geral 4. Após explicar os heredogramas, se considerar pertinente, exponha outros símbolos que podem ser utilizados para a produção de heredogramas. Eles podem ser acessados no endereço eletrônico Heredogramas. UFMG. Disponível em: <http://livro.pro/q8v2dm>. Acesso em: 13 nov. 2018. Adicionalmente, apresente aos alunos a história do médico brasileiro Jessé Acioly (19211996), que identificou os mecanismos de hereditariedade da anemia falciforme. Sobre isso, leia o seguinte texto:

Miriam 1

linha horizontal

Nilton

Amanda

Fabiana 3

EDITORIA DE ARTE

VIKTORIA KAZAKOVA/SHUTTERSTOCK.COM

Horácio

descendentes

Em um heredograma, as pessoas do sexo masculino costumam ser representadas por um quadrado, enquanto as pessoas do sexo feminino são representadas por um círculo. No exemplo, acima, a linha horizontal entre o quadrado e o círculo, na parte superior do esquema, indica tratar-se de um casal. A linha vertical que sai do casal indica que eles geraram descendentes, os quais são representados por ordem de nascimento, da esquerda para a direita.

7. O heredograma acima representa apenas uma parte da árvore genealógica de Fabiana. Desenhe o heredograma completo, da página anterior, em seu caderno. Resposta pessoal. Oriente os alunos na elaboração do heredograma.

Um heredograma, além de mostrar relações de parentesco, também permite a identificação de pessoas que compartilham alelos para determinadas características. Analisando esse tipo de árvore, é possível entender como se deu, ou se dará, a transmissão desses alelos entre as pessoas. Como exemplo, vamos analisar o heredograma da família de Fabiana para a anemia falciforme, doença que afeta as hemácias, que ficam com formato de foice. Isso dificulta sua ligação com o gás oxigênio, comprometendo o transporte desse gás para as células do corpo.

Hemácia normal (à direita) e hemácia de pessoa com anemia falciforme (à esquerda). Aumento de 5 500 vezes.

DR. STANLEY FLEGLER, VISUALS UNLIMITED / SCIENCE PHOTO LIBRARY / FOTOARENA

[...] Nascido em Porto Calvo, Alagoas, Jessé Acioly (1921-1996), como ficou conhecido, era estudante do quinto ano na Faculdade de Medicina da Bahia quando apresentou suas ideias, em 1947, em um artigo de 29 páginas publicado em uma revista local [...] Acioly fez um estudo detalhado da doença, discutindo sua alta incidência no Brasil e as formas de tratamento possíveis. “O trabalho era muito bem elaborado e comprovava por meio de um heredograma [representação das relações de parentesco] que a doença era herdada de forma autossômica recessiva”, diz a geneticista Eliane Azevedo [...]. “Tratava-se de uma descoberta inédita sobre o mecanismo de herança de uma doença que estava na vanguarda das pesquisas nos países mais desenvolvidos.” Apesar de sua importância, o trabalho permaneceu praticamente ignorado. “O fato de ter sido publicado em português em uma revista de circulação local e de que poucos pesquisa-

membros

Fonte: TORTORA, G. J.; DERRICKSON, B. Princípios de Anatomia e Fisiologia.12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010. p. 703.

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dores haviam ouvido falar contribuiu para isso”, afirma o biomédico Magnun Nueldo Nunes dos Santos [...]. [...]

ANDRADE, Rodrigo O. À sombra da história. Pesquisa FAPESP. 2016. Disponível em: <http://revistapesquisa.

fapesp.br/2016/08/19/a-sombra-dahistoria>. Acesso em: 13 nov. 2018.

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Comentários sobre a atividade 7. Ao realizar essa atividade, solicite que os alunos desenhem um heredograma com base na própria árvore genealógica.

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forme. Com base nesses alelos, pergunte para os alunos quais alelos devem estar presentes nos gametas dos pais de Fabiana. É esperado que, com essas informações, eles respondam que os gametas de Miriam são “b” enquanto o Maurício pode produzir gametas “B” ou desconhecido (_). Nesse contexto, pergunte para os alunos qual é o alelo desconhecido. Com base nos alelos que Miriam pode produzir, é esperado que eles observem que Amanda e Fabiana são “Bb”. Ao observar que Nilton recebeu um alelo recessivo do seu pai e um da sua mãe, espera-se que os alunos identifiquem que o Maurício é “Bb”. Assim, o alelo desconhecido é o “b”. Se julgar necessário, apresente mais algumas informações sobre a anemia falciforme. Explique que portadores dessa condição apresentam sintomas como fadiga intensa, palidez e sensação de fraqueza. A condição heterozigótica é conhecida como traço falciforme. Uma característica interessante dessa condição é que seus portadores são mais resistentes aos efeitos da malária. Assim, temos uma situação onde o heterozigoto tem vantagem sobre os homozigotos.

Exemplos de análise de heredogramas Existem dois alelos principais que determinam o tipo de hemoglobina de uma pessoa. Vamos chamá-los de B e b. A presença do alelo B resulta em uma hemoglobina do tipo A, enquanto a presença do alelo b, em homozigose, resulta em uma hemoglobina do tipo S. Pessoas que possuem hemoglobina do tipo S apresentam a anemia falciforme. Observe o quadro a seguir. Podemos entender, portanto, que o alelo B é dominante, enquanto o b é recessivo.

Genótipo

Fenótipo

Hemoglobina tipo A (sem anemia falciforme)

Hemoglobina tipo S (com anemia falciforme)

Considere que, na família de Fabiana, apenas sua mãe, Miriam, e seu irmão, Nilton, têm anemia falciforme. Vamos ver como seria o heredograma da família dela para essa característica.

Miriam

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Horácio

Nilton

Fabiana

Amanda

= sem anemia falciforme

= com anemia falciforme

Em um heredograma, quando uma pessoa apresenta a característica estudada (neste caso, a anemia falciforme), o símbolo que a representa é pintado de preto ou de outra cor.

Conhecendo o genótipo de quem tem anemia falciforme, conseguimos determinar os genótipos das demais pessoas da família de Fabiana. Por exemplo, Nilton tem anemia falciforme, o que significa que seu genótipo é bb, então, um de seus alelos b é proveniente de sua mãe (Miriam), e o outro alelo b é proveniente de seu pai (Horácio). Como Horácio não tem a doença, seu genótipo só pode ser Bb. O mesmo raciocínio pode ser usado para determinar o genótipo de Amanda e de Fabiana. Dessa forma, temos os seguintes genótipos e fenótipos para a família de Fabiana:

Membro da família

Genótipo

Fenótipo

Horácio

Hemoglobina tipo A (sem anemia falciforme)

Miriam

Hemoglobina tipo S (com anemia falciforme)

Nilton

Hemoglobina tipo S (com anemia falciforme)

Amanda

Hemoglobina tipo A (sem anemia falciforme)

Fabiana

Hemoglobina tipo A (sem anemia falciforme)

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Os próximos conteúdos têm o objetivo de exemplificar a transmissão de características hereditárias com os casos da anemia falciforme e do albinismo. Nesse contexto, serão discutidas as ideias de Mendel e o papel dos gametas na transmissão dessas características.

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Para a facilitar a compreensão, reproduza o heredograma do livro no quadro. Peça que os alunos informem o grau de parentesco entre Fabiana e as pessoas presentes nessa representação. Explique que Fabiana é irmã de Nilton e Amanda – todos filhos de Maurício e Miriam. É importante ressaltar

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que, assim como este, todos os heredogramas apresentados no livro são fictícios. Ainda no desenho da lousa, coloque embaixo das pessoas com anemia falciforme os alelos (bb). Em seguida, adicione um alelo dominante e outro desconhecido (B_) nos indivíduos sem anemia falci-

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Os heredogramas também podem auxiliar na realização de cálculos de probabilidade de os descendentes apresentarem a mesma característica genética que seus progenitores. Vejamos, como exemplo, o albinismo, condição que se caracteriza pela ausência do pigmento melanina no corpo. O albinismo está relacionado a um único gene. Existem dois alelos principais relacionados ao albinismo, que chamaremos de A e a. Observe o quadro a seguir que apresenta os possíveis genótipos e fenótipos relacionados ao albinismo. DIETMAR TEMPS/SHUTTERSTOCK.COM

Genótipo

Fenótipo

Sem albinismo

Com albinismo

Um homem albino e seu filho, que tem a mesma característica.

Ou seja, o alelo A é dominante sobre o alelo a, que é recessivo. Veja agora um heredograma relacionado à presença de albinismo em uma família. Caso Lívia e Valentim queiram ter mais filhos, é possível realizar um cálculo de probabilidade de seu terceiro filho, não importa de que sexo seja a criança, nascer com albinismo. Vejamos como fazê-lo.

Sandra

Marcelo

= sem albinismo

= com albinismo

= que ainda não nasceu (sem sexo definido)

Lívia

Valentim

EDITORIA DE ARTE

Explique aos alunos que no exemplo da anemia falciforme foi possível descobrir o genótipo de todos os membros da família de Fabiana. No entanto, a análise do heredograma nem sempre possibilita a certeza sobre os alelos de cada indivíduo. Nesse caso, é possível calcular as probabilidades dos diferentes genótipos acontecerem, um processo que pode ser feito até para futuros descendentes da família. Essa situação será ilustrada com o exemplo do albinismo. Procure explorar um pouco mais sobre o albinismo com os alunos. Caracterize o albinismo como a ausência total ou parcial da melanina, um pigmento que dá cor aos cabelos, pele e olhos. Em pessoas albinas uma mutação genética faz que as células responsáveis não possuam a enzima tirosinase e, assim, não sejam capazes de produzir a melanina. Esse pigmento protege contra a radiação ultravioleta do Sol, então as pessoas albinas precisam evitar a exposição direta aos raios solares utilizando óculos, protetor solar e chapéu. Estes mesmos cuidados devem ser tomados por pessoas que não são albinas, devido ao risco de queimaduras e de se desenvolver câncer de pele. Para que os alunos compreendam o heredograma apresentado no livro, utilize as mesmas estratégias da página anterior. Desenhe o heredograma no quadro e questione os alunos sobre os diferentes graus de parentesco que estão ilustrados. Em seguida, escreva os genótipos dos indivíduos albinos, aa, e o alelo dominante nos indivíduos não albinos, A_. Então, questione os alunos sobre o genótipo de Lívia e Valentim e, também, sobre quais gametas eles podem produzir.

Vitor

Gustavo

Heredograma que mostra a ocorrência de albinismo em uma família. A pessoa que ainda não nasceu é representada por um losango.

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AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Na produção de gametas, cada gameta produzido, ovócito ou espermatozoide, fica com apenas um dos alelos de cada indivíduo (Lívia e Valentim) para a característica que está sendo analisada. Ou seja, como Lívia é aa, seus ovócitos somente poderão ter o alelo a. Valentim, por sua vez, é Aa, então seus espermatozoides podem ter ou o alelo A ou o alelo a. Quando o espermatozoide fecundar o ovócito, o zigoto terá um par de alelos para essa característica. Observe o quadro a seguir, que representa os possíveis gametas a serem produzidos por Lívia e por Valentim.

Nome

Característica

Genótipo

Gametas

Alelos a

Lívia

com albinismo

ILUSTRAÇÕES: LUIS MOURA, ALEX SILVA

A Valentim

sem albinismo

Aa a

Fonte: MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. p. 14.

Vamos considerar que tenha ocorrido a formação de dois espermatozoides, um deles com o alelo A e o outro com o alelo a, e dois ovócitos, cada um deles com o alelo a. Veja no quadro a seguir os possíveis genótipos dos zigotos formados pela fecundação entre esses gametas.

Valentim

Alelo A

Alelo a

Aa (sem albinismo)

aa (com albinismo)

Alelo a

Aa (sem albinismo)

aa (com albinismo)

Lívia

Como estudamos, o genótipo para o albinismo é determinado por um par de alelos recessivos, aa. Assim, os genótipos AA e Aa resultam na ausência de albinismo. Considerando as quatro fecundações representadas no quadro, podemos concluir que a probabilidade de Lívia e Valentim terem mais um filho com albinismo é de duas chances em quatro fecundações, o que é o mesmo que 50% de probabilidade.

Retome a produção dos gametas por meio da meiose. Isso é importante para que os alunos associem o genótipo dos gametas, como citado no livro, aos processos de divisão celular. Para isso, utilize o seguinte exemplo dos gametas de Valentim: ele é heterozigoto para albinismo e, assim, suas células diploides são “Aa”. Na meiose, divisão celular que resulta na produção de gametas, ocorrem as etapas de meiose I e meiose II. Na meiose I, os pares de cromossomos são separados, resultando em duas células haploides, uma com o alelo “A” e outra com o alelo “a”. Na meiose II, essas células passam por outra divisão celular, sendo que o número de cromossomos não é alterado e as células resultantes se diferenciam em espermatozoides. Esse processo ocorre várias vezes e, assim, são produzidos vários de espermatozoides por dia. Destaque que em todos os casos a proporção descrita acima é mantida e, por isso, é possível afirmar que metade dos espermatozoides produzidos são “A” e metade “a”. Para o caso dos gametas femininos o processo é um pouco diferente, pois: 1) o processo só é completo após a fecundação (a meiose II só ocorre após a fecundação); 2) o resultado são três células menores, que se degeneram, e um ovócito. No entanto, destaque para os alunos que a lógica por trás da proporção é a mesma.

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Pai

Mãe

Alelo 1 Pai

Alelo 2 Pai

Alelo 1 Mãe

Alelo 1 Pai, Alelo 1 Mãe

Alelo 2 Pai, Alelo 1 Mãe

Alelo 2 Mãe

Alelo 1 Pai, Alelo 2 Mãe

Alelo 2 Pai, Alelo 2 Mãe

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Estudaremos agora o exemplo de uma condição denominada polidactilia, que se caracteriza pela presença de dedos a mais nos pés ou nas mãos. Assim como o albinismo, a polidactilia também não está ligada ao sexo, isto é, essa característica pode se manifestar tanto em homens quanto em mulheres, e está relacionada a um único gene, com dois alelos principais, que chamaremos de P e p. Observe o quadro a seguir, que apresenta os possíveis genótipos e fenótipos relacionados à polidactilia.

Genótipo

Fenótipo

Com polidactilia

Sem polidactilia

Mão de uma pessoa com polidactilia.

Note que P é dominante sobre p, e que a condição dominante nesse caso é ter polidactilia. Veja agora um heredograma relacionado à presença da polidactilia em uma família.

Rafael

Vinícius

Carolina

EDITORIA DE ARTE

Desenhe o heredograma do livro no quadro, provocando a seguinte alteração: coloque Vanessa como portadora de polidactilia, colorindo seu círculo. Em seguida, e antes de explicar a relação de dominância entre os alelos da polidactilia, peça que os alunos preencham na lousa os genótipos de todos os indivíduos ilustrados. É esperado que os alunos assumam que o polidactilia é uma característica associada ao alelo recessivo e, por isso, tenham dificuldades em explicar como Rafael e Vanessa, que nesse cenário são homozigotos recessivos “pp”, foram capazes de gerar Bianca, supostamente possuidora do alelo dominante. Peça, então, que os alunos forneçam palpites sobre a dominância entre os alelos associados à polidactilia. Incentive-os a exercitar sua curiosidade intelectual para elaborar essas hipóteses, conforme a competência geral 2. É esperado que eles cheguem à conclusão de que a polidactilia está associada à presença de um alelo dominante. Com essa informação, peça que eles preencham o heredograma, que foi desenhado na lousa, com o genótipo dos diferentes familiares representados. Procure mostrar que, por estar associado a um alelo dominante, as relações hereditárias envolvendo a polidactilia produzem padrões diferentes dos vistos anteriormente. Por exemplo, se um dos filhos possui essa característica, obrigatoriamente um de seus parentes também possui. Nesse contexto, pergunte quais são os gametas que Vinícius e Carolina podem produzir. Se julgar importante, exponha para os alunos que a polidactilia é uma característica dominante com penetrância incompleta, ou seja, nem todas as pessoas que possuem o alelo para essa condição apresentarão o fenótipo.

.COM OSCK OM TO.CCK TETR UTTEURTS E/SHE/SH EDE EDE RU RU N G UN G U R R

Camila

Mônica

Vanessa

Bianca e

= sem polidactilia

= com polidactilia

= que ainda não nasceu (sem sexo definido)

Vejamos qual a probabilidade de o casal Vinícius e Carolina ter mais um filho com polidactilia. Como Carolina não tem polidactilia, seus alelos para essa característica são p e p. Então, todos os seus ovócitos terão alelos p. Quanto a Vinícius, ele tem polidactilia, mas é heterozigoto para a característica, então seus alelos são P e p; logo, seus espermatozoides podem ter o alelo P ou o alelo p.

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Oriente os alunos a observarem que todas as descendentes são altas, exatamente como Mendel obteve em seus experimentos. Em seguida, foi feita a fecundação cruzada dos indivíduos altos obtidos no experimento descrito anteriormente e, assim, foram observados os seguintes genótipos.

Observe o quadro a seguir, que representa os gametas produzidos por Vinícius e Carolina. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Característica

Genótipo

Gametas

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Alelos P

Vinícius

Com polidactilia

Ervilha-de-jardim alta

Carolina

Sem polidactilia

ILUSTRAÇÕES: LUIS MOURA, ALEX SILVA

Ervilha-de-jardim anã

pp p

Os possíveis genótipos dos zigotos formados pela fecundação entre esses gametas são mostrados no quadro a seguir.

Carolina

Alelo P

Alelo p

Pp (com polidactilia)

pp (sem polidactilia)

Alelo p

Pp (com polidactilia)

pp (sem polidactilia)

Para facilitar a compreensão sobre a transmissão de características hereditárias por meio dos gametas e para criar o hábito nos alunos de utilizar o quadrado de Punett, reproduza os diagramas a seguir no quadro e peça aos alunos que os copiem em seus cadernos e os

preencham com os genótipos resultantes dos cruzamentos. A execução dessas atividades está associada ao desenvolvimento da habilidade EF09CI08. Inicie com exemplos dos cruzamentos de ervilha-de-jardim. Em um primeiro momento, Mendel realizou a fecundação cruzada entre ervilha-de-jardim

DD (alta)

Dd (alta)

Alelo d

Dd (alta)

dd (anã)

Alelo B

Alelo b

Alelo Bb bb b (preta) (vermelha) Gado de pelagem vermelha Alelo Bb bb b (preta) (vermelha)

Lobo da orelha preso Alelo r

Lobo da orelha preso

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Alelo D

Gado de pelagem preta

Como vimos acima, o genótipo para a polidactilia é uma característica dominante; portanto, os genótipos PP e Pp resultam na presença dessa característica. Considerando as quatro fecundações representadas no quadro, podemos concluir que a probabilidade de Vinícius e Carolina terem mais um filho com polidactilia é de duas chances em quatro fecundações, isto é, a probabilidade é de 50%. É importante mencionar que as características humanas que estudamos até agora são heranças ligadas a um único gene que apresenta dois alelos. Entretanto, grande parte de nossas características está relacionada a mais de um gene. Além disso, o ambiente também pode provocar alterações nos fenótipos dos seres vivos, como vimos.

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Alelo d

Destaque que, de acordo com o observado por Mendel, foi obtida uma proporção de 3 ervilhas-de-jardim altas para cada anã. Peça, ainda, que os alunos identifiquem os resultados dos seguintes cruzamentos:

Fonte: MOORE, Keith L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. p. 14.

Vinícius

Alelo D

Alelo r

Alelo rr rr r (preso) (preso)

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altas e anãs, um cruzamento que pode ser representado no seguinte quadro: Ervilha-de-jardim alta Alelo D

Alelo D

Alelo d

Dd (alta)

Alelo d

Dd (alta)

Ervilha-de-jardim anã

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

As células da espécie humana apresentam um total de 46 cromossomos no núcleo: 44 deles são cromossomos somáticos (autossomos) e dois deles são cromossomos sexuais. Os cromossomos somáticos não são relacionados à determinação do sexo biológico em nossa espécie. Se compararmos os cromossomos somáticos de homens e AS CORES NÃO SÃO REAIS. mulheres, perceberemos que, em ambos os sexos, eles têm aproximadamente IMAGENS FORA DE o mesmo tamanho e o mesmo formato. Veja, a seguir, o cariótipo de uma PROPORÇÃO. mulher e o de um homem. Quanto aos cromossomos sexuais, há dois tipos distintos: o cromossomo sexual X e o cromossomo sexual Y. O par de cromossomos sexuais é responsável pela determinação do sexo biológico em nossa espécie. Assim, enquanto mulheres têm dois cromossomos do tipo X, homens têm um cromossomo do tipo X e um cromossomo do tipo Y. Reveja os cariótipos feminino e masculino.

Explique para os alunos que esses cromossomos possuem A A A a regiões similares, ou homólogas, delimitadas em azul, e regiões diferentes, delimitadas em vermelho, como pode ser visto na seguinte ilustração: X

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ILUSTRAÇÕES: ALEX SILVA

Representação do cariótipo de uma mulher, composto de 44 cromossomos somáticos, com os pares de homólogos numerados de 1 a 22, e dois cromossomos sexuais, ambos do tipo X (circulados em vermelho).

Representação do cariótipo masculino. Há 44 croX

KATERYNA KON/SHUTTERSTOCK.COM

As chances de nascer um menino ou uma menina são iguais?

As chances de nascer um menino ou uma menina são iguais? Ao iniciar este assunto, peça que os alunos comparem os cromossomos, a partir dos cariótipos de uma mulher e de um homem. Peça que identifiquem semelhanças e diferenças entre eles, baseando-se nas imagens presentes no livro. É esperado que os alunos identifiquem que o último par de cromossomos – os cromossomos sexuais – é distinto entre homens e mulheres. Assim, explique aos alunos os conceitos de cromossomo somático e cromossomo sexual. Se julgar adequado para o aprendizado dos alunos, aproveite a dinâmica dos cromossomos sexuais, exposta no livro, para elucidar o funcionamento dos genes presentes nesses cromossomos. Para isso, desenhe na lousa a seguinte representação de um cromossomo X e um cromossomo Y:

Na gametogênese humana, isto é, na produção de ovócitos e espermatozoides humanos, como ocorre divisão meiótica, cada gameta formado terá apenas metade dos cromossomos somáticos, ou seja, 22 cromossomos, e apenas um dos cromossomos sexuais, num total de 23 cromossomos. Nas mulheres, como as suas células têm dois cromossomos sexuais do tipo X, todos os ovócitos irão carregar o cromossomo sexual X. Nos homens, cujas células têm os dois tipos de cromossomos sexuais, cada espermatozoide formado poderá carregar ou o cromossomo sexual X ou o cromossomo sexual Y.

mossomos somáticos, com os pares de homólogos numerados de 1 a 22, e dois cromossomos sexuais (circulados em vermelho), um do tipo X e o outro do tipo Y.

122 AX

Esclareça que os genes loD2-CIE-F2-2047-V9-U02-C04-100-133-LA-G20.indd 122 X X X X X calizados na região azul se loga do cromossomo X. Nessa Por outro lado, os homens A A A a a a comportam da mesma manei- situação, as mulheres poderão só terão as seguintes opções: ra que os cromossomos autos- ter os seguintes genótipos: somos. Por outro lado, os geX Y X Y nes localizados na região não A a A A A a a a homóloga têm probabilidades diferentes de estarem presenX X X X X X tes em homens ou mulheres. Explique isso desenhando no quadro os alelos de um gene X Y X Y X X X X X X localizado na região não homóA

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Dessa maneira, por exemplo, um fenótipo associado a um gene recessivo só aparecerá em uma mulher quando presente em pares, isso é um homozigoto recessivo “aa”. Por outro lado, em homens, o fenótipo é determinado por apenas um alelo e, assim, basta um alelo recessivo, “a”, para que a pessoa tenha a característica associada ao gene.

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Observe o quadro a seguir, que representa os possíveis gametas a serem formados por homens e mulheres, em relação ao cromossomo sexual.

Tipos de ovócitos (à esquerda) e de espermatozoides (à direita) que podem ser formados durante a produção de gametas. Fonte: MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. p. 14.

Com a fecundação do ovócito pelo espermatozoide, forma-se o zigoto. Logo, as possíveis combinações de cromossomos sexuais dos zigotos formados são: XX e XY, como mostra o quadro a seguir. IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

ILUSTRAÇÕES: ALEX SILVA, LUIS MOURA

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Antes de interpretar a imagem que ilustra os possíveis tipos de ovócitos e espermatozoides que podem ser formados durante a meiose, questione os alunos sobre qual a probabilidade de um casal ter filhos que sejam meninos ou meninas. Solicite que comparem suas famílias, compartilhando se possuem irmãos e irmãs. Não é esperado que os alunos, neste momento, concluam que a probabilidade de nascerem meninos e meninas é a mesma, 50%, mas que pensem sobre o assunto. Aproveite para identificar se alguns alunos acreditam que, se um casal possui duas filhas, a chance de ter uma terceira filha é maior do que de se ter um filho. Então, explique o conteúdo de modo que percebam que esse pensamento, apesar de ser difundido no senso comum, é equivocado. Aproveite para realizar a atividade 5 da página 130 neste momento.

Possíveis zigotos humanos formados após a fecundação do ovócito pelo espermatozoide.

Homem

Cromossomo X

Cromosoomo Y

Cromossomo X

XX (sexo feminino)

XY (sexo masculino)

Cromossomo X

XX (sexo feminino)

XY (sexo masculino)

Mulher

Caso o zigoto formado seja XX, ele se desenvolverá em um indivíduo do sexo feminino. Caso seja XY, o zigoto se desenvolverá em um indivíduo do sexo masculino. Considerando as quatro fecundações representadas no quadro, pode-se concluir que a probabilidade de nascerem meninos é igual à de nascerem meninas, isto é, em uma gestação, há 50% de probabilidade de nascer um menino e 50% de probabilidade de nascer uma menina.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Síndromes genéticas humanas Como vimos há pouco, os gametas humanos, ovócitos e espermatozoides, carregam apenas metade do conjunto cromossômico de nossa espécie, isto é, 23 cromossomos. No entanto, no processo de sua formação, durante a divisão meiótica da célula, podem ocorrer erros na separação dos cromossomos, resultando em gametas com alterações numéricas ou alterações na estrutura de alguns cromossomos. De modo geral, zigotos originários da fecundação de gametas com alterações no número ou na estrutura dos cromossomos, não se desenvolvem. Porém, em alguns casos, o zigoto pode se desenvolver. Quando isso acontece, pode ocorrer o que denominamos síndrome genética. Dá-se o nome de síndrome genética ao conjunto de características fenotípicas que resultam de uma constituição genética diferente do esperado para a espécie humana. É importante ressaltar que as síndromes genéticas não são doenças. Entre as síndromes genéticas que podem ocorrer na espécie humana, estudaremos a síndrome de Down.

Síndrome de Down A síndrome de Down também é conhecida como trissomia do 21, visto que nas células da pessoa que tem a síndrome há três cromossomos de número 21, em vez de apenas um par deles. Assim, o indivíduo apresenta um total de 47 cromossomos, e não 46. A síndrome recebeu esse nome em homenagem ao médico britânico John Langdon Down (1828-1896), que estudava as características fenotípicas das pessoas afetadas.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

KATERYNA KON/SHUTTERSTOCK.COM

Síndromes genéticas humanas Ao longo das próximas páginas serão discutidas algumas síndromes associadas a alterações no número de cromossomos em seres humanos. Trabalhe esse assunto de forma cautelosa, incentivando os alunos a respeitarem a diversidade de indivíduos e reconhecerem que todos fazem parte de uma coletividade, desenvolvendo a competência geral 9. Inicie o assunto retomando o que foi estudado sobre o cariótipo humano. Se for possível, leve para a sala de aula algumas cópias do cariótipo humano masculino e feminino, contendo um esquema de cromossomos humanos. Uma sugestão está presente no link: Secretaria da Educação do Paraná. Cariótipo humano. Disponível em: <http://li vro.pro/oh5g62>. Acesso em: 14 nov. 2018. Solicite aos alunos que se dividam em grupos e façam o pareamento dos cromossomos. Para esta sugestão os cromossomos pareados, com os respectivos números, podem ser encontrados no link: Secretaria da Educação do Paraná. Modelo cariótipo. Disponível em: <http://livro.pro/zt2wd3>. Acesso em: 14 nov. 2018. Quando os alunos terminarem a montagem, eles perceberão que existem dois cromossomos que não possuem par. Pergunte para eles o que isso significa. É esperado que saibam que se tratam dos cromossomos sexuais e, portanto, a pessoa representada é do sexo masculino. Explique, também, que uma pessoa do sexo feminino possuirá um cariótipo semelhante, porém, com dois cromossomos X, que podem ser pareados. Em seguida, peça aos alunos que separem os 23 pares de cromossomos. Explique que isso ocorre na produção dos gametas, que ficam com 23 cromossomos cada um. Finalmente, solicite que os alunos guardem

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Representação do cariótipo de uma mulher com síndrome de Down.

Na meiose, durante a divisão dos cromossomos da célula-mãe em células-filhas pode ocorrer de um gameta ficar com dois cromossomos 21 e outros ficar sem esse cromossomo. Se o gameta que ficou com um cromossomo 21 a mais originar um zigoto, este poderá se desenvolver em uma pessoa com síndrome de Down. Veja, a seguir, uma explicação de como isso ocorre.

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os cariótipos montados porque eles serão usados no estudo sobre as síndromes genéticas humanas. Comente que, no Brasil, a cada 600 a 800 nascimentos, uma criança apresenta síndrome de Down.

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AS CORES NÃO SÃO REAIS.

24 22 cromossomos cromossomos

Célula que originará o espermatozoide.

23 23 cromossomos cromossomos

ILUSTRAÇÕES: ALEX SILVA, LUIS MOURA

Célula que originará o ovócito.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

24 22 cromossomos cromossomos

Produção de gametas com quantidades do cromossomo 21 diferentes do esperado. Fonte: MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. p. 14 e 30.

IE O

PH Y AR

LI NA

Caso o ovócito A seja fecundado pelos espermatozoides E ou F, ocorrerá a formação de um zigoto com 47 cromossomos, com três cópias do cromossomo 21. Um zigoto com o mesmo número de cromossomos também seria formado caso o espermatozoide G fecundasse os ovócitos C ou D. Assim, quaisquer dos cruzamentos citados (A x E; A x F; C x G; D x G) resultariam em uma pessoa com síndrome de Down. Os indivíduos com síndrome de Down apresentam algumas características em comum, como: rosto plano e arredondado, olhos amendoados, nariz pequeno e baixa estatura. Além disso, eles têm mãos pequenas e com apenas um vinco, ou dobra, na palma.

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Considere que, durante a meiose de uma célula que originará ovócitos, ocorra um erro na divisão dos cromossomos entre as células-filhas, resultando em um ovócito com três cópias do cromossomo 21 (ovócito A), um ovócito sem o cromossomo 21 (ovócito B) e dois ovócitos com 23 cromossomos (ovócitos C e D). Da mesma forma, considere que, durante a meiose de uma célula que originará espermatozoides, ocorra um erro na divisão dos cromossomos, resultando em um espermatozoide com três cópias do cromossomo 21 (espermatozoide G), um espermatozoide sem o cromossomo 21 (espermatozoide H) e dois espermatozoides com 23 cromossomos (espermatozoides E e F). Veja o esquema a seguir.

A palma da mão de uma pessoa com síndrome de Down tem apenas um vinco.

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Síndrome de Down Ao explicar sobre a síndrome de Down, peça que os alunos tenham em mãos o cariótipo feito anteriormente. Utilize um cariótipo, como o sugerido no endereço eletrônico: Secretaria da Educação do Paraná. Modelo de cariótipo. Disponível em: <http://livro.pro/zt2wd3>.

Acesso em: 14 nov. 2018. Ao utilizar um modelo como esse, peça aos alunos que identifiquem o cromossomo 21. Em seguida, peça aos alunos que reproduzam o processo de separação dos cromossomos, descrito no livro, com o cariótipo modelo que eles possuem. Para isso, solicite que separem

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os pares de cromossomos para gerar gametas, conforme feito anteriormente. No entanto, instrua metade da classe a deixar os dois cromossomos 21 unidos em um dos gametas, enquanto a outra metade separará todos os pares. Pergunte quantos cromossomos cada gameta gerado

possui. É esperado que eles observem que, na metade da classe onde não foi feita a separação dos cromossomos 21, um gameta possui 22 cromossomos e outro, 24. Por outro lado, na metade da sala onde todos os cromossomos foram separados, os gametas terão 23 cromossomos cada um. Finalmente, peça que os alunos unam o gameta com 24 cromossomos com outro de 23 cromossomos. Destaque que o cariótipo gerado possui 47 cromossomos, sendo que três deles correspondem ao 21, o que caracteriza a síndrome de Down. É importante ressaltar que a síndrome de Down descrita é chamada de síndrome de Down primária. Essa forma é caracterizada pela presença de 3 cópias completas do cromossomo 21 e esta forma constitui 92% das pessoas com síndrome de Down. Por outro lado, 4% das pessoas com síndrome de Down possuem o que é chamado de síndrome de Down familiar. Nessa situação, parte do cromossomo 21 fica presa em outro cromossomo, por exemplo o 14, por um processo chamado translocação. Esse processo acontece em um dos pais, por isso o nome “familiar”. Nessa situação, quando os cromossomos são separados para a formação dos gametas, é possível que um destes possua uma cópia extra do cromossomo 21 anexado ao cromossomo 14. O resultado é que, após a fecundação, o zigoto possuirá 46 cromossomos, porém, um desses cromossomos será a uma união do cromossomo 14 com o cromossomo 21. Essa forma de síndrome de Down possui um fenótipo igual ao descrito para a síndrome de Down primária.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

PENSE BEM

PENSE BEM Esta coleção procura promover o respeito à diversidade e a luta contra o preconceito, criando condições para o desenvolvimento da competência geral 9. Caso algum dos alunos tenha um parente ou um(a) amigo(a) de fora da escola com essa síndrome, solicite que o(a) aluno(a) conte para a sala sobre essa amizade. É esperado que os outros alunos percebam que essa amizade é igual às outras que eles têm. Destaque que, apesar das pessoas com síndrome de Down terem uma vida igual a de qualquer pessoa, elas necessitam de um cuidado especial com a saúde. Assim, oriente os alunos a valorizar as pesquisas que são feitas para melhorar a qualidade de vida das pessoas com síndromes como essa. Sobre as pesquisas, explique que elas não necessariamente envolvem situações em que existe um grande perigo para a vida. Muitas vezes elas procuram solucionar problemas que qualquer pessoa pode enfrentar, como o sobrepeso. Sobre isso, leia o texto da página seguinte.

TUDO BEM SER DIFERENTE Pessoas com síndrome de Down podem rir, chorar, dançar, correr, praticar esportes, se apaixonar, estudar e trabalhar, enfim, podem agir e viver incluídas no meio social. No entanto, existem muitas barreiras sociais a serem vencidas, não tanto pelas pessoas que têm a síndrome, mas principalmente pela sociedade ao seu redor, porque ainda existem muitos preconceitos. Leia a seguir um texto publicado em comemoração do Dia Internacional da Síndrome de Down, em 21 de março, com depoimentos de familiares de pessoas com a síndrome. KALI9/GETTY IMAGES

Adolescentes com síndrome de Down devem frequentar a escola como qualquer outro adolescente. [...] A agente de polícia, Giordana Garcia, é mãe do Théo, de 10 meses, que tem Síndrome de Down, e do Breno, de sete anos. Ela acredita que a data é uma oportunidade dos pais estimularem os filhos a tratarem crianças diferentes com o mesmo respeito. “É importante a divulgação do Dia Internacional da Síndrome de Down porque muita gente ainda pensa que as pessoas com a Síndrome são diferentes, incapazes e que não podem ser incluídas no meio social”, diz. Para a mãe, a inclusão das crianças com Síndrome de Down em escolas regulares e a orientação dos outros pais para os filhos são fundamentais para que os pequenos saibam conviver [...] e não cometam bullying.

#FICA A DICA, Aluno! Os dois textos abaixo poderão ser utilizados para sanar eventuais dúvidas sobre a síndrome de Down. • Cuidados de saúde às pessoas com síndrome de Down. BRASIL. Ministério da Saúde. Secretaria de Atenção à Saúde, 2013. Disponível em: <http://livro.pro/gbng8e>. Acesso em: 13 nov. 2018. • 10 coisas que todo mundo precisa saber sobre a síndrome de Down. Movimento Down. Disponível em: <http://livro. pro/5mutgd>. Acesso em: 13 nov. 2018.

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#FICA A DICA, Professor!

O texto indicado fornece dicas para pais e profissionais compreenderem como as transformações da adolescência podem afetar pessoas com síndrome de Down. Esse texto

pode ser particularmente útil caso existam alunos com essa síndrome na escola. • Dicas para pais e profissionais. Movimento Down. Disponível em: <http://livro.pro/ uvabjv>. Acesso em: 19 nov. 2018.

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Giuliano passou a adotar uma rotina mais movimentada e a perder peso há cerca de quatro anos, quando ele se juntou a outros 937 adolescentes e crianças com síndrome de Down, todos com idade variando de poucas semanas de vida a 20 anos, em uma pesquisa realizada pelo grupo do pediatra Gil Guerra Júnior na Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas (FCM-Unicamp). O objetivo era medir o peso, a estatura, o perímetro cefálico e o índice de massa corporal (IMC) e usar os dados para desenvolver curvas de crescimento atualizadas e específicas para essa população no Brasil. Apresentadas em dois artigos científicos publicados neste ano, essas curvas são ferramentas fundamentais para identificar desvios do crescimento considerado saudável e permitiram à mãe e ao médico de Giuliano verificar que ele estava com peso superior ao adequado mesmo para um adolescente com síndrome de Down. [...] [...]

O médico Karlo Quadros, pai da Ana Beatriz, de cinco anos, que também tem a síndrome, ressalta a importância do reconhecimento da diversidade humana e da garantia dos direitos das pessoas com deficiência. “[...] o obstáculo da pessoa com deficiência é muito mais da sociedade, que tem dificuldade em reconhecê-la como [...] parte da diversidade humana e que tem direito a todos os sistemas de proteção, de desenvolvimento social, educação, saúde e trabalho”, alerta. [...] BITTENCOURT, C. Portadores da Síndrome de Down desmistificam preconceitos. UNA SUS. Disponível em: <https://www.unasus.gov.br/noticia/portadores-da-sindrome-de-down-desmistificampreconceitos>. Acesso em: 20 set. 2018.

Muitas vezes, a falta de informação sobre a síndrome, ou informações erradas, gera julgamentos e discriminações, que acabam por dificultar o desenvolvimento de pessoas com Down. Entretanto, com o incentivo adequado, o respeito e a inclusão das pessoas com Down em todas as dimensões da sociedade, econômica, cultural, política, educacional e religiosa, as chances de essas pessoas serem plenas e felizes são iguais as de qualquer outra pessoa. Veja, por exemplo, o depoimento do irmão de Débora Araújo Seabra de Moura, uma professora brasileira que tem síndrome de Down. Em 15 de julho de 1981, Débora chegou à nossa casa. [...] O tempo passou, e a menina foi se desenvolvendo. Ingressou em escolas regulares, não sem alguns percalços, mas, inabalável, seguiu. Terminou o primeiro grau e, anos depois, tornou-se a primeira pessoa com Síndrome de Down, na América Latina, a concluir o curso de Magistério. Nascia a Professora Débora. Privilegiados, os seus alunos! GIOVANI SERGIO Deu palestras em dezenas de cidades brasileiras, além de ter ido à Argentina e a Portugal, sempre para relatar detalhes de sua vida e experiência profissional. [...] Em seguida lançou o seu “Débora conta Histórias”, livro de fábulas inclusivas [...] [...] Em fevereiro deste ano, Débora foi convidada para participar de painel em evento relativo ao Dia Internacional da Síndrome de Down, [...] na Organização das Nações Unidas – ONU, em Nova Iorque. [...]

FREIRE, Diego. Crescer com Down. Pesquisa FAPESP, 2017. Disponível em: <http://revistapesquisa.fapesp. br/2017/07/18/crescer-com-down/>. Acesso em: 13 nov. 2018.

Débora Araújo Seabra de Moura com seus alunos.

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Giuliano Ferrer Piccolo, de 19 anos, leva uma rotina que seria impensável para muitos jovens com síndrome de Down de tempos atrás. Às segundas-feiras, por exemplo, ele faz aula de bateria e, nos outros dias da semana, alterna seu tempo entre a educação física, as

aulas de teatro e um curso preparatório para o primeiro emprego, além dos acompanhamentos terapêuticos e mais batucadas nos tambores. Hoje a população com Down tem melhor qualidade de vida, mas ainda enfrenta dificuldades no cuidado com a saúde. É comum que essas

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crianças e esses adolescentes precisem lidar com distúrbios associados ao excesso de peso, resultado de condições clínicas próprias de quem tem a síndrome, mas também da falta de tabelas de referência de peso e altura adequadas para pessoas com Down.

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1. Resposta pessoal. Espera-se que o aluno considere que, na realidade, todas as pessoas são diferentes entre si, quanto à aparência física aos pensamentos, sentimentos, comportamentos, e outros aspectos. Por isso, ser diferente por algum motivo específico, como ter a síndrome de Down, por exemplo, é lidar com dificuldades semelhantes às das outras pessoas.

Comentários sobre as atividades 1. Quando os alunos expuserem suas concepções sobre o assunto, oriente-os a visualizar a educação como um agente gerador de inclusão social. Sobre isso, leia o seguinte texto.

Fácil perceber que, ao longo de sua vida, [...] Débora vem nos mostrando que limites pouco representam, quando verdadeiramente se tem algum objetivo em mente. [...] [...] Mas o que verdadeiramente importa é o “caráter social” de sua história. Débora deve servir de exemplo para diversos pais [...]. Seu recado é: invistam, acreditem, apostem nos seus filhos. Não os segreguem ou os subestimem. Permitam-nos viver e conviver com todos, assim, indistinta e livremente.

O Dia Nacional da Inclusão Social, celebrado em 10 de dezembro, foi criado na mesma data em que a Organização das Nações Unidas (ONU) instituiu a Declaração Universal dos Direitos Humanos. [...] “A inclusão social começa pela educação. A criança incluída desde a educação infantil vai ter muito mais condições de seguir na escola e manter sua trajetória”, observa a secretária de Educação Continuada, Alfabetização, Diversidade e Inclusão (Secadi), Ivana de Siqueira. [...]

SEABRA, F. Sobre Débora. Movimento Down. Disponível em: <http://www.movimentodown.org.br/depoimentos/sobre-debora/>. Acesso: 20 set. 2018.

2. Resposta pessoal. Promova uma conversa com os alunos, de maneira que eles expressem suas opiniões sobre o assunto. Espera-se que os alunos mencionem que a inserção das pessoas na sociedade e sua participação em todas as dimensões da vida, ATIVIDADES econômica, cultural, política, educacional, religiosa, entre outras, proporcionam-lhes, além dos mesmos direitos, as mesmas chances de desenvolvimento pessoal. 1. Releia o título e o texto de abertura desta seção. Explique o que você entendeu.

2. A inclusão social se caracteriza pela geração de oportunidades de igual acesso a todos a bens e serviços. Por que isso é importante para o desenvolvimento pleno de uma pessoa, incluindo as pessoas com síndrome de Down?

3. Forme um grupo com seus colegas e produzam um vídeo cujo tema seja o respeito à

MONKEY BUSINES

Pai, mãe e filhos.

DENIS KUVAEV/SHUTTERSTOCK.COM

3. Essa atividade permitirá aos alunos retomar os conceitos aprendidos até o momento e aplicá-los na produção de um vídeo. Isso os fará lidar com o conhecimento de maneira ativa, facilitando o processo de aprendizagem. Adicionalmente, o uso de tecnologias digitais para disseminar informações está associado à competência geral 5. Oriente os alunos na execução desta atividade. Espera-se que eles mencionem que todas as informações genéticas dos seres vivos estão em seu material genético, sendo que metade deste material proveio do pai e a outra metade, da mãe, e que, por isso, as pessoas são diversas, exibindo diferentes fenótipos para as mais diversas características. Além disso, é importante que mencionem a influência das condições ambientais sobre o fenótipo. Todas essas condições

S IMAGES/SHUTTERS

BRASIL. Ministério da Educação. Ações com foco em populações vulneráveis garantem educação. 2016. Disponível em: <http://portal. mec.gov.br/ultimas-noticias/202264937351/42951-acoes-comfoco-em-populacoes-vulneraveisgarantem-educacao/>. Acesso em: 13 nov. 2018.

ELEONORA_OS/SHUTTERSTOCK.COM

TOCK.COM

diversidade humana. No vídeo é importante que vocês relacionem o que aprenderam sobre Genética com o fato de os seres humanos serem diversos, além de valorizarem a inclusão de todas as pessoas na sociedade. Argumentem com base em alguns dos direitos humanos estabelecidos pela Declaração Universal dos Direitos Humanos, disponível no link: <http://livro.pro/xhv3x2> (acesso em: 20 set. 2018). Postem o vídeo no blog da turma e compartilhem-no com seus colegas. Resposta nas Orientações para o professor.

Três irmãs.

Menina brincando com cachorro.

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contribuem para a diversidade dos seres humanos. E mesmo sendo diversos, possuem os mesmos direitos como pessoas. Professor(a), caso não seja possível a gravação de vídeos na escola, peça aos alunos que montem apresentações na forma de slides ou cartazes.

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1. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem que a hereditariedade garante a transmissão de características entre progenitores e descendentes. No entanto, metade do conjunto cromossômico de um indivíduo é oriundo de sua mãe e metade de seu pai, que, por sua vez, são oriundos do conjunto NÃO ESCREVA cromossômico de seus avós, e assim sucessivamente. Isso faz com NO LIVRO. que muitas características sejam compartilhadas em uma mesma ATIVIDADES família, não necessariamente apenas entre pais e filhos. Isso explicaria por que muitos indivíduos se parecem com seus avós, tios, primos, e não necessariamente com seus pais.

1. Analise a fotografia e responda: MONKEY BUSINESS IMAGES/SHUTTERSTOCK.COM

a) Qual é o genótipo dos indivíduos 3, 4 e 5? b) Qual a probabilidade de o indivíduo 6 nascer com a capacidade de enrolar a língua em U? Nesse caso, qual seria seu genótipo? 2. a) 3 = Nn; 4 = Nn; 5 = nn.

Três gerações de uma família: a avó, a mãe e a filha.

Como se explica o fato de muitas pessoas serem diferentes de seus pais, mas serem bem parecidas com outros parentes, como tios, primos ou avós?

2. A capacidade de enrolar a língua em U, mostrada na fotografia a seguir, é uma característica hereditária dominante, condicionada por um par de alelos, aqui denominados N (alelo dominante) e n (alelo recessivo).

SRUILK/SHUTTERSTOCK.COM

3. d) AA 3 aa = = 100% Aa. A probabilidade de os filhos do casal nascerem com albinismo é de 0%. Língua em U.

presença de polidactilia em uma família.

Paulo

Laís

Incapaz de enrolar a língua em forma de U

3. b) Ana = Aa; Danilo = aa; Gisele = aa.

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ATIVIDADES 1. Procure enfatizar que o conjunto cromossômico de um indivíduo é passado para as próximas gerações por meio dos gametas, desenvolvendo a habilidade EF09CI08. Se julgar necessário, explore a relação entre as diferentes gerações

com as ervilhas-de-jardim de Mendel. Retome que as plantas originais eram ou altas ou anãs e a fecundação cruzada produziu apenas descendentes altas. Essa geração, ao se reproduzir, gerou plantas na proporção de três altas para uma anã. Assim, de maneira similar à imagem do livro aluno, as características da filha são similares às da avó.

enrolar a língua)

d) Nesse caso, o genótipo do indivíduo 6 é nn e ele terá um filho com uma pessoa cujo genótipo é NN. Então, o cruzamento será: nn x NN = 100% Nn. Ou seja, a probabilidade de o filho desse casal ser capaz de enrolar a língua em U é de 100%. 3. a) Márcia

José

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

enrolar a língua)

c) Do cruzamento entre Nn x nn, temos 50% de Nn e 50% de nn; logo, a probabilidade de o indivíduo 6 nascer sem a capacidade de enrolar a língua em U é de 50%. E seu genótipo seria nn.

2. b) Se o indivíduo 4 é Nn e o 5 é nn, do cruzamento entre eles: Nn x nn, temos: 50% de Nn e 50% de nn. Ou seja, a probabilidade de o indivíduo 6 nascer com a capacidade de enrolar a língua em U é de 50%. Seu genótipo seria Nn.

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Alelo n

Esse recurso poderá ajudar os alunos a compreenderem por que, em relação à característica dobrar a língua, o indivíduo 6 possui 50% de chance de apresentá-la e 50% de chance de não apresentá-la.

d) Se Gisele se casar com um homem AA, qual a probabilidade de os filhos do casal nascerem com albinismo?

Capaz de enrolar a língua em forma de U

enrolar a nn (não nn (não língua) Alelo consegue consegue

b) Indique os genótipos de Ana, Danilo e Gisele. Respostas a e c nas Orientações para o professor. c) Ana e Danilo desejam ter um segundo filho. Qual a probabilidade de essa criança nascer com albinismo?

Nn Nn Alelo (consegue (consegue N enrolar a enrolar a Mãe língua) língua) (consegue

a) Em seu caderno, desenhe o heredograma dessa família, em relação ao albinismo.

4. Considere o heredograma, que analisa a

Capaz de enrolar a língua em forma de U

Alelo n

respeito de uma família. José casou-se com Márcia e o casal teve uma filha, Ana. Nenhum dos três tem albinismo. Ana casou-se com Danilo, que é albino, e o casal teve uma filha, Gisele, que também é albina.

Pai (não consegue enrolar a língua)

3. Considere as seguintes informações a

Fenótipo

Solicite aos alunos que utilizem o quadro de Punett para calcular a probabilidade de o indivíduo 6 nascer com ou sem a capacidade de enrolar a língua:

c) Qual a probabilidade de o indivíduo 6 nascer sem a capacidade de enrolar a língua em U? Neste caso, qual seria seu genótipo? Respostas c e d nas Orientações para o professor. d) Caso o indivíduo 6 não possua a capacidade de enrolar a língua em U e tenha um filho com uma pessoa que possua o genótipo NN, qual a probabilidade de o filho desse casal ser capaz de enrolar a língua em U?

EDITORIA DE ARTE

O heredograma a seguir apresenta sua transmissão ao longo das gerações de uma família. Analise-o e responda às questões propostas em seu caderno.

Genótipo

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2. Para essa atividade, incentive os alunos criarem os seguintes quadros: Alelo

Resulta

Capacidade de enrolar a língua

Presente

Ausente

Ana

Danilo Gisele

c) Cruzamento de Aa x aa = = 50% de chances de ser Aa e 50% de chances de ser aa. Ou seja, a probabilidade de a criança nascer com albinismo é de 50%.

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4. a) Laís não tem polidactilia, então seu genótipo é pp. Do cruzamento de PP 3 pp = 100% Pp. O genótipo do filho desse casal seria Pp, o que significa que ele teria polidactilia (fenótipo). 5. a) Não. As chances de nascerem meninos e meninas são sempre iguais, isto é, 50% para cada sexo. a) Considere que o genótipo de Paulo é PP. Se Paulo e Laís tiverem um filho, quais os possíveis genótipos e fenótipos da criança?

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS ATIVIDADES 4. Para facilitar a compreensão, solicite que os alunos elaborem um quadro de Punett para cada situação: a)

b) Considere, agora, que o genótipo de Paulo é Pp. Se Paulo e Laís tiverem um filho, quais os possíveis genótipos e fenótipos da criança? Do cruzamento de Pp 3 pp = 50% Pp e 50% pp. O filho desse casal poderia ter o genótipo Pp e apresentar polidactilia, ou ter o genótipo pp e não apresentar polidactilia. 5. Flávio e Mariana desejam ter um terceiro filho. Como já têm dois filhos do sexo masculino, acreditam que as chances de nascer outra criança do sexo masculino são mais altas do que as de nascer uma criança do sexo feminino.

Paulo (possui polidactilia)

a) Você concorda com o pensamento de Flávio e Mariana? Justifique sua resposta. b) Explique sua resposta à questão anterior com base nos possíveis gametas produzidos por mulheres e homens, considerando os cromossomos sexuais do tipo X e do tipo Y, e os possíveis genótipos dos zigotos formados pela fecundação desses gametas. Resposta nas Orientações para o professor. 6. Considere que, em uma espécie de planta, as características número de pétalas da flor, coloração das pétalas e aparência do fruto sejam condicionadas por um par de alelos. Os genótipos correspondentes a cada fenótipo estão no quadro a seguir.

Alelo P Alelo P Pp Pp Alelo (possui (possui pop polidacLaís (não lidactilia) tilia) possui polidactiPp Pp lia) Alelo (possui (possui pop polidaclidactilia) tilia)

Ou seja, 100% de chance de o filho possuir o genótipo Pp e, assim, o fenótipo de polidactilia. b) Paulo (possui polidactilia)

Dominante

Recessiva

Número de pétalas

Três pétalas (AA e Aa)

Cinco pétalas (aa)

Coloração das pétalas

Vermelha (CC e Cc)

Branca (cc)

Aparência do fruto

Liso (FF e Ff)

Rugosa (ff)

a) Em seu caderno, faça o cruzamento entre uma planta AA e uma planta aa. Quais os possíveis genótipos e fenótipos das plantas resultantes desse cruzamento?

Alelo P Alelo P

b) Em seu caderno, faça o cruzamento entre uma planta Cc e uma planta cc. Quais os possíveis genótipos e fenótipos das plantas resultantes desse cruzamento?

Pp pp Alelo (possui (não possui p polidac- polidacLaís (não tilia) tilia) possui polidactiPp pp lia) Alelo (possui (não possui p polidac- polidactilia) tilia)

c) Em seu caderno, faça o cruzamento entre uma planta Ff e uma planta Ff. Quais os possíveis genótipos e fenótipos das plantas resultantes desse cruzamento? Resposta nas Orientações para o professor. 7. Analise a tirinha e responda às questões propostas em seu caderno.

ELITAN DAVID

Nessa situação, o filho teria 50% de chance de apresentar o genótipo Pp e 50% de chance de pp. 5. Explique que as chances de uma criança nascer do sexo feminino ou masculino serem as mesmas não implica que sempre existirão exatamente as mesmas quantidades de homens e mulheres. Como essa relação é determinada pelo acaso, é esperado que existam variações nas quantidades esperadas para homens e mulheres. b) Como as mulheres têm dois cromossomos sexuais do tipo X em suas células, seus ovócitos sempre irão apresentar o mesmo cromossomo sexual, do tipo X. Como os homens têm os dois tipos de cromossomos sexuais, seus espermatozoides poderão apresentar o cromossomo sexual do tipo X ou o cromossomo sexual do tipo Y. As possíveis combinações de cromossomos sexuais dos zigotos formados pela fecundação são: 50% XX (sexo feminino) e 50% XY (sexo masculino).

Características

a) O que está retratado na tirinha acima?7. c) Resposta pessoal. A história criada pelo aluno pode retratar a inclusão em brincadeira, na escola, no trabalho, entre outros. b) O que caracteriza geneticamente a síndrome de Down? Respostas a e b nas Orientações para o professor. c) Elabore em seu caderno uma história em quadrinhos (de 5 a 7 quadrinhos) falando sobre a importância do respeito e da inclusão de pessoas com síndrome de Down na sociedade. 6. 6. a) a) AAAA 33 aaaa = 100% Aa. Esse cruzamento pode resultar apenas emem plantas cujas flores têm três pétalas, dede genótipo Aa. = 100% Aa. Esse cruzamento pode resultar apenas plantas cujas flores têm três pétalas, genótipo Aa. 6. b) Cc 3 cc = 50% Cc e 50% cc. Esse cruzamento pode resultar em plantas de flores vermelhas, genótipo Cc, e plantas de flores brancas, genótipo cc.

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Homem Cromosso- CromossoMulher

mo X

mo Y

XX XY Cromossomo (sexo femi- (sexo masX nino) culino) XX XY Cromossomo (sexo femi- (sexo masX nino) culino)

6. Professor, explique para os alunos que os exemplos utiliza-

dos nessa atividade são fictícios. Se julgar necessário, peça que os alunos preencham as mesmas tabelas sugeridas na atividade 2. c) Ff x Ff = 25% FF, 50% Ff e 25% ff. Esse cruzamento pode resultar em plantas com frutos de aparência lisa, genótipos FF ou Ff, e plantas com frutos de aparência rugosa, genótipo ff.

7. a) O personagem se refere ao preconceito da sociedade em relação às pessoas que têm síndrome de Down, que muitas vezes são vítimas de ideias preconcebidas a respeito de seu comportamento e de sua capacidade mental. b) A síndrome de Down é caracterizada pela presença de

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8. a) Resposta esperada: Sim, visto que um dos fatores de risco do infarto do miocárdio é a hereditariedade. cardiovascular em que ocorre o bloqueio do fluxo sanguíneo ao músculo do coração, o que causa a morte do tecido. De acordo com o Ministério da Saúde, cerca de 300 mil pessoas sofrem infartos todos os anos no Brasil, sendo que aproximadamente 30% dos casos é fatal. Veja a seguir alguns fatores de risco relacionados ao infarto do miocárdio. Hereditariedade: se na família existirem parentes próximos que tiveram infarto, é preciso estar atento, pois aspectos genéticos são relevantes para o desenvolvimento da doença. Pressão arterial: controlar a pressão arterial e mantê-la em níveis adequados é fundamental para prevenir doenças cardíacas. Colesterol: o controle da ingestão de gorduras deve ser permanente. Existem medicamentos que ajudam a controlar os valores, porém a melhor prevenção é o controle de ingestão e a realização de atividades físicas. Tabagismo: a nicotina é um dos agravantes de doenças cardiovasculares. Por isso, é essencial evitar o tabagismo. a) Muitas doenças se relacionam a uma predisposição genética do indivíduo em desenvolvê-la. Isto é, se o indivíduo possuir familiares com a doença, existe uma grande chance de ele desenvolvê-la. Com base nas informações anteriores, responda: você acha que o infarto do miocárdio está relacionado ao genótipo (predisposição genética) do indivíduo? Justifique sua resposta.

9. Analise o heredograma de uma família em relação à condição conhecida como anemia falciforme. Depois, leia as afirmativas a seguir e, em seu caderno, corrija-as quando for necessário. Resposta nas Orientações para o professor. Marcos

Rosana

Felipe

Célio

EDITORIA DE ARTE

8. O infarto do miocárdio é uma doença

infarto do miocárdio pode ser influenciado por fatores ambientais? Explique.

Larissa Manuela

I) A anemia falciforme é uma doença caracterizada por uma alteração nas hemácias, que ficam com formato de foice; isso dificulta sua ligação com o gás oxigênio, comprometendo o transporte desse gás para as outras células. II) Existem dois alelos principais que determinam o tipo de hemoglobina. O alelo B resulta em hemoglobina do tipo A, enquanto que o alelo b resulta em hemoglobina do tipo S. Pessoas com hemoglobina do tipo A apresentam a anemia falciforme. III) Existem três genótipos possíveis para essa característica: BB, Bb e bb, e apenas o genótipo BB resulta em indivíduos sem anemia falciforme.

Oriente-os a pensar sobre essas atitudes, que podem levar a problemas no futuro e, assim, é importante que exista um esforço para mudar esses hábitos. Essa reflexão está associada à competência específica 6. 9. Para essa atividade, peça que os alunos justifiquem as correções feitas. Adicionalmente, pergunte para eles se seria possível saber o genótipo de Rosana e de Marcos caso Felipe não possuísse anemia falciforme. Explique que nessa situação não seria possível saber o genótipo deles com certeza. Um dos dois teria de ser heterozigoto, Bb, mas o outro poderia possuir tanto o genótipo BB quanto o genótipo Bb. II) Existem dois alelos principais que determinam o tipo de hemoglobina. O alelo B resulta em hemoglobina do tipo A, enquanto o alelo b resulta em hemoglobina do tipo S. Pessoas com hemoglobina do tipo S apresentam a anemia falciforme. III) Existem três genótipos possíveis para essa característica: BB, Bb e bb, e apenas os genótipos BB e Bb resultam em indivíduos sem anemia falciforme. V) O genótipo de Marcos, Rosana, Célio e Larissa é Bb.

IV) Felipe e Manuela apresentam anemia falciforme, portanto o genótipo dos dois é bb.

V) O genótipo de Marcos é BB, já o b) Ainda que o indivíduo apresente genótipo genótipo de Rosana, Célio e Larissa (predisposição genética) para o infarto, é Bb. existem modos de evitar o desenvolviVI) Se Manuela tivesse um filho com um mento da doença (fenótipo), como a adoção de hábitos saudáveis. Você acha homem Bb, as chances de seu filho que o desenvolvimento (ou não) do ter anemia falciforme seriam de 50%. 8. b) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que sim, visto que alguns dos fatores de risco para o infarto do miocárdio estão relacionados a hábitos saudáveis, que podem ser adotados pelas pessoas, como: controlar e manter a pressão arterial em níveis adequados; controlar a ingestão de gorduras, praticar atividades físicas e evitar o tabagismo.

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três cópias do cromossomo de número 21, em vez de um par, nas células da pessoa afetada. Por isso, as pessoas com a síndrome apresentam um total de 47 cromossomos em suas células. 8. Ao discutir essa atividade com os alunos, retome a importância da irrigação sanguí-

nea do músculo do coração, chamado miocárdio. Explique que o fluxo sanguíneo a que o livro se refere não é o que entra no coração para ser bombeado para todos os órgãos, mas sim o que passa por uma série de vasos menores que envolvem o coração. Esses vasos levam nutrientes e gás oxigê-

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nio para o coração e retiram substâncias químicas produzidas pelo metabolismo, como o gás carbônico. Após os alunos realizarem essa atividade, incentive-os a refletir sobre seus hábitos de vida. É possível que existam alunos sedentários ou com uma rotina alimentar pouco saudável.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O ASSUNTO É...

O ASSUNTO É... Inicie a aula citando o exemplo de uma situação em que essas técnicas auxiliaram no direcionamento do tratamento de uma criança, conforme o seguinte texto:

GENÉTICA E SAÚDE O avanço dos estudos genéticos permitiu que cientistas identificassem genes relacionados a alguns tipos de câncer que são transmitidos de pais para filhos. É o caso, por exemplo, do gene BRCA1, localizado no cromossomo de número 17, e do gene BRCA2, localizado no cromossomo de número 13. Normalmente, esses genes atuam no organismo humano como supressores tumorais. Isso significa que eles regulam a proliferação das células, impedindo que tumores se desenvolvam. No entanto, alterações nesses genes podem prejudicar sua atuação, impedindo a realização adequada de suas funções, resultando no desenvolvimento de alguns tipos de câncer. Entre eles, o câncer de mama. Estudos recentes sugerem que mulheres que apresentam alterações no gene BRCA1 têm um risco de 50% a 80% de desenvolvimento de câncer de mama até os 70 anos de idade. O risco para mulheres com alterações no gene BRCA2 é semelhante, no entanto o aparecimento do problema ocorre em idade mais avançada. Nas mulheres, alterações nesses genes também podem levar ao desenvolvimento de câncer de ovário. Nos homens, alterações no gene BRCA1 podem levar ao desenvolvimento de câncer de próstata, enquanto alterações no gene BRCA2 aumentam o risco de desenvolvimento de câncer de mama. Atualmente existem testes genéticos que podem ser feitos para a detecção de alterações nesses genes. As pessoas indicadas para a realização do teste são aquelas com histórico familiar de parentes de primeira, segunda e até terceira gerações com câncer de mama em mulheres, mas casos diagnosticados antes dos 50 anos de idade, câncer de ovário, câncer de mama em homens, entre outros critérios. INCA/MINISTÉRIO DA SAÚDE

Em março deste ano, em uma das salas do ambulatório do quinto andar do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC-FM-USP), o endocrinologista Alexander Jorge atendeu um casal para apresentar a provável causa da microcefalia e da baixa estatura da filha de 4 anos. Não era a infecção da mãe com sífilis durante a gravidez, como se cogitara inicialmente, mas uma mutação em um gene de reparo do DNA conhecido como BRCA1. O médico explicou que essa mutação, identificada na filha em homozigose (duas cópias) e nos pais em heterozigose (uma cópia), favorecia o desenvolvimento de tumores de mama e ovários. [...] [...] [...] com o apoio de relatos semelhantes em outros países, Jorge concluiu que não deveria adotar o tratamento tradicional para baixa estatura, com hormônio de crescimento, que poderia aumentar o risco de câncer. [...]

Cartaz de prevenção do câncer de mama do Instituto Nacional do Câncer, 2017. Mesmo com o auxílio da tecnologia, a prevenção ainda é o melhor caminho para combater o câncer de mama.

FIORAVANTI, Carlos. Mergulho nas doenças genéticas. Pesquisa FAPESP, 2017. Disponível em: <http://revistapesquisa.fapesp. br/2017/09/22/mergulho-nasdoencas-geneticas/>. Acesso em: 13 nov. 2018.

Oriente os alunos a observarem que, sem o uso dessas novas técnicas, não seria possível identificar a causa dos sintomas e realizar o tratamento adequado. Em seguida, utilize as informações do livro para explicar a atuação dos genes BRCA1 e BRCA2.

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Professor(a), ressaltamos que as alterações dos genes citadas no livro são mutações; optamos por não apresentar esse termo aos alunos em respeito ao momento escolar. Em relação ao câncer de mama, explique que, na maioria dos casos, ocorre em indiví-

duos que não possuem membros da família com essa doença. No entanto, uma pequena fração de casos corresponde a formas hereditárias, causados por uma alteração genética.

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Quando os testes genéticos detectam uma alteração nesses genes em uma pessoa, é importante que seus familiares de primeiro grau também se submetam aos testes, como uma medida preventiva. Os indivíduos que apresentarem alterações nesses genes (BRCA1 ou BRCA2) capazes de levar ao desenvolvimento de câncer podem se beneficiar de estratégias que reduzam esse risco. Algumas dessas estratégias envolvem intervenções cirúrgicas, como a mastectomia, que consiste na remoção de regiões da mama, e a ooforectomia, que consiste na remoção de um ovário ou de ambos. Estes procedimentos cirúrgicos reduzem as chances de se desenvolver os respectivos tipos de câncer. A atriz Angelina Jolie optou por realizar ambas as cirurgias, depois que detectou uma alteração no gene BRCA1. Em 2013, a atriz se submeteu à mastectomia de ambas as mamas, e, em 2015, retirou os dois ovários. Leia o que a atriz disse diante da situação.

AMIAK/SHUTTERSTOCK.COM

2. Porque é uma medida preventiva. Os indivíduos que apresentarem alterações nos genes BRCA1 ou BRCA2 que podem levar ao desenvolvimento do câncer podem se beneficiar de estratégias que reduzam esse risco, como intervenções cirúrgicas para a retirada de mamas e de ovários.

[...] “Eu queria escrever isso para contar a outras mulheres que a decisão de fazer uma mastectomia não foi fácil. Mas estou muito feliz de tê-la tomado”, diz Angelina. “Minhas chances de desenvolver câncer de mama caíram de 87% para 5%. Posso dizer a meus filhos que eles não precisam ter medo de me perder para o câncer de mama”, afirma. [...] COM receio de câncer, Angelina Jolie faz cirurgia para retirar os seios. G1. Disponível em: <http://g1.globo.com/pop-arte/cinema/noticia/2013/05/com-receio-de-cancer-angelina-jolie-retira-os-seios.html>. Acesso: 11 out. 2018.

As mutações nos genes citados no livro também podem levar ao desenvolvimento de câncer de ovário. Acrescente que o risco é maior para portadores da mutação no gene BRCA1 (cerca de 40%) do que para portadores da mutação no BRCA2 (aproximadamente 20%). Adicionalmente, esse risco não é igual para todas as mutações. Por exemplo, mutações na região central do gene BRCA2 acarretam um risco maior de câncer do que mutações que ocorrem em regiões periféricas. Ao citar o exemplo da atriz Angelina Jolie, informe que uma lei batizada com o nome da atriz foi aprovada em 2015 no Rio de Janeiro. Essa lei garante a gratuidade desse exame, nesse estado, para pessoas com histórico familiar de câncer de mama ou ovário. Sobre isso, leia a reportagem indicada na seção #FICA A DICA, Professor!

#FICA A DICA, Professor! ATIVIDADES 1. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem que, com o avanço dos estudos na Genética, os cientistas relacionaram alterações nos genes BRCA1 e BRCA2 ao desenvolvimento de alguns cânceres, sobretudo de mama e de ovários. 1. Explique, de forma resumida, o que é dito no texto a respeito da relação entre certos genes e o desenvolvimento de cânceres.

Para saber sobre o exame de sequenciamento genético para mulheres com histórico de câncer de mama na família pelo SUS, acesse: • RJ aprova lei “Angelina Jolie” para dar exame a mulher com câncer na família. BARREIRA, Gabriel. G1 Rio, 2015. Disponível em: <http://livro.pro/ qz3uxd>. Acesso em: 13 nov. 2018.

2. Por que se recomenda que os familiares de primeiro grau de pessoas que apresentam alterações nos genes BRCA1 e BRCA2 também façam os testes genéticos capazes de detectá-las?

3. No Brasil, os testes genéticos que detectam alterações nestes genes não são comuns. No entanto, a mastectomia, além de poder ser feita como prevenção ao desenvolvimento do câncer de mama, é uma das formas de tratá-lo, quando já desenvolvido. Reúna-se com seus colegas de grupo e pesquisem em sites confiáveis depoimentos de mulheres que realizaram a mastectomia como tratamento do câncer de mama e como lidaram com esta situação. Também pesquise a importância de realizar exames de diagnóstico para este tipo de câncer. Com o seu grupo, elabore uma apresentação de slides com os resultados da pesquisa. 3. Resposta pessoal. Oriente os alunos na realização desta atividade. O objetivo é que conheçam como diferentes mulheres lidaram com a remoção das mamas, parcial ou totalmente, e como a realização de exames de diagnóstico é importante para aumentar as chances de cura do câncer.

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Comentários sobre as atividades 1. Para essa atividade, reforce que os genes estão relacionados a diversas características, no entanto as mutações de alguns genes podem levar ao desenvolvimento de cânceres. 2. Ao realizar essa atividade, retome a diferença entre câncer

esporádico e câncer hereditário. Explique que a recomendação de testes genéticos em familiares visa detectar a forma hereditária. 3. A construção de argumentos com base em dados confiáveis e valorizando a diversidade de indivíduos está associada à competência específica 5.

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Ao final das apresentações proponha um debate com os alunos para criar um ambiente em que as diferentes posições apresentadas sejam confrontadas. Enfatize que é importante escutar e respeitar as opiniões de todos os alunos para que a discussão seja produtiva para os envolvidos.

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CAPÍTULO

p. XIV

• EF09CI10 • EF09CI11

COMPETÊNCIAS

EVOLUÇÃO

GERAIS p. XX • 1, 2 e 6.

FÓSSIL VIVO Imagine você acreditar que um animal já está extinto e, de repente, deparar-se com ele. Essa é a história do celacanto, um peixe que os pesquisadores consideravam extinto e que agora chamam de fóssil vivo!

p. XXI

OBJETIVOS DO CAPÍTULO • Compreender diferentes teorias sobre a origem da vida e a importância de se realizar experimentos para as refutar ou corroborar. • Compreender a hipótese do surgimento da vida desenvolvida por Aleksandr Ivanovich Oparin e John B. S. Haldane e relacioná-la com o experimento feito por Stanley Miller e Harold Urey. • Compreender que a diversidade de seres vivos está associada à evolução. • Reconhecer a importância histórica da teoria da evolução de Lamarck. • Compreender a teoria da seleção natural de Darwin e Wallace. • Reconhecer as diferenças entre as concepções de evolução de Lamarck e Darwin. • Identificar diferentes evidências da evolução dos seres vivos. • Compreender como novas espécies podem surgir. • Reconhecer as características compartilhadas entre humanos e os outros primatas. • Identificar as características das diferentes espécies de hominíneos. • Compreender alguns marcos da história evolutiva dos hominíneos, como o surgimento dos primeiros bípedes e o uso de ferramentas.

Em 1938, Marjorie Courtenay Latimer (1907-2004), curadora de um museu na África do Sul, foi ao porto para ver o que seu amigo, um capitão de barco pesqueiro, trouxera do mar, pois ele costumava fornecer-lhe exemplares de peixes para estudo. Para sua surpresa, entre os animais capturados, havia um celacanto, peixe que se acreditava extinto, pois, até então, nunca havia sido encontrado nenhum exemplar vivo, apenas exemplares fossilizados, com milhões de anos de idade!

Mapa da África do Sul 25º L BOTSUANA

NAMÍBIA SUAZILÂNDIA

ÁFRICA DO SUL

LESOTO

30º S

East London 0

295

Fonte dos dados: IBGE. Atlas geográfico escolar. 7 ed. 2015. p. 45.

MARJORIE COURTENAY-LATIMER

O fato de o animal habitar grandes profundidades, entre 150 e 700 metros, e de passar o dia em cavernas, saindo somente à noite para caçar e se alimentar, fez com que permanecesse por muito tempo oculto do ser humano.

ROBERTO ZOELLNER

ESPECÍFICAS • 1, 2, 3, 6 e 7.

2. Resposta pessoal. Professor(a), retome com os alunos o tema da formação de fósseis, abordado no 6o ano, retomando a habilidade EF06CI12, e de sua importância para a teoria das placas tectônicas, estudada no 7o ano, retomando a habilidade EF07CI16. Os dados obtidos a partir da análise dos fósseis permitem a criação de uma linha do tempo da Terra, pois nos informam sobre os seres vivos que a habitaram em outros períodos e como eles se diversificaram e se disseminaram pelo planeta até os tempos atuais.

ALLMAPS

HABILIDADES

Marjorie Courtenay Latimer

A nova espécie de celacanto foi batizada em homenagem à sua descobridora como Latimeria chalumnae.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Esse capítulo abordará temas associados ao estudo da evolução. Isso será feito, em um primeiro momento, apresentando diferentes explicações sobre o surgimento da vida. Em segui-

da, será estudado como a partir dessa origem foi possível obter a diversidade de espécies que temos atualmente. Finalmente, o livro abordará processos associados ao surgimento de novas espécies e à evolução humana.

Todos esses conceitos serão explicados com base nos trabalhos de diferentes pesquisadores historicamente importantes e, sempre que possível, serão descritos os experimentos que possibilitaram corroborar ou refutar suas hipóteses.

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1. Resposta pessoal. Até 1938 haviam sido encontrados apenas exemplares fossilizados de celacantos. Nenhum exemplar vivo tinha sido encontrado, pois o peixe vive em águas profundas e se esconde em cavernas submarinas durante o dia. Pesquisas revelaram que, apesar de os celacantos atuais terem aparência muito semelhante à dos fósseis, esses peixes se modificaram ao longo dos milhões de anos. No passado, celacantos tinham pulmões desenvolvidos, o que garantia sua sobrevivência em águas pouco oxigenadas. Na atualidade, os pulmões são órgãos vestigiais, isto é, têm tamanho muito reduzido e não desempenham mais função respiratória, e eles respiram por brânquias.

Celacanto fóssil de outra espécie: Undina penicillata.

AVS-IMAGES/SHUTTERSTOCK.COM

Celacanto da espécie Latimeria chalumnae.

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#FICA A DICA, Professor! Para obter mais informações de aspectos evolutivos dos celacantos, acesse: • Pesquisadores identificam ancestral dos vertebrados de quatro patas ANDRADE, Rodrigo de Oliveira. Pesquisa FAPESP, 2013. Disponível em: <http://livro.pro/4wxxoi>. Acesso em: 12 nov. 2018.

1. Por que até 1938 os cientistas acreditavam que os celacantos estivessem extintos? Explique. 2. Como os fósseis auxiliam nos estudos científicos? 3. Os celacantos atuais são diferentes de seus antepassados, estudados por meio de exemplares fossilizados. Qual a principal diferença entre eles descoberta pelos pesquisadores?

4. Você acredita que outros seres vivos tenham se modificado ao longo do tempo? Converse com seus

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Peça aos alunos que forneçam exemplos de fósseis. É possível que os exemplos citados estejam relacionados com diferentes ossos. Nesse caso, explique aos alunos que fósseis podem ser tanto, partes de seres vivos, como os próprios ossos ou caules fossilizados, quanto evidências de atividade, como pegadas ou excrementos.

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Fale com os alunos que os fósseis fornecem informações sobre as alterações de uma espécie ou linhagem ao longo do tempo, e também sobre espécies que em algum momento existiram, mas hoje são extintas. Destaque, ainda, que as modificações citadas no livro ocorreram com uma velocidade mais lenta do que o ob-

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Fontes de dados: FISHBASE. Latimeria chalumnae. Disponível em: <https://www.fishbase.de/summary/2063>. ANDA. Celacanto, você conhece esse peixe? Disponível em: <https://anda.jusbrasil.com.br/noticias/193931710/ celacanto-voce-conhece-esse-peixe>. CHAGAS, C. Sim, nós temos pulmão. Ciência Hoje. Disponível em: <http://cienciahoje.org.br/sim-nos-temos-pulmao/>. Acessos em: 15 out. 2018.

colegas sobre esse tema. Resposta pessoal. Aproveite para verificar as concepções dos alunos sobre o evolucionismo. 3. Os órgãos respiratórios. No passado, os celacantos tinham pulmões desenvolvidos, que auxiliavam na respiração em águas pouco oxigenadas. Os celacantos atuais têm pulmões vestigiais e respiram por brânquias.

Comentários sobre as atividades 1. Reforce que a extinção é um processo natural, sendo que do momento que a vida surgiu até hoje diversas espécies foram extintas. No entanto, a ação humana contribui bastante para esse processo, acelerando a perda de biodiversidade. 2. Enfatize que os cientistas procuram criar explicações sobre a diversificação da vida com a maior quantidade de informações possível. Assim, os fósseis também preenchem lacunas no conhecimento e permitem que hipóteses mais precisas sejam criadas. 3 e 4. Para essas atividades, destaque que essas modificações acontecem, normalmente, em uma escala de tempo muito grande e, por isso, para os alunos pode parecer que as espécies não sofrem alterações com o tempo.

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servado em outros seres vivos, provavelmente porque esses peixes vivem em ambientes estáveis. Sobre isso, sugerimos a leitura do texto indicado na seção #FICA A DICA, Professor!

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

TEMA 1

ORIGEM DA VIDA Essa aula procura valorizar a diversidade de saberes e vivências culturais, conforme a competência geral 6. Ao explicar a origem da vida na visão dos índios Kajará, acrescente que diferentes culturas também possuem explicações próprias para a estrutura e criação do Universo. Sobre isso, leia o seguinte texto sobre algumas concepções de certas sociedades indígenas:

MUSEU DO ÍNDIO. Mito e Cosmologia. Disponível em: <http://www.museudoindio.gov. br/educativo/pesquisa-escolar/245mito-e-cosmologia>. Acesso em: 12 nov. 2018.

Origem da vida

Desde muito tempo atrás, os seres humanos buscam e elaboram explicações para os fenômenos que observam no mundo ao redor. E uma das questões que sempre despertou a curiosidade humana é o surgimento da vida. Ao longo da história humana, diversos povos criaram sua própria maneira de explicar como os seres vivos, ou especificamente o ser humano, surgiram no planeta Terra. Essas explicações, que se baseiam nos costumes e crenças do povo que as criou, também são chamadas de mitos, e são transmitidas entre as diferentes gerações, como parte da cultura de cada povo. Veja, por exemplo, o mito que explica a origem dos Karajá, povo indígena que habita a região dos rios Araguaia e Javaés, com território distribuído entre estados da região Centro-Oeste e Norte do Brasil.

1. Você conhece alguma outra

explicação, de outro povo, sobre a origem de humanos e outros seres vivos? Converse com seus colegas sobre o tema.

2. Como vimos, os mitos explicam

HELIO NOBRE

As cosmologias indígenas representam modelos complexos que expressam suas concepções a respeito da origem do Universo e de todas as coisas que existem no mundo. Os mitos, considerados individualmente, descrevem a origem do homem, das relações ecológicas entre animais, plantas e outros elementos da natureza, da origem da agricultura, da metamorfose de seres humanos em animais, da razão de ser de certas relações sociais culturalmente importantes, etc. Para muitas sociedades indígenas, o cosmos está ordenado em diversas camadas, onde se encontram divindades, fenômenos atmosféricos e geográficos, animais e plantas, montanhas, rios, espíritos de pessoas e animais, ancestrais humanos, entes sobrenaturais benévolos e malévolos. Cada uma das diversas sociedades indígenas elabora suas próprias explicações a respeito do mundo, dos fenômenos da natureza, dos espíritos, dos seres sobrenaturais e, também, do momento em que surgiram os seus ancestrais. [...]

1. Resposta pessoal. Caso os alunos conheçam outras explicações, peça que a compartilhem com a turma. Conduza a conversa de modo que essas explicações sejam respeitadas e valorizadas. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem procedimentos como observação, levantamento de dados e análise dos dados coletados, teste de hipóteses, análise do resultado do teste, e, por fim, a elaboração de conclusões sobre os fenômenos estudados.

os fenômenos naturais com base nos costumes e crenças de um povo. No que se baseiam as explicações científicas acerca desses fenômenos?

Menina indígena do povo Karajá.

O mito de origem dos Karajá conta que eles moravam numa aldeia, no fundo do rio, onde viviam e formavam a comunidade dos Berahatxi Mahadu, ou povo do fundo das águas. [...] Interessado em conhecer a superfície, um jovem Karajá encontrou uma passagem, [...] na Ilha do Bananal. Fascinado pelas praias e riquezas do Araguaia e pela existência de muito espaço para correr e morar, o jovem reuniu outros Karajá e subiram até a superfície. Tempos depois, encontraram a morte e as doenças. Tentaram voltar, mas a passagem estava fechada, e guardada por uma grande cobra, por ordem de Koboi, chefe do povo do fundo das águas. Resolveram então se espalhar pelo Araguaia, rio acima e rio abaixo. Com Kynyxiwe, o herói mitológico que viveu entre eles, conheceram os peixes e muitas coisas boas do Araguaia. Depois de muitas peripécias, o herói casou-se com uma moça Karajá e foi morar na aldeia do céu, cujo povo, os Biu Mahadu, ensinou os Karajá a fazer roças. POVOS INDÍGENAS NO BRASIL. Karajá: Cosmologia, mitos e ritos. Disponível em: <https://pib.socioambiental.org/pt/ Povo:Karajá>. Acesso em: 13 out. 2018.

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Comentários sobre as atividades 1. Professor, no link que apresenta o texto citado acima, na íntegra, está descrita a origem da vida segundo os índios Arara. Se achar necessário, compartilhe essa história com os alunos.

2. O domínio do processo de investigação científica está associado com a competência específica 2. Ao realizar essa atividade, procure enfatizar a separação entre mitos e explicações científicas. Destaque que mitos procuram contar uma história e, portanto, não

mudam com o tempo. Por outro lado, a ciência está sempre em construção, ampliando suas explicações para os fenômenos observados.

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A Ciência e a origem da vida Pesquisadores e cientistas também se preocupam em explicar a origem dos seres vivos, mas as explicações da Ciência baseiam-se no chamado método científico, que, de maneira geral, inclui as seguintes etapas:

Atualmente, sabemos que todos os seres vivos somente surgem de outros seres que já existem, por meio da reprodução. No entanto, isso nem sempre foi tão claro. No passado, embora se soubesse que seres vivos se reproduziam, pois a reprodução era observada no mundo ao redor, muitas pessoas acreditavam que havia outras formas de geração de vida. Acreditava-se, por exemplo, que larvas de insetos podiam “surgir” espontaneamente sobre corpos em decomposição. A ideia de que alguns seres vivos poderiam se originar de matéria inanimada, isto é, de matéria não viva, é chamada de geração espontânea, explicação que se originou na Grécia Antiga e se manteve aceita por muitas pessoas por diversos séculos. No entanto, havia quem rejeitasse essa ideia. Como o naturalista italiano Francesco Redi (1626-1697), que no século XVII criou um experimento para contestá-la. Redi colocou pedaços de carne crua no interior de alguns recipientes de vidro incolor, mantendo alguns deles cobertos com uma tela e outros, abertos. Com o passar dos dias, Redi percebeu que surgiram larvas sobre os pedaços de carne que estavam nos recipientes abertos. Mas que nada aparecera sobre os pedaços de carne dos recipientes cobertos. Retrato de Francesco Redi. carne em decomposição

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

DE AGOSTINI/GETTY IMAGES

observação de fatos e coleta de dados Æ levantamento de hipóteses Æ testes de hipótese Æ análise dos resultados dos testes Æ elaboração de teorias a partir dessas análises

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

larvas de mosca tela SELMA CAPARROZ

Representação do experimento de Redi: à esquerda, os frascos no início do experimento; à direita, os mesmos frascos no final do experimento.

Analisando o que observou, Redi chegou à conclusão de que as larvas de mosca observadas na carne dos recipientes abertos surgiam de ovos colocados ali por moscas adultas. E que isso não acontecia nos recipientes fechados por tela porque, neles, as moscas não conseguiam entrar. Ou seja, as larvas eclodiam de ovos de mosca, não surgiam de forma espontânea, como se acreditava. Com base nisso, Redi pode argumentar contra a ideia de geração espontânea.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

A ciência e a origem da vida Ao explicar a teoria da geração espontânea, enfatize que, apesar de hoje ter sido desacreditada, essa explicação foi muito importante historicamente e, graças a ela, foi possível o de-

senvolvimento de testes e novas concepções sobre a origem da vida. Sobre a geração espontânea, leia o seguinte texto: [...] A dualidade matéria/ vida nos animais (ou corpo/ alma nos seres humanos) já aparecia na escola socrá-

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tica, da qual Aristóteles era membro, embora de modo um pouco diferente. Entre os animais superiores, o sopro vital passaria para os descendentes por meio da reprodução. Entretanto, Aristóteles acreditava que alguns seres (insetos, enguias, ostras) apareciam

de forma espontânea, sem serem frutos da “semente” de outro ser vivo. Essa concepção é conhecida como geração espontânea e parece ter sido derivada dos pré-socráticos, que imaginavam que a vida, assim como toda a diversidade do mundo, era formada por poucos elementos básicos. A idéia de geração espontânea está também presente em escritos antigos na China, na Índia, na Babilônia e no Egito, e em outros escritos ao longo dos vinte séculos seguintes, como em van Helmont, W. Harvey, Bacon, Descartes, Buffon e Lamarck. Parece que sua dispersão pelo mundo ocidental se deu por intermédio de Aristóteles, dada sua grande influência em nossa cultura. [...] DAMINELI, Augusto; DAMINELI, Daniel Santa Cruz. Origens da Vida. Estudos avançados, 21 (59), 2007. Disponível em: <http:// www.revistas.usp.br/eav/article/ view/10222/11834>. Acesso em: 12 nov. 2018.

Após apresentar o experimento de Redi, solicite que os alunos o relacionem com as diferentes etapas do método científico. Por exemplo, a partir de suas observações do mundo, Redi propôs a hipótese de que as larvas não surgiam espontaneamente na carne, mas sim eram colocadas lá pelos insetos. Para testar essa hipótese, ele desenhou um experimento no qual uma tela impediria o contato de outros insetos com a carne. Em seguida, ele analisou os resultados: as larvas não apareceram nos pedaços de carne que estavam no interior dos recipientes coberto com as telas. Assim, ele concluiu que as larvas não surgiam por geração espontânea.

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EVERETT HISTORICAL/SHUTTERSTOCK.COM

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Caldo nutritivo

Frasco com gargalo removido

LUIS MOURA

A compreensão da importância da descoberta dos seres microscópicos e do experimento de Louis Pasteur permite aos alunos valorizar os conhecimentos historicamente construídos e utilizá-los para entender a realidade, conforme a Competência Geral 1. Ao explicar a descoberta dos seres microscópicos, retome com os alunos o tema sobre a invenção do microscópio, estudado no 6o ano desta coleção. Embora lentes de aumento já existissem há bastante tempo, os primeiros microscópios foram criados no fim do século XVI. Esse instrumento permitiu a observação da vida microscópica, um mundo previamente invisível para a humanidade. Informe aos alunos que hoje se sabe que maior parte dos seres vivos existentes são microrganismos. Em seguida, apresente o experimento de Pasteur, conforme exposto no livro. Em relação ao procedimento de fervura, retome o tema sobre o efeito da temperatura nos microrganismos. Explique que normalmente a alta temperatura é fatal para esses organismos, enquanto a baixa temperatura leva a uma redução do metabolismo. Ressalte, no entanto, que o frio muito intenso (cerca _50 °C) pode levar esses microrganismos à morte, e que algumas espécies conseguem sobreviver a temperaturas maiores que 100 °C.

Representação do experimento de Pasteur.

#FICA A DICA!

Acesse o link a seguir e veja que no passado estudiosos davam diversas receitas sobre geração espontânea. Disponível em: <http://livro.pro/ tw7mi5>. Acesso: 30 out. 2018.

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RICHARD BIZLEY/ SCIENCE PHOTO LIBRARY / FOTOARENA

IMAGES/ GLOW IMA GES SPUTNIK / GLOW TY IMAGES

Aleksandr Ivanovich Oparin.

ARCHIVE/UIG/GET

[...] Evidências sugerem que a vida surgiu pela primeira vez por volta 3,5 bilhões de anos atrás. As evidências são formadas por microfósseis (fósseis que são muito pequenos para serem vistos sem a ajuda do microscópio) e estruturas rochosas antigas encontradas no Sul da África e Austrália chamadas estromatólitos. Estromatólitos são produzidos por micróbios (maioria cianobactérias fotossintetizantes) que formam filmes microbianos que aprisionam lama; com o tempo, camadas desses micróbios e de lama podem formar uma estrutura rochosa estratificada – o estromatólito. [...]

NIVERSAL HISTORY

Como teria surgido o primeiro ser vivo?

CALDWELL, Roy et. al. De Sopa a Células – A Origem da Vida. Disponível em: <http://www.ib.usp.br/ evosite/evo101/IIE2aOriginoflife. shtml>. Acesso em: 12 nov. 2018.

John B. S. Haldane.

Moléculas orgânicas: de forma geral, são moléculas que possuem carbono em sua estrutura.

Ao expor a hipótese de Oparin e Haldane, destaque uma possível explicação de que a composição atmosférica da Terra na sua origem foi baseada na atmosfera de planetas gasosos como Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Segundo os cientistas, com o passar do tempo, os planetas rochosos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) teriam perdido essa atmosfera devido a sua baixa gravidade e à proximidade do Sol.

Ilustração representando ambiente da Terra primitiva. Erupções vulcânicas e tempestades com relâmpagos seriam frequentes nos primórdios do planeta.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Como teria surgido o primeiro ser vivo? Inicie a aula contextualizando que a idade do planeta Terra é estimada em 4,5 bilhões de anos e que evidências sugerem que a vida surgiu há aproximadamente 3,5 bilhões de

anos, quando a crosta terrestre começou a se formar devido ao resfriamento do planeta. Esclareça que embora muitas informações sobre o surgimento da vida tenham sido perdidas nesse intervalo, existe diversas evidências que ajudam a esclarecer esse evento e, à medida que novas informações são

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obtidas, é possível chegar cada vez mais perto do entendimento de como a vida surgiu. Entre as evidências, apresente os fósseis de microrganismos e estruturas rochosas chamadas de estromatólitos, conforme o seguinte texto.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Stanley Miller.

EMILIO SEGRE VISUAL ARCHIVES/AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS / SCIENCE PHOTO LIBRARY / FOTOARENA

SCIENCE PHOTO LIBRARY / FOTOARENA

Os primeiros cientistas a testar a hipótese proposta por Oparin e Haldane em laboratório foram os norte-americanos Stanley Miller (1930-2007) e Harold Urey (1893-1981). Eles criaram, em laboratório, um ambiente fechado em que simularam as condições que teriam existido na Terra primitiva, como mostra a ilustração abaixo.

Harold Urey

Um frasco com água (1) estava conectado a outro frasco (2), que continha os gases metano, amônia e hidrogênio, além de vapor de água, simulando a atmosfera da Terra primitiva, segundo Oparin e Haldane. Para simular as condições de tempestades e raios da hipótese, Miller e Urey aqueceram a água e forneceram descargas elétricas ao sistema (3). O vapor era resfriado em um condensador (4), e o líquido condensado era coletado em outro frasco (5). Quando analisaram o líquido coletado, eles identificaram a presença de moléculas complexas, que não estavam lá no início do experimento. Assim, Miller e Urey constataram a formação de moléculas orgânicas fundamentais para a formação de células. IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

3 1 Frasco com água 2 Frasco com gases 3 Eletrodos que fornecem as descargas elétricas FOUAD A. SAAD/SHUTTERSTOCK.COM

Para explicar o experimento de Miller e Urey, desenhe na lousa cada parte do aparato seguindo a ordem descrita no livro. Descreva seu conteúdo, mas não exponha o que ele representa. Para cada frasco desenhado, questione os alunos sobre que componente da Terra está representado. É esperado que eles associem o frasco 1 aos mares presentes na Terra. Por sua vez, as partes 2 e 3 representam a atmosfera, com os diferentes gases, raios e chuvas. O condensador, 4, está associado às chuvas, que levam consigo as moléculas formadas e, finalmente, o béquer pode representar a água do mar contendo as moléculas complexas. Professor(a), entre as moléculas que esse experimento foi capaz de gerar, é possível destacar aldeídos, ácidos carboxílicos e aminoácidos. Se julgar necessário, explique aos alunos que o principal problema dessa hipótese é que hoje sabe-se que o ambiente terrestre não era rico em hidrogênio, amônia e metano, como descrito por Oparin e Haldane, mas sim rico em dióxido de carbono e nitrogênio. Por outro lado, essas características estão presentes em fontes hidrotermais submarinas, onde a presença de metano e amônia, associados a uma fonte de energia térmica, formariam um ambiente parecido com o descrito por Oparin e Haldane. Outra alternativa, é que as primeiras moléculas complexas tenham vindo de fora do planeta, onde existem muitos ambientes propícios para o seu surgimento. Isso pode ser observado em alguns meteoritos, que possuem boas quantidades de aminoácidos, e nos cometas, que são ricos em compostos orgânicos. No entanto, nenhuma dessas hipóteses explica totalmente a origem da vida, como pode ser visto no seguinte texto:

4 Condensador: área de resfriamento 4

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5 Local de coleta do líquido

Representação do experimento de Miller e Urey. Fonte: PURVES, W. K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 452.

O teste de hipótese efetuado por Miller e Urey foi muito importante, pois o resultado obtido por eles é um indício de que a hipótese de Oparin e Haldane pode estar correta. Mas não há como dizer se isso realmente aconteceu, pois, até agora, nenhum cientista conseguiu produzir um ser vivo em laboratório, partindo de moléculas simples. Saber como os seres vivos se originaram na Terra é uma questão ainda não resolvida, e hipóteses a respeito continuam a ser formuladas atualmente.

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[...] Não se encontrou até agora um mecanismo ou ambiente que desse conta de produzir toda a variedade de compostos orgânicos necessários para a vida. É possível que a sopa pré-bi-

ótica tenha tido contribuições de diferentes processos ocorridos no ambiente interplanetário, na atmosfera terrestre e nas fontes hidrotermais. [...] [...]

DAMINELI, Augusto; DAMINELI, Daniel Santa Cruz. Origens da Vida. Estudos avançados, 21 (59), 2007. Disponível em: <http:// www.revistas.usp.br/eav/article/ view/10222/11834>. Acesso em: 12 nov. 2018.

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3. b) Afirmava que alguns seres vivos podiam surgir espontaneamente de matéria não viva, inanimada. Por exemplo, larvas de insetos podiam “surgir” sobre corpos em decomposição, de forma espontânea. Professor(a), aproveite a oportunidade para discutir o fato de que essa ideia se baseava NÃO ESCREVA em observações feitas de maneira inadequada (sem o uso de rigor NO LIVRO. científico) e disseminadas entre as pessoas. ATIVIDADES 3. a) A ideia de geração espontânea de vida.

1. Como vimos, diversos povos elaboraram explicações sobre a origem do mundo, da humanidade e de outros seres. Leia a seguir o mito do povo Asteca para o surgimento da humanidade. Em um mito conhecido como lenda dos cincos sóis, os astecas contam que existiram quatro eras anteriores à existência deles. Cada uma dessas eras, também denominadas sóis, foi governada por um deus ou uma deusa. A divindade de cada sol deu origem a uma população única de humanos, que foi devastada por uma catástrofe natural diferente. No primeiro sol, por exemplo, os humanos foram devorados por onças. O quinto e último sol foi governado por Nahui-Ollin, que deu origem à população atual de seres humanos, a partir dos ossos do povo da era anterior.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

2. Em tempos antigos, os recursos tecnológicos disponíveis para o desenvolvimento de pesquisas eram escassos. Com o avanço dos estudos e o desenvolvimento tecnológico, novas descobertas foram feitas, os conhecimentos científicos puderam ser aprimorados e as explicações científicas sobre fenômenos cotidianos foram reformuladas. Por tudo isso, as teorias elaboradas em séculos passados podem não fazer sentido para nós, atualmente, mas naquele contexto histórico e social, elas eram completamente aceitas.

COLEÇÃO PARTICULAR

Relacione as informações acima com as explicações científicas para a origem dos seres vivos em diferentes épocas que você estudou neste tema. Resposta nas Orientações para o professor. 3. No século XII, o médico belga Jan Baptiste van Helmont (1577-1644) escreveu receitas para produzir animais vivos. Ele afirmava que, Asteca: um dos povos quando se colocava trigo em um que, antes da chegada jarro e se fechava esse jarro com dos europeus às Américas, uma camisa suja, um fermento viveram em região localizada onde hoje é proveniente da camisa, modificado território do México. pelo odor dos grãos, transformava o trigo em ratos. E que o tempo de surgimento dos ratos era de aproximadamente 21 dias. a) Que ideia está por trás dessa crença de van Helmont, assim como da de outros estudiosos de sua época? b) O que afirmava essa hipótese? Cite um Desenho representando Chalchiuhtlicue, deusa exemplo. que governou o quarto sol asteca. Resposta nas Orientações para o professor. c) Levante outra hipótese que possa explicar os resultados do Em sua opinião, explicações “experimento” proposto por Helmont, mitológicas seguem os mesmos isto é, o surgimento de ratos a partir da princípios utilizados pela Ciência? execução de sua receita. Justifique sua resposta. 3. c) Resposta pessoal. Diga aos alunos que o período de gestação das fêmeas de algumas espécies de ratos é de aproximadamente 21 dias. Conduza uma discussão sobre o assunto. 141

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ATIVIDADES 1. Explicações mitológicas são criações simbólicas, não necessariamente baseadas na realidade. As explicações científicas, ao contrário, são construídas a partir de evidências da realidade e desenvolvidas com base no método científico, que tem várias etapas: observação de fatos e coleta de dados H levantamento de hipóteses H testes de hipótese H análise dos resultados dos testes H elaboração de teorias a partir dessas análises. Converse com os alunos sobre a importância de valorizar a cultura de diferentes povos. Embora os mitos não se desenvolvam com base nos princípios da Ciência, não são invalidados por ela. Mencione a importância dos costumes e da crença do povo Asteca, que faziam parte de sua cultura e influenciavam na criação de mitos. 2. Resposta pessoal. A Ciência, por ser um empreendimento humano, está vinculada a um contexto histórico e social. Espera-se que os alunos mencionem que, em séculos passados, a explicação que era aceita pela comunidade científica para a origem dos seres vivos era a geração espontânea, pois se observou que larvas de insetos surgiam de corpos em decomposição e acreditava-se que surgissem espontaneamente da matéria inanimada. No entanto, com o desenvolvimento de pesquisas e da aplicação do método científico, essa teoria começou a ser questionada e estabeleceu-se que os seres vivos apenas podem se originar de outros preexistentes.

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TEMA 2

DIVERSIDADE DE SERES VIVOS Esse tema tem como objetivo associar a diversidade de seres vivos observada atualmente com o processo de evolução. Para isso serão inicialmente expostas as contribuições historicamente importantes de Lamarck para depois elucidar os avanços da teoria proposta por Darwin e Wallace. Finalmente, serão explicadas algumas importantes evidências que sustentam a teoria da seleção natural, como fósseis, estudos de DNA e análise de características homólogas. Dessa maneira, o presente tema está relacionado às habilidades EF09CI10 e EF09CI11. Inicie a aula pedindo aos alunos que analisem as fotografias presentes no livro e citem o que distingue as espécies apresentadas. É esperado que eles citem as diferenças de tamanho, forma da cabeça, cor das penas e, conforme destacado, formato dos bicos. Solicite aos alunos que levantem hipóteses sobre os hábitos alimentares das diferentes aves representadas. Em seguida, faça os questionamentos indicados no livro. Comentários sobre as atividades 1. Ao realizar essa atividade, incentive os alunos a explicarem o porquê de suas escolhas. Pergunte também se eles conhecem outros tipos de bicos associados a diferentes hábitos alimentares. Entre os possíveis exemplos temos o bico de flamingos, capaz de filtrar pequenas partículas de alimento presentes na água, o bico das garças, que funciona como uma lança para conseguir pescar peixes, e o bico do tucano, que permite que essa ave se alimente de diferentes frutos. 3. É possível que os alunos tenham uma tendência em

2. Resposta pessoal. Converse com os alunos sobre a linha de raciocínio que seguiram. Alguns podem ter facilidade em fazer as associações, outros podem fazer isso com base em informações que já têm sobre as aves apresentadas e outros podem não conseguir fazer o que se pede. Destaque que, nos estudos científicos, a observação é o ponto inicial para o desenvolvimento de hipóteses.

Diversidade de seres vivos

Observe, a seguir, as imagens de algumas aves e, nos detalhes ampliados, os respectivos bicos.

27 cm

EDUARDO MENEZES/SHUTTERSTOCK.COM

LEONARDO MERCON/SHUTTERSTOCK.COM

16 cm

Bicudo (Sporophila maximiliani).

Pica-pau-de-cabeça-amarela (Celeus flavescens).

WILFRED MARISSEN/SHUTTERSTOCK.COM

MARCUSVDT/SHUTTERSTOCK.COM

80 cm

Águia-cinzenta ((Urubitinga coronata).

15 cm

Beija-flor-rajado (Ramphodon Ramphodon naevius).

1. Analise o formato do bico de cada uma das aves apresentadas acima e faça a associação entre as aves e os seguintes hábitos alimentares: I. Alimenta-se de sementes, cujo envoltório duro às vezes precisa quebrar. II. Alimenta-se de néctar de flores, que muitas vezes está no fundo da corola. III. Alimenta-se de larvas de insetos que vivem dentro do tronco de árvores. IV. Alimenta-se de outros animais, cuja carne ela corta e dilacera.

I – Bicudo; II – Beija-flor-rajado; III – Pica-pau-de-cabeça-amarela; IV – Águia-cinzenta.

2. Em que você se baseou para responder à questão anterior? 3. O bico de uma ave, como nos casos apresentados, pode ser especializado na obtenção de determi-

nados alimentos. Por isso, observamos tantos formatos diferentes de bico entre as aves. Observando esse fenômeno, dois cientistas elaboraram diferentes explicações para ele. Veja: I. Cada espécie de ave se adaptou ao ambiente em que vive. II. Cada ambiente permitiu que as espécies de aves mais bem adaptadas a ele sobrevivessem e se reproduzissem. O que você achou dessas explicações? Concorda com alguma delas? Ou discorda das duas? Existiria uma terceira explicação possível? Converse com seus colegas sobre isso. 3. Resposta pessoal. No momento não é esperado que os alunos identifiquem qual dessas explicações é

142 mais aceita atualmente, mas que pensem sobre o assunto e debatam suas ideias. D2-CIE-F2-2047-V9-U02-C05-134-163-LA-G20.indd 142

responder que os animais se adaptam ao ambiente. Aproveite para estimular os alunos a elaborarem outras explicações sobre o fenômeno observado.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

A origem da biodiversidade Nos diferentes ecossistemas da Terra, encontramos uma grande diversidade de seres vivos, que podem apresentar muitas semelhanças entre si, mas também apresentam muitas diferenças. Vamos considerar apenas as aves. Elas têm muitas semelhanças, como a presença de bico, penas e asas, entre outras, mas não são todas iguais. Reveja o exemplo anterior. Se analisarmos o formato do bico das aves, percebemos que eles estão adaptados a diferentes hábitos alimentares. E como terá surgido essa diferença? E quanto às outras diferenças entre os seres vivos, qual será sua origem? Qual será a origem da biodiversidade da Terra? Há tempos essas questões são objeto da atenção de estudiosos da vida natural interessados em compreender o mundo. Na atualidade, quem se ocupa delas são os pesquisadores que estudam a evolução das espécies, isto é, que se dedicam ao estudo das modificações que ocorrem nas espécies de seres vivos ao longo do tempo. Nem sempre se acreditou que as espécies evoluíssem. No passado, muitos naturalistas acreditavam que elas fossem imutáveis, o que é denominado fixismo. O filósofo grego Aristóteles, que viveu no século IV a.C., por exemplo, era fixista; ele acreditava que os organismos vivos teriam se originado na forma como se apresentavam diante dele e que nunca haveriam de mudar. Atualmente, a evolução das espécies é aceita por toda a comunidade Ancestral: antecessor, científica, pois existem fortes evidências de que isso acontece, como antepassado. os fósseis. Veja um exemplo nos esqueletos fósseis de ancestrais do cavalo atual. IMAGENS FORA DE

Esqueleto fóssil do gênero Mesohippus. Este ancestral do cavalo tinha 45 kg de massa e viveu entre 37-32 milhões de anos atrás, aproximadamente.

DORLING KINDERSLEY/UIG/ BRIDGEMAN IMAGES/FOTOARENA

Esqueleto fóssil de animal do gênero Hyracotherium. Do tamanho de um cachorro, este é o mais antigo ancestral conhecido do cavalo.

DAVID STARNER

NATURAL HISTORY MUSEUM, LONDON/ALAMY/FOTOARENA

PROPORÇÃO.

Esqueleto fóssil de um cavalo do gênero Equus, o mesmo do cavalo moderno, animal que tem em média 500 kg de massa.

Desde a época de Aristóteles, ao longo da história das Ciências Naturais, diversas descobertas feitas em diferentes áreas, como a Zoologia, a Botânica e a Geologia, contribuíram para que se propusesse a ideia de que os seres vivos não poderiam ser imutáveis, mas que mudariam ao longo do tempo. O primeiro naturalista a propor uma teoria da evolução dos seres vivos foi o francês Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet (1744-1829), conhecido como Lamarck.

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A origem da biodiversidade Destaque a Ciência como um empreendimento humano e que o conhecimento científico é provisório, conforme a competência específica 1. Lembre aos alunos que a teoria de Aleksandr Ivanovich Oparin e John B. S. Haldane procurava explicar o surgimento de moléculas orgânicas, que teriam originado, após milhões de anos, os primeiros seres unicelulares. Vale ressaltar que, durante muito tempo, a visão do fixismo era predominante. A preocupação dos fixistas não era explicar as diferenças entre os seres vivos, mas definir e classificar as espécies que habitavam o planeta. Existiam duas principais vertentes dessa teoria filosófica: a primeira acreditava que uma espécie era definida pelo seu conjunto de características e, portanto, um cavalo era considerado um cavalo por possuir quatro patas, rosto alongado etc.; a outra vertente considerava que o ser vivo era definido por um “molde interno”, a “essência” que era passada entre as gerações e garantia a semelhança entre seres da mesma espécie. Aproveite esse exemplo para perguntar, dados os conhecimentos atuais, o que poderia ser essa “essência”. É esperado que eles associem esse fator, que era transmitido entre gerações, ao material genético. Essa associação possibilitará que eles valorizem os conhecimentos historicamente construídos, conforme a competência geral 1. Destaque que, apesar da visão fixista das espécies ter sido desacreditada, ela possibilitou o desenvolvimento de diversas áreas da Ciência. Por exemplo, Carolus Linnaeus (1707-1798), médico e botânico fixista, criou a classificação científica (binomial) dos seres vivos.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

As principais ideias evolucionistas de Lamarck

BLUEORANGE STUDIO/SHUTTERSTOCK.COM

As primeiras ideias evolucionistas de Lamarck Neste momento, serão discutidas as ideias evolucionistas de Lamarck e, portanto, será trabalhada parte da habilidade EF09CI10. Professor(a), procure ao longo dessa aula destacar o contexto histórico no qual a teoria de Lamarck foi proposta para, assim, valorizar as suas conclusões. Explique para os alunos que o conceito de que as espécies poderiam se alterar com o tempo não era novo. Filósofos da Grécia antiga já especulavam sobre essa possibilidade, e botânicos, como Linnaeus, já tinham observado que novas espécies de plantas poderiam ser produzidas por meio da hibridização. No entanto, até o século XIX, muitos poucos naturalistas se opunham ao fixismo. Dessa maneira, ao criar a primeira teoria geral sobre o processo evolutivo, Lamarck trouxe imensas contribuições para o pensamento científico da época, fornecendo uma base teórica para outros cientistas, como Charles Darwin, chegarem a suas conclusões. Ao explicar o uso e desuso, questione os alunos sobre situações em que o fenômeno descrito no livro efetivamente ocorre. É possível que eles associem esse conceito com os músculos, uma vez que, quando exercitados, eles tendem a se desenvolver e, quando são pouco utilizados, eles tendem a atrofiar. Uma vez que eles percebam que o uso e desuso possui implicações no corpo humano, estimule uma discussão sobre as limitações dessa ideia. Para isso, retome os conceitos de genótipo e fenótipo discutidos no capítulo 4. Relembre que algumas características, como a forma das sementes das ervilhas-de-jardim do experimento de Gregor Mendel (1822-1884),

Lamarck defendia a ideia de que a superfície terrestre teria sofrido grandes modificações ao longo do tempo, de modo que os seres vivos teriam precisado se adaptar a elas. Para Lamarck, a transformação dos seres vivos dependeria de dois fatores: o tempo e as condições ambientais. Em relação ao tempo, ele afirmava que cada espécie atual teria surgido por geração espontânea, de forma independente em relação a outras espécies, e seguido o próprio caminho na evolução. Assim, se no presente existem espécies mais simples e espécies mais complexas, isso seria explicado pelo tempo decorrido desde a origem de cada uma delas até os dias atuais. Dessa forma, espécies mais simples teriam surgido mais recentemente e, portanto, teriam se modificado menos que as espécies mais complexas, que teriam surgido em tempos mais remotos. Em relação às condições ambientais, Lamarck propunha que os organismos se diversificariam em consequência de influências do ambiente e que essas mudanças poderiam ser passadas para os descendentes, na reprodução, e manifestar-se nas próximas gerações. Lamarck se baseava em duas explicações muito comuns entre os naturalistas de sua época: a lei do uso e desuso e a lei da herança dos caracteres adquiridos. A lei do uso e desuso afirmava que uma estrutura do corpo de um ser vivo que fosse muito utilizada tenderia a se desenvolver, enquanto uma estrutura que fosse pouco utilizada tenderia a se atrofiar. Por sua vez, a lei da herança dos caracteres adquiridos afirmava que as características resultantes do uso ou do desuso de um órgão ou uma estrutura do corpo de um ser vivo seriam transmitidas aos descendentes desse ser vivo. Essas ideias explicariam, por exemplo, o longo pescoço das girafas da seguinte forma: no passado, as girafas não teriam um pescoço tão comprido, por isso, ao se alimentarem, precisavam esticá-lo para alcançar a folhagem das árvores mais altas. Com o tempo, o pescoço dessas girafas teria ficado mais longo – lei do uso e desuso –, e essa característica teria passado aos seus filhotes, que já nasciam com o pescoço mais alongado – lei da herança dos caracteres adquiridos. Assim, o pescoço das girafas teria ficado mais longo a cada geração, resultando no tamanho atual.

Girafa (Giraffa camelopardalis) comendo as folhas de uma árvore, Parque Masai Mara, no Quênia.

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são menos afetadas pelo ambiente do que outras, por exemplo a altura dessas plantas. Acrescente que, mesmo quando o ambiente afeta uma característica, os limites desse impacto são determinados pelo que está codificado nos genes.

Dessa maneira, estimule os alunos a observar que nem todas as características são influenciadas pelo uso e desuso e, para as que são, as modificações ocorrem dentro de limites impostos pelo genótipo.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O evolucionismo de Darwin e Wallace

THE PRINT COLLECTOR/GETTY IMAGES

Posteriormente a Lamarck, outras explicações para a evolução das espécies foram propostas. Entre elas, destaca-se a teoria da evolução natural por meio da seleção natural, formulada independentemente por Charles Darwin (1809-1882) e Alfred Russel Wallace (1823-1913), ambos britânicos. Embora tenham trabalhado separadamente, Darwin e Wallace chegaram a ideias semelhantes em relação à evolução das espécies. Em 1831, Darwin recebeu uma proposta do capitão FitzRoy para uma viagem de exploração ao redor do mundo a bordo do navio inglês H. M. S. Beagle. Essa viagem, que durou 5 anos, foi muito importante para que elaborasse suas ideias evolucionistas, pois ele pôde observar diferentes ambientes e seus organismos, ao redor do mundo, e encontrou fósseis de animais que o fizeram pensar nas semelhanças e diferenças entre as espécies encontradas naquela época. Uma coleta especialmente importante feita por Darwin durante a viagem foi a de algumas aves conhecidas como tentilhões, encontradas Arquipélago: conjunto de ilhas próximas umas no arquipélago de Galápagos, na costa do Equador. Ele observou que das outras. os tentilhões possuíam diferentes formatos de bicos e que cada ilha do arquipélago de Galápagos apresentava tentilhões com características próprias.

Diferentes espécies de tentilhões. Observe o formato distinto dos bicos das aves. Esse desenho foi publicado em 1845, no Jornal de Pesquisas de Darwin.

Quando Darwin voltou à Inglaterra, um ornitólogo, John Gould, encarregado de analisar os exemplares de tentilhões coletados, afirmou que as aves eram de espécies distintas. Com base nessa informação, e nas observações que fizera e ideias que tivera ao longo da viagem, Darwin supôs que todas as espécies de tentilhões das ilhas de Galápagos teriam surgido de uma única espécie ancestral, que ele chamou de ancestral comum, proveniente do continente. Ou seja, no passado distante, uma pequena população de tentilhões teria colonizado as diferentes ilhas de Galápagos, mas, com o passar do tempo, devido ao isolamento das ilhas e às diferentes condições ambientais que apresentavam, os tentilhões acabaram por divergir bastante, a ponto de se tornarem espécies distintas.

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O evolucionismo de Darwin e Wallace Diga que o arquipélago de Galápagos é formado por diferentes ilhas. Explore as diferentes espécies de tentilhões que Darwin observou no arquipélago de Galápagos. Em seguida, solicite aos alunos que informem como a teoria da evolução de Lamarck justificaria a diversidade de bicos observada. Considerando os conteúdos anteriores, espera-se que os alunos respondam que as diferentes ilhas que constituem o arquipélago possuem características distintas e, assim, existe uma variação nos alimentos disponíveis. Para conseguir ingerir esses diferentes alimentos, o bico dos tentilhões teria sofrido pequenas modificações, algumas vezes se tornando mais fino e pontudo para espetar insetos, outras vezes mais largo para quebrar sementes. Essas características seriam passadas para os seus descendentes e, com o passar das gerações, as espécies que habitam cada ilha teriam um bico diferente. É possível que os alunos resistam à ideia de que os bicos possam se modificar para se adequar aos diferentes tipos de alimento. Caso isso ocorra, informe que eles têm razão e ressalte que algumas características não são influenciadas pelo o uso e desuso, sendo esse um dos motivos pelos quais a teoria da evolução de Lamarck não é capaz de explicar adequadamente a diversidade de bicos de tentilhões. Em relação às observações de Darwin, é importante destacar que todas as espécies de tentilhões observadas por Darwin possuem um ancestral comum.

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A forma de representação gráfica da relação entre espécies é chamada de cladograma. Em respeito ao momento escolar dos alunos, ela não será apresentada. Nesse momento, o objetivo deste diagrama é representar as ideias evolucionistas de Darwin e Wallace. No entanto, é importante que os alunos compreendam as relações entre as espécies que estão representadas. Para isso, reproduza a figura do livro na lousa. Explique que, no diagrama representado, as espécies que existem atualmente são as espécies A, B e C e que essas espécies surgiram a partir de um ancestral comum, já extinto, representado na base do diagrama. Se julgar pertinente, explique que as espécies A e B são mais próximas evolutivamente por possuírem um ancestral comum, também já extinto, mais recente na escala evolutiva. É importante que os alunos compreendam que as espécies ancestrais são espécies já extintas. Neste momento, é possível explicar aos alunos que os fósseis auxiliam a compreensão dessas relações evolutivas, sobretudo quanto à ancestralidade. Isso será mais bem explicado na página 151, neste manual.

Segundo Darwin, isso teria ocorrido com todos os seres vivos existentes na Terra, isto é, todas as espécies vivas teriam algum parentesco. Ou seja, as diferentes espécies teriam surgido a partir de ancestrais que se modificaram ao longo do tempo. De acordo com as ideias de Darwin, seres vivos mais semelhantes entre si apresentariam parentesco mais próximo, enquanto seres vivos menos semelhantes entre si apresentariam parentesco mais distante. Veja o esquema a seguir. Espécie C Ancestral comum

Espécie B

Espécie A

No diagrama, estão representadas três espécies aparentadas, A, B e C. As espécies que estão mais próximas no diagrama, A e B, têm parentesco mais próximo entre si do que o parentesco que ambas têm com a espécie C. Na base do diagrama está representada a espécie ancestral que deu origem às demais, indicando que as espécies A, B e C têm um ancestral comum. Em sua teoria da evolução, Darwin propôs uma ideia que explicaria por que as espécies se modificam ao longo do tempo, o conceito de seleção natural. A ideia de seleção natural foi o principal ponto de semelhança entre a teoria da evolução de Darwin e a teoria proposta por Wallace. Vejamos uma síntese das observações que levaram à formulação dessa ideia.

Elefante com filhote.

STEVE ALLEN/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

I – Os seres vivos apresentam alto potencial reprodutivo. Em seus estudos, Darwin propôs uma estimativa do número de descendentes que poderiam ser gerados a partir de um casal de elefantes. Assim, calculou que, num período de 500 anos, haveria 15 milhões de elefantes vivos descendentes desse primeiro casal de elefantes. No entanto, observamos que isso não ocorre, pois os descendentes não permanecem todos "vivos" como afirmou Darwin.

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Reforce que, apesar de Darwin não saber da existência de genes, o conhecimento de que os filhos possuem características dos pais foi suficiente para a formulação de sua teoria. Sobre isso, leia o seguinte texto:

JEZ BENNETT/SHUTTERSTOCK.COM

II –Seres vivos competem por recursos, que são limitados. Os recursos disponíveis no ambiente, como alimento, abrigo, entre outros, são limitados. Isso significa que eles não existem em quantidades suficientes para atender todos os indivíduos de um ambiente. Assim, uma população de elefantes, por exemplo, competirá por alimentos.

Elefante africano (Loxodonta africana) coletando frutos para comer, Parque Nacional Mana Pools, Zimbábue.

III – Os indivíduos de uma população são diferentes entre si. Alguns indivíduos de uma população podem apresentar características que favoreçam sua sobrevivência no ambiente, na competição por determinado recurso. Se a sobrevivência de um indivíduo é favorecida, ele terá mais chances de se reproduzir, produzindo um maior número de descendentes. Como muitas dessas características são passadas aos descendentes, os filhos de indivíduos com características favoráveis à sobrevivência também tenderão a sobreviver e se reproduzir, gerando seus descendentes, que poderão herdar essas características. No caso dos elefantes, digamos que, em uma população, alguns indivíduos tenham uma tromba maior. Se essa característica favorecer sua sobrevivência em determinado ambiente, a tendência é que, ao longo dos anos, o número de elefantes com tromba maior aumente nessa população.

Os trabalhos de Darwin e Wallace foram apresentados conjuntamente à comunidade científica inglesa no ano de 1858. No ano seguinte, em 1859, Darwin publicou suas ideias evolucionistas no livro: A origem das espécies, que despertou polêmicas, provocou debates e revolucionou a Biologia.

VLADISLAV KUDOYAROV/SHUTTERSTOCK.COM

FOUR OAKS/SHUTTERSTOCK.COM

Manada de elefantes africanos (Loxodonta africana), Parque Nacional de Etosha, Namíbia.

[...] [...] A compreensão que Darwin teve do assunto é de abrangência surpreendente, considerando o quase nada que se sabia de genética na sua época. Darwin entendeu que a seleção natural não deve ser entendida como um processo absoluto ou invariante. Adaptação e reprodução diferencial são contexto-dependentes, de forma que as circunstâncias ambientais determinam quais variantes são favoráveis (e portanto positivamente selecionadas) e quais são desfavoráveis (e portanto negativamente selecionadas). Como o ambiente muda, também pode mudar a direção de seleção. Características favoráveis aos indivíduos em uma situação podem ser desfavoráveis em outra e vice-versa. [...] PINNA, Mário de. Entendendo Darwin. Pesquisa FAPESP, 2009. Disponível em: <http:// revistapesquisa.fapesp. br/2009/03/01/entendendo-darwin/>. Acesso em: 13 nov. 2018.

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O entendimento do papel da seleção natural, sobre as variantes de uma mesma espécie, na evolução e diversificação das espécies está associado à habilidade EF09CI11. Ao explicar o exemplo dos elefantes, procure seguir as etapas descritas no livro, fazendo perguntas sobre as

consequências de cada uma das afirmações destacadas. Por exemplo, questione o possível impacto do alto potencial reprodutivo dos seres vivos ou a consequência de diferentes indivíduos de uma população competirem por recursos. Em relação à passagem das características para os des-

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cendentes, retome o conceito de hereditariedade discutido no capítulo 4. Destaque que, como visto anteriormente, muitas das características estão associadas a genes presentes nos cromossomos. Esses genes são, por sua vez, passados para os descendentes por meio dos gametas.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Diferenças entre as ideias de Lamarck e de Darwin Como vimos, Lamarck e Darwin apresentaram explicações diferentes sobre como as espécies evoluem. O quadro a seguir resume as divergências entre as ideias de ambos.

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Diferenças entre as ideias de Lamarck e de Darwin As últimas aulas expuseram os pensamentos evolucionistas de Lamarck, Darwin e Wallace. Agora, essas ideias serão resumidas e comparadas para formar um cenário mais amplo do histórico do pensamento evolutivo. Essa comparação está associada à habilidade EF09CI10. Inicie a aula desenhando na lousa um quadro, semelhante ao exposto no livro, com uma coluna para Lamarck e outra para Darwin e Wallace, mas sem as informações preenchidas. Em seguida, solicite aos alunos que respondam como as duas teorias evolutivas diferem em relação: • ao papel do ambiente; • a como as características são passadas para as próximas gerações; • ao surgimento das espécies. Solicite aos alunos que justifiquem suas respostas e, depois, apresente o quadro presente no livro. Ao discutir sobre o papel do ambiente nas teorias da evolução, destaque que, para Lamarck, a evolução é direcionada a partir do ambiente. Ao mesmo tempo, é importante ficar claro para os alunos que, para Darwin, a matéria-prima para evolução é a variação existente entre os indivíduos, enquanto a seleção natural seria a força propulsora. Os caracteres que são adquiridos por um indivíduo não são necessariamente transmitidos aos seus descendentes. Pois, se um indivíduo adquirir modificações em suas células sexuais, que irão formar os gametas, essas modificações adquiridas poderão ser transmitidas aos descendentes. No entanto, se um indivíduo adquirir modificações em suas células somáticas, estas não serão transmitidas aos descendentes.

Jean-Baptiste de Lamarck O ambiente induz os seres vivos a mudar. Em um ambiente, uma estrutura do corpo que é muito utilizada tende a se desenvolver, e uma estrutura que não é muito utilizada tende a se atrofiar. As estruturas resultantes do uso ou desuso passam para a próxima geração.

Charles Darwin Os indivíduos com características mais favoráveis a determinada condição ambiental têm mais chances de sobreviver e de se reproduzir. Indivíduos com características favoráveis tendem a produzir número maior de descendentes, que poderão herdar essas características As espécies atuais surgiram de espécies ancestrais, que se modificaram ao longo do tempo.

Atualmente, as ideias de Lamarck não são aceitas pela comunidade científica. Com o desenvolvimento da Genética, verificou-se, por exemplo, que os caracteres adquiridos por um indivíduo não são necessariamente transmitidos aos descendentes. Além disso, como vimos, a geração espontânea de seres vivos não é possível. Em contrapartida, as ideias de Darwin e Wallace constituem a base da teoria da evolução, que é mais aceita atualmente. Alguns pontos tiveram de ser revistos, com o avanço dos estudos científicos, e a teoria de Darwin e Wallace foi atualizada.

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Ressalte que, além da herança de caracteres adquiridos, o conceito de uso e desuso também possui falhas, conforme visto nas páginas 144 e 145. Finalmente, explique aos alunos que a teoria evolutiva inicialmente proposta por

Darwin hoje inclui informações sobre genética, paleontologia e sistemática (a área da ciência que procura estudar as relações evolutivas entre as diferentes espécies), sendo chamada de Teoria Sintética da Evolução.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

2. Período regencial. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem algumas características desse período, como início em 1831 e fim em 1840, com o golpe da Maioridade, que levou o adolescente D. Pedro II ao poder. Além disso, o período foi marcado por intensas disputas políticas e conflitos armados, como a Revolta dos Farrapos (que demonstrava, entre outras, a insatisfação com a taxação do gado na fronteira Brasil-Uruguai).

INTEGRANDO COM HISTÓRIA

INTEGRANDO COM HISTÓRIA Ao longo dessa aula, procure explorar mais a viagem de Darwin a bordo do H. S. M. Beagle. Para isso, compartilhe com os alunos as informações presentes no texto sugerido na seção #FICA A DICA, Professor!

A BORDO DO H. M. S. BEAGLE No ano de 1831, quando se iniciava o período regencial no Brasil, Darwin iniciou sua viagem pelo mundo a bordo do H. M. S. Beagle. O capitão Robert FitzRoy precisava de uma pessoa que lhe fizesse companhia, mas que arcasse com as próprias despesas de viagem. Então, Darwin foi indicado ao cargo. Partindo da Inglaterra, o navio chegou à América do Sul, parando em alguns pontos do continente, inclusive no Brasil, e navegou rumo a Galápagos. Então, cruzou o Oceano Pacífico até a Nova Zelândia e a Austrália e atravessou o Oceano Índico. Contornando o Cabo da Boa Esperança, na África do Sul, aportou novamente no Brasil e retornou à Inglaterra, aonde chegou em 1836. Como vimos, essa viagem contribuiu para que Darwin desenvolvesse suas ideias evolucionistas. No entanto, o objetivo da viagem do H. M. S. Beagle, na realidade, atendia a interesses estratégicos e comerciais da Inglaterra, como a abertura de novas rotas comerciais e novos mercados, o aperfeiçoamento da cartografia e a exploração de matéria-prima de outros territórios.

Comentários sobre as atividades 1. Ao realizar essa atividade, oriente os alunos a observar que a educação é importante para conhecer mais sobre o mundo onde vivemos, mas também por propiciar a inclusão social, garantindo que todas as pessoas tenham mais oportunidades em sua vida. 2. Ao discutir o período que o Brasil se encontrava em 1831, procure explorar como era a pesquisa e educação superior no Brasil. Para isso, destaque que, ao contrário de países europeus onde as Universidades já existiam desde o século XI, a educação de ensino superior no Brasil só surgiu no século XIX, com a chegada da família real portuguesa.

A viagem do H. M. S. Beagle pelo mundo - 1831 a 1836 OCEANO GLACIAL ÁRTICO

0° Círculo Polar Ártico

AMÉRICA DO NORTE Trópico de Câncer

OCEANO PACÍFICO Equador

CABO VERDE

AMÉRICA DO SUL

Valparaíso PATAGÔNIA

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ÁSIA

OCEANO ATLÂNTICO

OCEANO PACÍFICO

ÁFRICA

ILHAS GALÁPAGOS

TAITI Trópico de Capricórnio

VESPÚCIO CARTOGRAFIA

GRÃ-BRETANHA Falmouth Plymouth (20-2-1836) (10-2-1831) AÇORES EUROPA

OCEANO ÍNDICO

ASCENSÃO Bahia

MADAGASCAR MAURÍCIO

Rio de Janeiro Montevidéu Bahía Blanca

ILHAS MALVINAS Estreito de Magalhães Cabo Horn Círculo Polar Antártico

Cidade do Cabo Cabo da Boa Esperança

Rota do Beagle

0°

ILHAS COCOS AUSTRÁLIA Sydney Hobart

NOVA ZELÂNDIA

Fonte: FIGUEIRA, M. Darwin e a volta ao mundo pelo Beagle. Ciência Hoje das Crianças. Disponível em: <http://chc. org.br/darwin-e-a-volta-ao-mundo-pelobeagle/>. Acesso em: 18 out. 2018.

1. Resposta pessoal. Professor(a), discuta com os alunos a importância do acesso à educação para a alfabetização – que, no caso das ciências, inclui também a alfabetização científica – e a formação cidadã da população. 1. Na época de Darwin, e, em alguns países até alguns anos atrás, o ensino e o acesso à educação eram restritos às famílias que possuíam elevada condição financeira. Atualmente, o acesso à educação é um direito de todos, o que inclui todas as classes sociais. O que você acha da universalização do direito à educação? É importante? Por quê?

ATIVIDADES

#FICA A DICA, Professor! Para saber mais sobre a viagem do H. S. M. Beagle, acesse: • GUIMARÃES, Maria. A origem da polêmica. Pesquisa Fapesp, 2007. Disponível em: <http://livro.pro/re88vh>. Acesso em: 13 nov. 2018.

2. Em que período histórico o Brasil se encontrava em 1831? Quais as características desse período? Caso seja necessário, realize uma pesquisa em revistas e sites confiáveis para responder a essa questão.

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Evidências da evolução dos seres vivos A ideia de evolução das espécies é aceita pela comunidade científica porque está baseada em estudos desenvolvidos por cientistas de diversas áreas. Esses estudos são importantes porque fornecem evidências do processo evolutivo. Vamos ver algumas.

Homologia Quando sabemos que diferentes espécies possuem um ancestral comum, podemos conhecer melhor a relação de parentesco e a história evolutiva delas. Se observarmos com atenção os seres vivos ao nosso redor, notaremos que, muitas vezes, espécies distintas apresentam estruturas semelhantes. Dizemos que tais estruturas são homólogas quando se desenvolveram a partir de um ancestral comum, mesmo que elas tenham funções diferentes. Considere, por exemplo, os membros anteriores de um morcego, uma baleia e um gato. Eles têm funções distintas: em um morcego, estão adaptados ao voo; em uma baleia, ao nado; em um gato, a caminhadas. No entanto, apesar de terem funções diferentes, essas estruturas se originaram do ancestral comum desses animais. Por isso, são ditas homólogas. Observe, na ilustração a seguir, que os ossos indicados pelos números 1, 2 e 3 são os mesmos. O ancestral comum desses animais, que viveu no passado e está extinto, tinha esses ossos, que foram selecionados em diferentes ambientes, resultando nas estruturas que observamos na atualidade. IMAGENS FORA DE AS CORES PROPORÇÃO.

NÃO SÃO REAIS.

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2 1 Asa de um morcego

Nadadeira de uma baleia

Perna de um gato

ALDONA GRISKEVICIENE/SHUTTERSTOCK.COM

DENISNATA/SHUTTERSTOCK.COM

TOMAS KOTOUC/SHUTTERSTOCK.COM

MARTIN MECNAROWSKI/SHUTTERSTOCK.COM

Representação de estruturas homólogas. Os membros anteriores em três exemplos de mamíferos: a asa de um morcego, a nadadeira de uma baleia e a perna de um gato. Fonte: HOPSON, J. L.; ESSELLS, N. K. Essentials of Biology. Nova York: McGraw-Hill, 1990. p. 9.

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Asa de morcego ossos homólogos

Asa de ave

ESTÚDIO AMPLA ARENA

Evidências da evolução dos seres vivos O entendimento das diferentes evidências da evolução dos seres vivos permite a compreensão dos conceitos fundamentais da investigação científica, conforme a competência específica 2. Inicie a aula explicando para os alunos que a Ciência é fundamentada em evidências, isto é, conjunto de informações que confirmam ou negam uma hipótese, uma teoria, uma tese etc. Dessa maneira, a teoria da evolução como conhecemos hoje é aceita por estar baseada em diversas evidências e por ser confirmada por muitos experimentos. Homologia Ao explicar sobre homologia, enfatize que as estruturas descritas possuem características similares porque foram herdadas de um antepassado comum, no caso um mamífero ancestral. Destaque, também, que as homologias podem ser identificadas por possuírem uma estrutura básica semelhante, como os ossos na imagem do livro, ou por possuírem uma origem similar na formação dos embriões. Reforce que a existência de homologias é importante, pois permite observar como uma característica ancestral se alterou diante de diferentes pressões seletivas, ou seja, como a seleção natural agiu sobre a variação de características existentes nos ancestrais comuns. Finalmente, procure diferenciar as estruturas homólogas das análogas. Enquanto as homólogas possuem, como visto, uma origem comum, as estruturas análogas possuem origens evolutivas diferentes, mas com funções similares. É o caso das asas de um morcego, que são constituídas pela pele estendida entre os dedos e braços, e asas de uma ave, formadas por penas estendidas pelo comprimento do braço, conforme a figura ao lado:

Fonte: CALDWELL, Roy et. al. Homologias e analogias. Disponível em: <http://www.ib.usp.br/evosite/ evo101/IIC1Homologies.shtml>. Acesso em: 13 nov. 2018.

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Dessa forma, a comparação dos membros superiores permite concluir que um morcego possui um maior grau de parentesco com o gato do que com um pássaro.

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Fóssil 3 Fóssil 6 Fóssil 5 Fóssil 4 Fóssil 1 Fóssil 2

ancestral comum

Estudos genéticos Professor(a), em algumas situações específicas, em que as taxas de mutações de um trecho de DNA são semelhantes entre as espécies, os estudos genéticos permitem estimar há quanto tempo duas espécies se separaram em linhagens diferentes. Para isso, é medido o tempo médio que uma mutação demora para acontecer no trecho de DNA em questão e, em seguida, esse tempo é multiplicado pela quantidade de diferenças no DNA das duas espécies. Essa técnica é chamada de relógio molecular e permite investigar problemas importantes.

Estudos genéticos Os estudos genéticos também nos permitem compreender as relações de parentesco entre diferentes espécies, visto que, espécies que apresentam parentesco mais próximo compartilham um maior número de genes. Por exemplo, os fungos já foram considerados mais próximos das plantas, por causa de suas características físicas. Entretanto, com o desenvolvimento de análises de sequências de DNA dos fungos, entre outras análises, chegou-se à conclusão de que, geneticamente, os fungos são mais próximos dos animais que das plantas. Ave conhecida como chapim-real (Parus major) em ambiente com musgos e cogumelos.

espécie C espécie B espécie A

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O registro fossilífero nos mostra um pouco sobre os seres vivos que habitaram nosso planeta no passado. A observação dos fósseis nos possibilita conhecer a grande variedade de espécies que já foram extintas e como diferentes grupos de seres vivos se modificaram ao longo do tempo. Por meio de sua análise, podemos investigar o parentesco entre os seres vivos extintos e os atuais. Por exemplo, a história evolutiva das aves foi mais bem compreendida com a descoberta do fóssil de Archaeopteryx lithografica, ave ancestral que tinha algumas características bem semelhantes às dos répteis ancestrais, como a presença de dentes Fóssil da ave ancestral e a cauda longa. Essas são evidências de que as aves se modificaram Archaeopteryx lithografica (cerca de 50 cm), encontrado na ao longo do tempo e de que descendem de determinados répteis Alemanha entre 1876 e 1877. ancestrais. Outro exemplo seriam os celacantos, apresentados na abertura deste capítulo. Os registros fósseis são evidências da evolução desses peixes, cujos ancestrais tinham pulmões desenvolvidos e provavelmente funcionais, diferentemente das espécies atuais, que têm pulmões vestigiais e respiram por brânquias.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Fósseis Ao explicar sobre a importância dos fósseis, retome as informações do cladograma exposto na página 146. Para isso, desenhe-o na lousa conforme a seguinte referência:

espécie C espécie B espécie A

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Fósseis

vel concluir como essas espécies se diferenciaram. O estudo dos fósseis permite preencher esse quebra-cabeça com mais informações e, assim, entender mais sobre a história evolutiva dessas espécies. Exemplifique isso inserindo na imagem desenhada na lousa algumas espécies fósseis, conforme ilustrado abaixo:

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Explique aos alunos que atualmente só convivemos com as espécies presentes na extremidade superior, destacadas em vermelho. Analisando as características dessas espécies, como suas homologias, é possível fazer conclusões sobre o grau de parentesco entre elas. No entanto, não é possí-

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1. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem que o uso indiscriminado de inseticidas tem contribuído para o aumento da resistência de pragas agrícolas, visto que os produtos estão selecionando organismos que possuem genes de resistência a eles. Isto é, esses organismos resistentes não morrem ao serem expostos ao inseticida e, ao se reproduzirem, ENTRE CONTEXTOS transmitem seus genes de resistência aos descendentes, o que leva ao aumento de indivíduos resistentes na população.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS ENTRE CONTEXTOS O livro explora as ideias de Darwin utilizando um texto científico, conforme a habilidade EF09CI10 e discute a atuação da seleção natural nas variantes de uma mesma espécie, de acordo com a habilidade EF09CI11. Adicionalmente, essa seção possibilita que os alunos recorram aos conhecimentos das Ciências Naturais para auxiliar nas decisões socioambientais e que afetam a saúde coletiva, contemplando a competência específica 7. Ao ler o texto do livro com os alunos, aproveite para destacar que o uso desses químicos no Brasil é cada vez mais alto. Ressalte que, segundo as informações contidas no texto citado, o uso de agroquímicos no Brasil aumentou em 172% entre 2005 e 2017. Para efeito de comparação, o crescimento no resto do mundo no mesmo período foi de 90%. Adicionalmente, o país gastou R$ 9,7 bilhões com estes compostos químicos apenas em 2012. Esse valor aumentou para R$ 12 bilhões em 2014, dos quais R$ 4,6 bilhões foram gastos em inseticidas. Se achar necessário, acrescente que, além de aumentar a resistência das pragas, os pesticidas também podem trazer problemas de saúde para as pessoas. Por exemplo, ao redor do mundo cerca de 200 mil pessoas morrem anualmente por intoxicação aguda associada aos pesticidas. Comentários sobre as atividades 1 e 2. Ao realizar essas atividades, destaque que, dentro de uma população de uma espécie de praga, os indivíduos possuem diferentes graus de resistência ao inseticida. Ou seja, parte da população é pouco resistente aos agroquímicos, parte possui uma resistência intermediária e parte é muito resistente. Com o uso indiscriminado de inseticidas, somente os

RESISTÊNCIA A INSETICIDAS Atualmente, a produtividade do setor agrícola de diversos países tem sido ameaçada pelo aumento da resistência de pragas agrícolas a inseticidas. O aumento da resistência a inseticidas tem dificultado o controle de pragas agrícolas em diferentes partes no mundo. Um dos motivos para o aumento é o uso indiscriminado desses próprios agroquímicos nas lavouras. [...] “O fator determinante da evolução da resistência de uma praga a um inseticida é [...] o uso contínuo de um mesmo produto sem a implementação efetiva de estratégias de manejo de resistência”, disse Celso Omoto, professor da Escola de Agricultura “Luiz de Queiroz” da Universidade de São Paulo (Esalq-USP) [...]. “Isso faz com que aumente a proporção de indivíduos resistentes no campo que, ao se reproduzirem, transmitem os genes responsáveis pela resistência aos seus descendentes e, gradativamente, a população dessa praga passa a não ser controlada eficientemente com o inseticida”, explicou. ALISSON, E. Aumento de resistência de pragas agrícolas a inseticidas ameaça agronegócio. Agencia Fapesp. Disponível em: <http://agencia.fapesp.br/aumento-de-resistencia-de-pragas-agricolas-a-inseticidas-ameacaagronegocio/26432/>. Acesso: 27 set. 2018.

2. A resistência a inseticidas, apresentada na reportagem, é explicada pela teoria

Uso de inseticidas em produções agrícolas. Parnacity, PR, 2016.

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evolucionista de Lamarck ou pela teoria de Darwin? Justifique sua resposta.

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benefício para as espécies de praga. No entanto, a adição desses químicos nas lavouras altera o ambiente e, assim, as características serão afetadas pela seleção natural.

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1. Em algumas cavernas ao redor

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do mundo, inclusive no Brasil, vivem espécies de peixes cegos, isto é, peixes que não têm olhos funcionais. Sabendo que o interior de uma caverna é desprovido de iluminação natural, explique, à maneira de Lamarck e de Darwin e Wallace, a existência desses peixes.

Entrada de caverna na Chapada dos Guimarães, MT, 2018.

2. O pesquisador inglês Bernard Kettlewell (1907-1979) realizou um estudo com mariposas da espécie Biston betularia, cujas populações apresentavam indivíduos de coloração clara e indivíduos de coloração escura. Ele observou que em ambientes poluídos existia uma proporção maior de mariposas escuras em relação às claras, enquanto que, em ambientes menos poluídos, existia uma proporção maior de mariposas claras do que escuras. Kettlewell concluiu que, em ambientes poluídos, as mariposas escuras se camuflariam nos troncos 3. a) I – Lamarck, II – Darwin e Wallace.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ATIVIDADES 2. O ambiente poluído favorece a sobrevivência de mariposas escuras, enquanto o ambiente pouco ou não poluído favorece a sobrevivência de mariposas claras, pois os indivíduos que se camuflam são

Mariposas de coloração clara e escura da espécie Biston betularia.

menos predados. Não importa qual seja o ambiente (poluído ou não poluído), em cada um deles, as mariposas que se camuflam têm maiores chances de sobreviver e de produzir descendentes, que irão herdar essa característica. Assim, ao longo do tempo, em um ambiente poluído, na população

o ambiente induz os indivíduos a se modificarem. Então, o bico de cada uma das aves teria se desenvolvido para permitir que se alimentasse do recurso disponível. Para Darwin, o ambiente favorece a sobrevivência de indivíduos que apresentam características favoráveis em certas condições ambientais. Então, em um ambiente em que o néctar é o mais disponível, por exemplo, os indivíduos com bico fino e alongado terão sua sobrevivência favorecida, pois conseguirão obter o recurso com maior sucesso. Esses indivíduos terão maiores chances de se reproduzir e tenderão a produzir um maior número de descendentes, que poderão herdar essas características. A atividade 3 desta seção de Atividades permite que os alunos percebam como as aulas desse tema contribuíram para a visão que eles possuem sobre a evolução. Para isso, retome a pergunta da citada página 142 e, depois, questione qual das duas explicações é aceita atualmente. Em seguida, exponha a proporção de alunos que no início do tema respondeu cada alternativa, conforme registrado. É esperado que todos identifiquem que naquele momento ainda existiam algumas concepções incorretas sobre o processo evolutivo e que, agora, todos concordem com a explicação fornecida por Darwin e Wallace, a mais aceita pela comunidade científica atualmente.

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de mariposas, deve aumentar o número de indivíduos escuros, enquanto em ambientes pouco ou não poluídos aumentará o número de indivíduos claros na população de mariposas. 3. b) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que, para Lamarck,

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ATIVIDADES 4. Essa atividade permite retomar a importância dos fósseis para o estudo da evolução das espécies. Se achar importante, ressalte que os fósseis também podem ser vegetais, como o caso de troncos fossilizados, ou apenas vestígios de atividade biológica, como o molde do corpo de algum animal. Aproveite para retomar o Archaeopteryx lithografica como um fóssil muito importante para o entendimento da história evolutiva de aves. 5. Essa atividade tem como objetivo resumir e contrastar os conceitos relacionados às teorias evolutivas de Lamarck e Darwin, associada à habilidade EF09CI10. No entanto, é muito importante que os alunos não encarem as duas teorias como opostas. Para isso, reforce que as duas teorias possuíam objetivos semelhantes: explicar como as espécies se alteravam com o tempo, se opondo, assim, à visão fixista, que considerava que os organismos vivos eram “estáticos”. 6. Depois de discutir essa atividade com os alunos, pergunte a eles como Lamarck explicaria as características da população final. É esperado que eles respondam que todos os indivíduos da população “antes da seleção” se adaptariam ao ambiente e, assim, passariam a ter um nível de resistência maior. Essas características adquiridas ao longo da vida seriam passadas para os descendentes (a população final), que, dessa maneira, também teria um nível de resistência alto.

4. Observe a imagem a seguir.

6. b) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem que, em uma mesma população, os indivíduos são diferentes (no caso, apresentam diferentes níveis de resistência à falta de água). No exemplo, apresentar um alto nível de resistência é uma condição favorável à sobrevivência do indivíduo no ambiente. Se a sobrevivência de um indivíduo é favorecida, ele terá maiores chances de se reproduzir. Como essa característica é passada aos descendentes, os indivíduos com alto nível de resistência tenderão a produzir um número maior de descendentes que irão herdar essa característica.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

4. c) Resposta pessoal. Os alunos podem mencionar o estudo comparativo de estruturas homólogas ou as análises genéticas, que permitem encontrar similaridades na sequência do DNA de diferentes espécies.

Esqueleto de protoceratops, um tipo de dinossauro.

a) Que tipo de evidência da evolução dos seres vivos está representada na imagem? Os fósseis. b) Como essa evidência contribui para o estudo da evolução dos seres vivos? c) Cite outro tipo de evidência que contribui para os estudos de evolução.

5. Em seu caderno, relacione os números romanos com as letras a seguir.

4. b) O registro fossilífero nos mostra um pouco sobre os seres vivos que habitaram nosso planeta no passado. A partir dos fósseis, podemos conhecer a grande II. Darwin variedade de espécies que já foram extintas, e como a) O ambiente induz os seres vivos a mudar. diferentes grupos de seres vivos se modificaram ao longo do tempo, e estabelecer as relações de parentesco b) Seleção natural. entre os seres vivos extintos e os atuais. c) Indivíduos com características mais favoráveis a determinada condição ambiental têm maiores chances de sobreviver.

I. Lamarck 5. I – a, d, e, g. II – b, c, d, f.

d) Espécies atuais surgiram de forma independente, por geração espontânea. e) Uso e desuso. f) Espécies atuais surgiram de espécies ancestrais, que se modificaram ao longo do tempo. g) Herança dos caracteres adquiridos. 6. a) O esquema representa a seleção de indivíduos resistentes à 6. Analise a figura a seguir. falta de água e o aumento no número de indivíduos com essa característica em uma população. Antes da seleção

Após seleção

População final

Nível de resistência à falta de água

Baixo

Alto

a) Considere que os círculos representam indivíduos de uma população de seres vivos. O que o esquema representa? b) Como Darwin explicaria esse esquema?

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1. Resposta pessoal. Professor(a), conduza as discussões para que os alunos percebam que o descobrimento de novas espécies muitas vezes não é algo intencional nas pesquisas. Em pesquisas que estudam os seres vivos, é comum que exemplares sejam coletados. Quando esses exemplares são analisados, algumas diferenças podem ser identificadas entre eles, suficientes para serem considerados espécies distintas daquela que se acreditava ser.

TEMA 3

2. Resposta pessoal. Os alunos podem mencionar que são considerados modelos para comparação de características físicas (diferenças e similaridades) e de sequências do DNA.

Surgimento de novas espécies Leia as manchetes a seguir. IMAGEM RETIRADA DE GUIMARÃES ET AL. (2018), COM AUTORIZAÇÃO DOS AUTORES.

Nova espécie de peixe é descoberta no Maranhão ICMBIO. Nova espécie de peixe é descoberta no Maranhão. Disponível em: <http://www.icmbio.gov.br/portal/ultimasnoticias/20-geral/9721-nova-especie-de-peixe-e-descoberta-nomaranhao>. Acesso em: 1o out. 2018.

Hyphessobrycon piorskii, nova espécie de peixe descoberta no Maranhão.

3,5 cm

Nova espécie de cavalo-marinho “brilhante” é descoberta no Japão Nova espécie de cavalo-marinho “brilhante” é descoberta no Japão. Galileu. Disponível em: <https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2018/08/ nova-especie-de-cavalo-marinho-brilhante-e-descoberta-no-japao.html>. Acesso em: 1o out. 2018.

ANA MARIA DANTAS DE MAIO/ EMBRAPA PANTANAL

Descoberta nova espécie de planta só encontrada no Pantanal MAIO, A. M. D. de. Descoberta nova espécie de planta só encontrada no Pantanal. Disponível em: <https://www.embrapa.br/ busca-de-noticias/-/noticia/19748185/descoberta-nova-especie-de-plantaso-encontrada-no-pantanal>. Acesso em: 1o out. 2018.

Ipomoea pantanalensis, planta descoberta no Pantanal.

1. Você já viu ou ouviu, em jornais, na televisão ou na internet, o anúncio do descobrimento de uma nova espécie de ser vivo? Converse com seus colegas sobre esse tema.

2. Que critérios você imagina que sejam utilizados pelos cientistas para identificar e classificar os seres vivos como pertencentes a novas espécies? Discuta esse tema com seus colegas.

espécies que surgiram recentemente. Em seguida, esclareça melhor essa informação com o auxílio das atividades. Comentários sobre as atividades 1 e 2. Ao longo dessas atividades, explique para os alunos que para entender melhor os diferentes seres vivos que existem na Terra e a relação entre eles, os cientistas procuram catalogar todas as espécies existentes. No entanto, até o momento apenas uma pequena parte das espécies existentes foi descrita, como pode ser visto no seguinte texto: Embora o conhecimento sobre a biodiversidade do planeta ainda esteja muito fragmentado, estima-se que já tenham sido descritos aproximadamente 1,75 milhão de espécies diferentes de seres vivos – incluindo microrganismos, plantas e animais. O número pode impressionar os mais desavisados, mas representa, nas hipóteses mais otimistas, apenas 30% das formas de vida existentes na Terra. [...] TOLEDO, K. Ao menos 70% das espécies da Terra são desconhecidas. Agência FAPESP, 2013. Disponível em: <http://agencia.fapesp.br/aomenos-70-das-especies-da-terra-saodesconhecidas/16867/>. Acesso em: 13 nov. 2018.

Na comunidade científica, todos os anos se esperam descobertas de novas espécies de seres vivos, porque no mundo existem muitas espécies que ainda não foram identificadas pelos pesquisadores. No entanto, a identificação de novas espécies é um trabalho difícil e envolve estudos de diversas áreas das Ciências. Como já estudamos, em Biologia, são considerados membros de uma mesma espécie o grupo de indivíduos capazes de se reproduzir entre si e gerar descendentes também aptos para a reprodução. Ou seja, descendentes férteis. Considerando essa definição, o peixe hyphessobrycon piorski, por exemplo, apenas poderá produzir descendentes férteis quando cruzar com indivíduos da mesma espécie.

Assim, novas expedições sempre podem encontrar espécies que ainda não foram descritas.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

SURGIMENTO DE NOVAS ESPÉCIES Ao longo do tema 2 foi exposto como as ideias da evolução de Darwin eram capazes de explicar a diversidade de espécies atual. Agora, esses conceitos serão aplicados

em dois contextos: o surgimento de novas espécies e a evolução humana. Particularmente em relação a esse momento, o objetivo é explorar o descobrimento de novas espécies pelos cientistas. Para isso, serão discutidas algumas etapas da investigação científica, conforme

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a competência específica 2. Adicionalmente, é importante reforçar que essa obra utiliza conceito biológico de espécie de Ernst Mayr (1904-2005). Inicie a aula perguntando para os alunos o que entendem por espécies novas. É possível que, nesse momento, eles respondam que são

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Especiação Professor(a), o objetivo do livro é que os alunos compreendam como novas espécies pode surgir. Para isso, é importante que eles compreendam que a especiação não é um processo imediato, mas lento e gradual. Com o foco nesse objetivo, e em respeito à idade escolar, optou-se por não fazer a diferenciação entre anagênese e cladogênese. No entanto, caso surjam dúvidas ou perguntas sobre outras maneiras como novas espécies podem surgir, recorra à explicação abaixo. Na anagênese, as características de uma espécie mudam gradualmente ao longo das gerações. Com o passar do tempo, essas alterações se acumulam, de forma que essa população acaba se tornando uma espécie diferente da ancestral. Por outro lado, na cladogênese ocorre a separação das linhagens evolutivas pelo isolamento reprodutivo e, assim, ocorre o surgimento de duas ou mais espécies. Ao explicar sobre isolamento reprodutivo entre as duas populações isoladas, apresente que a incompatibilidade reprodutiva pode acontecer de várias maneiras como: • isolamento temporal: as duas populações possuem épocas de acasalamento diferentes. • isolamento sexual: não existe mais atração sexual entre as populações. • isolamento mecânico: os órgãos sexuais não são mais compatíveis. • isolamento gamético: os gametas não são mais capazes de se encontrar para ocorrer a fecundação.

Especiação Estudamos que, ao longo do processo evolutivo dos seres vivos, diversas espécies foram extintas, assim como muitas espécies novas surgiram. O processo evolutivo que envolve o surgimento de novas espécies é denominado especiação e ocorre quando duas ou mais populações de uma mesma espécie, por algum motivo, começam a se diferenciar e evoluir independentemente. Ou seja, diferenças genéticas, morfológicas, comportamentais, entre outras, são acumuladas pelas duas populações e, com o tempo, essas diferenças podem impedir que indivíduos originários de populações distintas sejam capazes de se cruzar e gerar descendentes férteis. Formam-se, assim, espécies distintas. Entre os eventos que podem resultar no surgimento de novas espécies, vamos destacar o isolamento geográfico. Quando duas (ou mais) populações de uma mesma espécie são mantidas isoladas entre si por uma barreira geográfica, como uma montanha ou um rio, elas poderão se tornar espécies distintas com o passar dos anos. Vejamos um exemplo de como isso pode ocorrer. Imagine que exista uma população de uma espécie, como mostra o esquema a seguir. Nessa população, os indivíduos cruzam entre si (1) e têm descendentes férteis. Com o passar dos anos, pode surgir uma barreira geográfica, uma montanha ou um rio largo, por exemplo, que separe duas populações (2). A presença do rio impede o encontro físico entre as populações, impedindo, portanto, que indivíduos das duas populações cruzem entre si. Assim, as populações começam a se diferenciar geneticamente, mas talvez ainda pudessem cruzar entre si se a barreira deixasse de existir.

população 1

população da espécie A

barreira

SIRIO CANÇADO

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

população 2

Esquema das principais etapas da especiação por isolamento geográfico.

população da espécie B

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Fonte: PURVES, W. K. et al. Vida: a ciência da biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 415.

Se a barreira se mantiver durante muito tempo, as populações podem acumular tantas diferenças que passa a existir uma incompatibilidade reprodutiva entre ambas (3), que se tornam duas espécies distintas (população espécie A e população espécie B). Nesse caso, mesmo que a barreira geográfica deixe de existir, as espécies poderão até se misturar novamente, colonizando a região, mas não serão mais capazes de se intercruzar e produzir descendentes férteis.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Aspectos evolutivos do ser humano Os seres humanos pertencem à ordem Primata, assim como lêmures, orangotangos, gorilas, chimpanzés, bonobos, entre outros. Uma das características dessa ordem é apresentar o polegar em oposição aos demais dedos das mãos. É o que chamamos de polegar opositor. Veja a ilustração. IMAGENS FORA DE AS CORES PROPORÇÃO.

mão de gorila

mão de chimpanzé

mão de ser humano

CECÍLIA IWASHITA

mão de orangotango

NÃO SÃO REAIS.

O polegar opositor é uma característica de primatas. Fonte: HUMANS AS PRIMATES. College of the Liberal Arts. Disponível em: <http://elearning.la.psu.edu/anth/022/ lesson_2/anatomical-features>. Acesso em: 25 maio 2016.

1,2 m

Uma fêmea de bonobo (Pan paniscus) com seu filhote nas costas. 1,5 m FOTOS: ANDREAS ROSE/SHUTTERSTOCK.COM

Além do polegar opositor, grande parte dos primatas se caracteriza por apresentar garras modificadas em unhas, possuir o sentido da visão bem desenvolvido, ter hábitos arbóreos e apresentar mãos e pés preênseis, capazes de segurar objetos. Em relação ao parentesco entre os primatas, estudos genéticos, entre outros, têm indicado que chimpanzés (Pan troglodytes) e bonobos (Pan paniscus) são mais próximos dos seres humanos (Homo sapiens) do que os demais primatas. Isso significa que os seres humanos, os chimpanzés e os bonobos teriam um ancestral comum, que teria se diferenciado e originado cada uma dessas espécies. Nos últimos anos, foram descobertos fósseis de espécies extintas de primatas que seriam mais próximas dos seres humanos do que dos chimpanzés. Essas espécies são conhecidas como hominíneos (subfamília Homininae). O fóssil mais antigo de um hominíneo já encontrado pertence à espécie Sahelanthropus tchadensis e tem mais de 4 milhões de anos de idade. O fóssil foi encontrado no deserto do Chade, no continente africano. Acredita-se que esses hominíneos tenham vivido há cerca de 6,5 milhões de anos.

Aspectos evolutivos do ser humano Inicie a aula perguntando para os alunos quais são as espécies não extintas mais próximas dos seres humanos. Possivelmente eles citarão diferentes macacos ou grandes símios. Apresente a eles que essas espécies pertencem à ordem primata, a qual possui as seguintes características (em adição às descritas no livro): cinco dígitos, ossos dos membros (rádio e ulna, tíbia e fíbula) separados e que se movimentam por meio de articulações, osso da clavícula e poucos filhotes por parto (geralmente 1). Nesse momento, é importante que os alunos entendam que essa proximidade está associada a existência de um ancestral comum exclusivo entre todos os primatas. Se possível, apresente aos alunos que o ser humano pertence à espécie Homo sapiens e à família Hominidae. Orangotangos, gorilas e chimpanzés também pertencem a essa família. Acrescente que neste grupo, chamado táxon, existe um ancestral comum que deu origem a todas espécies contidas nele. Por esse motivo, as espécies de dentro de um grupo são mais próximas evolutivamente do que as espécies de grupos diferentes.

Uma fêmea de chimpanzé (Pan troglodytes) com seu filhote.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Veja no quadro a seguir quinze espécies extintas de hominíneos conhecidas, isto é, espécies que correspondem a fósseis descobertos, bem como a época em que existiram na Terra. Por exemplo, a espécie Australopithecus africanus teria vivido no planeta entre cerca de 3 a 2,5 milhões de anos atrás. Comparativamente, o quadro apresenta a espécie humana, Homo sapiens, datada no tempo 0, o que significa que é uma espécie atual, ou seja, não extinta. 0 Homo Homo sapiens neanderthalensis

0,5 1

Paranthropus boisei

1,5

Paranthropus robustus

Australopithecus garhi

Homo rudolfensis

2,5 3 3,5

Homo ergaster Homo erectus

Milhões de anos atrás

Australopithecus africanus Kenyanthropus platyops

Homo habilis

Australopithecus afarensis

Australopithecus anamensis

4,5 5

Ardipithecus ramidus

5,5 Orrorin tugenensis

EDITORIA DE ARTE

6 6,5

Sahelanthropus tchadensis 7

Linha do tempo de espécies de hominíneos. Fonte: REECE, J. B. et. al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 742.

Nos achados fósseis correspondentes ao gênero Ardipithecus, alguns elementos esqueléticos indicam que ele era capaz de escalar árvores e podia alternar esse comportamento arborícola com um caminhar ereto. No entanto, acredita-se que os primeiros hominíneos bípedes, ou seja, os primeiros hominíneos a caminhar sobre os dois membros posteriores, tenham sido representantes do gênero Australopithecus. O primeiro fóssil encontrado da espécie Australopithecus afarensis tem 3,2 milhões de anos e foi encontrado na região de Afar, Etiópia. O esqueleto estava 40% completo, era de um indivíduo fêmea e recebeu o nome de Lucy. Ilustração da reconstituição de Lucy, fêmea da espécie Australopithecus afarensis.

JOHN BAVARO FINE ART/ SCIENCE PHOTO LIBRARY / FOTOARENA

Auxilie os alunos a interpretar o quadro apresentado no livro. Primeiramente, indique a eles o significado dos números apresentados, esclarecendo que o número 0 se refere ao presente, e que os números maiores representam épocas mais longínquas. Dessa maneira, quanto mais para cima do quadro, mais recente é a espécie e quanto mais para baixo, mais antiga ela é. Destaque também que cada espécie está associada a um retângulo hachurado. Esse retângulo representa o período em que a espécie viveu no planeta, sendo que sua extremidade inferior está associada ao seu surgimento, e a extremidade superior representa a sua extinção. Em relação ao Homo erectus, explique que, segundo as evidências fósseis, essa espécie teria sido extinta a aproximadamente 200 000 anos, no entanto é possível que um grupo isolado tenha persistido na ilha de Java, na Indonésia, até aproximadamente 50 000 anos atrás. Com essas informações, passe por todas as espécies presentes no quadro, descrevendo sua origem e extinção. Chame a atenção que, ao longo da história evolutiva exposta, diferentes espécies de hominíneos habitaram a Terra durante o mesmo período de tempo. Por exemplo, a aproximadamente 1,6 milhões de anos atrás, estavam presentes na Terra representantes de Paranthropus boisei, Paranthropus robustus, Homo habilis, Homo ergaster e Homo erectus. Adicionalmente, destaque os seres humanos que habitaram o planeta juntamente com os Homo neanderthalensis e, potencialmente, com representantes de Homo erectus. Recentemente, foi descoberto um fóssil mais antigo que Lucy. Sobre o assunto, sugerimos a leitura do texto indicado na seção #FICA A DICA, Professor!

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#FICA A DICA, Professor!

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Para saber mais informações sobre o fóssil mais antigo que Lucy, acesse: • ANTEPASSADO da Lucy é descoberto. Agência FAPESP. Disponível em: <http://livro. pro/toit8z>. Acesso em: 13 nov. 2018.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

JOHN READER / SCIENCE PHOTO LIBRARY / FOTOARENA

O formato de alguns ossos do esqueleto de Lucy indica que a espécie tinha um hábito de vida arborícola, mas que era capaz de caminhar sobre duas pernas. Pegadas fossilizadas na Tanzânia corroboram a hipótese de que os hominíneos da época em que os A. afarensis ainda estavam sobre a Terra eram bípedes.

Pegadas fossilizadas com cerca de 3,6 milhões de anos de hominíneos, possivelmente dois adultos e uma criança, provavelmente da espécie A. afarensis, encontradas em Laetoli, Tanzânia. Na foto está Mary Leakey (1913-1996) paleoantropóloga que descobriu e analisou essas pegadas.

A espécie Homo habilis foi a primeira espécie pertencente ao gênero Homo a aparecer no registro fóssil. Uma das características dessa espécie era a habilidade com o uso de ferramentas. Atualmente, a única espécie vivente do gênero Homo é a nossa, Homo sapiens. A evidência fóssil indica que os ancestrais dos seres humanos teriam se originado na África – os fósseis mais antigos de H. sapiens foram encontrados na Etiópia e datados entre 195 mil e 160 mil anos atrás. Entre as características dos seres humanos, estão: o uso da linguagem, a expressão artística e o uso de ferramentas complexas. Veja no quadro a seguir uma comparação entre algumas espécies do gênero Homo. Espécie

Datação

Distribuição

Altura

Volume do crânio

Aspecto físico

H. habilis

2,4 milhões a 1,6 milhão de anos

Leste e Sudeste da África

500 – 600 cm3

Braços relativamente longos, face proporcionalmente pequena, nariz largo e mandíbula fina.

H. ergaster

1,9 milhão a 1,5 milhão de anos

África e Ásia

1,3 –1,7 m

750 – 1250 cm3

Corpo robusto, crânio mais alto, osso craniano menos espesso, mandíbula robusta.

H. erectus

1,8 milhão a 200 mil anos

África e Ásia

1,3 – 1,5m

750 – 1250 cm3

Corpo robusto, crânio achatado e espesso, mandíbula robusta.

H. neanderthalensis

400 mil a 28 mil anos

Europa e Ásia

1,5 – 1,7 m

1200 – 1750 cm3

Corpo robusto, nariz grande, mandíbula robusta, dentes pequenos e queixo proeminente.

H. sapiens

De 195 mil anos até hoje

1200 – 1700 cm3

Esqueleto menos robusto, crânio maior que o dos demais hominíneos, exceto neandertais. Queixo e dentes menores que H. neantertahelensis.

Todo o planeta

1,6 – 1,85 m

#FICA A DICA, Professor!

Fontes dos dados: REECE, J. B. et. al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 746-747; UNESP. Etapas evolutivas - O Gênero Homo. Disponível em: <http://www2.assis.unesp.br/darwinnobrasil/humanev2b.htm>. Acesso: 2 out. 2018.

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Ao explicar sobre o uso de ferramentas, destaque que o uso teria se iniciado a aproximadamente 2,5 milhões de anos atrás pela espécie Australopithecus garhi. Essa informação se baseia em fósseis de ossos de animais que foram encontrados com marcas de cortes, sugerindo que estes hominíneos cortavam carne dos ossos de animais com o uso de ferramentas de pedra. Até essa descoberta, acreditava-se ao Homo habilis o uso das primeiras ferramentas, uma vez que instrumentos afiados, feitos de pedra, foram inicialmente encontradas junto a fósseis dessa espécie. A tabela presente no livro do aluno apresenta algumas características de espécies do gênero Homo. Auxilie os alunos a interpretar estas informações. Peça que observem que as espécies mais antigas eram mais baixas e o volume de seu crânio era menor em comparação com espécies mais recentes. Observando a tabela, pode-se notar uma tendência evolutiva de aumento no volume do crânio e aumento da estatura média das espécies de gênero Homo. Ao abordar o volume do crânio, é possível realizar a atividade 3 da página 160.

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O Canal USP disponibiliza um curso, dividido em 12 vídeos, sobre a história da evolução humana. Maiores informações e o link podem ser encontrados no seguinte endereço. • A SAGA da humanidade em 12 vídeos. Agência FAPESP. Disponível em: <http://livro. pro/2kuxr6>. Acesso em: 14 nov. 2018.

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2. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem que existia uma população ancestral, que foi separada fisicamente por uma barreira geográfica – no caso, a montanha. Com o passar do tempo, as duas populações foram se modificando de forma comportamental, genética e anatomicamente, a ponto NÃO ESCREVA de se tornarem espécies distintas. Isto é, caso se encontrassem no NO LIVRO. ambiente e se intercruzassem, não produziriam descendentes ATIVIDADES férteis. 3. Uma tendência de aumento do volume do crânio.

ATIVIDADES 1. Essa atividade procura mostrar um exemplo recente do processo de especiação. Aproveite esse exemplo para retomar a evolução segundo a teoria de Darwin e Wallace. Apresente aos alunos que essas duas linhagens da mesma espécie estão expostas a ambientes diferentes que, com o passar das gerações, podem selecionar características distintas. Essas diferenças podem se acumular e, depois de um certo tempo, gerar duas espécies distintas. 2. O exercício de curiosidade intelectual para a elaboração de hipóteses está associado com a competência geral 2. Professor(a), o objetivo desta questão é que os alunos respondam sobre como pode ter ocorrido o surgimento destas espécies. Oriente-os na realização da atividade. Adicionalmente, questione os alunos sobre o que aconteceria se a barreira geográfica desaparecesse antes do processo de especiação ocorrer. Explique que, nessa situação, as duas populações conseguiriam se intercruzar e, assim, permaneceriam como uma única espécie. 3. Ao discutir essa atividade com os alunos, destaque que o Homo neanderthalensis, não representada na imagem, possuía um cérebro de tamanho similar ao do Homo sapiens. No entanto, o cérebro dos neandertais possuía uma distribuição de estruturas diferente, conforme pode ser visto no seguinte texto. Os cientistas constataram que os cérebros dos homens de Neandertal e dos humanos modernos tinham aproximadamente o mesmo tamanho, mas as órbitas oculares desses hominídeos eram maiores e, consequentemente, seus olhos também. Além disso, os neandertais tinham uma massa corporal maior.

1. Leia o texto a seguir e responda às

2. Considere a seguinte situação.

questões que seguem.

Orquídeas de flores róseas, ainda consideradas da mesma espécie, vivem em dunas próximas às praias de Marambaia, no Rio de Janeiro, e de Alcobaça, na Bahia. Embora estejam separadas por 900 quilômetros (km), deveriam gerar sementes se um dia suas células reprodutivas se encontrassem.

Durante as investigações, por meio de análises genéticas, os pesquisadores chegaram à conclusão de que as duas espécies têm um ancestral comum.

No entanto, nenhum embrião se formou após a polinização entre plantas das duas localidades induzida por botânicos em São Paulo. [...] [...] A impossibilidade de as células reprodutivas de uma mesma espécie

gerarem descendentes férteis [...] em milhares de anos, pode levar a uma nova espécie [...]

JEMASTOCK/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Elabore uma hipótese que explique a história evolutiva das duas espécies.

Orquídea da espécie Epidendrum denticulatum, citada no estudo.

E. R. DEGGINGER/SCIENCE SOURCE/ FOTOARENA

SERGEUWPHOTO/SHUTTERSTOCK.COM

3. Observe os crânios fósseis abaixo.

1. Homo erectus. 2. Homo sapiens.

Retorne ao quadro da página 159, que relaciona algumas espécies de hominíneos e faça uma comparação entre as informações da tabela e o a) O que é apresentado no texto? que observa nos fósseis da figura. Que tendência evolutiva pode ser b) Como se chama o processo que observada entre as espécies do provavelmente irá ocorrer com as populações de orquídeas citadas no gênero Homo em relação ao volume texto? Especiação. do crânio? 1. a) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem que duas populações de orquídeas que separadas geograficamente (900 km de distância) não são mais capazes de produzir descendentes 160 estão férteis e que isso, em milhares de anos, pode fazer com que se tornem novas espécies. Fonte: FIORAVANTI, C. Os primeiros passos de novas espécies. Pesquisa Fapesp. Disponível em: <http:// revistapesquisa.fapesp.br/2013/10/17/os-primeiros-passosde-novas-especies/>. Acesso: 3 out. 2018.

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[...] Visto que o tamanho dos dois cérebros é similar, os neandertais tinham menos espaço cerebral para outras funções cognitivas, como as vinculadas ao exercício das relações sociais. [...]

CÉREBRO dos neandertais tinha menos espaço para relação social, diz estudo. Portal G1. Disponível em: <http://g1.globo.com/ciencia-esaude/noticia/2013/03/cerebro-dosneandertais-tinha-menos-espacopara-relacao-social-diz-estudo.html>. Acesso em: 14 nov. 2018.

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com alterações devido ao fogo. 4. b) Homo sapiens. Há cerca de 195 mil anos.

berto em Laetoli, na Tanzânia, um rastro de pegadas fósseis depositadas há 3,6 milhões de anos e preservadas em cinzas vulcânicas. [...] As pegadas, que mostravam clara evidência de bipedalismo – a habilidade para caminhar na posição vertical –, haviam sido produzidas, provavelmente, por indivíduos da única espécie bípede que vivia naquela área na época: os Australopithecus afarensis. GREGG NEWTON/REUTERS/LATINSTOCK

Essa espécie inclui Lucy [...].

Resposta nas Orientações para o professor.

PASSOS quase humanos. Agência FAPESP. Disponível em: <http://agencia.fapesp.br/passos-quasehumanos/11930/>. Acesso: 04 out. 2018.

O crânio fossilizado de Luzia e uma reconstituição artística de seu rosto, que estava exposta no Museu Nacional. Rio de janeiro, RJ, 1999. 4. c) Resposta nas Orientações

para o professor. a) O incêndio do Museu Nacional do Rio de Janeiro foi considerado uma perda irreparável. Qual a importância dos museus para a sociedade? b) Luzia era um fóssil de que espécie de hominíneo? Quando essa espécie provavelmente surgiu no planeta?

4. c) Os fósseis contribuem para os estudos evolutivos, pois a partir de sua análise, podemos conhecer a grande variedade de espécies que já foram extintas e entender como diferentes grupos de seres vivos se modificaram ao longo do tempo, estabelecen-

#FICA A DICA, Professor! Sobre o Museu Nacional, acesse: • COSTA, C. Museu Nacional: De dinossauros nunca identificados a línguas extintas, o que a ciência perde com o incêndio. BBC News Brasil. Disponível em: <http://livro. pro/ogiahu>. Acesso em: 14 nov. 2018.

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perada. Sobre a importância do Museu, apresente aos alunos o conteúdo do texto indicado na seção #FICA A DICA, Professor!. 5. b) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem as análises genéticas que indicam similaridade de genótipo entre as três espécies e os achados fósseis de diversas espécies de hominíneos já extintas. 6. I. As pegadas fossilizadas encontradas na Tanzânia foram associadas aos hominíneos que viveram naquele período, pertencentes à espécie Australopithecus afarensis. II. As pegadas fossilizadas encontradas na Tanzânia foram associadas a indivíduos da espécie Australopithecus afarensis, o que inclui Lucy. III. O fóssil de Lucy é da espécie Australopithecus afarensis, enquanto o ser humano é da espécie Homo sapiens.

do um parentesco entre os seres vivos extintos e os atuais. Professor(a), retome com os alunos que os fósseis também podem auxiliar no estudo das camadas do solo e contribuem para a compreensão da teoria das placas tectônicas.

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Ao realizar essa atividade, é importante que os alunos percebam o impacto do incêndio do Museu Nacional na ciência do Brasil e do mundo. Destaque para os alunos que grande parte da informação lá existente não poderá ser recu-

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

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O ASSUNTO É... RESISTÊNCIA BACTERIANA Os antibióticos são muito importantes para o tratamento de doenças infecciosas causadas por bactérias. Desde a sua descoberta, as taxas de mortalidade associadas a infecções bacterianas reduziram-se no mundo inteiro ao longo dos anos. No entanto, o mau JUN MT/SHUTTERSTOCK.COM uso desses medicamentos tem contribuído para acelerar o processo de resistência de bactérias em relação a eles. A ação dos antibióticos em nosso organismo é de promover a morte de bactérias, como aquelas que estejam ocasionando uma infecção. A forma de atuação de cada antibiótico varia: o medicamento pode impedir que a bactéria sintetize sua parede celular; pode impedir ou alterar o processo de síntese de proteínas bacterianas, essenciais ao metabolismo do organismo; pode desorganizar a membrana celular das bactérias; pode interferir diretamente Colônias de Escherichia coli em placa de cultura. no metabolismo celular; entre outras. De modo geral, cada antibiótico é específico para uma espécie ou um conjunto de espécies bacterianas. Porém, algumas bactérias não são afetadas pelos efeitos de alguns antibióticos e permanecem se multiplicando no organismo. Estas bactérias são denominadas resistentes. Como as bactérias produzem clones de si mesmas, ao se reproduzirem assexuadamente, em pouco tempo observamos o surgimento de uma população de bactérias resistentes. De acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), algumas das infecções mais comuns do mundo têm se mostrado resistentes aos medicamentos, o que é preocupante. Segundo estudos de 2018, da OMS, a resistência à penicilina – antibiótico usado em todo o mundo para o tratamento de pneumonia – passou de zero a 51%, segundo dados dos países registrados no sistema global da OMS. Além disso, a resistência à ciprofloxacina – antibiótico usado para tratar infecções no trato urinário – também cresceu, passando de 6 a 65% nos mesmos países. TEL COELHO/GIZ DE CERA

O ASSUNTO É... Comente com os alunos sobre a importância dos antibióticos ao terem tornado possíveis a realização de procedimentos invasivos, como: transplantes, cirurgias, partos prematuros, procedimentos profiláticos ou terapêuticos que auxiliam a promover um aumento na expectativa de vida das pessoas. A resistência bacteriana é um grande problema de saúde pública, atualmente. Ao abordar o assunto, enfatize os alunos sobre a importância de somente fazer uso de medicamentos sob orientação médica. A forma com que os antibióticos agem contra as bactérias, em nosso organismo, é distinta, como apresentado no texto. Os antibióticos que podem impedir a síntese da parede celular podem atuar inibindo enzimas necessárias à formação do peptidoglicano (componente da parede), bloquear a passagem de precursores da síntese da parede celular, etc. Os antibióticos que podem inibir a síntese proteica das bactérias podem se ligar a uma das subunidades dos ribossomos bacterianos e impedir a síntese de enzimas necessárias ao metabolismo bacteriano, e também ao seu crescimento. Os antibióticos que desorganizam a membrana celular bacteriana podem interagir com moléculas de polissacarídeos presentes na membrana externa da bactéria, sequestrando magnésio e cálcio – necessários para sua estabilidade. Assim, a permeabilidade da célula é alterada e ocasiona o vazamento de seu conteúdo intracelular. Os antibióticos que interferem diretamente no metabolismo celular podem bloquear a síntese de componentes necessários para a síntese de DNA e RNA. Alguns antibióticos podem, ainda, inibir a síntese de ácidos nucleicos.

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#FICA A DICA, Professor!

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Para saber mais sobre os mecanismos de atuação de antibióticos, acesse: • BRASIL. Ansiva. Antimicrobianos – principais grupos disponíveis para uso clínico. Disponível em: <http://livro.pro/ q43ckg>. Acesso em: 15 nov. 2018.

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A resistência a antibióticos pode ser uma característica intrínseca de algumas espécies de bactérias, e podem resistir a sua ação por conta de algum componente estrutural ou característica funcional inerente da espécie. Além disso, ela pode ser adquirida como fruto de mutações que podem ocorrer durante a multiplicação celular, ou ser induzida por agentes mutagênicos. Por fim, a resistência bacteriana a antibióticos pode ser adquirida pela aquisição de material genético exógeno, anteriormente presente em outros microrganismos e propagados por transferência gênica horizontal. Os mecanismos bioquímicos de resistência a antibióticos podem ser vários. Algumas bactérias são capazes de produzir enzimas que degradam ou inativam o antibiótico; outras são capazes de modificar o alvo do antibiótico, alterando algum componente estrutural celular; outras são capazes de alterar a permeabilidade de sua membrana etc. Estes mecanismos bioquímicos irão conferir resistência às bactérias dependendo do mecanismo de ação dos antibióticos. Por exemplo, alterar a permeabilidade da membrana é um mecanismo de resistência aos antibióticos que penetram a membrana das bactérias. No entanto, algumas espécies de bactérias são resistentes a mais de um antibiótico.

1. Podem impedir com que a bactéria sintetize sua parede celular; podem impedir ou alterar o processo de síntese de proteínas bacterianas, essenciais ao metabolismo do microrganismo; podem desorganizar a membrana celular das bactérias; podem interferir diretamente no metabolismo celular; entre outras.

A resistência bacteriana representa um sério risco para a população e para a saúde pública, visto que isso reduz as opções de medicamentos efetivos para o tratamento de infecções e aumenta as possibilidades RS T O E T C T K U . COM H S de complicações clínicas em pacientes de hospitais. Bactérias Z/ EATN XCR MA resistentes a múltiplos antibióticos são particularmente perigosas em hospitais, especialmente para pacientes cujo tratamento exige a colocação de dispositivos no interior de vasos sanguíneos, pois, nesse caso, a infecção pode ser fatal. O desenvolvimento da resistência bacteriana pode ser acelerado pela ingestão de antibióticos que não possuem os efeitos desejados no organismo ou pela ingestão de doses menores que aquelas determinadas pelo(a) médico(a). Por esse motivo, é importante que o uso desse tipo de medicamento seja feito de forma racional. Foi pensando nisso que, desde o ano de 2011, se proibiu a venda de antibióticos sem prescrição médica em todo o Brasil.

Representação de Escherichia coli.

ATIVIDADES

2. Resposta pessoal. Professor(a), oriente os alunos na realização desta atividade. O objetivo é que os alunos contribuam para a conscientização de sua comunidade sobre a utilização de antibióticos a partir do tema desse assunto.

1. Como os antibióticos podem agir contra as bactérias, em nosso organismo? 2. Realize entrevistas sobre o tema “venda de antibióticos”, com pessoas da comunidade, com base em duas perguntas: • Você concorda com a norma que estabelece que antibióticos só podem ser vendidos sob prescrição médica? Justifique. • Você sabe o motivo dessa norma? Anote os resultados das entrevistas em seu caderno. Os resultados deverão ser apresentados à turma em um gráfico de duas variáveis: no eixo x devem estar as respostas das pessoas (sim ou não); no eixo y, deve estar o número de pessoas que responderam. A partir de uma média dos resultados encontrados pela turma, elabore um panfleto informativo que contenha os resultados das entrevistas realizadas por você e por seus colegas e também uma explicação sobre a importância do uso racional de antibióticos. Caso seja necessário, realize pesquisas em livros e em sites confiáveis sobre o assunto. Ao final da atividade, distribuam o panfleto às pessoas da comunidade.

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#FICA A DICA, Professor!

Para saber mais sobre a resistência bacteriana a antibióticos, acesse: • LOUREIRO, R. J. et al. O uso de antibióticos e as resistên-

cias bacterianas: breves notas sobre a sua evolução. Revista Portuguesa de Saúde Pública. Disponível em: <http:// livro.pro/vdeuek>. Acesso em: 15 nov. 2018.

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Comentários sobre as atividades 1. O objetivo dessa atividade é verificar a interpretação do texto pelos alunos. 2. Oriente os alunos na realização desta atividade. É importante que os alunos não identifiquem nenhum dos participantes das duas entrevistas. Diga que codifiquem os participantes com letras aleatórias ou nomes fictícios, e que apenas indiquem sua idade.

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HABILIDADES

CAPÍTULO

p. XIV

• EF09CI12 • EF06CI13

COMPETÊNCIAS

BIODIVERSIDADE E SUSTENTABILIDADE

GERAIS p. XX • 2, 3, 4, 5, 6 e 7. ESPECÍFICAS • 5, 6 e 8.

DADOS QUE IMPACTAM Diversas ações do ser humano impactam negativamente o ambiente e os seres vivos. Veja no infográfico a seguir dados sobre algumas delas.

p. XXI

OBJETIVOS DO CAPÍTULO • Justificar a importância das Unidades de Conservação para a manutenção da biodiversidade. • Reconhecer que a proteção da biodiversidade pode ser feita por meio da conservação e da preservação. • Compreender a diferença entre conservar e preservar o ambiente. • Conhecer os diferentes tipos de Unidade de Conservação. • Relacionar ações humanas que podem contribuir para a perda da biodiversidade. • Reconhecer o que é desenvolvimento sustentável e quais são os pilares da sustentabilidade. • Identificar ações antrópicas que causam degradação do ambiente e reconhecer ações sustentáveis para mitigar esses problemas em escala coletiva (social e governamental) e individual.

1.1. Resposta pessoal. Espera-se que osos alunos Resposta pessoal. Espera-se que alunos B RESÍDUOS RESÍDUOSSÓLIDOS SÓLIDOS identifiquem que A,A, B eB Ce apresentam dados identifiquem que C apresentam dados Em toneladas por ano/2017 Em toneladas por ano/2017 relacionados àsàs situações que prejudicam oo relacionados situações que prejudicam ambiente e, e, porpor consequência, osos seres vivos, ambiente consequência, seres vivos, Lixão Lixão que podem serser extintos com a consequente que podem extintos com a consequente redução dada biodiversidade (D). redução biodiversidade (D). 12.909.320 12.909.320 Aterro Aterro sanitário sanitário 42.267.365 42.267.365

Aterro Aterro controlado controlado

TRATAMENTODE DEESGOTO ESGOTO A TRATAMENTO

5555 %% esgoto Brasil dodo esgoto dodo Brasil retorna ambiente retorna aoao ambiente sem tratamento algum. sem tratamento algum.

4545 %% esgoto Brasil dodo esgoto dodo Brasil é tratado antes é tratado antes dede retornar ambiente. retornar aoao ambiente.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS O infográfico busca chamar a atenção dos alunos para algumas atividades humanas que impactam a biodiversidade, sobretudo no Brasil. Por exemplo, a poluição das águas pelo despejo de esgoto sem tratamento em corpos d’água pode afetar as relações ecológicas entre os seres vivos que vivem neste ambiente, favorecendo a proliferação de alguns e causando a morte de outros, devido ao aumento da matéria orgânica disponível e a redução dos níveis de oxigênio da água. Apesar de o gráfico de desmatamento apresentar uma redução no tamanho da área desmatada durante os anos, a

16.381.565 16.381.565

Fontes: Fontes: TRATA TRATA BRASIL. BRASIL. Esgoto. Esgoto. Disponível Disponível em:em: <http://www.tratabrasil.org.br/saneamento/principais-estatisticas/no-brasil/esgoto>. <http://www.tratabrasil.org.br/saneamento/principais-estatisticas/no-brasil/esgoto>. Acesso Acesso em:em: 18 18 out. out. 2018. 2018. ABRELPE. ABRELPE. Panorama Panorama dosdos Resíduos Resíduos Sólidos Sólidos no no Brasil Brasil 2017. 2017. Disponível Disponível em:em: <http://abrelpe.org.br/pdfs/panorama/panorama_abrelpe_2017.pdf>. <http://abrelpe.org.br/pdfs/panorama/panorama_abrelpe_2017.pdf>. Acesso Acesso em:em: 18 18 out. out. 2018. 2018. TOLEDO, TOLEDO, K. Perda K. Perda de de biodiversidade biodiversidade ameaça ameaça bem-estar bem-estar dasdas gerações gerações atuais atuais e futuras. e futuras. Revista Revista FAPESP. FAPESP. Disponível Disponível em:em: <http://revistapesquisa.fapesp.br/2018/03/26/perda-de-biodiversidade-ameaca-bem-estar-das-geracoes-atuais-e-futuras/>. <http://revistapesquisa.fapesp.br/2018/03/26/perda-de-biodiversidade-ameaca-bem-estar-das-geracoes-atuais-e-futuras/>. Acesso Acesso em:em: 18 18 out. out. 2018. 2018. BRASIL. BRASIL. Ministério Ministério do do Meio Meio Ambiente. Ambiente. Os Os planos planos de de prevenção prevenção e controle e controle do do desmatamento desmatamento emem âmbito âmbito federal. federal. Disponível Disponível em:em: <http://combateaodesmatamento.mma.gov.br/>. <http://combateaodesmatamento.mma.gov.br/>. Acesso Acesso em:em: 19 19 out. out. 2018. 2018.

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taxa ainda é alta, o que continua ocasionando a perda de hábitat de muitas espécies. Aproveite para retomar o assunto com os alunos. Parte da redução deste desmatamento se deve a ações como o Plano de Ação para a Prevenção e Controle do Desmatamento na Amazônia Legal (PPCDAm).

#FICA A DICA, Professor!

Para mais informações sobre o Plano de Ação para a Prevenção e Controle do Desmatamento na Amazônia Legal (PPCDAm), acesse o link a seguir: • Os planos de prevenção e controle do desmatamen-

to em âmbito federal. BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Disponível em: <http:// livro.pro/9w5nst>. Acesso em: 14 nov. 2018.

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2.2. Resposta Resposta pessoal. pessoal. Compare Compare asas respostas respostas dos dos alunos alunos com com osos resultados resultados dada pesquisa: pesquisa: o lugar está está a poluição a poluição das das águas, águas, com com emem 2o 2lugar o lugar, empatados, empatados, estão estão a caça a caça 26%; 26%; emem 3o 3lugar, e ae pesca a pesca ilegais ilegais e mudanças e mudanças climáticas, climáticas, com com 16%. 16%. AA construção construção dede hidrelétricas, hidrelétricas, rodorodoo lugar, com com 15%. 15%. vias vias e portos e portos ocupam ocupam o 4oo4lugar, Promova Promova uma uma conversa conversa sobre sobre esses esses dados. dados. 3. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos conversem sobre diversas atitudes relacionadas à preservação do ambiente e, consequentemente, à manutenção da biodiversidade, entre elas, consumir de forma consciente, reduzindo a exploração de matéria-prima do ambiente, como a madeira; reduzir a produção de resíduos orgânicos, além de cobrar dos governantes propostas e execuções de obras de saneamento básico.

DESMATAMENTO CDESMATAMENTO

2 2 Em Km Em Km 4.4. Resposta Resposta pessoal. pessoal. OO objetivo objetivo deste deste quesques-

DPERDA PERDADE DEBIODIVERSIDADE BIODIVERSIDADE NAS NASAMÉRICAS AMÉRICAS DeDe 1500 1500 até até 2018: 2018:

DeDe 2018 2018 até até 2050: 2050:

América do do Norte América Norte

América Central América Central

3131 %%

América do do SulSul América

4040 %%

América do do SulSul América

Houve perda dede cerca dede Estima-se Houve perda cerca Estima-se perda perda dede mais mais 31% dada biodiversidade. 31% biodiversidade. 40% 40% dada biodiversidade. biodiversidade.

tionamento tionamento é que é que o aluno o aluno inclua inclua nasnas opções opções

dede proteção proteção dada biodiversidade biodiversidade umum novo novo 2727 772 772 2525 396 396

conceito, conceito, que que possivelmente possivelmente eles eles ainda ainda não não tiveram tiveram contato. contato. PorPor isso, isso, não não sese espera espera que que eles eles respondam respondam corretamente, corretamente, mas mas que que conconversem versem sobre sobre asas Unidades Unidades dede Conservação, Conservação, criando criando umum novo novo significado significado para para o termo. o termo. 1919 014 014

1414 286 286

1212 911 911 1111 651 651 7 893 7 893 7 464 7 4647 000 7 000 6 947 6 947 6 418 6 418 6 207 6 207 5 891 5 891 5 012 5 012 4 571 4 571

2003 2003 2004 2004 2005 2005 2006 2006 2007 2007 2008 2008 2009 2009 2010 2010 2011 2011 2012 2012 2013 2013 2014 2014 2015 2015 2016 2016 2017 2017 AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Natureza), Natureza),27% 27%dos dosbrasileiros brasileirosconsideram consideramo odesmatamento desmatamentoa principal a principalameaça ameaçaaoaoambiente. ambiente.Você Você concorda? concorda? Cite Cite outros outros dois dois problemas problemas que, que, para para você, você, estão estão entre entre asas maiores maiores ameaças ameaças aoao ambiente. ambiente.

3.3.EmEmrelação relaçãoaos aosresultados resultadosapresentados apresentadossobre sobrea aperda perdadedediversidade diversidadenas nasAméricas, Américas,seria seriapossível possível mudar mudar a expectativa a expectativa para para o ano o ano dede 2050? 2050? Como Como isso isso pode pode serser feito? feito?

ALEX ARGOZINO

1.1.Existe Existe relação relação entre entre osos dados dados A,A, BB e Ce C e ae informação a informação apresentada apresentada emem D?D? Explique. Explique. 2.2.Segundo Segundopesquisa pesquisaencomendada encomendadapela pelaorganização organizaçãointernacional internacionalWWF WWF(Fundo (FundoMundial Mundialpara paraa a

tema de monitoramento de águas subterrâneas do tamanho do empreendimento e tratamento de chorume. No Brasil, é o sistema mais adequado, de acordo com o Ministério do Meio Ambiente. Aterro controlado Local onde os resíduos são dispostos com algum tipo de controle, mas ainda assim contra as normas ambientais brasileiras. Geralmente, têm o mínimo de gestão ambiental, como isolamento, acesso restrito, cobertura dos resíduos com terra e controle de entrada de resíduos, mas não atendem às recomendações da Política Nacional de Resíduos Sólidos. Lixão Vazadouro a céu aberto, sem controle ambiental e nenhum tratamento ao lixo, onde pessoas têm livre acesso para mexer nos resíduos e até montar moradias em cima deles. É, ambiental e socialmente, a pior situação encontrada no estado quando se fala de lixo. [...] GIMENES, E.; HISING, E. Aterros sanitários, aterros controlados e lixões: entenda o destino do lixo no Paraná. G1, 1 ago. 2017. Disponível em: <https://g1.globo.com/pr/parana/ noticia/aterros-sanitarios-aterroscontrolados-e-lixoes-entenda-odestino-do-lixo-no-parana.ghtml>. Acesso em: 15 out. 2018.

4.4. Você Você acha acha que que manter manter áreas áreas naturais naturais protegidas protegidas porpor lei,lei, onde onde seja seja proibida proibida ouou controlada controlada a retirada a retirada dede qualquer qualquer recurso, recurso, contribui contribui para para a manutenção a manutenção dada biodiversidade? biodiversidade? Explique Explique sua sua opinião. opinião.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao comentar sobre os resíduos sólidos, explique aos alunos a diferença entre aterro sanitário, aterro controlado e lixão, baseando-se no texto a seguir:

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[...] Aterro sanitário Espécie de depósito no qual são descartados resíduos sólidos, prioritariamente materiais não recicláveis. Devem estar fora de áreas de influência direta em manancial de abastecimento público, distante 200

metros de rios, nascentes e demais corpos hídricos, a 1.500 metros de núcleos populacionais e 300 metros de residências isoladas. Além disso, precisam de sistema de impermeabilização, cobertura diária dos resíduos, projeção de vida útil superior a 15 anos, sis-

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

TEMA 1

PRESERVAÇÃO E CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE Ao iniciar o Tema, retome com os alunos os biomas brasileiros, suas localização e características. Enfatize as diferenças dos biomas em relação às espécies típicas da fauna e da flora, de modo que eles reflitam que cada bioma é único, o que resulta na riqueza da biodiversidade brasileira. Ao falar sobre o conceito de biodiversidade, explique aos alunos que o termo tem o mesmo significado que diversidade biológica.

Preservação e conservação da biodiversidade

FILIPE FRAZAO/SHUTTERSTOCK.COM

OLGA1955/SHUTTERSTOCK.COM

LUCIANO QU LEONARDO MERCON/ SHUTTERSTOCK.COM

DIRK ERCKEN/SHUTTERSTOCK.COM

STOCK.COM PAULO NABAS/SHUTTER

ONDREJ PROSICKY/SHUTTERSTOCK.COM

EIROZ/SHUT TERSTOCK .COM

Observe as imagens a seguir.

[...] O termo diversidade biológica foi criado por Thomas Lovejoy em 1980, ao passo que a palavra Biodiversidade foi usada pela primeira vez pelo entomologista E. O. Wilson em 1986, num relatório apresentado ao primeiro Fórum Americano sobre a diversidade biológica, organizado pelo Conselho Nacional de Pesquisas dos EUA (NationalResearchCouncil, NRC). A palavra “Biodiversidade” foi sugerida a fim de substituir diversidade biológica, expressão considerada menos eficaz em termos de comunicação. [...]

Representação da biodiversidade brasileira.

1. Imagine que você trabalha em uma agência de turismo e precisa convencer um turista alemão apaixo-

nado por belezas naturais a passar férias no Brasil. Com base nas imagens anteriores, escreva um e-mail estimulando-o a conhecer o Brasil.

2. Você considera importante a proteção de paisagens e de seres vivos de um local ou de um país? Como isso pode ser feito?

O Brasil é um dos países com maior biodiversidade do planeta. O termo biodiversidade pode referir-se ao conjunto de seres vivos existentes no planeta como um todo ou ao conjunto de seres vivos de determinado ambiente. Esse conceito considera a diversidade de organismos, incluindo a variabilidade genética, as diferentes relações entre eles e com o ambiente onde vivem. Quando falamos em biodiversidade de um ecossistema, estamos falando, então, da variabilidade existente entre os seres vivos desse ecossistema, tanto entre indivíduos da mesma espécie como entre seres de espécies diferentes, e também das relações ecológicas entre eles e entre eles e o ecossistema. As imagens retratadas representam os ecossistemas brasileiros, que abrigam muitas espécies de plantas e animais, além de outros organismos, como fungos e seres microscópicos. A riqueza de biodiversidade corresponde à grande diversidade de paisagens naturais, como praias, cocheiras, florestas, rios, lagos, cavernas e montanhas. Esses fatores, associados à grande diversidade cultural brasileira, como artesanato, comidas, músicas e festivais típicos de cada região, fazem de nosso país um dos mais visitados por turistas do mundo. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos considerem importante proteger a paisagem natural e seus seres vivos e que mencionem que isso pode ser feito, por exemplo, evitando o desmatamento de florestas, a poluição de ambien166 tes aquáticos e terrestres, entre outros. Esta atividade permite resgatar assuntos já estudados em anos anteriores.

BIODIVERSIDADE. Sobre biodiversidade – conceitos. Disponível em: <http://www. biodiversidade.rs.gov.br/portal/ index.php?acao=secoes_ portal&id=11&submenu=8>. Acesso em: 8 out. 2018.

Se desejar, diga aos alunos que a biodiversidade compreende também a diversidade genética existente entre os seres vivos, ou seja, o grau de diversidade dos genes de uma população.

1. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos identifiquem a riqueza de ecossistemas do Brasil, constituídos de diferentes espécies de plantas e animais, e que também incluam na mensagem os momentos de lazer representados na imagem (mergulho, observação de aves e outros animais, visita a cavernas, passeio de barco por rios). Com base nessas observações e em seus conhecimentos prévios, o aluno deve ser capaz de elaborar o texto.

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Comentários sobre as atividades 1. A questão tem o objetivo de chamar a atenção dos alunos para o tema biodiversidade, em especial à imensa riqueza de espécies da fauna e da flora brasileiras. Auxilie-os

a interpretar o mapa e a identificar essas características. É possível, a partir deste questionamento, abordar o tema contemporâneo trabalho e as competências gerais 4, 5 e 6. 2. A questão tem o objetivo de levantar o conhecimen-

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to prévio dos alunos sobre a importância de proteger a biodiversidade. Eles podem identificar atitudes individuais e coletivas relacionadas à essa proteção.

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versidade é necessário para garantir que os ecossistemas permaneçam saudáveis e resilientes”, disse Knox [...]. A análise aponta que “a diversidade biológica e os direitos humanos estão interligados e são interdependentes”. Segundo o documento, entre os impactos negativos da extinção de espécies, está a queda na produtividade e estabilidade das atividades agrícolas e de pesca — o que é uma ameaça ao direito a alimentação. Eliminar a biodiversidade também destrói fontes potenciais de substâncias medicamentosas e terapêuticas, além de aumentar a exposição a algumas doenças infecciosas e restringir o desenvolvimento do sistema imunológico humano. Segundo Knox, essas consequências podem violar o direito à vida e à saúde. [...] “As obrigações dos Estados para manter seus compromissos de direitos humanos incluem o dever de proteger a biodiversidade da qual esses direitos dependem”, alertou Knox. [...]

O fato de o Brasil apresentar elevada biodiversidade implica uma grande responsabilidade de preservação, que diz respeito a todos os brasileiros e requer empenho. A preservação da biodiversidade é importante por diversos motivos, e todos acabam envolvendo a sobrevivência futura da espécie humana. Isso ocorre porque os seres vivos de um ecossistema estão todos inter-relacionados, em uma verdadeira teia de vida, e a extinção de uma espécie afeta, direta ou indiretamente, outras espécies. A extinção é um fenômeno natural: diante de condições ambientais adversas, algumas espécies desaparecem, enquanto outras, com determinadas características, sobrevivem e geram descendentes. Entretanto, muitas atividades humanas danosas para o ambiente, que acarretam a poluição e o desmatamento, intensificam a extinção de espécies. De acordo com a ONU (Organização das Nações Unidas), antes de os seres humanos surgirem na Terra, a taxa de extinção natural era de uma espécie a cada 13,5 meses. Atualmente, a previsão é de que, nos próximos 20 anos, o planeta perca aproximadamente de 20 a 75 espécies por dia. Por isso, proteger a biodiversidade é fundamental para a manutenção da vida no planeta, o que pode ser feito de duas formas: preservando ou conservando. Apesar de parecerem sinônimos, esses termos representam duas formas diferentes de proteção da natureza, como veremos a seguir.

A conservação da biodiversidade refere-se ao uso consciente dos recursos naturais, de forma planejada e sustentável, com o objetivo de garantir que esses recursos estejam disponíveis para futuras gerações.

DNEPWU

A preservação da biodiversidade refere-se à proteção integral de um recurso natural ou de um ecossistema. O objetivo é manter os ecossistemas livres de alterações causadas pelos seres humanos.

Preservação e conservação ambiental são maneiras distintas de proteger a biodiversidade.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

#FICA A DICA, Professor!

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Além da destruição dos hábitats, a caça ilegal e as mudanças climáticas estão entre as maiores ameaças à biodiversidade. Veja o texto abaixo da ONU para ter mais informações sobre como a biodiversidade e

os direitos humanos estão interligados e a importância da biodiversidade para a manutenção da vida no planeta. [...] “Estamos indo em direção à sexta onda global de extinção de espécies na história do planeta”, mas países continuam fracas-

ONUBR. Proteção da biodiversidade é uma questão de direitos humanos, aponta relator da ONU. Disponível em: <https:// nacoesunidas.org/protecao-dabiodiversidade-e-uma-questao-dedireitos-humanos-aponta-relator-daonu>. Acesso em: 8 out. 2018.

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sando em impedir o fim da biodiversidade, alertou [...] o especialista da ONU em direitos humanos e meio ambiente, John Knox. [...] “As pessoas não podem gozar de seus direitos humanos sem os serviços que ecossistemas saudáveis fornecem. E proteger a biodi-

Para saber mais sobre atividades humanas que impactam a biodiversidade, acesse o link a seguir: • A redução da biodiversidade. BARBIERI, E. Disponível em: <http://livro.pro/5zvfpg>. Acesso em: 15 out. 2018.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Unidades de Conservação

Unidades de conservação As Unidades de Conservação são instituídas pela lei no 9985. As unidades de conservação federais são administradas pelo Instituto Chico Mendes de Biodiversidade. De acordo com o Ministério do Meio Ambiente, até o ano de 2018, o Brasil contava com 2201 unidades de conservação, correpondendo a uma área de aproximadamente 2,5 milhões de km2. Dessas, 698 são de proteção integral e 1503 de uso sustentável. Discuta a importância de proteger a biodiversidade e o papel das Unidades de Conservação nessa proteção. Se desejar, comente que, se as Unidades de Conservação não existissem, provavelmente o cenário de degradação dos biomas estaria muito mais grave do que o atual.

Unidades de Proteção Integral Nessas unidades, o objetivo é a proteção integral da natureza, mantendo os ecossistemas livres de ações humanas. Nesses locais, não são permitidos o consumo, a coleta ou qualquer tipo de interferência sobre os recursos naturais, que só podem ser usados de forma indireta. Assim, são permitidas apenas atividades como o turismo ecológico, a educação ambiental e as pesquisas científicas. São exemplos, as reservas biológicas e os parques nacionais. Em uma reserva biológica são permitidas medidas de recuperação de ecossistemas e de preservação da diversidade biológica e visitas com objetivo educacional, como aulas de educação ambiental. Um exemplo de Unidade de Proteção Integral é o Atol das Rocas, reserva biológica marinha localizada na costa do Rio Grande do Norte, próximo ao arquipélago de Fernando de Noronha, 2016.

Atol: conjunto circular de ilhas oceânicas formado por recife de corais.

ARQUIVO ICMBIO

Unidades de Proteção Integral Além das reservas biológicas e dos parques nacionais, citados para o aluno, outros tipos de Unidades de Proteção Integral são as estações ecológicas, os monumentos naturais e os refúgios de vida silvestre. Se julgar pertinente, explique aos alunos ao que cada um se refere. As estações ecológicas são áreas destinadas à preservação da natureza e à realização de pesquisas científicas. Podem ser visitadas somente com o objetivo educacional. Os monumentos naturais são áreas destinadas à preservação de lugares únicos e de grande beleza, onde são permitidas diversas atividades de visitação. Um exemplo é o Monumento Natural das Árvores Fossilizadas do Tocantins, apresentado na atividade 3, da página 172. Os refúgios de vida silvestre são áreas destinadas à proteção de ambientes naturais para garantir a existência de condições para a reprodução ou a existência de espécies de fauna e flora locais.

Considerando a importância da biodiversidade, no ano 2000, no Brasil, aprovou-se uma lei que estabelece critérios e normas para a criação, a implantação e a gestão de áreas que serão protegidas, denominadas Unidades de Conservação (UC). Essa lei instituiu o SNUC (Sistema Nacional de Unidades de Conservação). As UCs são espaços territoriais, incluindo águas costeiras, que devem ser protegidos por apresentarem características naturais especiais. Esses espaços são estabelecidos por lei, têm limites territoriais definidos e estão sob administração especial, que estabelece as medidas adequadas de proteção. As Unidades de Conservação são classificadas em dois grandes grupos: Unidades de Proteção Integral (preservação da biodiversidade) e Unidades de Uso Sustentável (conservação da biodiversidade). Vamos ver alguns exemplos.

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#FICA A DICA, Professor!

Veja a lei no 9985, que instituiu as Unidades de Conservação no Brasil, na íntegra no link a seguir. • Lei no 9985, de 18 de julho de 2000. Presidência da República. Casa Civil. Subchefia para assuntos jurídicos. Disponível

em: <http://livro.pro/kjcuzw>. Acesso em: 8 out. 2018. Caso queira mais informações sobre o número de UCs por categorias, acesse o link a seguir: • Tabela consolidada das Unidades de Conservação. BRASIL. Ministério do Meio

Ambiente. Atualizada em: 01/07/2018. Disponível em: <http://livro.pro/qt34ch>. Acesso em: 20 nov. 2018.

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ISTOCKPHOTO/GETTY IMAGES

Os parques nacionais são, em geral, áreas de grande beleza natural. Nesses locais, é permitido o desenvolvimento de atividades recreativas, educativas e ambientais e pesquisas científicas.

O Parque Nacional do Itatiaia é um exemplo de Unidade de Proteção Integral. Seu território está distribuído entre os estados de Minas Gerais e Rio de Janeiro. Criado em 1937, é o mais antigo parque nacional do Brasil. Na fotografia está o maciço de Itatiaia, onde está localizado o pico das Agulhas Negras, 2017.

Unidades de Uso Sustentável As Unidades de Uso Sustentável buscam conciliar a conservação da natureza com o uso sustentável dos recursos naturais. Nelas é permitida a instalação de moradias, desde que não representem formas de agressão ao ambiente. A expressão uso sustentável refere-se à utilização dos recursos naturais de maneira responsável, sem provocar seu esgotamento e sem prejudicar os outros elementos do ecossistema, como a biodiversidade. Ela se difere do termo sustentabilidade, que é utilizado para definir ações e atividades humanas que procuram suprir as necessidades atuais dos seres humanos sem comprometer a disponibilidade de recursos para futuras gerações. As florestas nacionais e as reservas são exemplos de Unidades de Uso Sustentável.

Unidades de Uso Sustentável Além das florestas nacionais e das reservas, outras Unidades de Uso Sustentável são: área de relevante interesse ecológico e área de proteção ambiental. Se julgar pertinente, apresente aos alunos a que cada uma se refere. As áreas de relevante interesse ecológico têm o objetivo de proteger ecossistemas naturais de importância regional ou local. Geralmente têm pequenas extensões, com pouca ou nenhuma ocupação humana e com características naturais únicas. O Vale dos Dinossauros, no município de Sousa, na Paraíba, é uma área de relevante interesse ecológico onde se encontram diversos exemplares de fósseis de dinossauros. As áreas de proteção ambiental apresentam atributos naturais, estéticos e culturais importantes para a qualidade de vida e o bem-estar dos seres humanos. Em geral, são extensas e têm o objetivo de proteger a biodiversidade, ordenar o processo de ocupação humana e garantir a sustentabilidade dos recursos naturais. Um exemplo é a Costa dos Corais, apresentada na atividade 2 da página 172.

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#FICA A DICA, Professor!

Para informações sobre exemplos de outras áreas de relevante interesse ecológico (ARIE) podem ser obtidas nos links indicados a seguir: • Arie Serra da Abelha. BRASIL. ICMBIO. Ministério do Meio Ambiente. Disponível

em: <http://livro.pro/ucfjkk>. Acesso em: 15 out. 2018. • Arie Ilhas da Queimada Pequena e Queimada Grande. BRASIL. ICMBIO. Ministério do Meio Ambiente. Disponível em: <http://livro.pro/ cpqk6i>. Acesso em: 15 out. 2018.

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Na Floresta Nacional de Três Barras, ocorre a conservação por meio do uso sustentável de recursos nativos, como a araucária (Araucaria angustifolia). Três Barras, SC, 2018.

LAURO WILLIAM PETRENTCHUK/ICMBIO

As florestas nacionais são áreas florestais onde predominam espécies nativas da fauna e da flora. Nelas, os objetivos são o uso sustentável dos recursos naturais e a pesquisa científica, mas é permitida a permanência de populações tradicionais que habitam a área e que já estavam ali antes da criação da unidade.

Ao explicar sobre as reservas, se desejar, apresente aos alunos outros exemplos, como a Reserva Extrativista Chico Mendes, no Acre. Suas atividades são voltadas à sustentabilidade da população tradicional. Alguns dos produtos extraídos nesta reserva são o látex, a andiroba e, principalmente, a castanha. A Reserva Natural Salto Morato, em Guaraqueçaba, no Paraná, é uma Reserva Particular do Patrimônio Natural, criada para conservar a biodiversidade da Mata Atlântica.

40 m

A Reserva de Desenvolvimento Sustentável de Mamirauá foi a primeira área desse tipo criada no Brasil. Desde 1999, a reserva de Mamirauá faz o manejo sustentável do pirarucu, peixe endêmico da região e de grande importância econômica para as comunidades locais, mas que quase foi extinto devido à pesca intensiva e sem controle legal. Tefé, AM, 2016.

Endêmico: que só existe em determinada região geográfica.

EDSON GRANDISOLI/PULSAR IMAGENS

Existem vários tipos de reservas de uso sustentável. Elas podem estar voltadas para a extração de recursos (extrativista), para a conservação de espécies de fauna nativas (de fauna) ou para a conservação de sistemas sustentáveis de exploração de recursos naturais por populações tradicionais (de desenvolvimento sustentável). As reservas também podem ser áreas privadas, cujo proprietário assumiu o compromisso de conservar a biodiversidade. Nelas é permitida a entrada para fins de pesquisa científica e visitação turística. São as reservas particulares de patrimônio natural, conhecidas pela sigla RPPN.

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#FICA A DICA, ALUNO!

A série de TV Parques do Brasil tem o objetivo de promover o conhecimento sobre a biodiversidade nos parques nacionais e outras Unidades de Conservação brasileiras, enfatizando a relação entre o

meio ambiente, a saúde e a qualidade de vida das pessoas. • Parques do Brasil. TV BRASIL. Disponível em: <http: //livro.pro/rmukkk>. Acesso em: 9 out. 2018.

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INTEGRANDO COM GEOGRAFIA

MAPEANDO AS UNIDADES DE CONSERVAÇÃO O mapa do Brasil a seguir mostra a localização das diferentes Unidades de Conservação que existem no país.

Localização das Unidades de Conservação do Brasil 50° O

Equador

0°

CE MA

RN PB PI

PE AL

RO MT DF GO MG

OCEANO PACÍFICO

MS SP

Trópico de Capricórnio

OCEANO ATLÂNTICO

RENATO BASSANI

SC RS 0

445

Proteção integral Uso sustentável

2. Resposta pessoal. Professor(a), faça uma pesquisa sobre as Unidades de Conservação próximas da escola e agende uma visita na unidade de sua escolha. Verifique a possibilidade de conseguir uma filmadora ou uma câmera fotográfica que faça vídeos. Caso não seja possível, o vídeo pode ser feito até mesmo com um smartphone. Auxilie os alunos a encontrar uma escola de outra região para enviar o vídeo. Entre em contato com a escola escolhida para conversar sobre a possibilidade do envio do vídeo. Fonte dos dados: ICMBIO. Unidades de conservação federais, RPPNs, Centros Especializados e Coordenações Regionais. Disponível em: <http://www.icmbio.gov.br/ portal/images/stories/15SNUC. jpg>. Acesso em: 16 out. 2018.

ATIVIDADES

Resposta pessoal. Professor(a), caso os alunos não conheçam Unidades de Conservação próximas a sua região, aproveite para comentar sobre algumas delas. 1. Você já visitou alguma Unidade de Conservação? Ou já ouviu falar de alguma delas? Se conhecer alguma, converse com um colega sobre como foi a visita.

2. Se possível, faça uma visita a uma Unidade de Conservação próxima da escola e

Comentários sobre as atividades 1. Caso algum aluno tenha visitado alguma Unidade de Conservação, incentive-o a conversar sobre o que gostou, quais animais e plantas ele viu e se realizou alguma atividade de educação ambiental. 2. Pesquise antecipadamente se existem Unidades de Conservação próximas da escola. Para a visitação, escolha uma de fácil acesso e, se possível, que ofereça atividades recreativas ou de educação ambiental. Auxilie os alunos na elaboração do vídeo e na preparação de um roteiro antecipado. Peça a eles que façam uma pesquisa prévia sobre a Unidade de Conservação que será visitada, buscando informações sobre características da fauna e da flora local, e as principais atrações que poderão ser filmadas. Ao entrar em contato com a escola de outra região para o envio do vídeo, converse com o(a) professor(a) e sugira que os alunos da outra escola também compartilhem informações da região em que vivem, em relação à localização, cultura, arte, aspectos climáticos, entre outras. Eles podem, por exemplo, informar que estão no norte do Brasil, no bioma Amazônia, onde o clima é quente e chove bastante etc.

faça um vídeo sobre as principais características do local. Registros fotográficos e vídeos produzidos em outras ocasiões também podem ser utilizados. Escolha um colégio inserido em outro bioma do Brasil para compartilhar as informações sobre a Unidade de Conservação que visitou, como aspectos geográficos, a fauna, a flora e o clima.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

INTEGRANDO COM GEOGRAFIA Peça aos alunos que localizem no mapa as áreas correspondentes às Unidades de Conservação. Aproveite a oportunidade para comentar

sobre os biomas brasileiros e sobre os problemas de degradação ambiental que eles enfrentam, enfatizando a importância das Unidades de Conservação para a proteção da biodiversidade. Peça aos alunos que localizem a região em que vivem

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no mapa e verifiquem se nela existe alguma Unidade de Conservação. Faça uma pesquisa prévia sobre elas e, se desejar, apresente fotos e informações para a turma.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS ATIVIDADES As atividades têm o objetivo de justificar a importância das Unidades de Conservação para a manutenção da biodiversidade, considerando os diferentes tipos de unidades, as populações humanas e as atividades a eles relacionados, abordando a habilidade EF09CI12. 1. Professor(a), o objetivo desta atividade é que os alunos relacionem que diversas atividades e atitudes humanas prejudicam a biodiversidade, como no caso, as abelhas. E que, por consequência, também somos prejudicados. Neste exemplo, as abelhas realizam a polinização de flores, o que resulta na produção de frutos. Como as populações de abelhas reduziram por estarem ameaçadas de extinção, a produção de frutos também o será. 2. Retome com os alunos os manguezais, ecossistemas costeiros de transição entre os ambientes terrestre e marinho, estudados no 7o ano. Os estuários são locais parcialmente fechados e podem se comunicar com o mar aberto de modo permanente ou periódico. Nos estuários a água é salobra, por causa da diluição da água do mar pela água doce. Comente que o peixe-boi marinho é um animal típico dos estuários. Esses animais são de espécies diferentes do peixe-boi-amazônico, que vivem nos rios. 3. b) São áreas destinadas à preservação de lugares únicos e de grande beleza. 4. Espera-se que os alunos mencionem que ações antrópicas, como o desmatamento e a poluição, podem promover a destruição de hábitats e levar à extinção de espécies da fauna e da flora, contribuindo para que existam desequilíbrios nos ecossistemas. 5. Os alunos podem ser divididos em grupos e as pesquisas podem ser direcionadas.

1. Devido às atividades humanas que destroem o hábitat das abelhas, bem como o uso intenso de agrotóxicos, estes insetos encontram-se ameaçados de extinção. Considerando o papel desempenhado pelas abelhas no ambiente como polinizadoras, elabore uma explicação de como sua possível extinção afetaria a espécie humana.

2. Leia o trecho da reportagem a seguir: Poluição em manguezais prejudica fauna e flora da Costa dos Corais, entre AL e PE A poluição e degradação ambiental na área de manguezais da maior unidade de conservação federal costeiro-marinha do Brasil, a Área de Proteção Ambiental Costa dos Corais (APA), é prejudicial para a fauna e a flora. [...] O peixe-boi, mamífero marinho que corre mais risco de extinção, depende da conservação do estuário. E há mais de 30 anos, um programa – atualmente coordenado pelo ICMBio – luta para garantir a sobrevivência da espécie. [...] POLUIÇÃO em manguezais prejudica fauna e flora da Costa dos Corais, entre AL e PE. G1. Disponível em: <https://g1.globo.com/al/alagoas/ noticia/2018/09/27/poluicao-em-manguezaisprejudica-fauna-e-flora-da-costa-dos-corais-entre-ale-pe.ghtml>. Acesso em: 2 out. 2018.

Estuário: foz alargada de um rio que sofre influência das marés oceânicas.

2. a) Que a poluição nos manguezais está prejudicando a fauna e a flora marinha, como o peixe-boi, mamífero ameaçado de extinção. NÃO ESCREVA

2. b) Resposta pessoal. Espera-se que NO LIVRO. os alunos mencionem que a proteção da biodiversidade é importante para a manutenção das espécies de seres vivos e das relações existentes entre elas e o ambiente, para que o ecossistema permaneça em equilíbrio. sustentável. Faça uma pesquisa em livros e sites confiáveis sobre como se caracteriza uma APA e escreva o que descobrir.

3. Outra categoria de Unidade de Proteção Integral são os chamados monumentos naturais, áreas destinadas à preservação de lugares únicos (raros), onde são permitidas visitas turísticas. Um exemplo é o Monumento Natural das Árvores Fossilizadas do Tocantins, que abriga a mais completa floresta fossilizada do mundo.

RICARDO MARTINS

1. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que a produção agrícola de alimentos será prejudicada, visto que grande parte dela depende da ATIVIDADES polinização realizada sobretudo por abelhas.

São áreas cujo objetivo é a preservação da a) O que são as Unidades de Proteção Integral? natureza, mantendo os ecossistemas livres da ação antrópica. b) O que são os monumentos naturais? Resposta nas Orientações para o professor. 4. Como as ações humanas podem afetar a biodiversidade? Resposta pessoal.

5. Faça uma pesquisa em sites confiá-

veis sobre algum animal que esteja ameaçado de extinção no Brasil, a) O que é apresentado na reportagem? identificando suas características, seus hábitos e os motivos pelos quais está b) Com base na situação apresentada na ameaçado. Com os resultados de sua reportagem, justifique a importância da proteção da biodiversidade. pesquisa, faça um cartaz que promova a conscientização das pessoas para c) As áreas de proteção ambiental (APA) a preservação da biodiversidade.Resposta são unidades de conservação de uso 2. c) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos mencionem que as APAs são áreas que contêm pessoal. atributos naturais, estéticos e culturais importantes para a qualidade de vida e o bem-estar dos seres Em geral, são áreas extensas, que são protegidas com o objetivo de preservar a diversidade 172 humanos. biológica, ordenar o processo de ocupação humana e garantir o uso sustentável dos recursos naturais.

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Cada um pode ficar responsável por pesquisar um grupo animal, invertebrado ou vertebrado. O Livro Vermelho da Fauna Brasileira Ameaçada de Extinção, disponível em: <http: //livro.pro/tjpcws> (acesso em: 30 out. 2018), é uma boa fonte de pesquisa.

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AÇÕES SUSTENTÁVEIS Explore a imagem do início do Tema com os alunos, identificando os problemas ambientais encontrados em centros urbanos. Diga aos alunos que muitos desses problemas são causados pelo grande crescimento das cidades, pela sua expansão desordenada e, principalmente, pelo consumo exagerado. Diga a eles que muitos produtos que consumimos são produzidos em indústrias, que geram poluição no ar e na água, e são transportados por caminhões, o que também causa poluição do ar. Ao trocarmos de aparelho celular ou de notebook, por exemplo, geramos um lixo eletrônico, que muitas vezes não tem um descarte adequado. As embalagens dos produtos geralmente são de plástico, que não é biodegradável, e polui rios e mares. Comente que, se quisermos conservar o ambiente, precisamos repensar o nosso consumo, gerando menos resíduos e fazendo escolhas mais saudáveis e conscientes.

Ações sustentáveis Observe a ilustração a seguir, que apresenta alguns problemas encontrados em centros urbanos, decorrentes de atividades humanas. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Desperdício de alimentos.

Poluição do ar.

Poluição da água.

Produção excessiva de resíduos.

EBER EVANGELISTA

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

TEMA 2

Alguns problemas que podem ser encontrados decorrentes da ação humana.

1. Resposta pessoal. Professor(a), aproveite para questionar os alunos sobre as atividades humanas que contribuem para que esses problemas existam em centros urbanos. 2. Resposta pessoal. Não é esperado 1. Você identifica algum desses problemas em sua cidade? Quais deles? que os alunos saibam quais são as 2. Em sua cidade, existe algum tipo de medida para resolver problemas como medidas para resolver problemas urbanos; a intenção é que eles parem para refletir sobre os problemas e as esses? Qual? Explique. possíveis soluções. Se houver sistema de coleta seletiva de lixo na cidade ou 3. O que você acha que poderia melhorar na sua cidade com relação a esses tratamento de esgotos, é possíproblemas? vel que eles os mencionem. Resposta pessoal. Possíveis respostas: coleta seletiva de resíduos sólidos; implementação de programas de reciclagem de resíduos; saneamento básico adequado, incluindo o tratamento de esgotos; locais para descarte de lixo eletrônico; reaproveitamento de alimentos; compostagem para os resíduos orgânicos; entre outros.

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# FICA A DICA, Aluno!

O documentário “2012: Tempo de mudança” mostra que o caminho para a transformação da sociedade numa cultura sustentável se faz por meio da conscientização e da implementação de ações no

cotidiano das pessoas, como a reciclagem de lixo e o reaproveitamento de água. Apresente-o para os alunos e promova um debate sobre o assunto. • 2012: tempo de mudança. Dirigido por: João G. Amorim. EUA, Brasil, França, México, Suíça, 2010.

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Comentários sobre as atividades 1, 2 e 3. As atividades têm o objetivo de promover a interpretação da imagem e introduzir o assunto que será estudado no Tema, sobre problemas ambientais e ações sustentáveis que podem mitigá-los. Eles podem refletir sobre como o governo, a sociedade e os indivíduos podem contribuir para resolver esses problemas, protegendo o ambiente da ação antrópica. Caso algum desses problemas se destaque na sua cidade, converse com os alunos sobre possíveis soluções locais.

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Por uma sociedade sustentável

Por uma sociedade sustentável Se desejar, diga aos alunos que o conceito de desenvolvimento sustentável foi consolidado na Conferência sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento (Eco-92 ou Rio-92), que aconteceu no Rio de Janeiro. A sustentabilidade passou a ser entendida como o desenvolvimento a longo prazo, de maneira que não sejam esgotados os recursos naturais. Na Eco-92 também se originou a Agenda 21, um documento que estabeleceu a importância do comprometimento dos países com as questões socioambientais. Explique aos alunos que as metas da Agenda 21 são individuais para cada país. No Brasil, as prioridades são a conservação ambiental, a justiça social e o crescimento econômico. Além disso, dentro do país ainda existem agendas locais nos estados e municípios. Enfatize aos alunos que os três pilares da sustentabilidade sempre andam juntos, ou seja, não adianta uma empresa lucrar às custas da degradação ambiental, por exemplo. A sustentabilidade deve ser implementada em grandes escalas. Nas empresas, por exemplo, as ações não podem se limitar apenas a reciclar o papel e a reduzir o uso de copos descartáveis. Elas devem proporcionar salários justos e qualidade de vida aos seus funcionários. As ações devem envolver comprometimento com o meio ambiente e com a sociedade.

Os problemas ilustrados anteriormente são enfrentados por muitas cidades no Brasil. Se não começarmos a ter ações sustentáveis, isso poderá afetar o ambiente de maneira irreversível, com graves desequilíbrios nos ecossistemas e severa redução da biodiversidade. O conceito de sustentabilidade, assim como o de desenvolvimento sustentável, está apoiado no tripé: social, econômico e ambiental. Para garantir a integridade do planeta e da natureza e, ao mesmo tempo, garantir a sobrevivência da sociedade humana, nesta e nas próximas gerações, é fundamental que esse tripé funcione em harmonia. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

RAFAEL MARAGNI

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

O tripé da sustentabilidade: fatores sociais, econômicos e ambientais devem funcionar em conjunto.

A parte social refere-se a um grupo social qualquer, como os habitantes de uma cidade. Considera-se que uma sociedade sustentável deve ser saudável, por isso propõe-se a criação de medidas que melhorem a qualidade de vida das pessoas, nas áreas de educação, saúde, segurança e lazer. A parte econômica vai além do aspecto financeiro de uma sociedade. Ela propõe que a sociedade cresça e se desenvolva, mas que o faça sem comprometer o ambiente. A parte ambiental refere-se à conservação do ambiente. Nesse sentido, são propostas maneiras de desenvolver projetos que gerem o menor impacto ambiental possível, com alternativas sustentáveis dentro do contexto de cada região. São as chamadas ações sustentáveis.

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NO AUDIOVISUAL

Um dos materiais disponíveis nesta coleção trata de problemas ambientais e possíveis soluções e é apresentado na forma de infográfico animado. Nele é possível discutir ações individuais e coletivas na busca de soluções para o ambiente.

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#FICA A DICA, Professor!

# FICA A DICA, Aluno!

Para saber mais sobre a agenda 21 do Brasil, veja as informações disponíveis no link a seguir. • Agenda 21 brasileira. BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Disponível em: <http://livro.pro/tmajhi> Acesso em: 9 out. 2018.

O Ciclo da Sustentabilidade é uma iniciativa cultural que visa reconhecer e inspirar pessoas a replicarem ações com foco na cultura da sustentabilidade. Por meio de suas ações, foi produzido um documentário que conta a trajetória de diversas iniciativas

sustentáveis em nosso país. Se julgar pertinente, apresente-o aos alunos ao discutir o desenvolvimento sustentável. • Ciclo da sustentabilidade. Dirigido por: Fernanda Leite. Brasil, 2016.

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A questão da água Se desejar, comente com os alunos que dados do final do ano de 2017 da Agência Nacional de Águas (ANA) mostram que a demanda por água no Brasil deve aumentar em 30% até 2030. Para que a crise hídrica do país não se agrave ainda mais no futuro, pesquisadores, empresas e órgãos públicos cada vez mais buscam soluções para evitar o desperdício. Você pode apresentar outros exemplos de ação sustentável, como o aproveitamento da água das chuvas por meio de cisternas. O técnico agropecuário Edison Urbano desenvolveu uma minicisterna para aproveitamento da água da chuva em residências, em atividades de limpeza, irrigação, entre outras. A água da chuva é coletada por calhas em telhados, passa por sistemas de filtros, sendo armazenada em um tambor. O projeto Amana Katu, promovido por alunos da Universidade Federal do Pará (UFPA), adotou a tecnologia das cisternas de Edison, visando atender comunidades de Belém, no Pará, que não têm acesso à água potável. Uma das mudanças feitas pelo projeto foi a implementação de um filtro industrial, que possibilita que a água da chuva se torne potável. A ideia do projeto é que a cada cinco cisternas vendidas, uma seja doada para as comunidades carentes de Belém.

Ações sustentáveis bem-sucedidas Vamos estudar agora alguns exemplos de ações sustentáveis que foram desenvolvidas em diferentes locais no Brasil e que obtiveram sucesso.

A questão da água

Veja no material audiovisual a animação sobre possíveis soluções para problemas ambientais.

A escassez de água é um dos principais problemas enfrentados no Brasil e no mundo. Além das mudanças climáticas causadas por atividades humanas, diversos fatores contribuem para intensificar essa situação. A poluição da água pelo despejo de esgoto de indústrias e residências nos rios e em outros corpos d’água é um desses fatores. Isso pode levar à contaminação da água por ovos de vermes, microrganismos causadores de doenças, fertilizantes, metais pesados, óleo de cozinha, além de outras substâncias que prejudicam a vida aquática e comprometem a qualidade da água, tornando-a imprópria para consumo. Para que não falte água às gerações futuras, é preciso reverter o quadro de contaminação e de desperdício. Ações sustentáveis, como o tratamento de esgoto, a economia no consumo e o reúso de água em residências, na indústria e na agropecuária, são algumas medidas que podem reduzir o problema. Um exemplo de ação sustentável bem-sucedida está na cidade de Petrópolis, no Rio de Janeiro. A cidade trata 70% de seu esgoto doméstico, porcentagem considerada alta em comparação com o que ocorre em outros municípios brasileiros. Graças ao projeto “Saneamento Sustentável − a Utilização de Biossistemas e a Educação Ambiental em Comunidades de Baixa Renda”, o esgoto das residências é utilizado para gerar biogás e adubo, por meio da construção de biodigestores. GEOGIF/SHUTTERSTOCK.COM

Após a retirada de resíduos maiores e da gordura que vem principalmente da higienização das louças e das panelas, o esgoto é colocado no biodigestor, onde fica um tempo em repouso, em ambiente sem oxigênio. Lá ocorre fermentação, promovida por bactérias, com a liberação do biogás, que poderá ser utilizado, por exemplo, nos fogões das residências. A água resultante desse processo é devolvida ao rio.

Biodigestores utilizados para o tratamento do esgoto doméstico em Hamburgo, Alemanha.

Biodigestor: sistema alternativo de tratamento de dejetos em que se produzem biogás, que pode ser convertido em energia elétrica, e biofertilizantes.

#FICA A DICA, Professor!

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ações sustentáveis bem-sucedidas Ao trabalhar com os assuntos destas próximas páginas, é importante enfatizar que as ações sustentáveis trata-

das aqui são em larga escala, ou seja, são ações que devem ser tomadas por órgãos públicos ou pela sociedade para garantir a proteção do meio ambiente e o bem-estar da população. Todos devemos ter ações sustentáveis em nosso

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cotidiano, mas é importante deixar claro para os alunos que resolver o problema da água, por exemplo, vai muito além de fechar a torneira ao escovar os dentes.

Para saber mais sobre a construção das cisternas para captação de água das chuvas, veja o manual disponível no link a seguir. • Minicisterna para residência urbana. SEMPRE SUSTENTÁVEL. Disponível em: <http://livro.pro/vhnzbc>. Acesso em: 10 out. 2018.

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A poluição do ar Outro problema mundial decorrente de ações humanas é a poluição do ar. Entre as principais causas da poluição do ar estão as queimadas e o uso de combustíveis fósseis, como gasolina e óleo diesel, ambos refinados do petróleo, por indústrias e veículos. A poluição do ar é prejudicial para os seres vivos, podendo causar doenças e prejudicar a qualidade de vida. Existem diversas ações sustentáveis que podem ser tomadas para diminuir a poluição do ar, como o incentivo ao uso de fontes de energia renováveis, a instalação de filtros potentes em escapamentos de veículos e em chaminés de indústrias, o incentivo ao uso dos biocombustíveis e de meios de transporte alternativos aos carros, a fiscalização e a proibição das queimadas, a proteção de áreas florestais, a criação de áreas verdes nas cidades, entre outras.

MAURICIO ROCHA/SHUTTERSTOCK.COM

A poluição do ar Ao falar sobre a poluição do ar, retome com os alunos os combustíveis fósseis e os gases de efeito estufa, estudados no 7o ano. Enfatize que a queima de combustíveis fósseis nas indústrias e pelos automóveis são os maiores causadores de poluição atmosférica. Por esse motivo, para combater a poluição do ar no planeta, é preciso que sejam tomadas ações que reduzam a utilização de combustíveis fósseis. Relembre que o Brasil é o país que possui a matriz energética mais renovável do mundo. Comente que o investimento em fontes renováveis de energia é uma das ações que estão sendo adotadas em muitos países para reverter o quadro do aquecimento global. Além disso, muitos países planejam proibir a fabricação de carros movidos a gasolina e diesel, investindo na produção de veículos elétricos e híbridos. A Índia, por exemplo, se propôs a eliminar a comercialização de veículos movidos a gasolina e diesel em 2030. A China também se prepara para proibir a venda de carros movidos a combustíveis fósseis, porém ainda sem um calendário definido. A França e o Reino Unido planejam acabar com as vendas de carros novos a diesel e a gasolina até 2040. Na Áustria, o prazo previsto é 2020, na Noruega em 2025 e, na Holanda, 2030. No Brasil, foi proposto um projeto de lei em 2017 (Projeto de Lei do Senado 304/2017) que, caso seja aprovado, proibirá a venda de veículos novos movido a gasolina ou diesel no país a partir de 2030 e, a partir de 2040, proibirá a circulação de qualquer automóvel desse tipo.

A criação de áreas verdes em cidades, como praças e parques públicos, ajuda a reduzir a poluição do ar. Lago do Parque da Cidade, Brasília, DF.

Um exemplo de ação sustentável para reduzir a poluição do ar é a criação dos ônibus híbridos, que possuem dois motores: um elétrico e outro movido a diesel. Quando o ônibus freia ou se mantém em velocidades baixas, o motor a diesel é desligado e apenas o motor elétrico mantém o ônibus em funcionamento, evitando a liberação de gases poluentes. Quando o ônibus atinge velocidades maiores que 20 km/h, os dois motores passam a operar juntos. Esse sistema possibilita a economia de combustível e reduz a emissão de gases poluentes. DADO PHOTOS/SHUTTERSTOCK.COM Esses ônibus já estão sendo testados em diversas cidades brasileiras, como Santos, São Paulo, Curitiba e Fortaleza. Além dos ônibus híbridos, existem aqueles que utilizam apenas biodiesel como combustível. Eles poluem 30% menos do que os movidos a diesel de petróleo. Ônibus híbrido em Curitiba, PR, 2017.

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AMPLIANDO

Proponha aos alunos que produzam uma cartilha, em grupos, para conscientizar a população sobre os problemas relacionados ao uso de meios de transporte que fazem uso de combustíveis. Os materiais elaborados pelos alunos podem

ser distribuídos à comunidade. Oriente-os sugerindo que utilizem o seguinte site para consulta de informações: DETRAN-PR. Trânsito e Meio Ambiente: Veículos Automotores e o Meio Ambiente. Disponível em: <http://livro.pro/xa7yru>. Acesso em: 17 nov. 2018.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

A geração de resíduos

A geração de resíduos Comente que apesar de todos os problemas existentes com a produção excessiva de lixo, existem muitos esforços para reduzir a geração de resíduos. O Instituto Lixo Zero Brasil (ILZB)é uma organização da sociedade civil autônoma, sem fins lucrativos e pioneira na disseminação do conceito Lixo Zero no país. O ILZB foi fundado em 2010, e é única instituição brasileira reconhecida pela Zero Waste International Alliance (ZWIA), movimento internacional de organizações que desenvolvem o princípio do Lixo Zero no mundo. Explique aos alunos que o conceito de Lixo Zeroconsiste em reduzir, ou até mesmo eliminar, o envio de materiais recicláveis e orgânicos para aterros sanitários ou para incineração. Por meio de cursos e palestras, o Instituto visa atender às demandas das empresas e da sociedade na viabilização e na implantação de sistemas de gestão de resíduos sólidos para o lixo zero. Se desejar, comente com os alunos que nesse sentido, existe também o Movimento Slow, que busca um estilo de vida menos acelerado e com menos consumo.

A.PAES/SHUTTERSTOCK.COM

O excesso de resíduos é um dos problemas mais sérios na sociedade atual. O consumo excessivo de produtos industrializados gera cada vez mais resíduos, como plásticos, isopor, embalagens diversas, papéis, mas, sobretudo, resíduos eletrônicos, que contêm metais pesados e, se não forem descartados da maneira correta, podem causar sérios danos ao ambiente.

Acúmulo de lixo em rua da cidade do Rio de Janeiro, RJ, 2010.

ALPA PROD/SHUTTERSTOCK.COM

Ações sustentáveis para reduzir o problema dos resíduos eletrônicos estão relacionadas a seu descarte adequado, com garantia de reaproveitamento ou reciclagem. No caso de resíduos que não são recicláveis, é importante que sejam tratados de maneira que não causem poluição ambiental. Um exemplo de ação sustentável bem-sucedida para o problema do lixo eletrônico é o da cidade de Valparaíso, em Goiás. A organização não governamental (ONG) Programando o Futuro transforma o plástico das carcaças de computadores em filamentos para impressoras 3D. Além disso, a ONG oferece cursos de capacitação técnica. Os computadores consertados pelos alunos são doados para instituições de caridade.

#FICA A DICA, Aluno! Algumas ONGs recebem computadores quebrados que são utilizados nas aulas. Depois de consertados, os computadores podem ser doados ou vendidos.

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#FICA A DICA, Professor!

Para saber mais sobre o ILZB, veja o site a seguir. • INSTITUTO LIXO ZERO BRASIL. Saiba mais sobre o lixo zero. Disponível em: <http: //livro.pro/dhv93r>. Acesso em: 10 out. 2018.

O livro indicado a seguir traz dicas de como reduzir a produção de lixo no cotidiano e sobre como substituir produtos industrializados por opções mais sustentáveis e que não agridem o ambiente. • Uma vida sem lixo. MUNIZ, C. São Paulo: Alaúde, 2018. 248p.

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O documentário indicado a seguir mostra a saga do lixo produzido em todo o mundo e as consequências do descarte inadequado para o meio ambiente e para a saúde da população. Se julgar pertinente, apresente-o para o aluno para levantar uma discussão sobre o assunto. • Trashed – Para Onde Vai Nosso Lixo. Dirigido por: Candida Brady. Reino Unido, 2012.

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A produção e o desperdício de alimentos Professor(a), explique aos alunos que as porcentagens relacionadas a perda de alimentos equivalem a 100% do total de 30% que foi mencionado para alimentos descartados. Comente com os alunos que a perda de alimentos pode ocorrer no início da cadeia de produção, devido a problemas como a falta de tecnologias no manejo das lavouras, estrutura inadequada para estocagem e transporte, entre outros. Além disso, o desperdício ocorre com frequência por parte do consumidor. Diga que entre os principais motivos de desperdício estão a falta de planejamento na compra dos alimentos e o desinteresse em aproveitar integralmente os alimentos. Explique que na cadeia de produção, é possível tomar uma série de medidas para evitar a perda dos alimentos, como melhorar o acondicionamento das comidas durante seu transporte até os locais de venda. Outra medida é melhorar as embalagens onde os produtos são acondicionados, melhorando a sua conservação para que durem mais. Comente que ainda nas fazendas, muitos vegetais apropriados para o consumo são descartados por não atender a padrões estéticos exigidos pelos supermercados e pelos consumidores, como a massa, o tamanho e até mesmo o formato e a coloração. Pensando nisso, há empresas no mundo e inclusive no Brasil, que buscam esses vegetais que seriam descartados diretamente pelos produtores e disponibiliza um sistema de entrega de cestas, evitando assim o desperdício desses vegetais. Enfatize que incentivar o comércio local dos alimentos é uma maneira de contribuir para evitar o desperdício que ocorre durante o transporte e o armazenamento, além de possibilitar o comércio de vegetais em padrões que não atinjam as exigências dos supermercados.

A produção e o desperdício de alimentos Atualmente, a produção de alimentos pela agricultura gera poluição do ambiente e contaminação pelo uso excessivo de agrotóxicos e fertilizantes. Outro grande problema relacionado aos alimentos é o desperdício. Trata-se de um problema mundial. Segundo dados da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO), aproximadamente 1,3 bilhão de toneladas de alimentos são descartados no planeta a cada ano, o que equivale a 30% do total produzido. De acordo com a FAO, existe uma diferença entre perda e desperdício. A perda acontece por causa de problemas surgidos durante a produção, a colheita e o transporte (60%). Já o desperdício ocorre nos comércios (30%) e no consumo (10%), tanto em restaurantes como nas residências. Ações sustentáveis relacionadas aos alimentos envolvem o uso adequado de agrotóxicos e de fertilizantes, ou mesmo sua substituição por opções que não prejudicam o ambiente. Também é necessário evitar que alimentos em boas condições sejam jogados no lixo. Pensando nisso, a organização não governamental (ONG) Banco de Alimentos atua combatendo o desperdício de alimentos na cidade de São Paulo. Uma de suas ações é coletar, em estabelecimentos comerciais, alimentos excedentes que estejam dentro do prazo de validade e distribuí-los para instituições de caridade. Além disso, eles atuam ensinando como manipular adequadamente os alimentos, como utilizar partes de vegetais com alto valor nutricional – e que geralmente são jogados no lixo, como talos, folhas, cascas, entre outros – e na conscientização da sociedade com relação ao desperdício.

TIM M/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

No mundo, cerca de 30% dos alimentos produzidos são desperdiçados. Na fotografia, maçãs descartadas.

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PENSE BEM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

LUCAS FARAUJ

AÇÕES SUSTENTÁVEIS NO COTIDIANO Além das ações governamentais e coletivas, cada pessoa pode realizar ações sustentáveis individuais. Veja alguns exemplos a seguir. Água Fechar as torneiras ao escovar os dentes. Tomar banhos de curto período e fechar o registro ao se ensaboar. Recolher a água das chuvas para lavar calçadas, carros e regar as plantas. Não jogar lixo na rua nem em córregos, rios ou no oceano.

Resíduos Repensar o consumo e reduzir a quantidade de resíduos gerados. Separar os resíduos e descartar em locais adequados. Não jogar lixo nas ruas.

I-ING/SHUTTERSTOCK.COM

ATIVIDADES

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sáveis sobre a possibilidade de implementar uma cisterna para captação de água da chuva em suas casas, fazer uma horta ou montar uma composteira.

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Tal tarefa não é fácil, pois o atual

3. As imagens a seguir representam alguns dos problemas ambientais enfrentados mundialmente.

sistema de produção e consumo utiliza-se de vários métodos de indução ao consumo, principalmente dos veículos de comunica-

ALOISIO MAURICIO / FOTOARENA

socialmente justo e economicamente viável.

ção. [...] Por meio de gestos simples podemos fazer a diferença em nosso dia a dia, como por exemplo observar o uso sustentável dos recursos naturais, além da escolha de empresas que atribuem a função de responDesta forma o consumidor respon-

São Paulo, SP, 2016.

sável contribui para a construção de um mundo melhor e por conseguinte para com a natureza, que é quem nos fornece toda a matéria-prima para a produção de tudo o que consumimos. [...] PARANÁ. Secretaria da Agricultura e do Abastecimento. Gestão Ambiental: consumo consciente. Disponível em: <http://www.ceasa.pr.gov. br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=361>. Acesso em: 6 out. 2018.

JOA SOUZA/SHUTTERSTOCK.COM

sabilidade socioambiental.

Salvador, BA, 2016.

LUCIANA WHITAKER/PULSAR IMAGENS

ATIVIDADES As atividades requerem que os alunos reconheçam problemas ambientais e proponham iniciativas individuais e coletivas para a solução desses problemas na cidade ou na comunidade, com base na análise de ações de consumo consciente e de sustentabilidade bem-sucedidas, conforme habilidade EF09CI13. 1 e 2. As atividades têm o objetivo de levar os alunos a refletir sobre o consumo consciente e sustentável. Comente com eles que as marcas possuem diversas estratégias de marketing que nos fazem comprar mais. Incentive-os a pensar se realmente precisam de algo novo antes de fazer uma compra e, caso precisem, que busquem marcas que desenvolvem ações sustentáveis, que se preocupam com o ambiente e que não ferem os direitos humanos de seus funcionários.

a) Escreva o significado das palavras em destaque no texto. b) Você sabe o que significa consumo consciente? Discuta com um colega o significado dessa expressão e, com ele, elabore uma lista de atitudes de consumo sustentável e de consumo não sustentável.

São João do Meriti, RJ, 2014.

2. Vivemos em uma sociedade extremamente consumista. Com o consumo São Paulo, SP, 2017. exagerado, os recursos naturais são 2. Resposta pessoal. O objetivo da questão é fazer com que os alunos reflitam para alcançar o desenvolvimento sustentável é preciso fazer uso consciente 180 que dos recursos naturais, o que não acontece com o consumo exagerado.

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JALES VALQUER / FOTOARENA

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

1. a) Sustentabilidade é um termo utilizado para 1. b) Resposta pessoal. Professor(a), ajude seus alunos definir ações e atividades humanas que têm o a chegar a uma conclusão satisfatória. O consumo consciente busca o equilíbrio entre a satisfação objetivo de suprir as necessidades atuais dos NÃO ESCREVA pessoal e a sustentabilidade do seres humanos, mas sem comNO LIVRO. planeta, que implica a adoção prometer a disponibilidade dos ATIVIDADES recursos para futuras gerações. de um modelo ambientalmente correto, socialUso sustentável é a utilização dos recursos naturais de maneira mente justo e economicamente viável. sem esgotar os utilizados mais rapidamente do que 1. Leia o texto a seguir. responsável, recursos e sem prejudicar a capacidade do ambiente de repor [...] os ecossistemas e a biodiversidade. esses recursos, causando degradação O consumidor consciente busca o equiambiental. Com os modos de produlíbrio entre a sua satisfação pessoal com a ção e consumo atuais é possível alcansustentabilidade do planeta, que implica em çar o desenvolvimento sustentável? adotar um modelo ambientalmente correto,

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3. a) A: poluição do ar; B: poluição da água; C: produção excessiva de resíduos (lixo eletrônico); D: desperdício de alimentos. 4. a) Que veículos como caminhões, ônibus e automóveis são grandes causadores da poluição atmosférica. a) Quais são esses problemas? b) Que ações sustentáveis podem ser tomadas para resolver esses problemas coletivamente nas cidades? Resposta pessoal. c) Quais as ações individuais que podemos adotar em nosso cotidiano para minimizar esses problemas? Resposta pessoal.

4. No ano de 2018, houve uma greve dos caminhoneiros no Brasil. Sua maior reivindicação foi a redução do preço do diesel, utilizado como combustível nos caminhões. Devido à greve, os postos de gasolina não foram reabastecidos e faltou combustível de maneira geral. Com isso, além de os caminhões não circularem, muitos ônibus e carros ficaram fora de circulação pela falta de combustível. Nesse período de greve, a Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb) registrou uma diminuição de 50% na poluição do ar da cidade de São Paulo. Ocorre que no ano anterior, 2017, tinha havido uma greve de metroviários que provocou um aumento no número de automóveis em circulação, fazendo dobrar os índices de poluição do ar, segundo dados da Cetesb. Com base no texto, responda às questões a seguir. a) Comparando os dados da poluição do ar fornecidos pela Cetesb nas greves de 2017 e de 2018, o que podemos concluir? b) Qual é a origem do óleo diesel? O óleo diesel é um derivado do petróleo. c) Como podemos reduzir a poluição do ar? Evitando o uso de combustíveis fósseis e limitando o uso de automóveis. 5. Uma das maneiras de reduzir o desperdício de alimentos e ainda fazer economia na feira e no supermercado é o aproveitamento integral dos alimentos. Talos, cascas e folhas de alimentos de origem vegetal possuem alto valor nutricional e podem ser utilizados em diversas receitas. • Faça uma pesquisa em fontes confiáveis sobre receitas com aproveitamento integral dos alimentos e disponibilize-as no site da escola ou no blog da turma. Converse com os colegas sobre as escolhidas para evitar a publicação de receitas repetidas. Resposta pessoal.

6. Com a ocupação humana na zona costeira do Brasil e o crescimento das cidades,

RICARDO TELES/PULSAR IMAGENS

a Mata Atlântica ficou reduzida a aproximadamente 7% da área de ocupação original. a) Quais os problemas ambientais causados pelas cidades sobre ecossistemas naturais? b) Qual a importância das Unidades de Conservação? Respostas nas Orientações para o professor.

Foz do rio Mucuri. Mucuri, BA, 2018.

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3. A atividade retoma alguns dos problemas ambientais estudados e requer que os alunos citem ações sustentáveis para enfrentá-los. Faça uma pesquisa sobre ações sustentáveis na sua cidade e mostre aos alunos alguns exemplos. b) Possíveis respostas: incentivo ao uso de fontes renováveis de energia; incentivo ao uso de biocombustíveis; oferecer transporte coletivo de qualidade e construir ciclofaixas, para incentivar o uso de bicicletas; tratamento adequado do esgoto e dos resíduos sólidos; reúso da água em residências, em indústrias e na agropecuária; coleta e descarte correto de lixo eletrônico, com reciclagem de materiais; evitar o uso de agrotóxicos e fertilizantes; evitar estocar alimentos em processo. c) Possíveis respostas: fechar a torneira ao escovar os dentes; tomar banhos curtos e fechar o registro ao se ensaboar; captar a água das chuvas para lavar carros, quintais e regar as plantas; dar preferência ao transporte coletivo e à bicicleta no lugar dos carros; reduzir o consumo e descartar adequadamente os resíduos sólidos; utilizar integralmente os alimentos e adquirir somente a quantidade suficiente para o consumo. 5. Imprima as receitas e peça aos alunos que façam um caderno de receitas para presentear o(a) cozinheiro(a) da escola. 6. a) O crescimento das cidades reduz a área de ocupação dos ecossistemas naturais, o que destrói o hábitat de diferentes organismos, provoca desequilíbrio nos ecossistemas e perda da biodiversidade. b) As Unidades de Conservação são importantes para proteger os ecossistemas da ação antrópica, preservando, dessa forma, a biodiversidade

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O ASSUNTO É... CORREDORES ECOLÓGICOS Os corredores ecológicos, também chamados de corredores da biodiversidade, são faixas de vegetação que têm grande importância biológica, pois estabelecem uma ligação entre fragmentos florestais e Unidades de Conservação que foram separados em consequência de atividades e ações humanas, como a construção de estradas e o desmatamento para a abertura de áreas agrícolas ou a criação de animais, entre outros. Os corredores são planejados para reduzir a fragmentação de ecossistemas naturais e favorecer a manutenção de processos fundamentais para a conservação da biodiversidade, como a polinização, a dispersão de sementes e o ciclo hidrológico. Eles são construídos por meio do plantio de espécies nativas características dos ecossistemas que estão sendo conectados. Dessa forma, a fauna encontra disponibilidade de alimentos e abrigos e pode deslocar-se de uma região para outra, o que permite a troca de material genético entre diferentes populações de uma espécie, garantindo maior variabilidade genética.

XICO PUTINI/SHUTTERSTOCK.COM

Vista aérea de parte do Corredor de Biodiversidade Santa Maria, que liga a faixa de proteção do reservatório de Itaipu ao Parque Nacional do Iguaçu.

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3. Os corredores ecológicos possibilitam a mobilidade da fauna de um local para outro, permitindo a variabilidade genética e protegendo espécies de distribuição restrita e ameaçadas de extinção.

Corredor da Mata Atlântica 40° O

OCEANO ATLÂNTICO MG

ES 20°S

ALLMAPS

2. Os corredores ecológicos possibilitam a troca de material genético entre diferentes populações de uma espécie, garantindo a variabilidade genética, que tem um papel fundamental na evolução das espécies, uma vez que a seleção natural faz opção pelos genótipos mais vantajosos em uma determinada condição ecológica. Garantir a variabilidade genética de uma população é extremamente importante, pois ela tem um papel fundamental na evolução das espécies. Lembre-se de que a seleção natural atua sobre os genótipos mais vantajosos em determinada condição ecológica. Sem a variabilidade genética, uma população inteira poderia ser suscetível a mudanças ambientais, correndo maior risco de extinção. Os corredores ecológicos brasileiros são protegidos pela mesma lei ambiental que institui o Sistema Nacional de Unidades de Conservação. Isso quer dizer que eles são unidades de proteção da biodiversidade. Alguns dos corredores biológicos brasileiros são: corredores Norte, Central, Leste e Oeste da Amazônia, Corredor Central da Mata Atlântica, Corredor da Serra do Mar, Corredor Araguaia-Bananal, Corredor do Cerrado e o Corredor Cerrado-Pantanal. O Corredor Central da Mata Atlântica se estende do Espírito Santo até o sul da Bahia. Ele apresenta extrema riqueza biológica e abriga muitas espécies ameaçadas de extinção e de distribuição restrita, isto é, que ocupam pequenos espaços territoriais específicos. Corredor ecológico terrestre Corredor ecológico marinho Corredor central da Mata Atlântica

BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. O Corredor Central da Mata Atlântica. Disponível em: <http://www.mma.gov. br/estruturas/sbf_corredores/_publicacao/109_publicacao10072009110911.pdf>. Acesso em: 22 nov. 2018.

1. Os corredores ecológicos ou corredores da biodiversidade são faixas de vegetação de grande importância biológica, que têm o objetivo de ligar fragmentos florestais e Unidades de Conservação separados por ações antrópicas, como estradas, áreas 1. O que são os corredores ecológicos? agrícolas, desmatamento, entre outros.

ATIVIDADES

2. Qual é a importância dos corredores ecológicos para a evolução das espécies? 3. Como os corredores ecológicos ajudam a proteger a biodiversidade? 4. Reúna-se com seus colegas de grupo e pesquisem o corredor ecológico mais próximo da região onde vocês moram. Pode ser que o corredor ecológico seja uma grande área ou esteja em alguma propriedade rural, ligando fragmentos de mata. Levantem informações sobre os animais que normalmente se encontram nessa área, bem como a localização e o tamanho do corredor selecionado por vocês. Façam um vídeo no formato de documentário e apresentem aos colegas. 4. Resposta pessoal. Professor(a), se possível, organize uma visita a um local que tenha um corredor ecológico. Peça aos alunos que levem um celular para tirar fotos e realizar filmagens para a produção do vídeo. 183

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natural, assuntos já estudados nesta Unidade. 4. Explique aos alunos que um documentário é uma produção artística que visa explorar a realidade, com conteúdo informativo.

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CIÊNCIA EM AÇÃO

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS CIÊNCIA EM AÇÃO: ANALISANDO O AMBIENTE

ANALISANDO O AMBIENTE

COMPETÊNCIAS p. XX

p. XXI

TEL COELHO/GIZ DE CERA

ESPECÍFICA • 5.

No ano de 2020, surgiram diversas denúncias sobre uma empresa que estaria causando impactos ao ambiente em determinado local. Para investigar a situação, foi chamada uma organização não governamental (ONG) dedicada à proteção da biodiversidade. Com esse objetivo, a ONG realizou diversos estudos na região onde a empresa está instalada e solicitou que você e seus colegas analisassem os resultados obtidos por esses estudos. Veja a seguir o mapa de localização da empresa e as áreas estudadas.

Situação 1

Para facilitar a investigação sobre a poluição das águas do rio próximo à empresa, a área foi dividida em seis setores, indicados por R1, R2, R3, R4, R5 e R6. Em cada um desses setores, foi analisada a quantidade de gás oxigênio dissolvida na água, indicada em miligramas de oxigênio por litro de água (mg/L). Os dados obtidos foram comparados com os de análise semelhante feita anteriormente, no ano de 2000, quando a empresa ainda não estava instalada ali, conforme mostrado no gráfico a seguir.

Oxigênio dissolvido na água (mg/L) 10 EDITORIA DE ARTE

GERAIS • 6 e 7.

Forme um grupo com seus colegas e leiam o contexto a seguir.

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2020

Dados fictícios.

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Todas essas informações devem ser apresentadas no relatório proposto. Oriente os alunos a indicar neste relatório prováveis ações que podem estar provocando estes

impactos, como o descarte inadequado de resíduos não tratados nas águas do rio, e como essas ações provocariam impactos ao ambiente.

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PLANEJAMENTO Planeje antecipadamente como será realizada a atividade, separando três aulas para a sua execução. Sugerimos que seja seguido o cronograma abaixo. Aula 1: separe os alunos em grupos e peça a eles que leiam atentamente o contexto e as situações, respondendo a possíveis dúvidas. Nesse momento, eles devem definir o líder e as tarefas de cada um dos colegas do grupo. Seria interessante formar grupos de 6 pessoas, em que um trio seria responsável por analisar cada uma das situações inicialmente, para depois debaterem suas análises em conjunto. Nesta aula é possível explicar como será produzido o relatório final. Nossa sugestão é que o relatório seja estruturado em: introdução, análise e discussão dos dados, conclusão e referências bibliográficas. Aula 2: os trios de alunos apresentariam sua análise para os demais colegas do grupo, a fim de discutirem-nas em conjunto e chegar às conclusões de que a empresa estaria, ou não, provocando impactos ao ambiente. Nesta aula os alunos podem iniciar a produção do relatório e finalizá-la em casa, posteriormente. Aula 3: os alunos entregariam seus relatórios e debateriam os resultados em conjunto com a classe, comparando as conclusões que chegaram e as justificativas que apresentaram sobre a importância da proteção da biodiversidade.

Para avaliar os impactos possivelmente causados pela empresa, foram utilizados os seguintes parâmetros gerais: • Organismos aeróbicos expostos a 5 mg/L de gás oxigênio estão em condição estressante; • Organismos aeróbicos expostos a menos de 2 mg/L acabam morrendo pela falta de gás oxigênio dissolvido na água. Situação 2

Para investigar a ameaça à fauna e à flora local, foi realizado um levantamento das espécies de vertebrados e de plantas presentes na região. Veja no quadro a seguir.

Ano

2000

2020

Total de espécies encontradas

Espécies ameaçadas

Total de espécies encontradas

Espécies ameaçadas

Aves

Mamíferos

Répteis

Anfíbios

Peixes

Vegetação

Total

231

216

26 Dados fictícios.

ORGANIZANDO AS IDEIAS

1. Escolham um líder para o grupo e, juntos, definam as responsabilidades de cada participante na realização das atividades.

2. Analisem o mapa e os dados apresentados. 3. Produzam um relatório em que comentem os resultados das duas análises realizadas. Esse relatório deve conter também: a) os possíveis impactos que a empresa está provocando no ambiente ao redor; b) uma discussão dos dados obtidos nas análises; c) uma conclusão a respeito de a empresa estar ou não provocando impactos ambientais; d) uma justificativa da importância de se proteger a biodiversidade do local.

4. Com a ajuda do professor, elaborem um cronograma para a execução da atividade e a forma que deverá ter o relatório a ser apresentado pelo grupo.

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decorrentes da hereditariedade; a atuação da seleção natural; e a conservação e/ou preservação da biodiversidade.

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Nesta Unidade serão abordados os temas associados ao objeto de conhecimento “Composição, estrutura e localização do Sistema Solar no Universo”; “Astronomia e cultura”; “Vida humana fora da Terra”; “Ordem de grandeza astronômica”; “Evolução estelar”, da unidade temática “Terra e Universo” do 9o ano, segundo a Base Nacional Comum Curricular. Ao longo dessa unidade será apresentado um pequeno histórico da Astronomia, destacando a contribuição de diversos pensadores e cientistas, e, também, como o uso de novos instrumentos permitiram solidificar a visão heliocêntrica do Sistema Solar. Uma vez que o modelo heliocêntrico esteja bem fundamentado, serão apresentadas as características dos diferentes corpos celestes que compõem o Sistema Solar e a localização desse sistema na galáxia e no Universo. Com base nessas informações, o conhecimento adquirido sobre o Universo será explorado abrangendo como outras culturas observavam os astros, e as informações que obtinham deles, e como a origem e evolução da vida pode ser entendida no contexto do Universo. Com esses conhecimentos, é esperado que os alunos construam uma visão abrangente do Universo. A Unidade também apresenta os estudos realizados pela Astrobiologia, como as condições necessárias para encontrar vida fora da Terra, conforme a conhecemos, e a sobrevivência humana no espaço. A abertura da Unidade procura despertar a curiosidade sobre a composição e estrutura do Universo. Ao longo dessa aula, incentive os alunos a refletirem sobre como a visão do Universo mudou ao longo da história evolutiva da humanidade. Questione o que eles conhecem sobre os astros que compõem o Universo, a fim de levantar seus conhecimentos prévios acerca do assunto.

UNIDADE

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

UNIVERSO

Via Láctea vista da Terra. Índia, 2018.

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Explique, se achar necessário, que no espaço também são encontradas diversas moléculas orgânicas.

1. Parte da tecnologia presente em aparelhos digitais, como

Comentários sobre as atividades 1. Ao discutir sobre a importância científica da observação, oriente-os a refletir sobre as contribuições que a astronomia trouxe para a humanidade. Em relação ao uso do celular e de outros aparelhos eletrônicos, procure discutir com os alunos o impacto que esses aparelhos têm nos relacionamentos deles. 2. Incentive os alunos a compartilharem seus interesses e curiosidades sobre o Universo com os colegas. Caso algum aluno tenha alguma dúvida, incentive a classe a elaborar hipóteses para responder ao questionamento. Se for possível, registre as dúvidas não respondidas e as retome quando o assunto em questão for tratado no livro.

2. O que mais chama a sua atenção quando o assunto é Universo? Converse com seus colegas sobre isso.

#FICA A DICA, Professor! FS6 PHOTOGRAPHY/SHUTTERSTOCK.COM

Para saber mais sobre o impacto do uso do celular nos adolescentes, leia acesse o seguinte artigo. • O uso do celular por adolescentes: impactos nos relacionamentos. CORRER, Rinaldo e FAIDIGA, Maria Teresa Bijos. Adolescência & Saúde, v. 14, n. 2. 2017. Disponível em: <http://livro.pro/ fbp4vo>. Acesso em: 15 nov. 2018.

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Converse com os alunos sobre a composição das estrelas e dos seres humanos. Entre os elementos químicos comuns presentes na constituição do corpo dos seres humanos e na composição das estrelas estão: oxigênio, carbono, hidrogênio, nitrogênio, enxofre, magnésio, silício e ferro.

Explique aos alunos que essa tabela apresenta os elementos químicos presentes no corpo humano e em uma estrela como o Sol. É importante destacar que, para simplificar o conteúdo, foram apresentados apenas os elementos químicos mais comuns. Ou seja, a ausência na tabela não

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implica que um elemento não esteja presente, por exemplo, no Sol, mas sim que não está entre os componentes mais abundantes. Com base nessas informações, ressalte que muitos elementos químicos estão presentes nas duas colunas da tabela.

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CAPÍTULO

p. XIV

• EF09CI14 • EF09CI17

COMPETÊNCIAS GERAIS p. XX • 1, 2 e 5. ESPECÍFICAS • 1, 2, 3, 5 e 6.

PLANETAS DO UNIVERSO No dia 6 de março de 2009, a sonda Kepler foi enviada ao espaço com o objetivo de descobrir outros planetas que possam sustentar vida. Até o dia 9 de outubro de 2018, ela sonda já havia encontrado 3 791 planetas que orbitam outras estrelas, e mais 2 919 que estavam em estudo como possíveis candidatos. Planetas que orbitam outras estrelas, que não o Sol, são chamados de exoplanetas.

p. XXI

OBJETIVOS DO CAPÍTULO • Identificar a contribuição de diferentes estudiosos para o estudo da Astronomia. • Compreender a estrutura do modelo geocêntrico do sistema solar. • Compreender os fundamentos do modelo heliocêntrico. • Reconhecer as contribuições provenientes de observações dos corpos celestes. • Explicar e diferenciar os corpos celestes que fazem parte do Sistema Solar. • Reconhecer a composição dos diferentes planetas do Sistema Solar. • Compreender o ciclo evolutivo do Sol. • Identificar a localização do sistema solar no Universo visível.

Exoplanetas encontrados

SA NA

3791 exoplanetas confirmados

1516 1237 858 155 25

similares a Netuno gigantes gasosos super-terras planetas terrestres desconhecidos

Gráfico mostrando o total e os tipos de exoplanetas encontrados pela sonda Kepler até outubro de 2018. Fonte: NASA. Exoplanet exploration. Disponível em: <https://exoplanets.nasa.gov/>. Acesso em: 2 nov. 2018.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS O presente capítulo irá explorar como o conhecimento astronômico foi historicamente construído até chegarmos à compreensão do Sistema Solar que temos atualmente. Isso será realizado com a apresentação de conceitos fundamentais de Astronomia, com a análise das características dos planetas do Sistema Solar e, também, com base nos trabalhos de importantes cientistas, como Copérnico e Galileu. Nesse primeiro momento, o livro abordará a diversidade de planetas conhecidos e explorará suas características em comparação com os planetas do Sistema Solar. Converse com os alunos sobre as descobertas da sonda Kepler. Sobre essa a sonda, apresente mais algumas informações, segundo o texto a seguir.

ESTRUTURA DO UNIVERSO

NASA

HABILIDADES

Sonda Kepler.

Para efeito de comparações, cientistas classificam os exoplanetas comparando seus tamanhos com o dos planetas do nosso Sistema Solar. • Planetas de tamanho aproximado ao da Terra e compostos de rochas e metais são os planetas terrestres; • Planetas com massas entre a da Terra e de Netuno são as superterras; • Planetas gelados, com mais de 17 vezes o tamanho da Terra, são os similares a Netuno; • Planetas de grandes dimensões, formados por gases, como Júpiter e Saturno, são os gigantes gasosos. Entre os exoplanetas confirmados, apenas 63 parecem ter características que permitiriam a existência de vida como a conhecemos.

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De acordo com um comunicado da NASA, a missão capitaneada pela sonda Kepler, responsável pela descoberta de milhares de planetas fora do nosso Sistema Solar, será descontinuada em alguns meses por falta de combustível.

A sonda será incapaz de utilizar seus propulsores para continuar a viagem ou apontar sua antena para a Terra, enviando para a agência espacial norte-americana os dados que coleta no espaço. Atualmente, a sonda

espacial está a 151 milhões de quilômetros do nosso planeta, o que impossibilita o seu reabastecimento. [...] A sonda Kepler foi lançada em 2009 e desde então tem surpreendido os cien-

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___Estranhos Novos Mundos___

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

FOTOS: NASA

De forma geral, os exoplanetas possuem características bem distintas da Terra.

VISTA

Concepção artística do exoplaneta Kepler-16b. PLANETA

SISTEMA

ESTRELA

Kepler-16b Primeiro exoplaneta, do tipo gigante de gás, a ser descoberto pela sonda Kepler. Este planeta circula duas estrelas, mais frias do que o nosso Sol, assim, teria dois pores-do-sol. Entretanto, não é um planeta que tenha condições de receber vida, pois ele provavelmente é frio, mais ou menos do tamanho de Saturno e gasoso, embora parcialmente composto de rocha.

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Kepler-22b Uma superterra que pode ter um oceano o recobrindo. É um planeta gelado, semelhante a Urano.

VISTA

Concepção artística do exoplaneta Kepler-22b.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------NASA/JPL-CALTECH

55 Cancri e Uma superterra que possui um lado do planeta com regiões de temperaturas extremas, maiores que 2400 °C, provavelmente devidas a ﬂuxos de lava. No outro lado do planeta, cuja face não se volta para sua estrela, a temperatura é relativamente mais amena, por volta de 760 °C.

Concepção artística do exoplaneta 55 Cancri e.

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VISTA

PLANETA

SISTEMA

ESTRELA

Kepler-452b Apesar de ser uma superterra, foi o primeiro planeta descoberto de tamanho mais próximo ao da Terra, rochoso, e que orbita uma estrela com dimensões e temperatura similares às do Sol. Possui condições que indicam a possibilidade de abrigar vida.

EDITORIA DE ARTE

Concepção artística do exoplaneta Kepler-452b.

1. O que são exoplanetas? 2. Em sua opinião, quais são os fatores necessários para um planeta sustentar vida? 3. A quais planetas do Sistema Solar os exoplanetas são comparados quando são descobertos? Quais são os outros planetas dos Sistema Solar? Respostas nas Orientações para o professor.

NO DIGITAL – 4o BIMESTRE

• Veja o plano de desenvolvimento para os Capítulos 7 e 8.

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tistas, indo muito além das suas expectativas. [...] Missão da sonda Kepler acabará em alguns meses por falta de combustível. Galileu, 2018. Disponível em <https://revistagalileu. globo.com/Ciencia/Espaco/ noticia/2018/03/missao-da-sondakepler-acabara-em-alguns-meses-porfalta-de-combustivel.html>. Acesso em: 16 nov. 2018.

Comentários sobre as atividades 1. São planetas que orbitam outra estrela, que não o Sol. Para essa atividade, é importante que os alunos compreendam que existem outros sistemas, semelhantes ao Sistema Solar, espalhados pelo Universo. Oriente-os que esses sistemas são compostos por uma ou mais estrelas e pelos planetas, os exoplanetas, que estão a diferentes distâncias da estrela e, assim, possuem diferentes características. 2. Resposta pessoal. Não se espera que os alunos respondam corretamente os fatores, mas que os associem a conhecimentos que têm sobre a Terra (é um planeta rochoso, tem água no estado líquido, tem atmosfera etc.). Essa atividade explora as características que um exoplaneta deve possuir para sustentar a vida. Pergunte o que é importante para a existência de vida na Terra e explore a ideia de que os exoplanetas precisam apresentar as mesmas características. 3. São comparados aos planetas Terra, Netuno, Júpiter e Saturno. Os outros planetas são Mercúrio, Vênus, Marte e Urano. Peça que os alunos falem sobre as características destes planetas e apresentem suas dúvidas sobre eles, exercitando assim a curiosidade, conforme a competência geral 2. Muitas dúvidas sobre esse tema poderão ser respondidas durante o capítulo.

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• Desenvolva o projeto integrador sobre a interpretação dos astros em diferentes culturas e crenças. • Explore a sequência didática sobre vida fora da Terra, que trabalha a habilidade EF09CI16. • Acesse a proposta de acompanhamento da aprendizagem.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

TEMA 1

A CIÊNCIA ASTRONOMIA Ao explicar sobre a sonda Rosetta, procure passar mais informações sobre a importância dos cometas e sobre a dificuldade da missão. Comente que os cometas trazem diversas informações sobre a origem do sistema solar e retome, conforme discutido no Capítulo 5, que eles são ricos em compostos orgânicos, estando potencialmente relacionados com a origem da vida na Terra. Reforce também a dificuldade do pouso da sonda em um alvo tão pequeno. Sobre essas informações, leia o seguinte texto:

A ciência Astronomia

Em 2 de março de 2004, foi lançada ao espaço uma sonda chamada Rosetta, com o objetivo de pousar em um cometa. Essa missão ousada teve sucesso em 30 de outubro de 2016. Ao se aproximar do cometa, a sonda lançou um módulo chamado Philae, que conseguiu pousar na superfície do cometa e coletar diversas informações. Veja as imagens e leia o trecho a seguir sobre essa missão. A sonda Rosetta registrou essa fotografia do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko quando ainda se aproximava dele, em 29 de setembro de 2016.

Sonda espacial: nave espacial não tripulada, com o objetivo de explorar planetas, luas, asteroides, cometas.

ESA/ROSETTA/MPS FOR OSIRIS TEAM

A Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês) fez história ao pousar um módulo do tamanho aproximado de uma máquina de lavar roupa grande na superfície de um cometa se movimentando pelo interior do Sistema Solar a uma velocidade acima de 64 mil quilômetros por hora. O feito inédito foi realizado pela missão Rosetta, que desprendeu o módulo Philae em uma operação de sete horas até pousar sobre o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, um alvo de apenas 4 quilômetros de diâmetro.

Fotografia tirada pela sonda Rosetta do módulo Philae pousado no cometa, em 2016. [...] O cometa é um objeto de estudo relevante para pesquisas sobre o surgimento dos planetas e a origem da vida na Terra porque são considerados “fósseis” da formação do Sistema Solar, há 4,6 bilhões de anos. “Eles são os objetos mais antigos do Sistema Solar e permanecem protegidos do calor do Sol, pois passam a maior parte do tempo em locais distantes e muito frios. Isso conserva suas características originais”, explica Enos Picazzio, professor do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo. [...]

ALMEIDA, A. A Missão Rosetta. IAG/USP, 2016. Disponível em: <http://www.astro.iag.usp.br/ ~astro12h/files/2016/2508.html>. Acesso em: 15 nov. 2018.

Comentários sobre a atividade 1. Ao realizar essa atividade, incentive os alunos a observarem que a Ciência é um empreendimento humano e, assim, é historicamente construído, conforme a competência específica 1. Dada essa construção, a aquisição de novas informações é importante, pois permite o teste dos modelos teóricos existentes e, se necessário, a formulação de novas hipóteses. Dessa maneira, os dados coletados pela sonda Rosetta

PS FPOSRFOOSRIROISSIRIS ETTAE/TMTA/M T EAM T EAM /ROS/ROS ESA ESA

SANTOS, J. Dados da missão Rosetta ajudam a confirmar teorias científicas. Veja. Disponível em: <https://veja.abril.com.br/ciencia/dados-da-missao-rosetta-ajudam-a-confirmar-teorias-cientificas/>. Acesso em: 19 out. 2018.

1. Qual é a importância da missão Rosetta?

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O objetivo da missão Rosetta foi o de realizar o estudo de um cometa para obter dados sobre o surgimento dos planetas no Sistema Solar e sobre a origem da vida na Terra.

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são fundamentais para o avanço da Astronomia.

#FICA A DICA, Professor! Se desejar saber mais sobre a sonda Rosetta, assista à palestra do Prof. Amaury de Almeida, da Universidade de São Paulo, no seguinte endereço:

• A Missão Rosetta. AL-

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MEIDA, Amaury de. Disponível em: <http://livro.pro/ gmbtxq>. Acesso em: 15 nov. 2018.

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Terra”, que por sua vez está em “Ciências Exatas, Tecnológicas e Multidisciplinar”. Acrescente que essas divisões são repassadas para os alunos para facilitar a compreensão dos conteúdos, mas muitas vezes o entendimento mais amplo da Ciência envolve uma abordagem multidisciplinar. Cite como exemplo o caso da Astrobiologia, que procura compreender a vida no contexto do Universo. A Astrobiologia será apresentada aos alunos no capítulo 8, mas é possível introduzi-la neste momento. Em seguida, procure retomar alguns conceitos de Astronomia que estão no livro do 8o ano. Relembre que o movimento de translação da Terra assim como a inclinação do eixo da Terra estão associados às diferentes estações do ano. Peça, adicionalmente, que os alunos imaginem como civilizações antigas observavam esses fenômenos e como elas poderiam, com as ferramentas que possuíam, explicá-los. Em seguida, explique mais sobre o estudo da Astronomia ao longo dos anos.

A Astronomia é uma ciência que estuda os corpos celestes, incluindo a Terra, e os fenômenos que ocorrem no Universo. Também estuda a organização dos corpos celestes, situando-os no Universo, buscando compreender suas origens e seus movimentos. Entretanto, a ação de olhar para o céu e tentar entendê-lo sempre foi uma prática da humanidade. Desde as primeiras civilizações, o ser humano percebeu que alguns fenômenos terrestres, como o desabrochar das flores ou os longos períodos de frio, tinham, de alguma maneira, relação com os astros. No princípio, as observações tinham como objetivo a causa e o efeito, ou seja, o ser humano tentava relacionar qual era a influência dos fenômenos celestes com sua vida cotidiana. Assim, a observação dos astros faz parte da cultura e da sociedade humana desde seu início. Como toda ciência, a Astronomia envolve a observação, o levantamento de hipóteses e a construção de teorias e modelos. O estudo da Astronomia permitiu o desenvolvimento de diversas áreas da sociedade, como a das comunicações, facilitando nosso cotidiano.

O estudo da Astronomia ao longo dos anos

ROCKY'S PHOTOS/SHUTTERSTOCK.COM

Os estudos da Astronomia estão muito ligados com a cultura de um povo. Os egípcios, por exemplo, tinham muitos conhecimentos referentes a planetas, constelações e movimento aparente do Sol e da Lua no céu, o que lhes permitiu criar uma forma precisa de medir a passagem do tempo, prevendo as estações do ano, as épocas de cheia do rio e de estiagem, entre outras.

#FICA A DICA, Professor! Uma boa maneira de apresentar aos alunos uma classificação mais prática das diferentes áreas da Ciência é a listagem incluída no site do CNPq. • Tabela de áreas do conhecimento. CNPq. Disponível em: <http://livro.pro/gfhs7s>. Acesso em: 16 nov. 2018.

Fotografia do céu noturno registrada nos Estados Unidos, 2018.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao apresentar a Astronomia como uma Ciência, peça que os alunos citem diferentes áreas de atuação científica. É esperado que eles façam referência às áreas hierarquicamente diferentes, como ciências exatas e genética. Ex-

plique que a ciência tem um objetivo comum de entender melhor o Universo, mas, para facilitar a sua organização e compreensão, muitas vezes esse conhecimento é dividido em diferentes blocos. Se achar importante, acesse o link no #FICA A DICA, Professor!

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que apresenta uma lista do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) sobre as áreas do conhecimento. Repare que esses conhecimentos estão hierarquicamente separados e, assim, astronomia faz parte da área “Ciências Exatas e da

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Diversos estudiosos levantaram hipóteses e propuseram teorias sobre o Universo. Estudiosos gregos, como o filósofo e matemático Platão (por volta de 427-348 a.C.), seu aluno, o filósofo Aristóteles (384-322 a.C.) e o estudioso Ptolomeu (cerca de 100-178 d.C.), propuseram modelos astronômicos em que os planetas e outros astros se moviam em movimentos circulares ao redor da Terra. Segundo Ptolomeu, a Terra estava em repouso no centro de um sistema de astros e seria o centro do Universo, o que ficou conhecido como modelo geocêntrico. Nessa época já eram conhecidos outros cinco planetas: Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno. Esse sistema de Ptolomeu prevaleceu por cerca de 1500 anos.

Representação artística do século XVI mostrando o grego Ptolomeu fazendo observações astronômicas com um instrumento chamado sextante, e orientado pela musa Urânia, também chamada Astronomia. Xilogravura de Gregor Reish, 1508.

PHOTO12/UIG/GETTY IMAGES

Saturno

Júpiter Marte Sol Lua Terra

Vênus Mercúrio

Representação fora de escala do modelo planetário geocêntrico proposto por Ptolomeu na Grécia antiga. Nesse modelo, a Terra estava em repouso ao centro, e os outros astros conhecidos realizam movimentos circulares ao seu redor, incluindo o Sol. SA M

O estudo do modelo geocêntrico permite valorizar os conhecimentos historicamente construídos, conforme a competência geral 1. Adicionalmente, esse conceito permite a compreensão de que o conhecimento científico é provisório, cultural e histórico, conforme a competência específica 1. Sobre isso, retome que a ciência é construída em cima dos dados observacionais disponíveis. Na época dos pensadores citados no livro, a observação mais marcante era que os astros se movimentavam ao redor do céu e, portanto, a conclusão foi que todos os planetas, a Lua e o Sol orbitavam o planeta Terra. Destaque que, com o desenvolvimento de novas técnicas, novas observações puderam ser feitas e, assim, foi possível contestar o modelo geocêntrico. Reforce que até hoje o conhecimento científico está sendo constantemente atualizado e, por esse motivo, muitos modelos que atualmente se sustentam podem se mostrar incompletos ou inadequados com o surgimento de novas informações. Particularmente em relação ao modelo geocêntrico, acrescente que se acreditava que, quanto mais tempo demorava para o corpo celeste dar uma volta na Terra, mais longe ele estaria do planeta. Assim, era sugerido que a ordem dos planetas do Sistema Solar e da Lua que orbita a Terra era, dos mais centrais para os mais externos: Lua, Mercúrio, Vênus, Sol, Marte, Júpiter e Saturno. Se julgar importante, apresente também o modelo híbrido de Heráclides (388 a.C. - 315 a.C.). Esse modelo foi construído em cima da observação de que os planetas Mercúrio e Vênus, ao contrário dos outros corpos celestes, nunca eram observados longe do Sol. Ou seja, eles apareceriam perto

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

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do nascer ou do ocaso dessa estrela. Assim, foi proposto que, enquanto os outros planetas giravam em torno da Terra, Mercúrio e Vênus orbitavam em torno do Sol.

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ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Durante o Renascimento, entre os séculos XIV e XVI, várias transformações ocorreram em muitas áreas, como Literatura, Arte e Ciência. Nesse período, conhecimentos gregos foram retomados e reformulados, sob uma nova forma de pensar e agir, com base na observação, na experimentação e no uso de modelos matemáticos. Dessa maneira, novas proposições sobre o sistema planetário foram realizadas. Entre os cientistas da época, destaca-se o matemático e astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473-1543), que, em um observatório construído por ele mesmo, fez uma série de análises dos movimentos dos corpos celestes, buscando comprovar o sistema geocêntrico de Ptolomeu. Porém, suas investigações o levaram a concluir que um modelo mais adequado teria o Sol ao centro, e os outros planetas, inclusive a Terra, se movendo ao redor dele. Esse modelo é denominado heliocêntrico e foi proposto em 1543.

Modelo planetário publicado por Copérnico em 1543. As escritas em latim destacam o Sol ao centro e as órbitas circulares de Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter e Saturno, e a órbita de estrelas giratórias. Mesmo com algumas imprecisões, esse modelo foi revolucionário na época em que foi proposto.

Telescópio original de Galileu, exposto no Museo della Specola, em Bolonha, na Itália.

EVERETT HISTORICAL/SHUTTERSTOCK.COM

MUSEO DELLA SPECOLA UNIVERSITA DI BOLOGNA DIPARTIMENTO DI ASTRONOMIA, BOLOGNA, ITALY/ DE AGOSTINI PICTURE LIBRARY/BRIDGEMAN IMAGES/FOTOARENA

Foram necessários vários anos e muitas observações para que o modelo de Copérnico fosse aceito e ajustado. Entre várias contribuições, destaca-se as do astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler (1571-1630), que em 1609 chegou a importantes conclusões que comprovaram o modelo heliocêntrico, corrigindo imprecisões no modelo de Copérnico. Também por volta de 1609, o telescópio passou a ser utilizado em observações astronômicas. O físico e matemático italiano Galileu Galilei (1564-1642) foi um dos primeiros a utilizar esses instrumentos com fins científicos. Galileu era adepto ao modelo de Copérnico. Com o telescópio, fez várias observações que o apoiavam, além de ter descoberto e analisado as crateras da Lua, os anéis de Saturno e mais de quinhentas estrelas.

e deferentes, sendo que por volta do século XII a explicação do movimento dos astros possuía cerca de 200 epiciclos. Comente que o modelo de Copérnico tornou boa parte desses artifícios desnecessários ao propor o Sol como centro desse sistema. No entanto, com o surgimento de novas observações, esse modelo também foi ajustado com o uso de novos epiciclos e deferentes. Em seguida, explique aos alunos que Johannes Kepler propôs que as órbitas dos planetas eram elípticas, tornando mais uma vez o uso de epiciclos desnecessário. Utilize essa informação para explicar aos alunos que, conforme a competência específica 1, a aquisição do conhecimento científico não é um processo linear e contínuo. Muitas vezes é necessário retomar alguns conceitos previamente descartados para adequar as hipóteses. Acrescente, também, que algumas mudanças são sutis, como a adição de epiciclos, para adequar a teoria vigente, enquanto outras alterações são drásticas, como colocar o Sol como centro do Sistema Solar. Diga aos alunos que o nome da sonda Kepler, apresentada nas páginas de abertura deste capítulo, é em homenagem ao astrônomo Johannes Kepler, por suas importantes contribuições para a Astronomia.

Galileu Galilei.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Antes de explicar sobre o heliocentrismo, procure explorar melhor o modelo de Ptolomeu. Explique que esse modelo geocêntrico já trazia algumas modificações em relação à concepção inicial de que todos os corpos celestes orbitavam em torno da Terra.

Ptolomeu, assim como Heráclides, alterou seu modelo para explicar a proximidade de Mercúrio e Vênus com o Sol. Para isso, ele considerou que o Sol girava em volta de um ponto imaginário, chamado epiciclo, e esse ponto orbitava ao redor da Terra, em uma trajetória chamada deferente.

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Explique aos alunos que, com o surgimento de novos instrumentos para observação astronômica, muitos dos novos dados adquiridos não concordavam com as previsões do modelo de Ptolomeu. Para contemplar essas novas observações, foram incluídos nesse modelo diversos epiciclos

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ENTRE CONTEXTOS

ENTRE CONTEXTOS Retome a invenção dos microscópios, conforme exposto no capítulo 5. Oriente os alunos a perceber como novidades tecnológicas permitem a observação de uma realidade antes invisível. Isso foi possível tanto com os microscópios, que permitiram a observação de microrganismos, quanto dos telescópios, que possibilitaram a observação do Universo. Em relação aos telescópios, apresente para os alunos o Telescópio Gigante Magalhães (GMT), um aparato que está sendo construído no Chile por um consórcio que envolve diversos países, entre os quais o Brasil. Leia mais sobre isso no seguinte texto:

[...] Quem inventou o telescópio? Três nomes disputam essa glória: Galileo Galilei (cientista); Hans Lipperhey (óptico) e Sacharias Janssen (produtor de espetáculos). Com toda certeza Galileo não foi o verdadeiro inventor; nem foi o primeiro a apontar esse instrumento para os astros. O que Galileo fez foi, em 1609, construir telescópios muito melhores do que os que até então existiam; com capacidades suficientes para ver detalhes dos astros incapazes de serem vistos pelos demais aparelhos, já conhecidos em grande parte da Europa. [...] Para muitos a principal contribuição de Galileo para a ciência foi a descoberta das quatro luas mais brilhantes de Júpiter. [...] A primeira vez que Galileo viu esses objetos foi na noite de 7 de janeiro de 1610. Nessa data ele viu três pequenas “estrelas” enfileiradas próximas a Júpiter, que lhe chamaram a atenção. Na noite seguinte Galileo observou que essas “estrelas” haviam se movido, umas em relação às outras. Galileo continuou observando Júpiter e essas estranhas “estrelas”, noite após noite. Na noite do dia 13, Galileo conseguiu visualizar uma quarta “estrela” na mesma linha das três demais. Na noite do dia 15 ficou claro para Galileo: esses quatro objetos nunca se afastavam de Júpiter e constantemente alteravam suas posições uns em relação aos outros e em relação a Júpiter. Daí foi fácil concluir: esses quatro objetos não eram estrelas, mas sim satélites de Júpiter. [...]

RSTOCK.CO

Desde os tempos de Galileu Galilei (1564-1642), [...] os astrônomos têm sonhado em ver mais e mais distante e com maior nitidez. Após os grandes desenvolvimentos de telescópios em terra, a evolução natural seria levá-los para fora da atmosfera terrestre. A atmosfera terrestre causa dois efeitos principais sobre a luz – a radiação

CASAS, R. las. Há 400 anos... a invenção do telescópio. Disponível em: <http://www.observatorio.ufmg.br/Pas88.htm>. Acesso em: 2 nov. 2018.

ENS/SHUTTE

eletromagnética – que nos atinge vindo das profundezas do cosmos: ela distorce e bloqueia parte desta radiação. [...] O outro efeito é que a atmosfera bloqueia parte da radiação que vem dos objetos celestes. [...] A melhor solução no entanto para se evitar o bloqueio e as distorções atmosféricas, é colocar um telescópio fora da atmosfera terrestre, um telescópio espacial! [...] MARCELCLEM

O GMT será o primeiro de uma classe conhecida como “telescópios extremamente grandes”. [Serão capazes] de explorar o cosmos com definição e sensibilidade sem precedentes. Com um poder coletor 100 vezes maior que o Hubble e com imagens 10 vezes mais nítidas do que as obtidas por esse satélite astronômico, o GMT vai mirar no espaço longínquo para explorar o passado do Universo. Ele será tão potente que poderá chegar perto do Big Bang, quando as primeiras estrelas, galáxias e buracos negros estavam se formando. [...] “O GMT tem uma série de ambições científicas que justificam o investimento e o esforço com que ele está sendo construído. Queremos descobrir, por exemplo, planetas habitáveis e caracterizá-los da melhor forma possível, isto é, descobrir se eles têm água, se eles têm oxigênio em estado livre que são essenciais para que a vida possa se reproduzir. Queremos também descobrir o que ocorreu entre o Big Bang e o Universo”, dis-

A EVOLUÇÃO DOS TELESCÓPIOS

Telescópio espacial Hubble em órbita em torno da Terra.

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se. [João Steiner, professor do IAG-USP].

CONSTRUÇÃO do Telescópio Gigante Magalhães é tema de vídeo. Agência FAPESP, 2017. Disponível em: <http://agencia.fapesp.br/construcaodo-telescopio-gigante-magalhaese-tema-de-video/25230/>. Acesso em: 15 de nov. 2018.

Se possível, mostre o vídeo presente no link do texto citado para os alunos, indicado na seção #FICA A DICA, Aluno!, disponível na página seguinte.

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Estimule os alunos a pesquisarem uma grande quantidade de imagens. Os seguintes sites podem ser utilizados para essa pesquisa:

O Telescópio Espacial Hubble [HST] foi colocado em órbita no dia 24 de abril de 1990 pelo ônibus espacial Discovery da NASA. Trata-se de um projeto científico conjunto das agências espaciais norte-americana (NASA) e europeia (ESA), que arcaram com os custos totais de quase 2 bilhões de dólares.

Observatório NRAO

O telescópio foi colocado numa órbita circular a 593 km acima da superfície terrestre, inclinada de 28,5 graus em relação ao equador. O HST completa uma revolução completa em

• National Radio Astronomy Observatory. Disponível em: <http://livro.pro/5cppto>. Acesso em: 16 nov. 2018.

torno da Terra a cada 97 minutos. A sua velocidade é de 8 km por segundo, ou 28.800 km/h. [...] As realizações científicas do HST são inúmeras e continuam a aparecer, à medida que novas observações são realizadas. Podem ser destacadas, de maneira geral, [...] a prova de que

Telescópio Hubble

as energéticas explosões de raios gama estão localizadas em galáxias e as observações de longa

• Hubble Space Telescope. NASA. Disponível em: <http:// livro.pro/68cemf>. Acesso em: 16 nov. 2018.

duração denominadas “Campos Profundos Hubble”, que mostraram que o universo contém, pelo menos, 125 bilhões de galáxias. [...] SOARES, D. S. L. O telescópio espacial Hubble. Disponível em: <http://lilith.fisica.ufmg.br/~dsoares/reino/hst.htm>. Acesso em: 2 nov. 2018.

Telescópio Tess

Imagem da NASA de grande qualidade da primeira captação pelo telescópio TESS. • NASA. Disponível em: <http: //livro.pro/k2rv9u>. Acesso em: 16 nov. 2018.

NASA

[...] em comunicado oficial, a NASA afirmou que o telescópio espacial James Webb será lançado no dia 30 de março de 2021. [...] Considerado o sucessor do Hubble, o Telescópio Espacial James Webb [...] será cem vezes vezes mais sensível [...].

#FICA A DICA, Aluno!

Após o lançamento, o Webb será capaz de observar a infância do universo, a formação de galáxias e a atmosfera de exoplanetas — seus dados representarão uma revolução na astronomia.

Sugira aos alunos que acessem o link para visualizar o telescópio gigante mencionado: • Construção do telescópio gigante Magalhães é tema de vídeo. AGÊNCIA FAPESP. Disponível em: <http: //livro.pro/9vx6py>. Acesso: 17 out. 2018.

O telescópio ficará a 1,5 milhão de quilômetros da Terra [...] (o Hubble está localizado a meros 600 quilômetros de distância). [...]

Telescópio espacial James Webb em desenvolvimento. Estados Unidos, 2017.

Telescópio espacial James Webb ficará pronto apenas em 2021, diz NASA. Galileu. Disponível em: <https:// revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/noticia/2018/06/telescopio-espacial-james-webb-ficara-pronto-apenas-em2021-diz-nasa.html>. Acesso em: 2 nov. 2018.

ATIVIDADES

1. Colocá-los no espaço, fora da interferência da atmosfera. 3. Resposta pessoal.

1. Além das melhorias nos sistemas de lentes, que solução foi desenvolvida para permitir melhor captura de imagens pelos telescópios?

2. Qual é a importância de instrumentos como os telescópios para a Astronomia? 3. Junte-se a outros dois colegas e busque na internet imagens feitas por telescópios atuais. Elabore uma apresentação digital com os resultados de sua pesquisa, indicando do que se trata cada imagem, que telescópio a capturou, e a localização do telescópio. 2. Instrumentos como os telescópios possibilitam que alguns componentes do Universo sejam observados e estudados com mais detalhes, pois eles formam imagens de objetos distantes, que não podem ser vistos a olho nu.

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Comentários sobre as atividades 1. Ao realizar esta atividade, destaque que, apesar dos telescópios colocados no espaço apresentarem as vantagens citadas no texto, eles não tornam os telescópios

construídos na Terra menos importantes, uma vez que estes ainda podem trazer importantes informações sobre o Universo. 2. Ao realizar esta atividade, questione sobre a importância dos microscópios,

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retomando que eles possibilitaram a observação da vida microscópica. 3. O uso de tecnologias digitais para se comunicar e disseminar informações está associado à competência geral 5.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

1. b) O modelo geocêntrico é aquele no qual a Terra é considerada em repouso no centro do Universo, enquanto os outros astros se movem ao seu redor, como o Sol e os outros planetas. Já o modelo heliocêntrico é aquele no qual os planetas e outros corpos celestes se movem ao redor do Sol. O sistema NÃO ESCREVA heliocêntrico é o aceito atualmente no meio científico, já que todos NO LIVRO. os planetas do Sistema Solar, inclusive a Terra, se movem ao redor ATIVIDADES do Sol. 1. a) A ilustração A apresenta o modelo geocêntrico e a ilustração B o modelo heliocêntrico.

SELMA CAPARROZ

ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

ATIVIDADES 1. Essa atividade procura retomar a comparação entre o modelo geocêntrico e o he1. As imagens a seguir apresentam duas 2. A ilustração abaixo foi feita por Galileu liocêntrico, procurando garanpropostas de modelos planetários da Galilei em 1609, e publicada em seu tir que esses conceitos foram história da Astronomia. Observe-os livro Sidereus Nuncius (Mensageiro das compreendidos. Se julgar nepara responder às questões a seguir. Estrelas), em março de 1610. cessário, peça que os alunos 2. a) Galileu fez as desenhem o modelo híbrido imagens utilizando um AS CORES IMAGENS FORA DE de Heráclides, no qual todos NÃO SÃO REAIS. PROPORÇÃO. telescópio/luneta. os corpos celestes orbitam ao redor da Terra, menos MercúA rio e Vênus, que giram ao reIlustração da Lua feita dor do Sol. Marte por Galileu Galilei. Marte 2. b) Resposta pessoal. EsLua Mercúrio pera-se que os alunos comenVênus Vênus a) Se você olhar para a Lua nos momentos Terra Saturno Saturno tem que os telescópios são de Lua descritos anteriormente, não é possível Mercúrio fundamental importância para observar esses detalhes. Para fazer essas Sol Terra Sol o desenvolvimento da Astroobservações, qual instrumento Galileu nomia, pois eles permitem faGalilei utilizou? zer observações mais nítidas e b)Jupiter Qual é a importância do instrumento Jupiter precisas do Universo e ter mais utilizado por Galileu Galilei para fazer informações sobre estruturas, essas observações? fenômenos e movimentos dos Resposta nas Orientações para o professor. astros. 3. Na época em que Nicolau Copérnico B Ao realizar essa atividade, propôs seu modelo heliocêntrico, Marte pergunte aos alunos por Marte que houve grandes manifestações na socieLua as mesmas crateras da superdade contrárias a ele. Com um colega, Mercúrio Vênus Vênus fície lunar estão representadas Terra Saturno faça uma pesquisa sobre o que ocorreu Saturno Lua nas duas imagens. Explique Mercúrio nesse momento da história da Ciência e isso retomando que a rotação Terra Sol da humanidade, buscando informações Sol e translação da Lua possuem sobre os motivos que levaram a essa a mesma duração, 27 dias. negação do modelo heliocêntrico na Por esse motivo, a Lua sempre Jupiter Jupiter época. Resposta nas Orientações para o está com a mesma face voltaprofessor. da para a Terra. 4. Copie as frases abaixo e corrija-as, se Representação dos modelos planetários. 3. O modelo geocêntrico necessário. foi proposto na Antiguidade Fonte: SARAIVA, M. F. O.; OLIVEIRA FILHO, K. S.; a) Segundo as proposições de Aristóteles e MÜLLER, A. M. Aula 5: movimento dos planetas. Grega, e, devido à grande inPtolomeu, a Terra estava em movimento Disponível em: <http://www.if.ufrgs.br/fis02001/aulas/ fluência dessa civilização, váAula5-122.pdf>. Acesso em: 2 nov. 2018. ao redor do Sol. rias ideias propostas eram até b) Os estudos propostos por Galileu então incontestáveis. Segundo a) Que modelos estão representados nas Galilei e Johanner Kepler confirmaram ideias da época, assim como imagens acima? o modelo geocêntrico proposto por sentimos o movimento de um b) Qual a diferença entre eles? Qual é Nicolau Copérnico, no qual a Terra se veículo quando estamos denatualmente aceito no meio científico? movia ao redor do Sol. tro dele, ou quando estamos 4. a) Segundo as proposições de Aristóteles e 4. b) Os estudos propostos por Galileu Galilei e Johanner andando a cavalo, deveríamos o Sol estava em movimento ao redor da Kepler confirmaram o modelo heliocêntrico proposto por 196 Ptolomeu, Terra. Esse modelo foi chamado de heliocêntrico. Nicolau Copérnico, no qual o Sol girava ao redor da Terra. sentir o movimento da Terra, caso ela estivesse em movimento. Além disso, existia uma justificativa sobrenatural D2-CIE-F2-2047-V9-U03-C07-186-213-LA-G20.indd 196 11/22/18 18:45 para a Terra estar no centro do seguida. Com a chega da Ida- de imediato, e enfrentando reUniverso, já que o ser humano de Moderna, as proposições sistência da sociedade, novos deve ocupar o centro do Uni- científicas feitas até então, testes e observações apoiaram verso, e tirar o planeta desta aceitas por anos, passaram a teoria de que a Terra estaria posição significava um con- a ser contestadas por testes em um sistema heliocêntrico. flito do ser humano com sua empíricos e por observação, e própria criação. Esta ideia foi algumas rupturas ocorreram, ainda mais defendida durante como a do modelo geocêntria Idade Média, que veio em co. Mesmo não sendo aceito

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TEMA 2

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

1. Resposta pessoal. Que o Universo é tão grande, e o tempo é tão longo, que ele fica feliz de poder estar com pessoas no mesmo local e no mesmo tempo.

ALÉM DA TERRA Este tema trará mais dados sobre o Sistema Solar. Essas informações incluem a composição e estrutura dos corpos celestes nele presentes e a sua localização na Galáxia e no Universo, conforme a habilidade EF09CI14. Também será discutido o ciclo evolutivo do Sol, contemplando a habilidade EF09CI17. Inicie a aula utilizando a frase de Carl Sagan para contextualizar a imensidão do Universo. Explique aos alunos que a idade citada do Universo está associada a um evento conhecido como Big Bang. Segundo essa teoria, a mais aceita pela comunidade científica, o Universo surgiu de uma singularidade extremamente densa e com alta temperatura que se expandiu gerando o Universo como conhecemos hoje. Apresente para eles que essa teoria criou as bases teóricas para a realização de cálculos sobre a idade do Universo. Se julgar necessário, explique aos alunos alguns desses cálculos. Uma maneira de estimar que o Universo possui aproximadamente 13,7 bilhões de anos é pela medição da radiação cósmica de fundo. Essa radiação eletromagnética pode ser considerada um vestígio do Big Bang, e a sua detecção possibilita estimar a velocidade e, assim, a duração da expansão do Universo.

Além da Terra “Diante da vastidão do tempo e da imensidão do Universo, é um imenso prazer para mim dividir um planeta e uma época com você.” Carl Sagan.

A frase acima é do astrônomo, astrofísico, cosmólogo e escritor estadunidense Carl Sagan (1934-1996). Este cientista ficou famoso pela maneira simples que explicava conceitos complexos sobre o funcionamento do Universo.

1. O que Carl Sagan quis dizer com a frase acima?

Imagem da nebulosa cabeça de cavalo, registrada pelo Hubble em 2013.

Imagem da galáxia de Andrômeda, registrada pelo Hubble, em 2017.

NASA/ESA/HUBBLE

NASA/ESA/STSCI

ESA/HUBBLE & NASA

Como vimos, os estudos inicias sobre o Universo se deram por observações de planetas, luas, cometas, entre outros corpos celestes que eram visualizados pelo ser humano no céu, seja a olho nu ou com o auxílio de telescópios. Conforme novos estudos e novas tecnologias foram desenvolvidas, o ser humano pode cada vez mais descobrir detalhes sobre o Sistema Solar, bem como de outras partes do Universo, muito além do Sistema Solar, incluindo outras estrelas, sistemas de planetas, galáxias, buracos negros, entre outros. O telescópio espacial Hubble, por exemplo, foi de grande auxílio nessas descobertas. Por meio das imagens que capturou, os cientistas puderam estimar que o Universo possui aproximadamente 13,7 bilhões de anos. Veja algumas imagens obtidas por esse telescópio.

Imagem da nebulosa planetária de borboleta, registrada pelo Hubble, em 2013.

A partir de agora, iremos explorar alguns detalhes do Universo, iniciando pelo Sistema Solar.

2. Você sabe quais são os componentes do Sistema Solar? 2. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos citem ao menos os planetas e o Sol. Diga que também existem outros componentes no Sistema Solar, como luas, asteroides, cometas, entre outros.

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#FICA A DICA, Aluno!

O filme indicado é uma adaptação do livro, de mesmo nome, escrito por Carl Sagan. • Contato. Dirigido por: Robert Zemeckis. EUA, 1997.

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Comentários sobre as atividades 1. Pergunte aos alunos se eles conhecem alguma das obras de Carl Sagan. Caso eles não conheçam, sugira o filme da seção #FICA A DICA, Aluno! 2. Utilize essa atividade para observar o conhecimento prévio dos alunos sobre o Sistema Solar. Use as respostas para fazer ajustes, se necessário, nas próximas aulas.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Sistema Solar

Sistema Solar Se possível, inicie esse assunto explorando o simulador: • Solar System Scope. Disponível em: <http://livro.pro/ xo9b84>. Acesso em: 16 nov. 2018. Para isso, clique no botão “start online model” e aguarde o simulador carregar. Utilize os planetas representados para fazer um pequeno resumo dos planetas do Sistema Solar, destacando sua localização e algumas de suas características. Ao explicar sobre os diferentes componentes do Sistema Solar, chame atenção para o fato de o Sol ser uma estrela. Oriente os alunos a pensar que todas as estrelas observáveis no céu da Terra possuem, pelo menos por parte do seu ciclo evolutivo, características semelhantes ao Sol. Em volta dessas estrelas, potencialmente existem planetas desconhecidos. Em relação à classificação dos corpos celestes do Sistema Solar, comente com os alunos que, até 2006, Plutão era considerado um planeta. Sobre isso, leia o seguinte texto:

Sol Estrela que emite luz e outras radiações. A atração gravitacional que o Sol exerce é a principal responsável por manter a trajetória dos corpos celestes do Sistema Solar ao seu redor.

Veja no material audiovisual o vídeo sobre o Sol.

Planetas Planetas são corpos celestes de formato aproximadamente esférico, que orbitam ao redor do Sol e são dominantes em sua trajetória, ou seja, não encontram outros astros em sua órbita. No nosso Sistema Solar, existem oito planetas: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Satélites naturais ou luas São astros que orbitam outros corpos do Universo, como os planetas e os asteroides. A Terra possui apenas uma lua, porém, existem centenas no nosso Sistema Solar. Pequenos corpos do Sistema Solar Cometas, meteoroides e asteroides formam um grupo dos chamados pequenos corpos do Sistema Solar, da sigla em inglês SSSBs (small solar system bodies). Asteroides são blocos de rocha que orbitam o Sol, menores que um planeta. Dezenas de milhares deles estão reunidos em um cinturão, situado entre as órbitas de Marte e Júpiter e outro além da órbita de Netuno. Meteoroides são rochas menores que os asteroides, que vagam pelo Sistema Solar. Quando atingem a Terra, se incendeiam na atmosfera e passam a ser chamados de meteoro, ou estrela cadente. Quando atingem o solo, recebem o nome de meteorito.

NASA/JHUAPL/SWRI

Planetas-anões São astros celestes que orbitam o Sol e possuem formato aproximadamente esférico, sendo menores que Mercúrio, o menor planeta do Sistema Solar. Além disso, um planeta-anão também pode ter outros astros em sua órbita. Atualmente, consideram-se cinco planetas anões no Sistema Solar: Ceres, Plutão, Éris, Makemake e Haumea.

Plutão.

NASA/JPL

[...] Plutão acaba de ser rebaixado e o número de planetas no Sistema Solar volta a ser oito. Aquele que há sete décadas ficou conhecido como o nono e mais distante planeta em órbita do Sol passa a ser simplesmente um “planeta anão”. [...] A questão principal [...] foi a sua órbita. Para ser considerado planeta, Plutão precisaria ser o objeto dominante em sua órbita, mas essa se encontra com a de Netuno, que é mais de 20 vezes maior. A decisão [...] estabelece três categorias principais de objetos no Sistema Solar: planetas (de Mercúrio a Netuno), planetas anões (objetos esféricos que não sejam dominantes em suas órbi-

O Sistema Solar é formado por uma estrela, o Sol, bem como por planetas, planetas anões, luas e pequenos corpos celestes, como asteroides e cometas. Todos esses corpos celestes giram ao redor do Sol.

Ganimedes, um dos satélites naturais de Júpiter, é a maior lua do Sistema Solar.

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tas e nem satélites) e corpos pequenos (qualquer outro objeto que orbite o Sol).

AGÊNCIA FAPESP. Plutão é rebaixado. Disponível em < http:// agencia.fapesp.br/plutao-e-rebaixa do/5995/>. Acesso em: 16 nov. 2018.

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NO AUDIOVISUAL Um dos materiais disponíveis nesta coleção trata do tamanho do Sol em relação à Terra e da distância entre esses dois astros. Nele é possível perceber que as representações desses astros em imagens didáticas estão, geralmente, fora de proporção e qual seria o tamanho desses astros se usássemos um modelo proporcional.

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NASA/MSFC/MEO/CAMERON MCCARTY

Cometas são corpos de massa pequena recobertos de gelo. Quando sua órbita passa próximo ao Sol, são iluminados e se aquecem, liberando poeira e gases na forma de uma cauda típica. Cometa Ison. Estados Unidos, 2013. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

ESTÚDIO AMPLA ARENA

Rotação Translação (horas) (dias)

Urano

Netuno Saturno

ma Solar é Vênus, com uma temperatura média de 464 °C, em seguida temos Mercúrio (167 °C), Terra (15 °C), Marte (_65 °C), Júpiter (_110 °C), Saturno (_140 °C), Urano (_195 °C) e Netuno (_200 °C). • Tempo de rotação e translação: Os planetas do Sistema Solar, do mais próximo do Sol ao mais longe, apresentam os seguintes tempos de rotação e translação.

Sol Júpiter

Marte

Vênus

Diâmetro dos planetas do Sistema Solar Júpiter: 142 984 km de diâmetro.

Mercúrio: 4 879 km de diâmetro.

Saturno: 120 536 km de diâmetro.

Vênus: 12 104 km de diâmetro.

Urano: 51 118 km de diâmetro.

Terra: 12 756 km de diâmetro.

Netuno: 49 528 km de diâmetro.

_5 832

224

Terra

365

Marte

687

Júpiter

4 331

Saturno

10 747

Urano

_17

30 589

Netuno

60 190

Com base nas informações da tabela, chame atenção para alguns pontos importantes. Certos planetas têm o tempo de rotação expresso em valores negativos. Isso mostra que essa rotação ocorre no sentido oposto à rotação da Terra. Destaque, ainda, que quanto mais longe do Sol maior o tempo para o planeta completar uma volta ao redor dessa estrela. Isso acontece não só porque a suas órbitas são maiores, mas também porque sua velocidade de translação é menor.

Mercúrio

Sol: 1 327 milhões de km de diâmetro.

1 407

Vênus

Fonte: Solar System Exploration. Disponível em: <https://solarsystem. nasa.gov/planets/neptune/in-depth>. Acesso em: 16 nov. 2018.

Terra

Cinturão de asteroides

Mercúrio

Marte: 6 792 km de diâmetro. Fonte dos dados: NASA. Disponível em: <https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/> e <https://nssdc.gsfc.nasa. gov/planetary/factsheet/sunfact.html>. Acessos em: nov. 2018.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao longo das próximas aulas serão exploradas as características dos planetas pertencentes ao Sistema Solar, conforme a habilidade EF09CI14. Comente com os alunos que 99% da massa do Sistema

Solar está presente no Sol, enquanto o 1% restante pertence a todos os outros corpos celestes. Acrescente que, além do tamanho, os planetas apresentam outras diferenças, como: • Número de luas: os planetas têm diferentes quantidades de satélites naturais. Mer-

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cúrio e Vênus não possuem luas, a Terra possui uma e Marte, duas. Outros demais planetas possuem uma quantidade bem maior desses satélites, Netuno tem 14, Urano 27, Saturno 62 e Júpiter 79. • Temperatura média: o planeta mais quente do Siste-

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Planetas rochosos do Sistema Solar

Planetas rochosos do Sistema Solar Peça que os alunos se separem em equipes e utilizem informações sobre o número de luas, o tempo de translação e a temperatura média (indicados na página 199 deste Manual) para separar os planetas do Sistema Solar em dois grupos. Em seguida, solicite que os alunos compartilhem com a classe quais são os grupos que eles definiram e os critérios para a separação. Nesse momento não é importante que os alunos forneçam respostas corretas, mas sim que eles comecem a observar as principais diferenças entre os planetas do Sistema Solar. Explique a eles que os planetas do Sistema Solar podem ser divididos em rochosos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) e gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) e que as diferenças entre os grupos e as características de cada planeta serão melhor expostas ao longo das próximas aulas. Em seguida, forneça mais informações sobre os planetas rochosos, também chamados de telúricos, conforme o livro.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

núcleo

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

núcleo

Mercúrio

núcleo

FOTOS: VADIM SADOVSKI/SHUTTERSTOCK.COM

Vênus

núcleo

Terra

Marte

Estrutura interna dos planetas rochosos do Sistema Solar.

Terra

JE CT

A Terra é o quinto maior planeta do Sistema Solar, com diâmetro de 12 756 km. Ela possui aproximadamente 75% de sua superfície coberta por água, em sua grande maioria no estado líquido, e é envolvida por uma camada gasosa chamada atmosfera. Os principais gases que formam a atmosfera terrestre são o nitrogênio (78%) e o oxigênio (21%).

NASNAS A/N A/N OA OA A/ G A/ G OE OE S S PR PR O O

Terra Ao explicar sobre a Terra, acrescente que esse planeta possui uma massa de 5,974 sextilhões de toneladas. Destaque que esse número é muito grande, mas ainda assim é cerca de 300 000 vezes menor que o Sol. Comente também que a atmosfera mantém-se próxima à superfície por ação da força da gravidade. Acrescente que a atmosfera terrestre também possui, em adição aos gases citados no livro, vapor de água, argônio, dióxido de carbono, hélio, metano, entre outros. Se julgar necessário, retome o processo da respiração celular aeróbia e sua relação com os gases da atmosfera. Explique

Dos oito planetas do Sistema Solar, Mercúrio, Vênus, Terra e Marte são chamados de rochosos ou telúricos. Os planetas rochosos estão mais próximos do Sol, são compostos de elementos químicos mais pesados, possuem o núcleo de ferro e níquel e possui poucos ou nenhum satélite. Embora as condições ambientais dos quatro planetas rochosos sejam bem diferentes, a estrutura básica deles apresenta algumas semelhanças.

Terra. Imagem feita do espaço pelo satélite NOAA GOES, 2014.

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novamente que nesse processo o gás oxigênio reage com uma molécula orgânica, resultando em gás carbônico e energia, que é utilizada para todas as funções vitais do corpo.

#FICA A DICA, Professor!

Para conhecer mais detalhes das diferenças entre planetas rochosos e gasosos, acesse o link:

• Planetas terrestres e jo-

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vianos. VALE, Tibério B. Disponível em: <http://livro.pro/ dkithh>. Acesso em: 20 nov. 2018.

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NASA/CALTECH-JPL/MIT/SRS

A atmosfera da Terra promove o efeito estufa, permitindo que a temperatura do planeta oscile entre um valor mínimo 88 ºC e 58 ºC, sendo e máximo de, aproximadamente, 288 a média, 15 °C. Sem o efeito estufa, a temperatura média da Terra seria de 18 °C abaixo de zero e não haveria água no estado líquido disponível, a não ser abaixo de grandes camadas de gelo. O período de rotação da Terra é de 24 h aproximadamente, e de sua rotação cerca de 365 dias. A Terra é o terceiro planeta do Sistema Solar em relação ao Sol. Ela se encontra a uma distância de cerca de 150 000 000 km do Sol. Essa medida foi definida pelos astrônomos e representa uma Unidade Astronômica (UA). A Terra possui um satélite natural, a Lua, que se encontra a, aproximadamente, 384 400 km.

Superfície da Lua. Registrada pela sonda Ebb, 2012.

Logo ali

VADIM SADOVSKI/SHUTTERSTOCK.COM

Há, aproximadamente, dois milênios atrás, Ptolomeu, o mesmo que propôs o modelo geocêntrico, havia estimado que o Universo possuía cerca de 130 milhões de quilômetros. Apesar de ser uma enorme distância em relação aos padrões que estamos acostumados na Terra, atualmente sabemos que esse valor é menor que a distância da Terra até o Sol, ou seja, menor que uma UA. Atualmente, sabe-se que o raio do Universo observável é de cerca de 131 3 1021 km, ou seja, 870 trilhões de UA ou 8,7 3 1014 UA. Por causa das grandes dimensões do Univer so, os as trônomos criaram outra unidade de medida, chamada de ano-luz. A luz do Sol demora aproximadamente oito minutos para Essa unidade equivale à distânatingir a Terra. cia que a luz percorre no vácuo em um ano de viagem. A velocidade da luz no vácuo é de 300 000 km/s, logo, um ano-luz é o equivalente a cerca de 9,5 trilhões de km, ou 63 000 UA.

atmosfera acarretando, assim, em um aumento na temperatura média do planeta. Se julgar necessário, explique que a atmosfera terrestre possibilita a existência de vida no planeta não só pela influência na temperatura média, mas também por proporcionar uma proteção, por meio da camada de ozônio, contra as radiações ultravioletas. Ao apresentar sobre o ano-luz, diga que existem outras medidas astronômicas como, por exemplo, o parsec. Ele representa aproximadamente 3,3 anos luz. Procure explorar melhor o conceito de Universo observável. Apresente para os alunos que nós só conseguimos observar as estrelas cuja luz chegou até a Terra, ou seja, a fração do Universo na qual a luz emitida, desde que o mesmo se formou, já chegou, e continua chegando até nós. É possível calcular que recebemos a luz de estrelas que estão no máximo a 46 bilhões de anos-luz, um número maior que a idade do Universo porque este está se expandindo. O que está além do Universo observável ainda é incerto, mas estima-se que o Universo total seja pelo menos 8 vezes maior que o observável.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Procure retomar o conceito de efeito estufa. Relembre que a radiação solar, ao atingir a atmosfera terrestre, é parte refletida e parte absorvida pela atmosfera. A parte que chega à superfície aquece a Terra tornando, assim, a temperatu-

ra média do planeta favorável à manutenção da vida. Essa energia seria totalmente irradiada de volta para o espaço, mas, graças aos gases do efeito estufa (como o gás carbônico, o metano e o óxido nitroso), parte dessa energia é retida no planeta, levando a um aumento da sua temperatura.

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Retome também o processo de intensificação do efeito estufa, no qual a emissão de gases poluentes aumenta o fenômeno explicado anteriomente. Explique que a liberação desses gases faz que uma parte menor da energia seja irradiada para o espaço e uma parcela maior fique presa na

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS INTEGRANDO COM MATEMÁTICA Ao realizar as atividades propostas no livro, oriente os alunos a observar a importância da utilização da unidade mais factível. Com esse propósito, inicie a aula pedindo que os alunos estimem o comprimento da sala de aula em diferentes unidades de medidas. Como sugestão, eles podem fazer essa estimativa em metros, milímetros, palmos, passos ou quantidade de lápis. Oriente-os a observar que a mesma medida pode ser feita com várias unidades, mas: 1) a utilização da escala de grandeza adequada (por exemplo, metros em vez de milímetros) facilita a utilização e disseminação dos dados; e 2) o uso de métricas que não variam entre pessoas (por exemplo, o tamanho da passada de cada aluno pode ser diferente) diminui o erro da medida. Comentários sobre as atividades 1, 2 e 3. Ao realizar essas atividades, procure destacar que as medidas citadas são médias e aproximações. Cite, por exemplo, que a distância média entre a Terra e o Sol é, mais precisamente, 149 597 870 km, sendo esta a unidade astronômica. Como a órbita da Terra é elíptica, essa distância varia ao longo do ano entre 0,9833 UA e 1,0176 UA. Destaque que a órbita dos diferentes corpos celestes pode fazer essas distâncias variarem bastante. Exemplifique isso com o caso do planeta anão Plutão, onde a distância mínima para o Sol é 29,5711 UA e a máxima é 49,3063 UA. Pelo mesmo motivo, a distância entre os planetas citados na atividade 2 também pode variar. Por exemplo, a distância entre os planetas Terra e Marte varia entre 55 000 000 km e 401 000 000 km. Se julgar necessário, peça que os alunos transformem esses valores em Unidades Astronômicas.

MATEMÁTICA

EDITORIA DE ARTE

1 3

Voyager 2 55 346 km/h

2 7

JPL/NASA

VIAGENS INTERPLANETÁRIAS

Ilustração da sonda Voyager.

6 Voyager 1 61 198 km/h

Sol Posição dos planetas durante o trajeto da Voyager 1 Posição dos planetas durante o trajeto da Voyager 2 Trajeto da Voyager 1 Trajeto da Voyager 2

Planeta

Distância do Sol

Mercúrio Vênus Terra Marte Júpiter Saturno Urano Netuno

58 milhões de km 108 milhões de km 150 milhões km 228 milhões de km 779 milhões de km 1,4 bilhões de km 2,9 bilhões de km 4,5 bilhões de km

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

ATIVIDADES

2. Segundo o quadro qual é a distância média, em UA, entre a Terra e Marte, entre Marte e Netuno e entre Mercúrio e Vênus?

3. Converse com um colega sobre a importância de utilizar uma unidade de medida factível à realidade estudada. Resposta pessoal.

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3. Espera-se que os alunos compreendam que é muito mais fácil fazer os cálculos utilizando UA quando se trata das distâncias dentro do Sistema Solar. Entretanto, essa unidade de medida não é factível quando se trata de trabalhar com distâncias entre estre-

las, por exemplo. Nesse caso, questione-os sobre qual seria a melhor unidade de medida. Espera-se que eles reconheçam o ano-luz.

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Vênus O planeta Vênus pode ser observado no céu após o pôr do sol ou antes do nascer do Sol. Apresente também que, entre os planetas do Sistema Solar, sua órbita é a que mais se aproxima de um círculo. Finalmente, exponha para os alunos que Vênus possui uma atmosfera com ventos muito intensos. Sobre isso, leia o seguinte texto.

Mercúrio.

NASA/JOHNS HOPKINS UNIVERSITY APPLIED

Mercúrio é o primeiro planeta do Sistema Solar, a uma distância aproximada de 0,4 UA do Sol. Ele também é o menor planeta desse sistema, apresentando 4 879 km de diâmetro, menor que algumas luas de Saturno e Júpiter. Não apresenta atmosfera significativa, o que torna sua temperatura variável. Durante o dia, pode alcançar 400 ºC, durante a noite, 2180 ºC. Mercúrio leva aproximadamente 88 dias terrestres para completar uma volta ao redor do Sol. Seu dia é longo, correspondendo a 59 dias terrestres.

PHYSICS

Mercúrio

Vênus Vênus é o segundo planeta do Sistema Solar em relação à distância do Sol, estando a 0,7 UA dele. Sua superfície é extremamente inóspita, apresentando pressão atmosférica de 90 atm e temperaturas de cerca de 480 ºC. Mesmo não sendo o planeta mais próximo do Sol, é o mais quente, por causa da sua composição atmosférica, que apresenta gases de efeito estufa, como o dióxido de carbono, o nitrogênio e outros gases, como o ácido sulfúrico. A consequência de sua densa atmosfera é a temperatura praticamente não variar entre o dia e a noite. Para completar uma volta ao redor do Sol, Vênus leva, aproximadamente, 225 dias terrestres, de modo que uma volta completa em torno de si leva 243 dias terrestres.

NASA/JPL

Vênus.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Mercúrio Ao apresentar as características de Mercúrio, acrescente que esse planeta tem uma massa muito pequena, sendo menos de 1% da massa da Terra. Por esse motivo, sua

gravidade também é baixa, aproximadamente um terço da gravidade da Terra. Explique que, devido a sua baixa gravidade e alta temperatura durante o dia, grande parte da atmosfera que Mercúrio possa ter tido na sua formação já dissipou para o

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espaço. Esse planeta possui também a órbita mais elíptica dos planetas do Sistema Solar e, por esse motivo, sua distância para o Sol varia bastante.

O dia custa a passar em Vênus. É que o planeta gira bem devagar. Quase do tamanho da Terra, Vênus leva 243 dias terrestres para dar uma volta em torno de si. Com rotação tão lenta, os meteorologistas esperavam que a atmosfera venusiana fosse uma das mais calmas do Sistema Solar. Mas as sondas enviadas ao planeta observaram uma ventania constante na alta atmosfera, onde os ventos atingem 400 quilômetros por hora (km/h). Ventos dessa intensidade só ocorrem na Terra durante furacões ou, esporadicamente, a altitudes elevadas. Em Vênus, eles sopram o tempo todo, em especial no equador. [...] [...] Os pesquisadores [...] concluíram que, além da rotação mais lenta, é provável que um padrão específico de oscilações nos movimentos da atmosfera, as chamadas ondas atmosféricas, ajudem a criar um intenso jato de ar que se concentra no equador e cobre quase todo o corpo celeste. [...] ZOLNERKEVIC, I. Atmosfera conturbada. Revista FAPESP, 2014. Disponível: <http://revistapesquisa.fapesp. br/2014/11/18/atmosferaconturbada/>. Acesso em: 15 nov. 2018.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Marte é o quarto planeta do Sistema Solar em relação à sua distância do Sol, que é de 1,52 UA. Os dias de Marte possuem 24 horas e 37 minutos, e uma volta sua ao redor do Sol leva 687 dias terrestres. A superfície de Marte é formada por rochas e pós de rochas de aparência avermelhada. Essa aparência é por causa da presença de minerais de ferro no solo marciano. Por esse motivo, Marte também é conhecido como planeta vermelho.

NASA/JPL/MSSS

Marte

Marte.

Sua atmosfera é fina, se comparada à atmosfera terrestre, e é composta principalmente de dióxido de carbono, argônio, nitrogênio e uma pequena quantidade de oxigênio e vapor de água. Sua temperatura pode variar entre 20 °C e 2153 °C. Essa variação ocorre porque, devido à fina atmosfera, o calor escapa facilmente para o espaço. Marte possui duas luas, chamadas de Phobos e Deimos, e não possui nenhum anel ao seu redor.

NASA/JPL-CALTECH/UNIVERSITY OF ARIZONA

Marte Ao explicar sobre a variação de temperatura em Marte, destaque que pela sua atmosfera ser fina, essa camada não consegue gerar um efeito estufa igual ao observado na Terra e, assim, boa parte da energia térmica é dissipada para o espaço. Adicionalmente, devido a essa pequena espessura, o gradiente de temperatura na superfície de Marte é bem mais acentuado que na Terra. Exemplifique essa informação apresentando para os alunos que se uma pessoa estivesse na superfície de Marte, em uma posição equivalente à linha do equador ao meio-dia, ela sentiria que seus pés estariam na primavera (24 °C) e sua cabeça no inverno (0 °C). Aproveite para citar algumas sondas espaciais que foram enviadas para Marte. Destaque o programa Viking, que levou as primeiras naves para Marte, e a Curiosity, um veículo que aterrissou em Marte em 2012.

Deimos.

Várias sondas já visitaram esse planeta. Imagens feitas da superfície de Marte indicam que seus polos possuem água congelada e que sua superfície é alterada constantemente por grandes tempestades de areia.

NASA/JPL/TEXAS A&M/CORNELL

Se possível, mostre para os alunos as seguintes imagens capturadas por Viking 2 e pela Curiosity: • INSTITUTO DE ASTRONOMIA, GEOFÍSICA E CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS. Disponível em: <http://livro.pro/d7e2di>. Acesso em: 16 nov. 2018. • MARS CURIOSITY IMAGE GALLERY. Disponível em: <http:// livro.pro/f7tyop>. Acesso em: 16 nov. 2018.

NASA/JPL-CALTECH/CORNELL/NMMNH

#FICA A DICA, Aluno!

Superfície de Marte, capturada pelo veículo de exploração Spirit, 2013.

Pôr do Sol em Marte, capturado pelo veículo de exploração Spirit, 2005.

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Júpiter Acrescente que Júpiter é composto principalmente por gás hidrogênio (90%) e gás hélio (10%). Destaque que este planeta possui um papel importante na estabilidade do Sistema Solar. O entendimento desse fenômeno pode facilitar a busca por sistemas planetários que possam abrigar a vida, conforme a habilidade EF09CI16.

Planetas gasosos do Sistema Solar Júpiter, Saturno, Urano e Netuno são planetas do Sistema Solar chamados de gasosos, ou Jovianos. Os planetas gasosos se situam mais afastados do Sol, que os rochosos, após o cinturão de asteroides. Apresentam atmosferas densas em gases, grande número de satélites e anéis. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

núcleo (rocha e gelo)

Júpiter Hidrogênio (H), Hélio (He) e gás metano (CH4 )

Urano

Hidrogênio (H) e Hélio (He) gasosos

Hidrogênio metálico

Saturno

Água, amônia e metano

Hidrogênio metálico

núcleo (rocha e gelo)

Hidrogênio (H), Hélio (He) e gás metano (CH4 )

Netuno

núcleo (rocha e gelo)

A comunidade astronômica tem fortes indícios para crer que foi a presença de Júpiter que determinou a configuração atual dos planetas. Ao que tudo indica, por ser gigantesco, ele atua como uma espécie de barreira gravitacional que não deixa os outros gigantes gasosos migrarem para mais perto do Sol – o que destruiria os planetas rochosos internos, inclusive o nosso. Em outras palavras, Júpiter seria o rei do Sistema Solar porque estabiliza as órbitas de todos os outros astros. [...]

Água, amônia e metano

FOTOS: VADIM SADOVSKI/SHUTTERSTOCK.COM

Hidrogênio (H) e Hélio (He) gasosos

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

núcleo (rocha e gelo)

Estrutura interna dos planetas gasosos do Sistema Solar.

Júpiter é o quinto planeta em relação à distância ao Sol, situando-se logo após o cinturão de asteroides. É o maior planeta do Sistema Solar, possuindo volume 1400 vezes maior do que a Terra. Em consequência de sua distância do Sol, a temperatura média estimada nesse planeta é de 2173 ºC, porém a observada é 2113 ºC, indicando uma fonte de calor própria. Júpiter demora 11,9 anos terrestres para completar uma volta em torno do Sol, porém a volta em torno de seu próprio eixo demora apenas 9 horas e 54 minutos. Essa rápida rotação é o que comprime os gases e aumenta o atrito entre suas moléculas, fenômeno que libera calor ao planeta.

NASA/JPL/UNIVERSITY OF ARIZO NA

Júpiter

TEORIA sugere que vida na Terra só foi possível graças a Júpiter. Revista Galileu. Disponível em: <https:// revistagalileu.globo.com/Ciencia/ Espaco/noticia/2015/07/teoriasugere-que-vida-na-terra-so-foipossivel-gracas-jupiter.html>. Acesso em: 16 nov. 2018.

Júpiter.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Planetas gasosos do Sistema Solar Chame a atenção dos alunos para o fato de que os planetas gasosos não são completamente compostos de gases. Destaque que os planetas gasosos apresentam um

núcleo rochoso que compõe uma pequena fração do volume total dos planetas. Cite o exemplo de Júpiter, onde o núcleo sólido compõe apenas 20 % do seu tamanho total. Explique também que os planetas gasosos são mais antigos que os planetas rochosos. Esses planetas surgiram

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da aglomeração e do choque de corpos rochosos semelhantes a asteroides. Esses corpos foram aumentando de tamanho até que sua gravidade começou a atrair os gases presentes neste sistema solar primordial, dando origem aos planetas gasosos que podemos observar atualmente.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Júpiter está a 5,2 UA do Sol. Possui 79 luas confirmadas.

DIEGO BARUCCO/SHUTTERSTOCK.COM

De acordo com as teorias atuais, a formação de planetas com a massa de Júpiter desempenha um papel importante na arquitetura de sistemas planetários. A existência de um planeta com a mesma massa e numa órbita semelhante à de Júpiter em torno de uma estrela do tipo do Sol abre a possibilidade de que o sistema planetário em torno desta estrela seja semelhante ao próprio Sistema Solar. A arquitetura do Sistema Solar, tão propícia ao desenvolvimento de vida, foi possível graças à presença de Júpiter e da sua influência gravitacional exercida no Sistema Solar durante a fase da sua formação. [...]

Saturno

TITUTE

SCIENCE INSTITUTE

Saturno é o sexto planeta no Sistema Solar em relação ao Sol, e o segundo maior planeta do Sistema Solar. Ele está a 9,33 UA do Sol, tem temperatura média de 2143 ºC e demora 29,5 anos terrestres para realizar uma volta completa ao redor do Sol e apenas 10 horas e 39 minutos para dar uma volta em torno de si. Uma das características marcantes de Saturno, mas não exclusiva, são seus anéis formados por pedaços de gelo e rocha, girando ao redor do planeta. Saturno apresenta 61 luas confirmadas, sendo as mais conhecidas Enceladus e Titã.

LTECH/SPACE

NASA/JPL-CALTECH/SPACE

SCIENCE INS

ASTRÔNOMOS descobrem planeta semelhante a Júpiter. Agência USP de notícias. Disponível em: < http:// www.usp.br/agen/?p=214090>. Acesso em: 16 nov. 2018.

NASA/JPL-CA

Saturno Explique para os alunos que de acordo com a distância que se encontra do Sol era esperado que a temperatura de Saturno fosse aproximadamente _193 °C, porém, assim como Júpiter, esse planeta apresenta produção de calor próprio, através do movimento das partículas de gás que se chocam e liberam energia.

Titã (à esquerda) e Enceladus, duas das luas de Saturno.

Saturno.

Urano Urano é o sétimo planeta do Sistema Solar, em relação ao Sol. Seu volume é 67 vezes maior do que a Terra, e devido à sua distância do Sol, que é de 20 UA, ele demora aproximadamente 84 anos terrestres para completar uma volta ao redor do Sol. O seu dia dura 17 horas e 15 minutos. Sua temperatura média é de – 193 °C. Urano possui 27 luas conhecidas.

NASA

Urano Comente também com os alunos que Urano foi descoberto por um astrônomo amador, chamado William Herschel (1738- 1822), em 1781. Herschel inicialmente pensou que se tratava de um cometa, mas com mais observações concluiu que era um planeta. Ao contrário dos outros planetas do Sistema Solar, Urano possui um eixo de rotação inclinado 98 graus em relação a sua órbita ao redor do Sol. Apresente que esse fenômeno teria origem em choques entre esse planeta e dois grandes corpos celestes do ta-

As maiores luas de Júpiter, da esquerda para a direita, Io, Europa, Ganimedes e Calisto. Estas luas foram descobertas por Galileu Galilei, em 1610.

Urano.

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manho de um planeta.

#FICA A DICA, Professor! Para ver imagens feitas pela sonda Cassini dos anéis de Saturno, acesse: • DRAKE, N. Saturno sem anéis? O charme do planeta pode ser muito recente.

National Geographic. Disponível em: <http://livro.pro/ t5wtmt>. Acesso em: 20 nov. 2018.

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A partir desse cenário, procure orientar os alunos a observar a Ciência como um fenômeno coletivo. Incentive-os a valorizar o conhecimento historicamente construído, conforme a competência geral 1.

Netuno

NASA/JPL

Netuno é o oitavo planeta do Sistema Solar, estando a 30 UA do Sol. É o quarto maior planeta, com diâmetro 17 vezes maior que a Terra. Seu movimento de translação demora quase 165 anos terrestres, 16 horas e 6 minutos. Sua temperatura varia entre 153 °C e 173 °C negativos. Netuno possui 14 luas.

Netuno.

Sol

NASA/GSFC/SDO

O Sol é composto em sua grande maioria pelos elementos hélio (He) e hidrogênio (H), que totalizam 99,8% de sua massa total. Possui diâmetro de 1 400 000 quilômetros, tendo volume 1 304 000 vezes maior do que a Terra. Sua temperatura varia de cerca de 5 800 °C na superfície a cerca de 15 milhões de graus Celsius no núcleo.

Sol.

Ciclo evolutivo do Sol Toda estrela possui um ciclo de vida – ela nasce, sofre mudanças e morre. Isso significa que o Sol, daqui a alguns bilhões de anos, irá cessar seu brilho. Vejamos como irá ocorrer a evolução do Sol, e o que pode acontecer com a Terra nesse processo. As estrelas normalmente nascem em regiões do Universo que possuem gás e nuvens de poeira. Durante bilhões de anos essas nuvens se contraem e se tornam mais densas até formar uma estrela. Segundo estudos, o Sol nasceu há 4,6 bilhões de anos. Como toda estrela, ele vai passar 90% de seu tempo transformando o hidrogênio de seu núcleo em hélio, por meio de reações que liberam grande quantidade de energia. Quando o hidrogênio está chegando ao fim, a estrela entra em sua fase final. Segundo estimativas, isso irá acontecer com o Sol quando ele atingir aproximadamente 11 bilhões de anos.

Sol Destaque para os alunos que o Sol é a estrela em torno da qual todos os planetas do sistema solar orbitam. Por sua vez, o Sol também orbita ao redor do centro da galáxia na qual estamos presentes. Esse movimento ocorre com a velocidade de 250 quilômetros por segundo, e é acompanhado por todos os planetas do Sistema Solar. O Sol também apresenta um movimento de rotação ao redor do seu próprio eixo, mas ao contrário de planetas rochosos como a Terra, essa rotação não é igual para todas as regiões dessa estrela, sendo mais rápida no equador e mais lenta nos polos. Comente que no núcleo do Sol ocorrem as reações de fusão nuclear, as quais são responsáveis por gerar a luz e calor que essa estrela emite, um conceito que será melhor explorado na seção O assunto é... da página 212. O estudo do ciclo evolutivo do Sol está associado com a habilidade EF09CI17.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Netuno Apresente para os alunos que Netuno não pode ser observado a olho nu. Exponha, também, a história do descobrimento desse planeta. No século XIX todas as órbitas dos planetas do Sistema Solar, com

exceção de Netuno, eram bem conhecidas. No entanto, alguns dos cálculos realizados na época não conseguiam prever com exatidão o movimento de Urano. Dois astrônomos, John Couch Adams (1819-1892) e Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811 – 1877), propuseram que essas anomalias no movimento

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desse planeta estavam associadas a presença de outro planeta ainda não descoberto. Baseado nas informações de Le Verrier, o astrônomo Johann Gottfried Galle (1812 – 1910) foi o primeiro a observar Netuno, em 1846, com uma posição apenas 1 grau distante da inicialmente prevista por Le Verrier.

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Nesse estágio, o núcleo do Sol não possuirá mais condi- Colapsar: passar por um estado de ções de suportar a massa das camadas externas e irá colapsar, desmoronamento, ruína. aumentar sua temperatura e queimar o hidrogênio das camadas externas. Nessas condições, o Sol irá se expandir e se tornar 200 vezes maior e 2 000 vezes mais luminoso, mas mais frio, se tornando uma gigante vermelha. Um pouco antes desse evento acontecer, diversas consequências vão ocorrer com a Terra e os outros planetas do Sistema Solar. Conforme o Sol aumentar de tamanho, a temperatura média da superfície do nosso planeta aumentará, e toda a água da Terra irá evaporar. Com isso, o planeta vai se tornar um gigantesco deserto sem vida. No céu, o Sol aparecerá como uma enorme bola laranja. Quando o Sol for uma gigante vermelha, as rochas podem derreter e a superfície do planeta virar um mar de lava. No céu, o Sol aparecerá como uma enorme bola vermelha. Apesar de o Sol se tornar maior, sua massa irá reduzir, assim como a força da gravidade que prende os planetas em suas órbitas. Isso pode fazer com que a Terra escape de sua órbita e se afaste do Sol. Ao final da fase de gigante vermelha, o Sol perderá muita massa para o Universo, e suas camadas externas irão se espalhar pelo espaço, formando uma nebulosa planetária. Após 100 000 anos dessa fase, o Sol se transformará em uma pequena e quente estrela anã branca, aproximadamente do tamanho da Terra. Sem a produção de energia, gradativamente esta anã branca esfriará e se transformará em uma anã negra.

Questione os alunos sobre o que eles entendem como o ciclo de vida de uma estrela como o Sol. É possível que eles associem com o ciclo de vida de um ser vivo, com o nascimento, desenvolvimento e morte. Explique que isso realmente acontece, mas o processo é tão lento (cerca de 10 bilhões de anos), que para a humanidade parece que o Sol nunca muda. Procure enfatizar que existem dois caminhos evolutivos possíveis para as estrelas, o primeiro é uma perda contínua de massa, um fenômeno que acontece com o Sol. No outro, a perda de massa no final da vida é muito mais rápida, gerando uma supernova. Destaque também que a supernova pode gerar um buraco negro, um corpo extremamente denso e compactado. Finalmente, explique que a contínua perda de massa do Sol está associada aos ventos solares. Sobre esse processo, leia o seguinte texto.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Nebulosa planetária.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Gigante vermelha

Aquecimento gradual

Nebulosa planetária Anã branca

Nascimento 1

2 3 Nascimento

Em bilhões de anos (aproximadamente)

MARUSYA CHAIKA/SHUTTERSTOCK.COM

Ciclo de vida do Sol Agora

Vento Estelar é o nome dado para definir esse processo de transferência de matéria, energia e quantidade de movimento das estrelas para o meio interestelar de forma contínua. O vento é um fenômeno comum das estrelas, todas estão sujeitas a perda de massa resultado das reações em seu núcleo. É uma emissão de partículas, uma extensão das camadas mais externas da estrela. [...] iônicas de cometas, que são íons empurrados pelas partículas do vento. O vento solar é mais que suficiente para varrer a atmosfera terrestre para o espaço, mas o campo magnético nos protege direcionando o vento para os polos magnéticos, o que gera o conhecido fenômeno da Aurora Boreal. Contudo, esse processo é muito len-

ESA/HUBBLE & NASA ACKNOWLEDGEMENT: JUDY SCHMIDT

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Esquema do ciclo de vida de uma estrela semelhante ao Sol. Fonte: Sol. Disponível em: <http://www.cdcc.usp.br/cda/cursos/2016/evolucao-estelar/1-aula-O-Sol/Sol.pdf>. Acesso em: 2 nov. 2018.

O ciclo abordado acima ocorre para estrelas com dimensões similares à do Sol. O ciclo de vida de estrelas com massa de no mínimo cinco vezes maiores que o Sol pode terminar em uma grande explosão, gerada pelo esfriamento do núcleo da estrela e o colapso de toda a massa das camadas externas. Nesse processo a estrela é chamada de supernova, e a nuvem de gás quente formada após a explosão é chamada de nebulosa.

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to no caso do Sol. A perda de massa pelos ventos resultou em apenas 0,0001 a menos da sua massa original durante seus quatro bilhões de anos de vida.

O SOL está morrendo e varrerá a vida terrestre no processo. Agência Universitária de Notícias. Disponível em: <http://www.usp.br/aun/ antigo/exibir.php?id=5336>. Acesso em: 16 nov. 2018.

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D2-CIE-F

Localização do Sistema Solar

INT

END

E /S H U T TE R S T O

CK.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Universo visível DA VI

LI B RA

aglomerado de galáxias

AR E

NCE PH O TO

RT/ RATA S HUTTE

/ S C IE

KER

Galáxia (Via Láctea) OC

B NI

GI O

Se alguém nos perguntasse o endereço de nossa casa no planeta Terra, facilmente indicaríamos o continente, o país, o estado, a cidade, a rua e o número de nossa casa. Mas e se alguém lhe perguntasse onde é seu endereço no Universo visível? Você saberia responder? O esquema a seguir vai ajudar nesta resposta. Ele mostra como o Universo está estruturado.

R PA

superaglomerado de galáxias Terra T YR

Sistema Solar

U S

X/ SH

TER

ST O

OC K.CO M TTE RST

SH U

C O/ AR

Universo visível superaglomerados de galáxias aglomerados de galáxias Via Láctea Sistema Solar Terra

CK.C

2/18 20:25

com as informações do livro, reforçando que o Sistema Solar faz parte da Via Láctea, que está presente em um aglomerado de galáxias. Finalmente, exponha para os alunos que a posição do Sistema Solar na Via Láctea pode ter contribuído para o surgimento de vida na Terra. A Via Láctea é formada por um grande disco achatado e braços, estruturas coalhadas de estrelas, poeira e gás que se espalham espiraladas a partir de um núcleo central alongado. “Pensava-se que o Sol atravessava esses braços a cada 150 milhões de anos, aproximadamente”, diz Lépine. “No entanto, nossos cálculos sugerem que isso não ocorre nunca.” Segundo o pesquisador, do contrário, o Sistema Solar – e, consequentemente, a Terra – estariam sujeitos a eventos catastróficos que poderiam aniquilar toda e qualquer forma de vida, como explosões de estrelas supernovas, um dos mais energéticos fenômenos do Universo, bastante comuns nos braços espirais das galáxias. [...] ANDRADE, R. O. Sistema Solar está situado em zona neutra entre dois braços espirais da Via Láctea. Pesquisa FAPESP, 2017. Disponível em: <http://revistapesquisa.fapesp. br/2017/05/19/sistema-solar-estasituado-em-zona-neutra-entredois-bracos-espirais-da-via-lactea>. Acesso em: 16 nov. 2018.

Estrutura do Universo. Fonte de dados: COMINS, N. F.; KAUFMANN. W. J. III. Descobrindo o Universo. 8. ed. Porto Alegre: Bookman, 2010. p. 480-482.

O Universo visível é formado por superaglomerados de galáxias. Cada superaglomerado é formado por aglomerados de galáxias. Por exemplo: a Via Láctea, galáxia na qual se encontra o Sistema Solar, está agrupada com outras 20 galáxias. Cada galáxia pode ser formada de milhões, bilhões ou trilhões de estrelas e ter formatos diferentes umas das outras. A galáxia em que vivemos é a Via Láctea. Ela tem formato de um disco espiral e possui entre 200 e 400 bilhões de estrelas. Uma delas é o Sol, estrela do Sistema Solar onde se localiza a Terra, planeta onde vivemos.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Localização do Sistema Solar O livro procura mostrar a localização do Sistema Solar na galáxia e no Universo, conforme a habilidade EF09CI14. Retome o simulador Solar System Scope, sugerido nas

orientações da página 198. No simulador, utilize o botão de rolar do mouse para aumentar o campo de visão do mapa. Com isso, aparecerão algumas estrelas vizinhas do Sistema Solar. Chame a atenção para algumas delas, como Sirius e Eta Centauri. Destaque que, na menor am-

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pliação, o sistema mostrado engloba uma distância de 650 anos-luz. Uma distância muito grande, mas quase insignificante perto do tamanho do Universo observável, cuja margem está a aproximadamente 46,5 bilhões de anos-luz. Em seguida, expanda o que foi observado no simulador

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III

IV NASA/JHUAPL/SWRI

TRISTAN3D/SHUTTERSTOCK.COM

NASA/MSFC/MEO/CAMERON MCCARTY

ATIVIDADES 2. Essa atividade retoma algumas características dos planetas do Sistema Solar, de acordo com a habilidade EF09CI14. Solicite que os alunos concatenem as informações presentes nessa atividade, e também, ao longo do livro, em uma tabela, como a que está disponível na parte inferior da página. Isso facilitará a comparação entre os diferentes planetas citados.

NASA/JPL

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

1. b) Resposta pessoal. Os asteroides são blocos de rocha que orbitam o Sol. Muitos se encontram reunidos no cinturão de asteroides. Os cometas são corpos de massa menor que as dos asteroides, recobertos por gelo e que ao passar próximos do Sol, refletem a luz solar e brilham, se aquecem e liberam poeira e NÃO ESCREVA gases na forma de uma cauda típica. Planetas são astros que orbitam NO LIVRO. ao redor de uma estrela central, com formato aproximadamente ATIVIDADES esférico e massa elevada, que dominam sua órbita. Planetas-anões são astros celestes menores que os planetas, de forma aproximadamente esférica e que não possuem uma órbita exclusiva. 1. Observe as imagens a seguir.

Asteroide Ida – anéis – planeta – satélites – Saturno – planeta-anão – Plutão – Cometa Ison – cauda – SSSBs a) Monte uma legenda para cada fotografia, utilizando, ao menos, dois dos termos do quadro para cada imagem. b) Defina com suas palavras os corpos celestes apresentados nas fotografias I, II, III e IV.

2. Leia as características a seguir e, em seu caderno, relacione-as com os planetas aos quais pertencem. a – VII. b – V. c – I. d – III. e – II. f – VIII. g – VI. h – IV. I.

Rochoso; atmosfera com gases de efeito estufa; presença de água em abundância no estado líquido.

II.

Gasoso; localiza-se logo após o cinturão de asteroides; rotação rápida que ocasiona liberação de calor próprio.

III.

Rochoso; solo com presença de minerais de ferro; dia terrestre com 24 horas e 37 minutos.

IV.

Gasoso; quarto maior planeta do sistema solar; 14 luas orbitam ao seu redor; temperaturas que variam de 2153 ºC a 2173 ºC.

Rochoso; apresenta superfície inóspita; atmosfera com gases de efeito estufa e gases de ácido sulfúrico.

VI.

Gasoso; se encontra a 20 UA de distância do Sol; realiza uma volta completa ao redor do Sol a cada 84 anos.

VII. Rochoso; menor planeta do sistema solar; temperaturas variáveis de 2180 ºC a 400 ºC. VIII. Gasoso; segundo maior planeta do sistema solar; presença de anéis característicos orbitando em sua região equatorial. a) Mercúrio. b) Vênus. c) Terra. d) Marte. e) Júpiter. f) Saturno. g) Urano.

h) Netuno.

3. Em 2 de dezembro de 1995, a sonda SOHO (Observatório Solar e Heliosférico),

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foi lançada ao espaço com o objetivo de estudar a estrutura interna do Sol e sua atmosfera. 1. a) Resposta pessoal. Sugestões de II. Cometa Ison, um SSSB. legendas: III. Planeta Saturno e seus anéis. I. Asteroide Ida, um SSSB. IV. O planeta-anão Plutão.

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Rotação (horas) Translação (dias) Temperatura média (°C) Número de luas Composição Distância do Sol (UA)

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Mercúrio

Vênus

Terra

Marte

Júpiter

Saturno

Urano

Netuno

1 407 88

_5 832 224

24 365

25 687

10 4 331

11 10 747

_17 30 589

16 60 190

167

464

-65

_110

_140

_195

_200

0 Rochoso

1 Rochoso

2 Rochoso

79 Gasoso

62 Gasoso

27 Gasoso

14 Gasoso

0,39

0,7

1,52

5,2

9,53

19,1

Fonte: Solar System Exploration. Disponível em: <https://solarsystem.nasa.gov/planets/overview>. Acesso em: 16 nov. 2018.

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3. a) Espera-se que os alunos associem que, sendo nosso planeta diretamente influenciado pelo Sol, seu estudo auxilia a compreensão da ação desse astro em nosso mundo. Além disso, o estudo do Sol permite compreender um pouco mais sobre o Universo e as outras estrelas. a) Qual é a importância de se estudar o a) O que é a Via Láctea? A Via Láctea é a galáxia em que vivemos. Sol? b) Monte um esquema em seu caderno b) Descreva como surge uma estrela. que apresente a estrutura do Universo e indique a Via láctea. c) Descreva o que acontecerá com o Sol e

ALIS YIMYEN/SHUTTERSTOCK.COM

a Terra no fim da vida desta estrela. Resposta nas Orientações para o professor. 4. O nome da Via Láctea significa caminho de leite. Ele é uma referência à aparência que a Via Láctea aparece no céu.

c) Quais as consequências da poluição luminosa? Resposta c e d nas Orientações para o professor. d) Na região em que você reside, é fácil ou difícil observar a Via Láctea? Por quê? Converse com seus colegas sobre o assunto. 4. b) Resposta pessoal. Os alunos podem basear seu desenho no esquema da página 209. 5. Observe o quadro. Ele apresenta uma comparação entre os valores das distâncias dos planetas ao Sol, em unidades astronômicas, determinados por Nicolau Copérnico e os valores considerados atualmente.

Planeta

5. a) É uma

Copérnico unidade de

Mercúrio

0,38

Agora, leia este trecho da reportagem.

Vênus

0,72

Mais de um terço da população mundial não consegue ver a Via Láctea do local onde

Terra

Marte

1,52

Júpiter

5,22

Saturno

9,17

Via Láctea vista no céu .

mora. [...] A poluição luminosa que nos impede de observar as estrelas com clareza é causada por múltiplos fatores: semáforos, postes de iluminação, faróis de carros, outdoors iluminados, placas em luz neon, iluminações de aviões; enfim, qualquer luz artificial que perturbe a escuridão natural pode ser considerada poluição luminosa. Além de impedir que aqueles que amam

medida criada pelos astrônomos para facilitar os cálculos devido às grandes distâncias do Sistema Solar e do Universo.

Fonte: SARAIVA, M. F. O.; OLIVEIRA FILHO, K. S.; MÜLLER, A. M. Aula 5: movimento dos planetas. Disponível em: <http://www.if.ufrgs.br/fis02001/aulas/ Aula5-122.pdf>. Acesso em: 2 nov. 2018.

a) O que é uma unidade astronômica?

b) O modelo geocêntrico fazia com que explicar alguns movimentos observados no céu fosse bastante complicado. No século XVIII Nicolau Copérnico desenvolveu o modelo heliocêntrico. Em sua opinião, ele teve sucesso ao realizar as medidas ALENCAR, L. Quase dois terços dos brasileiros nunca das distâncias com o modelo heliopoderão ver a Via Láctea. Galileu, 13 jun. 2016. cêntrico? Verifique as medidas Disponível em: <https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/ apresentadas com as de Copérnico noticia/2016/06/quase-dois-tercos-dos-brasileiros-nuncapoderao-ver-lactea.html>. Acesso em: 2 nov. 2018. para responder a essa questão. 5. b) Sim, pois as medidas são muito 3. b) As estrelas normalmente nascem em regiões do Universo que próximas às atuais. possuem gás e nuvens de poeira. Durante bilhões de anos essas nuvens se contraem e se tornam mais densas até formar uma estrela. e se inspiram pelas estrelas as observem, há indícios de que a poluição luminosa prejudique a saúde de seres humanos e de animais com hábitos noturnos. Portanto, este tipo de perturbação também afeta o meio ambiente. [...]

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3. c) Após 11 bilhões de anos, quando o hidrogênio estiver chegando ao fim, o Sol entrará em sua fase final. Neste processo, o núcleo do Sol não possuirá mais condições de suportar a massa das camadas externas, e irá colapsar, aumentar sua temperatura e queimar o hidrogênio das ca-

madas externas. Neste cenário, o Sol irá se expandir, se tornar 200 vezes maior e 2 000 vezes mais luminosa, mas mais fria, se tornando uma gigante vermelha. Um pouco antes deste evento acontecer, haverá diversas consequências para a Terra e para os outros planetas do Sistema Solar. Conforme o

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Sol aumentar de tamanho, a temperatura média da superfície do nosso planeta aumentará, e toda a água da Terra irá evaporar. Com isso, o planeta vai se tornar um gigantesco deserto sem vida. No céu, o Sol aparecerá como uma enorme bola laranja. Quando o Sol for uma gigante vermelha,

as rochas podem derreter e a superfície do planeta virar um mar de lava. Essa atividade permite que os alunos aprofundem os seus conhecimentos sobre o ciclo evolutivo do Sol, conforme a habilidade EF09CI17. Se possível, mostre para os alunos algumas imagens captadas por essa sonda que estão presentes no site: • SOHO – Solar and Heliospheric Observatory. Disponível em: <http://livro.pro/3xzcwd>. Acesso em: 16 nov. 2018. 4. c) A poluição luminosa não possibilita a visualização das estrelas, da Via Láctea e de outros astros, além de prejudicar a saúde humana, interferindo no sono e no meio ambiente, ao mudar os hábitos dos animais, por exemplo. d) Resposta pessoal. Oriente os alunos a conversarem sobre locais próximos à escola que sejam potenciais observatórios naturais das estrelas. Discuta quais são as características destes locais. Incentive os alunos a expandirem o esquema desenhado em seus cadernos para incluir a localização do Sistema Solar na Via Láctea e, também, a posição da Terra nesse sistema. Caso a sua cidade possua um observatório astronômico aberto ao público, procure organizar uma visita com os alunos. 5. Essa atividade retoma a importância histórica de Nicolau Copérnico que, ao propor o modelo heliocêntrico, proporcionou um grande avanço no estudo do Sistema Solar. Adicionalmente, essa atividade permite que os alunos valorizem o conhecimento historicamente construído para explicar a realidade, conforme a competência geral 1. Apresente para os alunos que a tabela exposta no livro não inclui Urano e Netuno, pois esses planetas só foram descobertos mais de 200 anos depois que Copérnico fez suas observações. Retome a contribuição de Johannes Kepler e de Galileu Galilei para a confirmação do modelo heliocêntrico. b) Sim, pois as medidas são muito próximas às atuais.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O ASSUNTO É...

O ASSUNTO É... Peça que os alunos citem diferentes formas de produção de energia que a humanidade utiliza atualmente. Com base nas respostas, retome o que foi ensinado no 7o ano sobre diferentes usinas geradoras de energia elétrica como eólica, solar, hidrelétricas, termoelétrica e termonuclear. Em seguida, apresente as informações contidas na tabela abaixo, destacando como os diferentes processos citados podem gerar quantidades muito diferentes de energia. Ao longo dessa explicação, enfatize que está sendo apresentado quanto tempo cada energia, liberada pelos diferentes processos, é capaz de manter uma lâmpada de 100 W acesa. Ou seja, quanto maior o tempo apresentado, maior será a energia gerada.

AS ESTRELAS PODEM SER NOSSO FUTURO Muitos dos corpos celestes que compõem o Universo, como as estrelas, possuem dimensões enormes. Ao observar a imagem a seguir, podemos perceber como nosso planeta é pequeno se comparado ao Sol. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

VLADIMIR ARNDT/SHUTTERSTOCK.COM

Sol

Energia liberada por 1 kg de matéria Processo

Tempo*

Água

Queda d’água de 50 m

Carvão

Combustão

UO2 Enriquecido

Fissão em um reator

690 anos

Fissão total

3 x 104 anos

Fusão total

3 x 104 anos

235

Deutério Matéria e antimatéria

Aniquilação total

Terra

Representação comparando o tamanho da Terra e do Sol.

Ainda assim, nosso Sol é uma estrela pequena se comparada a outras que existem no Universo. A imagem a seguir traz uma comparação entre o Sol e outras estrelas.

Sirius Sol Pollux

3 x 104 anos

Arcturus

* Essa coluna mostra o tempo em que a energia manteria acesa uma lâmpada de 100 W.

Representação comparando o tamanho de algumas estrelas, incluindo o Sol.

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Fonte: HALLIDAY, D. et al. Fundamentos de Física. Rio de Janeiro: LTC, 2012. v. 4. p. 237.

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Apresente, também, que só os 3 primeiros processos citados na tabela são utilizados atualmente, sendo que os 3 últimos refletem o potencial energético teórico que dificilmente será atingido pela humanidade. Se julgar necessário, diferencie a fissão em um reator da fissão to-

MILAGLI/SHUTTERSTOCK.COM

Forma de Matéria

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

tal. No primeiro caso, a energia proveniente da fissão é utilizada para aquecer a água, a qual é utilizada para movimentar uma turbina gerando, assim, energia elétrica. No segundo caso, é estimado o quanto de energia seria obtido se toda a energia da fissão fosse aproveitada.

Chame a atenção para a quantidade de energia que pode ser obtida com a fusão nuclear e, em seguida, apresente mais informações sobre como esse processo ocorre no Sol, conforme descrito no livro.

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bombardearam Hiroshima e Nagasaki, no Japão, durante a Segunda Guerra Mundial. Por outro lado, a bomba de hidrogênio foi desenvolvida em 1950 e funciona com a união dos núcleos de formas alternativas do hidrogênio, chamadas isótopos, formando o elemento químico hélio. Essa reação é semelhante à observada no Sol e, para que ela aconteça, é necessária grande quantidade de energia. Por isso, a fusão dos núcleos em uma bomba de hidrogênio é iniciada com a detonação de uma pequena bomba atômica. Destaque, também, que a bomba de hidrogênio possui um poder destrutivo de centenas a milhares de vezes maior que uma bomba atômica. Ao final, procure organizar uma discussão sobre o impacto dessas bombas. Oriente os alunos a observar que uma mesma tecnologia pode ser utilizada para auxiliar a humanidade, produzindo energia com um baixo impacto ambiental, ou para fins bélicos. Peça, ainda, que os alunos reflitam sobre as implicações políticas e socioambientais da existência dessas armas. Finalmente, destaque a importância e os benefícios do uso do diálogo para a resolução de conflitos, reconhecendo, assim, que todas as pessoas do planeta fazem parte da mesma coletividade.

Independentemente do tamanho da estrela, sua constituição é composta de hidrogênio (H) e hélio (He). Esses dois elementos são os mais abundantes não somente nas estrelas, mas em todo o Universo.

Composição do Sol

EDITORIA DE ARTE

Hidrogênio 71,0 Hélio 27,1 Oxigênio 0,97 Carbono 0,40 Nitrogênio 0,096 Silício 0,099 Magnésio 0,076 Neon 0,058 Ferro 0,014 Enxofre 0,040 Outros 0,147

Gráfico mostrando a abundância (% da massa total) dos elementos que compõem o Sol.

Fonte dos dados: NASA. Disponível em: <http://teacherlink.ed.usu.edu/tlnasa/reference/ imaginedvd/files/imagine/docs/ask_astro/answers/961112a.html>. Acesso em: 2 nov. 2018.

O brilho e a energia que as estrelas possuem, e as fazem viver por bilhões de anos, se originam de um processo chamado de fusão termonuclear. Nele, os átomos de hidrogênio (H) se fundem para formar átomos de hélio (He) em uma sequência de reações. Essa fusão só é possível devido às condições de altíssimas temperatura e pressão presentes no núcleo das estrelas. A energia liberada no processo de fusão termonuclear é enorme. Vamos fazer uma comparação. Suponha que um quilograma de carvão foi queimado em uma termelétrica e gerou energia elétrica suficiente para manter acesa uma lâmpada de 100 watts por 8 horas. Se a mesma quantidade de hidrogênio pudesse sofrer a fusão termonuclear, a energia liberada manteria essa lâmpada acesa por 30 000 anos! Cientistas já conseguiram reproduzir a fusão nuclear, mas ainda em pequena quantidade, não o suficiente para a utilização de energia elétrica em grande escala. Uma das dificuldades em realizar esse processo está em conseguir atingir as altas temperaturas e pressões necessárias para a fusão. Entretanto, novas tecnologias estão sendo desenvolvidas com o objetivo de se ter energia elétrica a partir da fusão nuclear. 1. A fusão nuclear. Na fusão nuclear que acontece nas estrelas, os átomos de hidrogênio expostos a grandes pressões e temperaturas têm seus núcleos fundidos, formando o hélio em um processo que envolve várias reações. 1. Qual é a fonte de energia que mantém as estrelas durante bilhões de anos? Explique-a com suas palavras.

ATIVIDADES

2. O processo de obtenção de energia utilizado nas usinas termonucleares é a fissão termonuclear. Forme um grupo com mais dois colegas e pesquise sobre qual é a principal diferença entre a fissão e a fusão termonuclear. Em seguida, estabeleça uma comparação entre esses dois processos de obtenção de energia, citando as vantagens e desvantagens de cada um. Apresente o resultado de sua pesquisa por meio de uma apresentação, que pode ser mídia digital (vídeo ou slides) e compartilhe o material no blog da turma. 2. Basicamente a diferença entre um processo e outro é que, na fusão nuclear, ocorre, a fusão do núcleo entre dois átomos, formando um átomo mais pesado; já a fissão nuclear envolve a quebra do núcleo de um átomo para a liberação de energia. Sugestões de sites para pesquisa: <http://livro.pro/cf7n8r> e <http://livro.pro/7m2xrh> (acessos em: 2 nov. 2018).

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Comentários sobre as atividades 1 e 2. Essas atividades permitem avaliar as implicações políticas, socioambientais e culturais da ciência e tecnologia, conforme a competência específica 4, e o incentivo ao uso de tecnologias digitais de forma crítica e reflexiva para dissemi-

nar informações está associado à competência geral 5. Adicionalmente, pode levar os alunos a promover uma discussão com empatia e diálogo para a resolução de conflitos, promovendo o respeito à diversidade, conforme a competência geral 9. Ao discutir as diferenças entre fusão e fissão termonucle-

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ar, apresente a diferença entre uma bomba atômica e uma bomba de hidrogênio conforme as seguintes informações. A bomba atômica funciona com a fissão nuclear, ou seja, com a separação do núcleo de um elemento químico pesado como o urânio ou o plutônio. Essas foram as bombas que

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HABILIDADES

CAPÍTULO

p. XIV

• EF09CI15 • EF09CI16

COMPETÊNCIAS

ASTRONOMIA E SOCIEDADE

GERAIS p. XX • 1, 2, 3, 4, 5 e 6. A PRIMEIRA VEZ LONGE DE CASA Em 16 de julho de 1969, às 10h32 do horário de Brasília, um foguete decolou dos Estados Unidos levando consigo três astronautas em direção à Lua. Essa foi uma das maiores conquistas científicas do século XX.

ESPECÍFICAS p. XXI • 1, 2, 3, 4, 5 e 6.

OBJETIVOS DO CAPÍTULO • Identificar como a utilização dos corpos celestes pelos povos antigos auxiliava em suas atividades cotidianas, como os deslocamentos (navegações), a caça e a agricultura. • Conhecer alguns mitos antigos que explicavam a origem da Terra e dos astros celestes • Relacionar os mitos com as necessidades de diferentes culturas. • Conhecer a Astrobiologia como uma ciência multidisciplinar. • Discutir sobre a importância da Astrobiologia para a sociedade. • Identificar as características necessárias para o desenvolvimento da vida como a conhecemos. • Analisar possíveis astros celestes que podem apresentar características favoráveis à vida. • Conhecer algumas missões espaciais que foram e serão realizadas para fora da Terra. • Analisar as viagens espaciais com base em tecnologias distâncias e estrutura fisiológica dos seres humanos.

3. Após 79 horas de viagem e algumas manobras no espaço, a nave passou a orbitar a Lua.

2. Após 12 minutos do lançamento, o foguete, com os tripulantes Neil Armstrong (1930-2012), Edwin ‘Buzz’ Aldrin (1930-), e Michael Collins (1930-), já estava orbitando a Terra a 28 000 km/h.

1. A missão que levou os primeiros seres humanos à Lua foi chamada de Apolo 11. Ela foi coordenada pela Nasa (Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço). O foguete utilizado na missão tinha 121 metros de altura, e era chamado Saturno V.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS O infográfico presente nas páginas de abertura do capítulo tem o objetivo de levantar a curiosidade dos alunos a respeito da exploração espacial feita pelos seres humanos e de aproximar o assunto do cotidiano dos alunos ao mostrar a eles que diversas tecnologias que utilizamos atualmente se originaram a partir de pesquisas científicas desenvolvidas para a exploração do Universo. Se desejar, comente com os alunos que ao todo houve 17 missões Apollo para a Lua.

4. No dia 20 de julho de 1969, um módulo lunar com Aldrin e Armstrong chega à superfície da Lua. Eles descem do módulo, tiram fotografias, instalam equipamentos e coletam amostras de rochas lunares. Collins fica na nave que continua a orbitar a Lua.

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Resposta pessoal. Espera-se que alunos respondam que sim. Para uma 1.1. Resposta pessoal. Espera-se que osos alunos respondam que sim. Para uma missão espacial, diversos estudos realizados, entre eles astronômicos, relacionamissão espacial, diversos estudos sãosão realizados, entre eles osos astronômicos, relacionaposições planetas, distâncias, gravidade, condições espaço, entre outros. dosdos àsàs posições dosdos planetas, distâncias, gravidade, condições dodo espaço, entre outros. A partir desses dados, podem desenvolvidas diversas tecnologias e como consequência diversos A partir desses dados, podem serser desenvolvidas diversas tecnologias e como consequência diversos produtos e equipamentos que permitam a realização viagens espaciais. Esses avanços tecnológicos produtos e equipamentos que permitam a realização dasdas viagens espaciais. Esses avanços tecnológicos podem incorporados a produtos serviços que utilizamos nosso cotidiano. podem serser incorporados a produtos ouou serviços que utilizamos emem nosso cotidiano. 2. Resposta pessoal. O objetivo desse questionamento é o de 3. Resposta pessoal. Espera-se que os alunos aproximar os alunos da realidade brasileira sobre a Astronomia. recorram a conhecimentos históricos e comenApesar de não ter tantos recursos e tecnologias disponíveis tem sobre a agricultura, a localização espacial, a quanto outros países, os pesquisadores brasileiros fazem impor- localização temporal, entre outras. tantes contribuições à Astronomia.

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A Apollo 1, agendada para 21 de fevereiro de 1967, seria a primeira missão tripulada. No entanto, aconteceu uma tragédia: houve um incêndio no módulo de comando, que custou a vida dos tripulantes. Com isso, foram enviadas algumas missões não tripuladas, sendo que a seguinte missão

tripulada foi a Apollo 7, em 11 de outubro de 1968. A Apollo 11 foi a quinta missão tripulada enviada à Lua, porém foi a primeira que pousou em sua superfície. A última viagem à Lua da missão Apollo (a 17) ocorreu em 1972.

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1. A partir do infográfico, é possível dizer que a Astronomia influencia o cotidiano da sociedade humana? Por quê?

2. O Programa Espacial Brasileiro, desenvolvido pela Agência Espacial Brasileira (AEB), também contri-

buiu com o desenvolvimento de novas tecnologias. Um exemplo é a produção de um aço leve e de alta resistência. Esse material é utilizado nos trens de pouso de aviões comerciais, além de ter outras aplicações. Você sabia que, no Brasil, também há uma Agência Espacial? Qual é a importância disso?

3. A Astronomia já influenciava o ser humano, desde as primeiras civilizações. Cite uma atividade que o ser humano realizava, antes do desenvolvimento dessas tecnologias atuais, e que dependia da observação dos astros, direta ou indiretamente. 7. Para o sucesso dessa, e de outras missões espaciais, diversas tecnologias foram desenvolvidas para garantir a segurança dos astronautas, oferecer condições de sobrevivência no espaço, comunicação, entre outras. Estas tecnologias também foram aproveitadas para diferentes situações e atualmente fazem parte de nosso cotidiano. Veja alguns exemplos.

5. Pouco mais de duas horas depois do pouso, os astronautas estão de volta ao módulo lunar. Algumas horas depois, o módulo se junta à nave para a viagem de volta.

Teflon – utilizado em panelas para evitar que alimentos grudem no fundo ao serem preparados.

Tecidos não inflamáveis – utilizados em uniformes de bombeiros. Alimentos liofilizados – alimentos com baixíssimo teor de água, que devem ser hidratados no momento do consumo. Esse tratamento reduz sua decomposição e contaminação. Purificador de água – utilizado nas residências.

Velcro – utilizado em roupas e uma variedade de outros produtos.

Monitor cardíaco – utilizado em hospitais.

6. No dia 24 de julho de 1969, os astronautas pousam em segurança no oceano Atlântico, e são resgatados pela marinha americana.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

PAULO CÉSAR PEREIRA

Sistema de comunicação por satélites – GPS, televisões, internet, monitoramento do tempo, de queimadas e desmatamentos são algumas das utilizações dos satélites atuais.

nl, a

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• Lentes de proteção contra raios UVA e UVB, utilizadas em óculos de sol. • Termômetro que mede a temperatura corporal em segundos, fabricado utilizando a mesma tecnologia que mede o calor das estrelas. Comentários sobre as atividades 1. A atividade tem o objetivo de levar os alunos a interpretar o infográfico, refletindo sobre como os estudos astronômicos contribuem não somente para ampliar o conhecimento científico sobre o Universo, mas também para o desenvolvimento de novas tecnologias. 2. Ao trabalhar com a atividade, comente com os alunos um pouco mais sobre a Agência Espacial Brasileira e seus programas. Por exemplo, a missão Amazônia-1, que prevê a construção de três satélites de sensoriamento remoto para o monitoramento ambiental e aperfeiçoamento do sistema de detecção em tempo real do desmatamento no Brasil. Para saber mais, veja informações no link a seguir. Programas da AEB. Disponível em: <http://livro.pro/w24k di>. Acesso em: 15 out. 2018. 3. A atividade tem por objetivo levantar os conhecimentos prévios dos alunos a respeito de como o conhecimento dos astros influenciou antigas civilizações, assunto que será trabalhado no Tema 1 do capítulo.

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Se julgar pertinente, comente com os alunos que os benefícios dos programas espaciais para a sociedade são chamados de Spin-off, um termo em inglês que significa desdobramento. Ele é utilizado para denominar as tecnologias que viram produtos a partir de grupos de pesquisa acadêmicos ou de outras empresas.

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Se desejar, diga aos alunos que o teflon e o velcro, apesar de serem dois dos spin-offs mais conhecidos da NASA, já existiam, mas foram realizadas novas utilizações e adaptações para as viagens espaciais. Comente com os alunos sobre outras tecnologias desenvolvidas pela NASA que uti-

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lizamos em nosso cotidiano, listadas a seguir. • Espuma viscoelástica, utilizada na fabricação de travesseiros, foi desenvolvida em 1966, sendo usada nos assentos dos ônibus espaciais para absorver impactos. • Creme dental comestível, utilizado para a higiene bucal de pacientes incapacitados.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

TEMA 1

OS POVOS E OS ASTROS As obras de arte presentes na abertura do tema têm o objetivo de despertar a curiosidade dos alunos a respeito do estudo do universo, mostrando o fascínio que os corpos celestes despertam na humanidade, por meio do exemplo de representações artísticas. Se desejar comente com os alunos que, utilizando programas astrônomicos de computador como o Stellarium, que recriam a posição dos astros na data e na hora escolhidas, astrônomos conseguiram decifrar a data e o horário que o quadro A Noite Estrelada foi pintado: na madrugada do dia 23 de março de 1889.

Os povos e os astros

VINCENT VAN GOGH.1889.ÓLEO SOBRE TELA.MUSEU DE ARTE MODERNA, NOVA IORQUE.

ALEX HARRISON PARKER/HUBBLE SPACE TELESCOPE / VAN GOGH'S "THE STARRY NIGHT" MOSAIC.MODERNA, NOVA IORQUE.

Observe com atenção as imagens a seguir.

A noite estrelada (1889), de Vincent van Gogh (1853-1890). (Óleo sobre tela, 73,7 x 92,1 cm)

Comentários sobre as atividades 1 e 2. Ao trabalhar com as atividades, retome o conteúdo estudado no capítulo anterior sobre o Sistema Solar e os corpos celestes que fazem parte dele, como os planetas e as luas desses planetas, e aqueles que não fazem, como as outras estrelas.

Recriação da obra A noite estrelada, por Alex Parker (2012). A obra foi feita a partir de uma montagem em computador usando diversas fotos do Universo tiradas pelo telescópio Hubble.

A Lua e as estrelas. A Lua pertence ao Sistema Solar, já as estrelas estão fora do Sistema Solar.

1. Que astros vemos no quadro original de Van Gogh? Estes astros pertencem ao Sistema Solar? 2. Qual foi a inspiração para o artista recriar o quadro de Van Gogh? Resposta pessoal. Espera-se que os

alunos identifiquem que a recriação foi feita com um mosaico de fotografias tiradas do espaço, por isso, a inspiração foi o Universo.

Como vimos no capítulo 7, o estudo dos astros se iniciou na Antiguidade. Estes estudos continuam nos dias atuais, permitindo que novas descobertas sejam realizadas. Também estudamos que os telescópios são muito importantes para a Astronomia e que entre os que mais contribuíram para o conhecimento do Universo está o Hubble. As imagens dispostas no mosaico que recriaram a obra de Van Gogh foram obtidas por esse telescópio.

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AMPLIANDO

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Em conjunto com a disciplina de artes, peça aos alunos que façam uma pintura, um desenho ou uma colagem representando o céu e os corpos celestes à noite, em uma data e horário preestabelecidos. Organize uma exposição dos trabalhos e peça aos alunos que

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comparem os corpos celestes observados com os colegas, discutindo as semelhanças e diferenças. Caso o tempo não permita a observação do céu (se estiver nublado ou chovendo), peça aos alunos que utilizem o programa Stellarium para recriar o céu na cidade, na data e horário combinados.

• STELLARIUM. Disponível em:

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<http://livro.pro/bkgfvu>. Acesso em: 15 out. 2018.

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Quando falamos de Universo e dos astros, não podemos nos deter somente aos aspectos científicos, como sua estrutura e composição. O fascínio pelos astros é naturalmente humano, e pode ser evidenciado na cultura de diversos povos, em suas manifestações artísticas, crenças, costumes e na mitologia. Isso fica evidente na clássica obra de Van Gogh mostrada na página anterior. Além de admiração, os astros influenciaram, e ainda influenciam, a sociedade humana, fornecendo bases para o conhecimento das estações do ano, a determinação de épocas de plantio, entre outros. São estes aspectos que iremos estudar a partir de agora.

Marcação do tempo O movimento aparente do Sol no céu ao longo de um ano é um reflexo do movimento de translação da Terra. Por conta desta periodicidade, diversos povos aprenderam a fazer previsões destes movimentos e a relacioná-los à duração do ano e às estações do ano. Em diversas regiões do mundo, existem monumentos que foram construídos há milhares de anos, relacionados à marcação do tempo, que são evidências de conhecimentos astronômicos de civilizações antigas. Um deles é o Newgrange, construído em 3200 a.C, na Irlanda. Acredita-se que ela tenha sido usada para marcar o início de um novo ano. A construção desse monumento foi feita de tal forma que no solstício de inverno, isto é, no dia em que se tem início o inverno, o Sol ilumina seu corredor e sua câmara central.

MNSTUDIO/SHUTTERSTOCK.COM

BRIAN LAWLESS/PA WIRE/ZUMAPRESS/FOTOARENA

Fotografia aérea de Newgrange, monumento pré-histórico. Irlanda, 2018. Corredor de Newgrange sendo iluminado no solstício de inverno (dia mais curto do ano). Irlanda, 2014.

os alinhamentos e círculos serviam como referências a importantes pontos observados no horizonte, como as posições do nascer e do pôr do Sol e da Lua ao longo do ano. Esses monumentos megalíticos são autênticos observatórios destinados à previsão de eclipses na Idade da Pedra. Explique aos alunos que o monumento de Newgrange está localizado no Hemisfério Norte, onde o solstício de inverno acontece próximo ao dia 22 de dezembro. No Hemisfério Sul, ele ocorre próximo ao dia 21 de junho. Nesse momento, retome sobre o eixo de inclinação da Terra, relembrando que o ângulo de incidência dos raios solares é diferente nos dois hemisférios, e isso, bem como o movimento de translação, determina as estações do ano (habilidade EF08CI13). Se julgar pertinente, diga que o Newgrange era classificado como um túmulo de passagem, ou seja, um local que consiste em uma passagem estreita feita de pedras grandes e uma ou várias câmaras funerárias cobertas de terra ou pedra. No entanto, atualmente ele é reconhecido como um Templo Antigo, um lugar de importância astrológica, espiritual, religiosa e cerimonial. Acredita-se que ele foi construído para marcar o início do novo ano. Além disso, pode ter servido como um poderoso símbolo da vitória da vida sobre a morte.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

MARCAÇÃO DO TEMPO Ao iniciar o assunto, retome com os alunos sobre os movimentos relativos da Terra, relembrando o movimento aparente do Sol e o movimento de translação, assuntos estudados no 6o ano, conforme habilidade EF06CI04.

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Se desejar comente com os alunos que essas grandes construções de pedra do período pré-histórico recebem o nome de construções megalíticas. As mais antigas datam de aproximadamente 50.000 anos atrás. Em algumas dessas construções, existem gravações feitas em pedras, que

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representam estrelas como as Plêiades, as constelações da Ursa maior e Ursa Menor, entre outras. Estudando os sítios megalíticos, como os de Callanish, na Escócia, o círculo de Stonehenge, na Inglaterra e os alinhamentos de Carnac, na Bretanha, os astrônomos e arqueólogos concluíram que

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As constelações também indicavam o início das estações do ano para diferentes povos. Os gregos antigos, por exemplo, utilizavam a posição da constelação de Órion no céu para saber o início do inverno e do verão. Ao observarem Órion nascer no céu durante o amanhecer, concluíam que o verão já havia chegado. Em contrapartida, quando observavam Órion nascer no início da noite, concluíam que o inverno já havia chegado. O conhecimento do ciclo de fases da Lua influenciou a criação do calendário de diversos povos na antiguidade, como os babilônicos. O calendário babilônico dividia o ano em 12 meses lunares, de 29 ou 30 dias cada. O ano somava 354 dias. Assim, para que as estações do ano não ficassem defasadas em relação à passagem do tempo, os babilônicos adicionavam um 13o mês a cada três anos.

Se desejar, comente que o Stonehenge é considerado um patrimônio mundial da UNESCO (do inglês United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization), órgão da ONU para a Educação, Ciência e Cultura. Explique a eles que um patrimônio mundial ou histórico é uma região ou área considerada pela comunidade científica de fundamental importância para a humanidade. Diga aos alunos que no Brasil existe um monumento semelhante, chamado de “Stonehenge Brasileiro”, localizado na cidade de Calçoene, no interior do Amapá. O sítio arqueológico da cidade de Calçoene, no interior do Amapá, pode ter sido um grande calendário solar construído por civilizações antigas há mais de mil anos. [...] O sítio era provavelmente usado pelos povos antigos para saber a época de plantio, colheita, chuva e seca [...] Pesquisas apontaram uma relação das construções com o solstício de inverno, momento em que o Sol está mais afastado do Equador, em cima do trópico de Capricórnio. Marcomede espera encontrar novos elos entre o sítio e fenômenos astronômicos: “Com os dados obtidos, confeccionaremos um mapa das constelações para encontrar outras relações com estrelas brilhantes e a Lua”, finaliza o físico. VENTURA, B. Stonehenge Brasileiro. Ciência Hoje. Disponível em: <http:// cienciahoje.org.br/artigo/stonehengebrasileiro/>. Acesso em: 15 out. 2018.

Ao comentar sobre a constelação de Órion, explique aos alunos que a Grécia se localiza no Hemisfério Norte. Assim, no Hemisfério Sul ocorre o contrário, ou seja, seu surgimento no início da noite indica a chegada do verão.

ERKKI MAKKONEN/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Constelação de Órion vista durante a noite, no inverno, no Hemisfério Norte.

Agricultura e caça

SPL/FOTOARENA

O conhecimento do início das estações do ano, possibilitado pela observação dos astros, permitiu o planejamento de plantios e colheitas. Na Antiguidade, os egípcios, por exemplo, realizavam o cultivo às margens do rio Nilo em função das cheias anuais do rio. Eles sabiam que as cheias se iniciavam quando a estrela Seped – conhecida atualmente como Sírius – aparecia antes do amanhecer.

Céu visto do Irã, logo antes do amanhecer. É possível visualizar a estrela Sírius – a mais brilhante do céu.

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Diga aos alunos que, na fotografia, as três estrelas alinhadas representam o cinturão de Órion, e que a estrela avermelhada, acima da imagem, é Betelgeuse, uma estrela centenas de vezes maior que o nosso Sol.

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Para mais informações sobre a constelação de Órion, acesse o link: • Órion. PIRES, Henrique Di Lorenzo. Disponível em: <http:// livro.pro/z725uq>. Acesso em: 21 nov. 2018.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

MUSEU NACIONAL DA DINAMARCA,DINAMARCA.

As fases da Lua também são utilizadas pelos indígenas tupi-guaranis para determinação das épocas de plantio e de dias de caça. Quanto à caça, eles consideram que a melhor época para a realização desta atividade seja próxima à Lua Nova, pois perto da Lua Cheia, com o aumento da luminosidade, os animais se tornam mais agitados.

Pintura Índio Tupi, 1643 (óleo sobre tela). Albert Eckhout. Museu Nacional da Dinamarca.

Orientação espacial

SERGEY MELNIKOV/SHUTTERSTOCK.COM

Astrolábio árabe.

Rubídea

Pálida

SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Uma das formas mais antigas de orientação espacial era realizada por meio da observação dos astros. A navegação marítima, por exemplo, baseou-se por muito tempo na posição dos astros no céu, que podiam ser interpretadas com o auxílio de um astrolábio. Atualmente, essas informações ainda podem ser utilizadas. O primeiro astrolábio foi construído pelos gregos, em cerca de150 a.C., e permitia a determinação da altura dos astros. Ao longo dos anos esse tipo de instrumento foi aperfeiçoado pelos árabes e, no século XV, começou a ser utilizado para auxiliar nas navegações em alto-mar. Estrelas como a Polar (ou Polaris), localizada na constelação Ursa Menor, servia como guia para os marinheiros localizarem o Norte. Alguns povos indígenas brasileiros utilizavam a constelação Cruzeiro do Sul para orientar-se. Eles sabiam que, quando a cruz formada entre as estrelas, popularmente conhecidas como Mimosa, Rubídea, Pálida e Magalhães, estava em pé, como na fotografia ao lado, o prolongamento de seu braço maior apontava para o Sul.

Mimosa

Magalhães

Constelação do Cruzeiro do Sul, vista no céu do Hemisfério Sul.

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#FICA A DICA, Aluno!

Para saber mais sobre a Astronomia e sua relação com povos indígenas, veja o artigo disponível no link a seguir. • O céu como guia de conhecimentos e rituais indígenas. MARIUZZO, Patrícia.

Disponível em: <http://livro.pro/ d3oxvr>. Acesso em: 21 nov. 2018.

Ao falar sobre as fases da lua, retome o conteúdo visto no 8o ano, conforme habilidade EF08CI12. Comente que os povos indígenas tupis-guaranis, assim como os Incas, os Maias e os Astecas, possuíam calendários baseados no mês lunar, ou seja, nas fases da Lua. O estudo da Astronomia de grupos étnicos ou culturais contemporâneos, inclusive dos indígenas brasileiros, é chamado de etnoastronomia. Comente que fenômenos astronômicos que não podiam ser previstos, como cometas e eclipses, causavam bastante terror, sendo explicados através de mitos, conforme será visto mais adiante no capítulo. Quando iniciar o assunto sobre orientação espacial, estabeleça a diferença entre orientação temporal e orientação espacial. Explique que a observação de fenômenos astronômicos como o movimento aparente do Sol, as fases da Lua e as estações do ano para contagem dos dias, meses e anos, estão relacionados com a orientação temporal. Já a observação dos corpos celestes para se localizar no espaço, como a observação das constelações de Ursa Menor e Cruzeiro do Sul durante as navegações, refere-se à orientação espacial. Diga que a constelação de Ursa Menor, devido à sua localização, é visível somente no Hemisfério Norte. Comente que devido ao eixo de inclinação da Terra, a Estrela Polar do Norte (Polaris) é a única que permanece num ponto fixo no céu, próxima ao Polo Norte. Comente que, da mesma maneira, a Constelação do Cruzeiro do Sul pode ser observada somente no Hemisfério Sul, ou em regiões do Hemisfério Norte próximas à linha do Equador.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Mitos e lendas Os astros também têm influência na cultura dos povos, e muiVeja no material autos deles criaram mitos sobre o Sol, a Lua, as constelações, os eclipdiovisual o vídeo sobre a origem do Universo ses etc. Os antigos egípcios, por exemplo, explicavam a ocorrênem diferentes culturas. cia de eclipses por meio do mito de Apep, a serpente da Lua. De acordo com esse mito, Apep seria uma serpente vista como um monstro, cujo adversário natural era o deus do Sol, Rá. A serpente perseguia Rá, pois seu objetivo era devorá-lo. Eles lutaram enquanto Rá arrastou o Sol pelo céu, iluminando diversas regiões do mundo. De vez em quando, Apep conseguia vencer a trajetória percorrida pelo deus e originava um eclipse solar. Mas Rá e outros defensores do céu, ao lutar, sempre conseguiam fugir da sombra de Apep, voltando a luz solar.

DE AGOSTINI PICTURE LIBRARY / S. VANNINI / BRIDGEMAN IMAGES/AGB PHOTO

Se desejar, apresente outras mitologias sobre os eclipses aos alunos. Segundo a mitologia nórdica, o deus Loki comanda Fenrir, um lobo gigante que criou uma dupla de homens-lobos chamados Sköll e Hati. Esses monstros tentam, mas não conseguem, engolir o Sol e a Lua. Quando finalmente mordem um deles, a luz do mundo extingue em suas barrigas sombrias, ocorrendo os eclipses. De acordo com a mitologia Persa, existiam criaturas humanoides aladas chamadas Peri. Essas criaturas eram capazes de ajudar as pessoas, mas também podiam ser maldosas, arruinando colheitas e escurecendo o Sol.

#FICA A DICA, ALUNO! Para saber mais sobre mitos e cosmologia indígena, acesse o link a seguir. • Mitos e cosmologia. POVOS INDÍGENAS DO BRASIL. Disponível em: <http://livro.pro/ aq5ndc>. Acesso em: 21 nov. 2018. Para conhecer sobre a importância dos mitos para as sociedades indígenas, acesse o artigo: • A importância dos mitos para as sociedades indígenas. RIBEIRO, Rosa Cristina; LUNA, Julia Falgeti; ALMEIDA, Bárbara Cristina Krüngel de Barros. Disponível em: <http:// livro.pro/cfrp6g>. Acesso em: 18 nov. 2018.

Apep representada em uma tumba egípcia.

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Um dos materiais disponíveis nesta coleção trata das hipóteses sobre a origem do Universo para diferentes culturas e é apresentado na forma de vídeo. Nele é possível perceber como as explicações dadas por diferentes povos têm relação com suas culturas e tradições.

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ASTRONOMIA E CINEMA

FILME DE CHRISTOPHER NOLAN. INTERESTELAR. WARNER BROS PICTURES. EUA. 2014

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS INTEGRANDO COM ARTE Pergunte aos alunos se eles costumam assistir a filmes de ficção científica. Peça que digam quais são os seus filmes favoritos do gênero e contem um pouquinho sobre eles a um colega. Peça a eles que reflitam sobre alguma cena que considerem que não seja real e que tentem explicar como ela poderia ser cientificamente correta. Auxilie-os na discussão. Um estudo realizado por pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (UNESP) do campus de Bauru (SP) concluiu que a ficção científica pode ser uma ferramenta didática importante para ensino de Ciências, atuando como um desencadeador de aprendizagem. Em seu trabalho, foi utilizado como estudo de caso o filme Parque dos Dinossauros (1993), do diretor estadunidente Steven Spielberg (1946-). Caso queira saber mais sobre o estudo, acesse o link indicado na seção #FICA A DICA, Professor! Comentários sobre as atividades 1. Ao trabalhar com a atividade, retome o infográfico das páginas de abertura do capítulo, reforçando todas as tecnologias que utilizamos que foram derivadas de estudos astronômicos (os spin-offs). 2. A atividade requer a interpretação do texto pelos alunos. Tire dúvidas, se houver. É importante que os alunos reconheçam a importância do cinema como arte e também ferramenta de aprendizado, além de entretenimento.

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ATIVIDADES 1 e 2. As atividades requerem que os alunos relacionem as diferentes leituras do céu e explicações sobre a origem da Terra, do Sol ou do Sistema Solar às necessidades de distintas culturas (agricultura, caça, mito, orientação espacial e temporal etc.), objetos de estudo da habilidade EF09CI15. 1. a) Retome com os alunos como funciona um astrolábio. Relembre que no Hemisfério Norte, as navegações eram guiadas pela Estrela Polar, que tem uma posição quase fixa no céu. Sendo assim, a latitude era determinada medindo-se o ângulo formado entre a posição da estrela e o horizonte. No Hemisfério Sul, a estrela alfa do Cruzeiro do Sul não possui posição fixa como a Polar, por isso a orientação era feita medindo-se o ângulo entre o Sol e o horizonte ao meio-dia, horário em que ele atinge a posição aparente mais alta no céu (zênite). 2. a) O Sol propicia a realização de plantios. Como era protegido e guiado pelo céu pelo deus Rá, era importante que os devotos rezassem a este deus para que todos os dias o Sol pudesse nascer. b) Um eclipse lunar acontece quando a Terra se posiciona entre o Sol e a Lua. Nessa configuração a Terra produz um cone de sombra no espaço e quando a Lua entra nesse cone, começa o eclipse. Um eclipse solar acontece quando a Lua se posiciona entre o Sol e a Terra. c) Resposta pessoal. O objetivo do questionamento é que os alunos associem a criação de uma lenda que satisfaça determinada necessidade. Aproveite a oportunidade para enfatizar sobre a importância de valorizar os conhecimentos historicamente construídos e de respeitar as diferentes culturas.

JERRY LODRIGUSS/SCIENCE SOURCE/FOTOARENA

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

1. b) Resposta pessoal. Os alunos podem mencionar que utilizam pontos de referência em seu trajeto de curta distância; que utilizam mapas virtuais ou GPS, para viagens a longa distância; etc. É importante que relacionem que a facilidade de se orientar por mapas, atualmente, só foi possível graças ao desenvolvimento tecnológico que permitiu a elaboração de NÃO ESCREVA ATIVIDADES mapas de grande parte das cidades do mundo, bem como a disponi- NO LIVRO. bilidade gratuita de acessá-los. 1. a) O astrolábio pode ser citado. Este instrumento auxiliava a identificar a altura e a posição dos astros no céu. por fornecer colheita a seu povo. 1. As civilizações antigas utilizavam os Ao amanhecer, Rá era vislumbrado astros para se localizarem e se oriencomo um recém-nascido, ao meio-dia tarem espacialmente. Uma constelaera contemplado como um pássaro ção muito utilizada para orientação no Hemisfério Norte é a Ursa maior, voando, e no pôr do sol, como um assim como a estrela Polar próxima a velho, indo em direção à terra dos ela. Elas eram muito utilizadas em namortos. Durante a noite ele guiava vegações marítimas. o Sol pelo submundo, e diariamente lutava com Apep, a serpente que representava todo o mal presente na humanidade. Sem as orações de seu povo, Rá ficaria fraco, perderia para Ursa Apep, e não haveria Sol para o culmenor Estrela tivo das plantações. Por esse motivo Polar Ursa seus devotos faziam orações noturmaior nas para que o Sol pudesse voltar no dia seguinte. Respostas nas Orientações para o professor. a) Por que os egípcios acreditavam ser importante a realização de orações diCéu noturno no Hemisfério Norte mostrando a árias ao deus Rá? constelação de Ursa maior e a Estrela Polar, que se localiza na constelação Ursa menor. As constelações estão evidenciadas pelos traços pontilhados.

2. Diversos povos interpretavam o Sol e a

b) Os povos antigos já conheciam e interpretavam os fenômenos da natureza, mesmo que de forma única a sua cultura. Atualmente, conhecemos os mesmos fenômenos, no entanto a partir de explicações científicas. Por exemplo, a ocorrência de eclipses era explicada pelos egípcios por meio do mito de Apep. Explique com base em conhecimentos científicos como ocorrem os eclipses, solares ou lunares, totais.

posição que ocupava no céu, durante o dia, de formas únicas, relacionadas a suas respectivas culturas. No Egito antigo, por exemplo, deus Rá era o protetor e guia do Sol, e com sua presença era possível cultivar plantações. Por esse motivo, Rá era contemplado

c) Crie uma lenda sobre o Sol que se relacione à necessidade de orientação temporal, como, por exemplo, a passagem do dia. Essa lenda precisa conter o motivo de o Sol nascer e se pôr, e como isso é importante para marcar o tempo.

a) Cite um instrumento que auxiliava a orientação espacial nas navegações marítimas no passado e explique o que ele media. b) Como você se orienta e se localiza espacialmente? Que relação você consegue estabelecer, diante de sua resposta, com o desenvolvimento tecnológico?

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TEMA 2

1. Resposta pessoal. Objetivo desta questão é que os alunos compartilhem suas experiências pessoais, além de despertar o interesse sobre o assunto, tomando consciência de que é possível participar efetivamente de projetos espaciais.. 2. Resposta pessoal. Aproveite para discutir com os alunos como o incentivo à pesquisa científica é necessário em qualquer instituição de ensino, seja em escolas ou universidades, visto que contribuem para a construção dos conhecimentos de diversas áreas.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS ASTROBIOLOGIA A reportagem presente na abertura do tema tem o objetivo de aproximar a ciência dos alunos, mostrando um exemplo de estudantes da mesma faixa etária que eles, envolvidos em experimentos científicos. A intenção da reportagem é mostrar que havendo incentivo, interesse e muito estudo, todos podem participar de experimentos científicos, abrindo caminho para novos cientistas. Nesse sentido, é importante ter em mente que a curiosidade e o interesse pela ciência devem sempre ser estimulados desde cedo, seja em casa ou na escola. Desenvolver o pensamento científico é importante não somente para quem deseja se tornar um cientista no futuro, mas também para desenvolver o espírito crítico e investigativo, importantes em debates de questões científicas, tecnológicas e do mundo do trabalho, colaborando para uma sociedade justa, democrática e inclusiva, conforme competência específica 2 da BNCC.

Astrobiologia Leia o trecho da reportagem, a seguir.

Projeto de alunos brasileiros vence concurso da Nasa e será enviado para estação espacial FRANTIC00/SHUTTERSTOCK.COM

[...] Um projeto elaborado por estudantes brasileiros de 12 e 13 anos será enviado à Estação Especial Internacional (ISS) no próximo ano [2019] para auxiliar em pesquisas sobre construção e fabricação de peças no espaço. O experimento foi vencedor de um concurso promovido pela Nasa em parceria com o governo dos Estados Unidos para estimular pesquisas científicas entre os jovens. [...] [...] A pesquisa tem por intuito descobrir de que forma a microgravidade afeta o processo de endurecimento do cimento misturado com plástico reciclado e água. Isso possibilitaria a construção de materiais no espaço, por exemplo. Uma amostra do composto será testada por um astronauta, que verificará se as reações no espaço serão as mesmas

Estudos e observações do céu noturno podem estimular o desenvolvimento de projetos inovadores.

observadas na Terra. [...] ARREGUY, J. Projeto de alunos brasileiros vence concurso da Nasa e será enviado para estação espacial. O GLOBO. Disponível em: <https://oglobo.globo.com/sociedade/projeto-de-alunos-brasileiros-vence-concurso-da-nasa-seraenviado-para-estacao-espacial-22190863>. Acesso em: 8 out. 2018.

1. Você já participou de algum projeto que envolva Astronomia? Converse com seus colegas.

2. Você considera importante o incentivo das escolas à pesquisa científica? Converse com seus colegas.

Microgravidade: ausência de efeitos gravitacionais.

O texto acima nos mostra que o estudo da Astronomia, e de qualquer área da Ciência, não é desenvolvido apenas por cientistas, mas pode ser feito por qualquer outra pessoa. Diversos pesquisadores brasileiros iniciaram suas carreiras devido à curiosidade por determinados assuntos, como o Dr. Ivan Gláucio Paulino Lima, brasileiro, atualmente pesquisador da Nasa (Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço), uma agência do governo dos Estados Unidos. Veja a seguir uma entrevista que este pesquisador concedeu exclusivamente para este livro.

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#FICA A DICA, Professor!

O Departamento de Astronomia do Instituto de Astronomia, Geociências e Ciências Atmosféricas da USP disponibiliza no link a seguir uma série de livros, apostilas e até mesmo cursos de Astronomia

Comentários sobre as atividades 1 e 2. Ao trabalhar com as atividades, converse com os alunos sobre a realidade da escola com relação ao incentivo à ciência. Discuta se eles têm interesse ou não pelo estudo. Questione se eles sentem falta de desenvolver mais experimentos científicos. Caso haja interesse e curiosidade em questões científicas, tente realizar mais atividades, incentivando a curiosidade. Caso os alunos se mostrem desinteressados, busque saber o motivo e estimular a curiosidade.

com diferentes níveis de aprofundamento, desde básico até específicos. • Livros e Apostilas. Astronomia, IAG-USP. Disponível em: <http://livro.pro/g5kvha>. Acesso em: 16 out. 2018.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS Explicar aos alunos que apesar de estar ganhando mais reconhecimento recentemente, a Astrobiologia não é uma ciência nova. Diga que termos como exobiologia, cosmobiologia e bioastronomia já eram utilizados desde a década de 1940. Na língua portuguesa, o primeiro registro de astrobiologia data de 1958, no livro Introdução à Astrobiologia do biólogo Flávio Augusto Pereira. No entanto, a Astrobiologia ganhou reconhecimento como uma área de pesquisa em 1998, quando a NASA renomeou o seu programa de exobiologia (a busca de vida fora da Terra) para Astrobiologia. Segundo a NASA, o motivo da mudança baseou-se no fato de que para entender a vida em outros planetas precisamos primeiro compreender melhor a vida na Terra. Nesse contexto, é importante salientar para os alunos que a Astrobiologia, como muitos acreditam, não é simplesmente a busca por vida fora da Terra. É uma ciência que procura compreender como seria a vida fora do planeta, utilizando como modelo a vida que conhecemos. Por esse motivo, os conhecimentos científicos sobre as formas de vida da Terra são fundamentais para os avanços das pesquisas em Astrobiologia. Nesse momento, enfatize sobre a importância das pesquisas científicas que não têm implicações diretas na vida dos seres humanos, mas que são fundamentais para compreender a vida e sua manutenção no planeta.

1. Dr. Ivan, o que é Astrobiologia?

2. Qual é a importância dos estudos da Astrobiologia para a

IVAN GLAUCIO PAULINO LIMA

Astrobiologia é um empreendimento científico multidisciplinar, ou seja, envolve diferentes disciplinas científicas, como Biologia, Astronomia, Química, Física, Geologia, em pesquisas que visam responder a questões profundas da curiosidade humana, como a origem da vida, o futuro da vida e se existe vida em outros locais no Universo, além da Terra.

sociedade? Nós vivemos em uma época privilegiada da história da humanidade, pois é a primeira vez que temos tecnologia capaz de investigar essas questões utilizando o método científico. Hoje em dia é possível enviar sondas a outros planetas para Dr. Ivan, pesquisador da Nasa, em 2016. investigar a composição química desses ambientes. O avanço desses conhecimentos irá proporcionar grandes missões de exploração tripulada ao Sistema Solar, abrindo caminho para a expansão da presença humana no espaço. Ao longo desse processo, novas tecnologias são geradas tanto para a sobrevivência humana no espaço, como também na Terra. Portanto, a Astrobiologia reflete o espírito humano de querer conhecer mais, de querer entender os motivos pelos quais nós estamos aqui hoje.

3. Nos Estados Unidos, o senhor trabalha na Nasa. Qual é o seu trabalho?

Centro Ames de Pesquisa da Nasa, em Mountain View, Estados Unidos, em 2018.

SUNDRY PHOTOGRAPHY/SHUTTERSTOCK.COM

Sou cientista do Blue Marble Space Institute of Science (BMSIS), um dos diversos institutos de pesquisa que prestam serviços para a Nasa e oferecem escritório e espaço de laboratório para seus integrantes. Meu local de trabalho é o Centro Ames de Pesquisas da Nasa, no Vale do Silício, Califórnia, EUA. Lá eu faço parte de dois projetos de pesquisa. Um deles é a Missão Espacial chamada PowerCell, realizado em conjunto com a Dra. Lynn Rothschild. Neste projeto iremos testar experimentos biológicos em órbita da Terra, simulando diferentes níveis de gravidade, em um satélite a ser lançado em meados do ano que vem. O objetivo da missão é verificar como a variação da gravidade interfere no crescimento e processos de reprodução de determinadas bactérias. Queremos saber se esses processos biológicos irão se comportar da mesma maneira em outros planetas.

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#FICA A DICA, ALUNO! Para saber mais sobre a Astrobiologia e sobre as pesquisas que estão sendo feitas no Brasil, no link a seguir é possível baixar o livro citado durante a entrevista, presente na próxima página do livro do aluno. Ele foi desenvolvido por pesquisadores brasileiros do Núcleo de Pesquisas em Astrobiologia da USP.

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• NÚCLEO DE PESQUISAS EM

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ASTROBIOLOGIA, UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Astrobiologia – Uma Ciência Emergente. Disponível em: <http://livro.pro/vbji8f>. Acesso em: 16 out. 2018.

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O outro projeto visa a caracterização de danos causados por radiação ao DNA de glóbulos brancos do sangue humano. Objetivamos testar como esse tipo de radiação afeta a informação genética de um grupo de indivíduos, buscando algum padrão que possa ser usado para a seleção dos futuros astronautas que irão a Marte, nas próximas décadas. Ou seja, queremos buscar um fenótipo, que já exista, de maior resistência aos efeitos nocivos dos níveis de radiação presentes no espaço. Esse conhecimento poderá beneficiar também tratamentos de câncer por radioterapia aqui na Terra, pois permitirá o uso de doses de radiação mais eficientes e específicas para cada indivíduo, aumentando as chances de sucesso e reduzindo os efeitos colaterais associados a esse tipo de tratamento. Livro Astrobiologia: uma ciência emergente.

[...] A maioria dos raios cósmicos é muito energética podendo facilmente atravessar vários centímetros de chumbo. Como a radiação cósmica, atingindo organismos vivos pode causar alterações genéticas, muitos cientistas acreditam que essa radiação tem sido importante no processo evolutivo da vida em nosso planeta. Embora a radiação cósmica possa causar danos em indivíduos, ela deve ter tido também um papel importante no aparecimento da espécie humana. De qualquer forma, nossa atmosfera é uma proteção natural contra os raios cósmicos. Astronautas e viajantes espaciais em longas viagens deverão encontrar um modo eficiente para minimizar a exposição aos raios cósmicos [...]

4. Qual é a contribuição do Brasil nos estudos relacionados à Astrobiologia?

O Brasil tem diversos pesquisadores que atuam em áreas relevantes para a Astrobiologia, desenvolvendo e publicando trabalhos na área. Em 2017, criamos a Sociedade Brasileira de Astrobiologia, cujo primeiro encontro foi realizado no ano de 2018. Recentemente, publicamos um livro chamado Astrobiologia: uma ciência emergente, disponível gratuitamente online.

CHICO FERREIRA/PULSAR IMAGENS

5. O que o senhor pode falar a respeito dos clubes, ou grupos de astronomia espalhados pelo

Brasil? Qual é a importância destes movimentos para a Astronomia e a Astrobiologia? Estes clubes preenchem um espaço muito importante na formação de qualquer pessoa que gostaria de trabalhar com Astronomia ou Astrobiologia. Eles permitem o acesso a um tipo de conhecimento prático que coloca as pessoas em uma íntima conexão material com o Universo. A contemplação dos astros observados através de um telescópio é uma experiência transformadora, pois além da constatação de uma beleza incomensurável, permite uma percepção de que nossa realidade está em constante movimento, em constante transformação.

Adolescente observando início de eclipse da Lua em telescópio durante evento no Rio de Janeiro, RJ, 2018.

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Para saber mais sobre o panorama das pesquisas brasileiras em Astrobiologia, segue um artigo científico, em português, sobre o tema: • PAULINO-LIMA, I.G. e LAGE, C.A.S. Astrobiologia: definições,

aplicações e panorama brasileiro. Boletim da Sociedade Astronômica Brasileira. Disponível em: <http://livro.pro/xvtoia>. Acesso em: 16 out. 2018.

Se julgar pertinente, explique aos alunos que a radiação a que o Dr. Ivan se refere são os raios cósmicos, que são partículas de alta energia (prótons, nêutrons ou núcleos), produzidos no espaço. Essas partículas chegam em nossa atmosfera, mas acabam sendo barradas pela colisão com outras partículas. Por esse motivo, são mais abundantes em maiores altitudes do que ao nível do mar. Os experimentos mencionados na entrevista são realizados utilizando um simulador de raios cósmicos, no Brookhaven National Laboratory, no estado americano de Nova York.

DEPARTAMENTO DE FÍSICA NUCLEAR. Raios Cósmicos. Disponível em: <http://portal.if.usp. br/fnc/pt-br/p%C3%A1ginade-livro/raios-c%C3%B3smicos>. Acesso em: 16 out. 2018.

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Ao finalizar a entrevista, converse com os alunos se eles sabiam que estudantes podem participar indiretamente de missões espaciais, por meio de projetos e experimentos que são realizados por astronautas no espaço. Aproveite a oportunidade para verificar o interesse dos alunos e os encoraje a procurar mais informações, auxiliando-os nas pesquisas. Incentive os alunos a conversar sobre seus interesses e adquirir conhecimento constantemente. Caso algum aluno demonstre interesse em seguir uma carreira em Ciência e Tecnologia, incentive-o a conhecer melhor sobre os Institutos Federais de Educação, Ciência e Tecnologia e a procurar saber mais informações sobre os cursos que são oferecidos. Essa é uma maneira de auxiliar os alunos a identificar sua vocação profissional, que poderá ser melhor elucidada e aprofundada durante todo o Ensino Médio. No link a seguir, é possível ver a lista de todos os IFs que existem no Brasil: Institutos Federais de Ciência, Tecnologia e Educação. MEC. Disponível em: <http:// livro.pro/reaziw>. Acesso em: 18 out. 2018. Além disso, diversas universidades oferecem cursos gratuitos para a comunidade. Incentive-os a pesquisar sobre a disponibilidade de cursos nas universidades da região. Comentários sobre as atividades 3. Ao trabalhar com a atividade, enfatize aos alunos que não somente a tecnologia, mas também a pesquisa científica para a compreensão e manutenção da vida na Terra é uma das principais contribuições da Astrobiologia para a sociedade. 4. No link a seguir existe uma lista de diversos clubes de astronomia no Brasil. Pesquise antecipadamente se existe algum na sua cidade e forneça o link para os alunos. Clubes e associações de Astronomia no Brasil. Disponível em: <http://livro.pro/dr7r7a>. Acesso em: 16 out. 2018.

6. Que conselhos o senhor daria aos alunos brasileiros que gostariam de participar de projetos

semelhantes ao que o senhor participa ou participou? Meu conselho é que os alunos identifiquem o quanto antes uma paixão intrínseca por alguma área do conhecimento, em que eles queiram saber mais sobre um determinado assunto e aprimorar suas habilidades nessa área. A partir daí, é fundamental ter bastante disciplina e foco para manter uma rotina regular de estudos diários. Com o tempo as oportunidades irão surgir. Aí é preciso ter coragem para fazer escolhas. Ao longo desse processo, certamente existirão altos e baixos, mas isso faz parte da própria vida, que, por natureza, está em constante transformação. O importante é termos em mente o foco e no coração, o combustível que nos moverá para as nossas conquistas e realizações.

MONKEY BUSINESS IMAGES/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

4. Resposta pessoal. Incentive uma conversa com os alunos sobre o assunto. Caso exista algum clube da Astronomia/Astrobiologia na cidade, ou região, promova uma visita dos alunos ou dos membros do clube à escola, para uma observação dos astros. Caso não exista, é possível entrar em contato com algum grupo já organizado e pedir informações sobre como proceder para realizar uma observação, que materiais são necessários etc. Traz também uma perspectiva de unidade, pois sabemos que fazemos parte de um todo infinito. E que este infinito está dentro de nós, pois somos constituídos fisicamente dos mesmos elementos que foram produzidos há bilhões de anos por uma estrela muito maior que o Sol que estava presente nas imediações de onde hoje se encontra o Sistema Solar. Essa noção de espaço e de tempo, essa perspectiva da realidade em que vivemos, ao mesmo tempo em que faz nos sentirmos pequenos em relação ao Universo, também faz nos sentirmos grandes em relação ao que conhecemos e ao que ainda temos por conhecer. Isso gera um empoderamento que pode ser o grande diferencial em qualquer carreira. A familiaridade com números extremamente grandes e extremamente pequenos nos dá um referencial cada vez mais preciso sobre o nosso papel na história da nossa vida e na história do Universo.

Estudantes em um grupo de estudos.

3. Gerar novas tecnologias tanto para a sobrevivência do ser humano no espaço, quanto na Terra.

3. Cite uma das importâncias da Astrobiologia para a sociedade de acordo com o Dr. Ivan. 4. Você conhece ou tem vontade de participar de algum clube ou grupo de Astronomia?

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to próximo à superfície. As sondas Spirit e Opportunity também constataram a existência do elemento, depois de cinco anos de pesquisa em solo marciano”, relatou. [...]

Explorando o Universo Como vimos, de maneira geral a Astronomia estuda a formação e a constituição do Universo, enquanto a Astrobiologia envolve a busca de condições de vida no Universo. Além disso, tanto a Astronomia quanto a Astrobiologia possuem como um de seus objetivos o de fornecer informações suficientes para promover futuras viagens espaciais tripuladas. Há planos para que estas voltem a ser realizadas, como citado na abertura deste capítulo. A partir de agora, vamos estudar alguns assuntos relacionados à Astrobiologia.

CASTILHOS, W. À procura de água no Universo. Agência FAPESP. Disponível em: <http://agencia.fapesp.br/procura-de-agua-no-universo/10909/>. Acesso em: 16 out. 2018.

Zona habitável Antes de explorarmos o Universo à procura de formas de vida, é preciso olhar atentamente para onde vivemos. As condições presentes na Terra a tornam um planeta habitável, ou seja, capaz de possibilitar a existência de vida, como a conhecemos. Uma dessas condições se relaciona ao fato de a Terra orbitar uma estrela estável, ou seja, que irá viver por bilhões de anos. Para o desenvolvimento da vida como a conhecemos na Terra, foi preciso bilhões de anos. Outra condição está relacionada à presença de água no estado líquido. Sem água no estado líquido, a vida como a conhecemos não existe. E isso só é possível na Terra, pois ela é um planeta rochoso que orbita o Sol a uma distância na qual a energia recebida, na forma de luz e calor, permite a existência de temperaturas entre 0 °C e 100 ºC, em condições normais de pressão, em que a água é líquida. Além disso, a presença da atmosfera da Terra possibilita a ocorrência do efeito estufa, o que ajuda a estabilizar a temperatura do planeta, em valores adequados para a vida. Segundo os cientistas, estas são as condições mais importantes para que ocorra a existência de vida em qualquer lugar do Universo. Estas condições são utilizadas como parâmetros para definir uma zona habitável, ou seja, uma região em um sistema planetário, que contenha:

Ao falar sobre atmosfera, diga aos alunos que a presença dos gases por si só não é capaz de manter o efeito estufa por longos períodos. Também é necessário que existam mecanismos que regulem a presença desses gases na atmosfera, impedindo que seu excesso aqueça demais o local, ou que sua escassez torne a temperatura baixa demais. Se julgar pertinente, explique a eles que esses mecanismos são fenômenos geológicos, como a atividade vulcânica, que lança esses gases de maneira contínua na atmosfera; a tectônica de placas, que recicla o material rochoso presente no magma; e a erosão e o intemperismo, que levam os minerais a reagir com os gases presentes na atmosfera, controlando a sua concentração. Nesse momento, relembre o conteúdo estudado no 7o ano sobre efeito estufa (habilidade EF07CI13), vulcanismo e tectônica de placas (habilidade EF07CI15) e sobre as camadas da Terra, estudadas no 6o ano (habilidade EF06CI11).

• Uma estrela estável; • Um planeta rochoso com água líquida;

ROBERTHARDING / ALAMY / FOTOARENA

• Uma atmosfera que facilite e permita a existência da água no estado líquido.

1,4 m

A vida como conhecemos depende da existência de água líquida.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Zona habitável Se julgar pertinente, comente com os alunos que a zona habitável pode variar com o passar de milhões de anos. [...] “Em todo o sistema estelar há o que chamamos de

zonas habitáveis. No momento, em nosso Sistema Solar, esta região é a Terra. Vênus está muito perto do Sol e, devido à elevada temperatura superficial, conta somente com vapor de água. Em Marte, há gelo subterrâneo”, disse o geólogo James Bell, professor da

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Universidade de Cornell, nos Estados Unidos[...] Para o cientista, no futuro Marte estará na zona habitável. “No ano passado a Phoenix, uma missão da Nasa [agência espacial norte-americana] a Marte, pousou perto do polo norte do planeta e encontrou gelo mui-

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Luas habitáveis Comente com os alunos que, além das luas de Júpiter, há evidências da presença de água em algumas luas de Saturno. A missão espacial Cassini-Huygens orbitou Saturno de 2004 a 2017. Os dados recolhidos pela sonda revelam que existe evidência da existência de água (na forma de gelo) em Titã, maior lua de Saturno e a segunda maior do Sistema Solar. Na lua Enceladus, também há evidências de presença de água líquida sob a superfície de gelo.

Diversos estudos estimam que as condições que permitem a existência da vida como a conhecemos, podem estar presentes dentro da chamada zona habitável. A zona habitável pode ter variações relacionadas ao tamanho da estrela e do planeta e à distância em que este planeta se encontra da estrela, ou seja, o raio de sua órbita. Veja no esquema a seguir.

Zona habitável

2 Planeta X Estrela Z

Planeta Y

Sol Marte Terra Vênus

0,1 0

0,1

Raio da órbita em relação à Terra

SELMA CAPARROZ

Explique aos alunos a escala utilizada na figura. A massa do Sol é considerada como referencial, ou seja, ela representa o valor de 100% (1). A massa das outras estrelas representa sua porcentagem em relação à massa do Sol, sendo assim, o valor de 0,1 significa que a estrela possui uma massa de 10% com relação à massa do Sol. Já o valor 2 significa que a estrela possui o dobro da massa do Sol (200%). O mesmo raciocínio foi utilizado na escala do raio da órbita. A referência é o valor do raio da órbita da Terra, considerado igual a 1 (100%). Uma órbita com raio 10 significa que seu raio possui 10 vezes o tamanho do raio da órbita da Terra (1000%), e assim por diante. Ao explorar a imagem, chame a atenção para os planetas fictícios X e Z. Enfatize que, apesar de a Terra ser o único planeta localizado na zona habitável no Sistema Solar, pode haver outros planetas de outros sistemas planetários nela, assunto que será visto mais adiante no capítulo.

Massa da estrela em relação ao Sol

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Esquema comparando a zona habitável do Sistema Solar com a zona habitável de outros possíveis sistemas planetários. GALANTE, D. et al. (Org.). Astrobiologia: uma ciência emergente. São Paulo: Tikinet Edição; IAG/USP, 2016. p. 76.

Observe na ilustração que a Terra é o único planeta do Sistema Solar que se encontra na zona habitável. Agora considere que os planetas X e Y formem outro sistema planetário, ao redor da estrela Z, que possui massa 1,5 vezes maior do que o nosso Sol. Devido ao tamanho da estrela, e ao raio da órbita dos planetas, nesta situação, o planeta Y apresenta condições de abrigar vida, enquanto o planeta X não, pois está fora da zona habitável.

Luas habitáveis Se o principal critério para classificar um astro como tendo condições para abrigar a vida é apresentar água no estado líquido, então, algumas luas de nosso Sistema Solar podem apresentar essa condição, mesmo estando fora da zona habitável. Por isso, esses astros têm sido explorados por pesquisadores nas últimas décadas. Até o momento, o satélite natural Europa, uma lua de Júpiter, apresenta-se como o candidato mais plausível, pois nela foi encontrada água congelada. Abaixo da camada de gelo, pode haver água líquida, de acordo com os dados da sonda Galileo, da Nasa. A camada de gelo manteria a água líquida abaixo, mesmo que à órbita de Júpiter chegue pouca luz solar – como ocorre no oceano Ártico, em que há água líquida abaixo da camada de gelo.

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#FICA A DICA, Professor! Para saber mais sobre a missão espacial Cassini-Huygens e sobre Titã, veja a reportagem no link a seguir. • As Paisagens de Titã. ZOLNERKEVIC, Igor. Pesquisa FAPESP, 2016. Disponível em: <http://livro.pro/xtk3fz>. Acesso em: 16 out. 2018.

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TO CK As condições de frio extremo neste satélite têm . direcionado os cientistas a pesquisarem por seres vivos na Terra que vivam em locais de condições semelhantes. Bactérias foram encontradas sobrevivendo no interior das camadas de gelo da Groenlândia e da Antártida, a cerca de 3 000 m de profundidade. Nesses locais, as temperaturas são muito abaixo de 0ºC, a luz está ausente, a pressão é muito alta, a concentração de gás oxigênio é baixa e existe pouca disponibilidade de água líquida. Esses dados apoiam a possibilidade de existência de vida na lua Europa. Este satélite é denominado Lua Gelada e, assim como outros satélites naturais que orbitam planetas gasosos em nosso Sistema Solar, tem superfície coberta por Satélite Europa, uma lua de Júpiter. gelo. No entanto, nem todas as luas geladas possuem a mesma potencialidade para a existência devida, como a conhecemos. Por exemplo, Io, outra lua de Júpiter possui pouca água disponível em comparação com Europa. Associada a outras condições, existe pouca possibilidade de existência de vida em Io.

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BR A D

Gelo em Marte

ESA / AFP

Apesar de não estar em uma zona habitável, Marte é outro planeta do Sistema Solar em que foi encontrada água congelada. Segundo estudos, Marte teve água líquida há milhões de anos e, por isso, acredita-se que teve condições de abrigar vida. Não se sabe ao certo que tipos de eventos aconteceram para que Marte virasse um grande deserto vermelho, com água congelada em seus polos. Diversas sondas foram enviadas para estudar o planeta, para o qual também há planos do envio de missões tripuladas por volta de 2030.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS Diga aos alunos que a NASA prevê uma missão espacial para a lua Europa na década de 2020, a missão Europa Clipper. Diga a eles que a nave da Europa Clipper orbitará ao redor do satélite, procurando por plumas de água que foram avistadas pela Galileo. O objetivo da missão é obter algumas amostras desse líquido para que se possa buscar por microrganismos que possam existir ali. Comente que essas plumas de água, que podem ser jatos de água líquida ou vapor de água, também foram detectadas pelo telescópio espacial Hubble. Gelo em Marte Explique aos alunos que, juntamente com Europa, Marte é um dos principais alvos para a busca de vida fora da Terra. No ano de 2018, uma nova missão não tripulada foi enviada a Marte, a InSight, com duração prevista de dois anos. O objetivo da missão é estudar o interior do planeta e suas camadas. As missões enviadas a Marte serão vistas com mais detalhes mais adiante no capítulo.

Cratera próxima ao polo Norte de Marte contendo água congelada. Fotografia obtida pela sonda espacial Mars Express em 2005.

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Viagem ao espaço Relembre com os alunos sobre as unidades de medida astronômicas, estudadas no capítulo anterior. Reforce que, apesar de parecer pouco, 1,5 UA equivale a 225 milhões de quilômetros. Explique que, para a provável viagem a Marte, os seres humanos percorreriam uma distância bem menor do que esta, visto que o lançamento seria programado quando os planetas estivessem a distâncias mais próximas possíveis, conforme seus movimentos de rotação. Ainda assim, o tempo de viagem estimado é de, aproximadamente, seis meses. Ao abordar sobre os danos causados pela microgravidade, comente que nessa situação o sistema cardiovascular tende a redistribuir o fluxo sanguíneo dos membros inferiores aos membros superiores e à cabeça, o que pode provocar o aumento da pressão sanguínea na região, ocasionando problemas de saúde, como um acidente vascular cerebral. Com relação aos ossos, diga que eles tendem a perder cálcio, mineral que os forma, o que pode levá-los a se tornar fracos e quebradiços. Comente que estudos feitos nas viagens das missões Apollo 14 e Apollo 16, missões que foram até a Lua após a Apollo 11, mostrada na abertura deste capítulo, demonstraram um índice de perdas minerais no osso calcâneo de 5 a 6%, que são valores muito acima do esperado, de 0,1% ao ano.

#FICA A DICA, Professor! O documentário Planetas Alienígenas, originalmente transmitido pelo National Geographic, enfatiza as descobertas de exoplanetas: mundos localizados fora do sistema solar, com formas totalmente diferentes do nosso. • Investigando o Universo: Planetas Alienígenas. Produzido por: National Geographic. Reino Unido, 2014. Disponível em: <http://livro.pro/nptz22>. Acesso em: 17 out. 2018.

Viagem ao espaço A viagem ao espaço fascina os seres humanos há muito tempo e sua idealização está progredindo com o avanço dos estudos científicos e do desenvolvimento tecnológico. No entanto, ainda existem muitos problemas que impossibilitam viagens interplanetárias e interestelares, como veremos a seguir: a tecnologia necessária, as distâncias astronômicas e os possíveis danos à saúde do organismo humano. Viagens para explorações espaciais demandam recursos tecnológicos, cujo desenvolvimento e manutenção é extremamente custoso financeiramente. Além disso, as distâncias astronômicas a serem percorridas são muito longas. Para se ter uma ideia, uma viagem tripulada a Marte, que está a aproximadamente 1,5 UA do Sol, teria, em média, seis meses de duração. Agora uma viagem para a Próxima Centauri, a estrela mais próxima do Sistema Solar, envolve um percurso de 267 UA, ou 4,22 anos-luz. Viagens tripuladas por longas distâncias exigem a disponibilidade e manutenção de recursos à tripulação, como alimento e gás oxigênio, bem como seu treinamento físico e psicológico, entre outros fatores. Ainda muitos problemas poderiam se manifestar por conta da ausência de gravidade e da incidência de radiação. A ausência de gravidade pode provocar danos nos ossos, nos músculos e até no sistema cardiovascular de quem visita o espaço. Veja no esquema da página seguinte.

DMITRI LOVETSKY/AP PHOTO/GLOW IMAGES

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Foguete sendo lançado para a Estação Espacial Internacional, Cazaquistão, 2017.

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cesso da missão”, explica a NASA em seu site. A isso se deve somar possíveis transtornos do ritmo circadiano, já que, segundo Clemente, “em uma nave orbital você pode ver um nascer e um pôr do sol a cada 90 minutos. Portanto, o ritmo de 24 horas se desmonta”. [...]

Efeitos da gravidade e das radiações no corpo humano durante longos períodos no espaço Aumenta o risco de perda de tecido nervoso. Anormalidades nos olhos podem ocorrer. O rosto fica inchado devido à distribuição anormal de fluidos pelo corpo.

Por que os astrounautas crescem até 5 centímetros quando vão ao espaço. El País. 10 jan. 2018. Disponível em: <https://brasil. elpais.com/brasil/2018/01/10/ciencia/ 1515596656_020248.html>. Acesso em: 17 out. 2018.

O nariz fica congestionado levando à perda de olfato e à redução do paladar. Os músculos esqueléticos perdem massa, força e os ossos perdem densidade. As batidas do coração reduzem e o número de hemácias também cai. Aumenta o risco de cálculos renais devido à redução do volume de sangue que passa pelos rins. Ocorrem problemas na produção de células de defesa do corpo.

CRIS BORGES

Os fluidos corporais são redistribuídos na parte superior do corpo, o que reduz de 1030% a circunferência das pernas.

Fonte: HARVARD University. Disponível em: <http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2013/space-human-body/>. Acesso em: 30 out. 2018.

Atualmente, existem cerca de sete bilhões de pessoas no mundo. Estima-se que, em 2050, este número seja equivalente a nove bilhões. Este aumento provocará o esgotamento de recursos naturais disponíveis em nosso planeta. Além disso, acredita-se que a Terra passará por mudanças climáticas, decorrentes de atividades humanas, como o aumento do efeito estufa natural. Com base nestes fatos, alguns cientistas afirmam que os altos custos das missões espaciais deveriam ser revertidos para áreas de pesquisa que tenham aplicação direta para resolver estes problemas. Pelos mesmos motivos, outros acreditam que a exploração interestelar será essencial e necessária para a sobrevivência de nossa espécie, a longo prazo. Outros argumentos daqueles que defendem os investimentos com viagens espaciais seriam a propagação da vida pelo Universo e a curiosidade exploratória do ser humano.

#FICA A DICA, ALUNO! Veja no vídeo como funcionam as roupas dos astronautas e a estação espacial. • Como os astronautas sobrevivem no espaço? DEUTSCHE WELLE. Disponível em: <http://livro.pro/m7crd5>. Acesso em: 17 out. 2018.

5. E você, qual é a sua opinião sobre o assunto? Converse com seus colegas. Resposta pessoal. O objetivo da questão é que os alunos se posicionem diante das duas visões apresentadas sobre as viagens interestelares. É importante que argumentem sobre ambas as visões, justificando se concordam ou discordam delas.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Sobre os efeitos sobre os rins, explique aos alunos que, com menor passagem de fluido por esses órgãos, principalmente água, maior é a probabilidade de se formarem cálculos. Diga aos alunos que, além dos problemas fisiológicos, o

longo confinamento pode deixar os astronautas sujeitos a problemas psicológicos. [...] Além dos problemas fisiológicos, também pode haver consequências psicológicas. Ter quatro pessoas metidas em uma cápsula

Comentários sobre a atividade 5. Ao trabalhar com a questão oral, faça um debate com os alunos. Separe a turma em dois grandes grupos, um com aqueles que concordam com os investimentos em viagens espaciais e outro com aqueles que não concordam. Estimule-os a defender seus pontos de vista diante dos colegas contrários a sua opinião. Do mesmo modo, estimule-os também a ouvir os argumentos dos colegas. Aproveite a oportunidade para reforçar que devemos sempre respeitar opiniões diferentes das nossas.

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durante seis meses pode provocar incompatibilidade entre elas. Por isso, os grupos da expedição são selecionadas cuidadosamente levando em conta que possam trabalhar eficazmente em equipe. “Os mal-entendidos podem afetar o rendimento e o su-

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1. Um empreendimento científico que envolve diferentes disciplinas científicas, como Biologia, Astronomia, Química, Física, Geologia, em pesquisas que visam responder a questões profundas da curiosidade humana, como a origem da vida, o futuro da vida e se existe vida em NÃO ESCREVA outros locais no Universo, além da Terra. NO LIVRO. 2. a) Não, pois Marte atualmente é um planeta sem água no ATIVIDADES estado líquido, somente água congelada. Dessa maneira, seria pouco provável a existência de seres vivos, semelhantes aos seres humanos ou outros animais. 1. O que é Astrobiologia? 2. b) Existência de uma estrela estável, de vida longa; ser um planeta rochoso; ter água líquida em sua superfície; ter uma atmosfera semelhante à da Terra. 2. Leia a tirinha a seguir e responda às questões em seu caderno.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

4. a) Resposta pessoal. Espera-se que o aluno considere a ausência de gravidade no espaço. Considere se o aluno responder a radiação e o fato de os astronautas ficarem na mesma posição na nave por muito tempo.

ADÃO

ATIVIDADES As atividades estão relacionadas com a Astrobiologia, e requerem que os alunos selecionem argumentos sobre a viabilidade da sobrevivência humana fora da Terra, com base nas condições necessárias à vida, nas características dos planetas e nas distâncias e nos tempos envolvidos em viagens interplanetárias e interestelares, conforme a habilidade EF09CI16. 1. A atividade tem o objetivo de verificar se os alunos compreenderam o que é a Astrobiologia e qual a importância de seus objetos de estudo. Ao trabalhar com a questão, enfatize aos alunos que as pesquisas realizadas pela Astrobiologia são de grande importância para o conhecimento da vida na Terra e para a compreensão de como poderia ser a vida em outros locais no Universo. 2 e 3. As atividades visam retomar quais são as características necessárias a um planeta ou a uma lua para que possam abrigar vida. Nesse momento retome sobre a zona habitável, local onde há maior chances de se encontrar planetas e luas com essas características. Diga aos alunos que até o momento não há evidências de vida fora do planeta, mas a presença de gelo e a possibilidade de que exista água líquida por baixo das camadas de gelo, como em Titã e Europa, traz esperanças aos cientistas de que sejam encontrados microrganismos extremófilos nesses locais. Além disso, existe a possibilidade de que existam planetas com características semelhantes à da Terra em locais do universo ainda desconhecidos. 4. A atividade tem o objetivo de reforçar aos alunos as alterações fisiológicas sofridas pelos astronautas durante as viagens espaciais. Comente com os alunos algumas outras alterações fisiológicas apresentadas pelo astronauta em

a) Considerando o que você estudou, seria possível encontrar vida em Marte, como a demonstrada na tirinha? Justifique sua resposta. b) Considerando as características da vida na Terra, o que os cientistas procuram em outros planetas para classificá-los como com potencial para abrigar vida?

3. Ao estudar zona habitável na galáxia, um estudante fez a seguinte afirmação: “A Terra é o único planeta em que existe vida no Universo, por conta de suas condições únicas de temperatura que permitem a existência de água no estado líquido.” Você concorda com o estudante? Justifique sua resposta.

4. Leia a reportagem abaixo e responda às questões em seu caderno. O astronauta americano Scott Kelly, que retornou do espaço na semana passada depois de passar quase um ano na Estação Espacial Internacional (EEI), diz sentir fortes dores pelo corpo. Sente tanta dor nos músculos e articulações que mal consegue dizer onde dói. [...] 3. Resposta pessoal. Nesta atividade, espera-se que os alunos considerem que possa existir em

algum lugar do Universo condições para a existência da vida similares à da Terra.

COMO corpo de astronauta mudou após um ano no espaço – comparado ao de seu irmão gêmeo na Terra. BBC Brasil. Disponível em: <https://www.bbc.com/portuguese/noticias/2016/03/160308_ mudancas_astronauta_lab>. Acesso em: 8 out. 2018

a) Para você, que fatores podem estar associados às dores musculares e nas articulações, sentidas pelo astronauta?

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b) Cite algumas consequências à saúde do ser humano após a permanência no espaço por muito tempo. Perda de tecido nervoso, anormalidade nos olhos, rosto inchado, nariz congestionado, perda de paladar e olfato, redução dos batimentos cardíacos e do número de hemácias, perda de força muscular e de densidade óssea, aumento do risco de cálculo renal, problemas imunológicos, redução da circunferência das pernas são alguns exemplos que podem ser citados.

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questão. Uma das primeiras mudanças visíveis foi que ele estava 3,81 cm mais alto do que seu irmão gêmeo. Diga aos alunos que isso acontece porque, na microgravidade, as vértebras se separam, expandindo a coluna. Na Terra, com a ação da gravidade, a altura original será retomada. Diga

que um outro problema sofrido foi a perda do volume de sangue, sendo, por esse motivo, submetido a uma transfusão sanguínea. Além disso, geralmente os astronautas adquirem uma inflamação na parte posterior do olho, que pode causar uma miopia temporária e pode

demorar algum tempo para voltar ao normal após o retorno à gravidade.

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5. c) Não. A distância astronômica entre a Terra e este sistema planetário é muito grande; além disso, existem diversos efeitos nocivos à saúde do ser humano provocados pela ausência de gravidade e pela radiação do espaço para os quais ainda não há tecnologia desenvolvida que possa compensá-los. 5. Gliese 581 é uma estrela que está a 20 anos-luz da Terra. O sistema planetário de Gliese 581 é constituído de seis planetas: Gliese 581 e, Gliese 581 b, Gliese 581 c, Gliese 581 g, Gliese 581 d, Gliese 581 f, sendo que alguns deles são considerados habitáveis. Veja abaixo uma ilustração da zona habitável no sistema planetário de Gliese 581.

queles que defendem os investimentos com viagens espaciais seriam a propagação da vida pelo Universo e a curiosidade exploratória do ser humano. d) Resposta pessoal. Oriente os alunos na realização desta atividade. Uma alternativa para esta questão seria direcionar dois grandes grupos, cada um defendendo uma das opiniões em relação ao assunto. O objetivo da atividade é retomar sobre as diferentes posições dos cientistas, e da população no geral, com relação às viagens espaciais. Aproveite a oportunidade para reforçar que, independentemente de ser contra ou a favor, é preciso tomar medidas e ações sustentáveis, para reverter as mudanças climáticas e para evitar o esgotamento dos recursos no planeta.

Gliese 581

zona habitável e

b c

0,1

possível extensão da zona habitável relacionada a diversas variáveis 0,1 1,0 Distância da estrela (AU)

SELMA CAPARROZ

Sol

Massa da estrela (em massas solares)

Zona de habitabilidade do sistema planetário de Gliese 581, comparada à do Sistema Solar. Fonte: ASTROBIOLOGIA: uma ciência emergente. São Paulo: Tikinet Edição: IAG/USP, 2016. p. 350.

a) O que é zona habitável? Resposta nas Orientações para o professor.

#FICA A DICA, Professor!

b) Qual(is) planeta(s) do sistema planetário de Gliese 581 está(ão) classificado(s) na zona habitável? Gliese 581 g, Gliese 581 d e Gliese 581 c. Considere se o aluno responder que Gliese 581 c não se encontra na zona habitável. c) Com a tecnologia de que dispomos atualmente, seria possível realizar uma viagem tripulada ao(s) planeta(s) habitável(s)? Justifique sua resposta.

Para saber mais sobre Gliese, veja a reportagem disponível no link a seguir: • Possibilidades cósmicas. REVISTA PESQUISA FAPESP. 136, jun. 2007. Disponível em: <http://livro.pro/u98rnp>. Acesso em: 18 out. 2018.

6. Analise a charge abaixo e responda às questões em seu caderno. Respostas b, c e d nas Orientações para o professor.

a) O que é representado na charge? b) Ao interpretar a charge, podemos identificar uma opinião em relação à exploração espacial. Que opinião seria essa? c) Alguns cientistas apresentam opiniões contrárias à evidenciada na charge. Quais seriam elas?

JEAN GALVÃO

d) Elabore uma tirinha, uma música ou um poema, que apresente e contraste ambas as opiniões em relação à exploração espacial. Apresente o material produzido aos seus colegas.

6. a) O investimento em pesquisas e explorações espaciais que buscam vida, no caso, em Marte; enquanto, na Terra, as atividades humanas que exploram os recursos estão destruindo a vida.

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5. a) Em um sistema planetário, a região ao redor de uma estrela em que sua energia permita temperaturas suficientes para a existência e manutenção de água no estado líquido é a zona habitável. Isto é, em condições normais de pressão, temperaturas entre 0 °C e 100 °C. Além disso, as caracte-

rísticas da atmosfera também são importantes, pois devem facilitar e permitir a existência de água no estado líquido. 6. b) A charge expõe a opinião de que os custos dedicados à exploração do espaço deveriam ser revertidos para áreas de pesquisa que tenham aplicação direta para a melho-

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ria dos problemas encontrados na Terra. Por exemplo, o crescimento populacional e suas consequências, como o esgotamento de recursos naturais. c) A opinião de que exploração interestelar será essencial e necessária para a sobrevivência de nossa espécie a longo prazo. Outros argumentos da-

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O ASSUNTO É... VIAGEM A MARTE

NADA SERTIC/SHUTTERSTOCK.COM

O ASSUNTO É... Ao trabalhar com a seção, retome com os alunos sobre os problemas que podem levar a humanidade a buscar outros locais para garantir a sua sobrevivência, como a superpopulação do planeta, o esgotamento dos recursos naturais e o aumento da temperatura global. Ao comentar sobre a possibilidade de exploração humana, diga que o Programa de Exploração de Marte determinou e determinará diversas missões com objetivos específicos ao planeta. Diga que, atualmente, existem sete missões da Nasa em curso em Marte, todas não tripuladas. A missão “Mars Odyssey”, por exemplo, enviou uma sonda à órbita de Marte em 2001, cujas medições permitiram aos cientistas criar mapas dos elementos químicos encontrados e identificar regiões que apresentavam gelo. Além disso, a sonda identificou locais de radiação alta em Marte – informação essencial para a exploração humana do planeta, por conta de seus efeitos prejudiciais à saúde. Apresente também aos alunos a missão “Mars Exploration Rover – Opportunity”, que enviou um robô à superfície de Marte em 2003. Explique a eles que essa missão auxiliou os estudos e a caracterização da variedade de rochas e do solo marciano, além de recentemente ter encontrado evidências que sugerem que o planeta poderia ter abrigado vida em tempos antigos. Uma delas seria a descoberta de moléculas formadas por carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e outros elementos – moléculas associadas à vida.

Com o avanço dos estudos e dos conhecimentos sobre o Universo, o ser humano vem desenvolvendo tecnologias que permitem planejar viagens espaciais. No momento, o foco tem se direcionado à exploração do planeta Marte, por diversas razões estratégicas, práticas e científicas. Marte é um dos locais mais acessíveis do Sistema Solar, por conta de sua proximidade com a Terra, em relação aos demais planetas e satélites. O estudo do planeta pode auxiliar o entendimento de questões relacionadas à origem da vida, e, além disso, o planeta pode ser um destino para a sobrevivência da humanidade no futuro. A Nasa anunciou o início do Programa de Exploração de Marte (MEP) em 1994, cujo objetivo é fornecer continuadamente informações científicas sobre o planeta, por meio de sondas e robôs que são enviados à sua órbita ou à sua superfície diretamente (rovers), e laboratórios móveis. Entre as informações que são pesquisadas neste programa, estão: como se deu a formação do planeta Marte, qual é a sua estrutura e composição; qual é a história dos processos climáticos que moldaram Marte, ao longo do tempo; qual é o potencial de ter existido vida em Marte no passado e de existir atualmente; como Marte se compara com a Terra, identificando suas similaridades e diferenças; entre outras. O programa também busca informações que possam auxiliar a exploração de Marte por naves tripuladas, no futuro.

Representação de astronautas na superfície de Marte, instalando um equipamento que monitora o clima.

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1. Sua proximidade com a Terra, sendo um dos planetas mais acessíveis do Sistema Solar; além disso, seu estudo pode auxiliar no entendimento de questões relacionadas à origem da vida; e o planeta poder ser um destino para a sobrevivência da humanidade no futuro.

Diversos robôs estão na superfície de Marte, coletando e analisando amostras e enviando dados para a Terra. Em 2020 outro robô será enviado para procurar pelo potencial de existência de vida no planeta. Nesta mesma missão, será enviado um instrumento chamado MOXIE, que irá testar a geração de gás oxigênio a partir do gás carbônico encontrado na atmosfera marciana. A Nasa possui a meta de enviar astronautas para se estabelecerem e estudarem o planeta Marte em 2030. Por esse motivo, o bom funcionamento do MOXIE será essencial. Também, diversas tecnologias têm sido desenvolvidas e testadas na Terra para auxiliarem os astronautas neste feito, como trajes adequados que lhes confiram proteção, instrumentos de análise de relevo e da composição química de objetos. Por mais que já se tenha avançado muito sobre os conhecimentos que temos sobre Marte, ainda há muito mais a se descobrir para que seja possível a exploração humana deste planeta.

ATIVIDADES

1. Por que motivos Marte tem sido foco de exploração espacial pelos seres humanos? 2. Realize uma pesquisa sobre missões espaciais que estão em execução no momento, seja em Marte, ou outro local do Sistema Solar. Apresente os resultados de sua pesquisa a seus colegas em formato digital, seja por meio de um vídeo ou uma apresentação de slides. Em sua pesquisa, certifique-se de que as seguintes informações sejam atendidas: início da missão, objetivos, robôs e/ou sondas enviados, em que ponto está a missão e algumas das descobertas que a missão proporcionou. Além dessas informações, sua apresentação deve conter uma justificativa da importância desse estudo. 2. Os alunos podem pesquisar sobre missões que visam explorar Marte, a Lua, o Sistema Solar, o Sol, etc., por meio de sondas que irão orbitar o alvo da missão, robôs que irão explorar sua superfície etc.

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Comentários sobre a atividade 2. Professor(a), se não for possível fazer as apresentações nos formatos sugeridos, uma outra sugestão é realizar as apresentações por meio de cartazes, por exemplo. Para auxiliar na orientação a pesquisa, seguem alguns exemplos de outras missões espaciais que estão sendo realizadas em Marte pela Nasa nesse momento: • Missão “Mars Reconnaissance Orbiter” – Sonda lançada em 12 de agosto de 2005, chegou à órbita de Marte em 10 de agosto de 2006. Seu objetivo é a busca de evidências de que a água pode permanecer na superfície do planeta por um longo período de tempo. • Missão “Mars Science Laboratory” – Sonda lançada em 26 de novembro de 2011, com chegada a Marte em 06 de agosto de 2012. O objetivo da sonda foi levar ao planeta o robô “Curiosity”, cujo objetivo é determinar se Marte é ou foi capaz de suportar a vida microbiana. • Missão “MAVEN” (acrônimo do termo inglês Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) – Sonda lançada em 18 de novembro de 2013, alcançou a órbita de Marte em 22 de setembro de 2014. Seu objetivo é estudar a atmosfera superior do planeta, a ionosfera e sua interação com os ventos solares. • Missão “InSight” – Lançada em maio de 2018, com previsão de 6 meses de viagem. É a primeira missão a explorar o interior do planeta, por meio de um aterrissador (veículo robótico) equipado com um sismógrafo e um medidor fluxo de calor. Além das missões da Nasa, existem também outras, enviadas pela Agência Espacial Europeia, pela Índia, pela Rússia e pela China.

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CIÊNCIA EM AÇÃO

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS CIÊNCIA EM AÇÃO: DISTÂNCIAS ASTRONÔMICAS

Forme um grupo com seus colegas e leiam o contexto a seguir.

p. XIV

• EF09CI14

COMPETÊNCIAS GERAIS p. XX • 2, 4 e 7. ESPECÍFICAS • 2, 5 e 6.

p. XXI

PLANEJAMENTO Planeje antecipadamente como será realizada a atividade, separando duas ou três aulas para a sua execução. Para a confecção do modelo, é necessária uma área de 45 metros de extensão. Professor(a), verifique a possibilidade de realizar a atividade na quadra ou no pátio da escola. Para a construção do modelo serão necessários materiais que representem os planetas (bolas de diferentes tamanhos ou esferas de isopor), uma trena para medir as distâncias deles em relação ao Sol e giz para marcar as distâncias. Aula 1: Separe os alunos em grupos e peça a eles que leiam atentamente todas as instruções. Nesse momento, eles devem fazer um esboço do modelo, fazer os cálculos das distâncias, definir como serão representados os planetas e listar os materiais necessários para a montagem do modelo. Caso não haja tempo hábil em sala de aula para terminar as atividades, peça a eles que as finalizem em casa, ou verifique a possibilidade de disponibilizar uma outra aula para o planejamento. Aula 2: Caso opte por incluir um vídeo apresentando o modelo, separe esta aula para que os grupos elaborem o roteiro da filmagem. O vídeo deve ser feito de forma livre (podem montar uma nave e pendurá-la com uma linha, simulando uma viagem pelo espaço, por exemplo).

Observação do céu, atividade promovida pelo clube de Astronomia.

CHRIS BORGES

HABILIDADE

DISTÂNCIAS ASTRONÔMICAS

Agora, observe as situações abaixo. Situação 1

Planeta

Distância em relação ao Sol

Mercúrio

58 000 000 km

Vênus

108 000 000 km

Terra

150 000 000 km

Marte

228 000 000 km

Júpiter

778 000 000 km

Saturno

1 427 000 000 km

Urano

2 871 000 000 km

Netuno

4 498 000 000 km

Nasa. Solar System Scale. Disponível em: <https://www.nasa.gov/ audience/foreducators/5-8/features/F_Solar_System_Scale.html>. Acesso em: 9 out. 2018.

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Aula 3: Os alunos deverão trazer os materiais necessários e realizar a montagem do modelo. Caso tenham dificuldades, auxilie-os a fazer as marcações das distâncias. Após a montagem do Sistema Solar, peça a eles que gravem o vídeo.

Comentários Oriente os alunos a representar o cinturão de asteroides, luas, cometas da maneira que acharem melhor. Por exemplo, o cinturão de asteroides pode ser desenhado no chão com giz, as luas podem ser esferas bem pequenas,

respeitando a proporção das esferas escolhidas para representar os planetas. Os cometas podem ser feitos com recortes em cartolina.

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Situação 2

DAYANE RAVEN

Alunos construindo modelo de Sistema Solar.

ORGANIZANDO AS IDEIAS Agora, realizem as propostas relacionadas às situações apresentadas.

1. Escolham um líder para o grupo. 2. Leiam novamente as situações propostas, elaborem um esboço de como será feito o modelo e listem quais materiais serão necessários para sua construção.

3. Conversem para definir as responsabilidades de cada participante do grupo na realização das atividades. O líder terá a responsabilidade de verificar o andamento das atividades.

4. Construam o modelo seguindo as distâncias calculadas, conforme a escala, e as proporções estipuladas para os tamanhos dos planetas e do Sol.

5. Com a ajuda do professor, elaborem um cronograma para apresentação dos resultados.

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Os valores das distâncias dos planetas em relação ao Sol foram retirados do site da Nasa. Professor(a), auxilie os alunos na realização dos cálculos. Basta fazer uma regra de três, simples. Como exemplo, apresentaremos os cálculos do planeta Mercúrio:

1 milímetro ___ 100 000 km X _________ 58 000 000 km X = 580 milímetros = 58 centímetros. Considerando a escala proposta, as distâncias dos planetas em relação ao Sol seria: • Mercúrio: 580 milímetros (58 centímetros)

• Saturno: 14 270 milímetros (14 metros e 27 centímetros) • Urano: 28 710 milímetros (28 metros e 71 centímetros) • Netuno: 44 980 milímetros (44 metros e 98 centímetros) Oriente os alunos para que sigam as proporções para a representação dos planetas, por mais que não respeitem escalas reais. Por exemplo, o planeta Mercúrio é o menor planeta do Sistema Solar. Assim, ele deve ser representado com algum objeto menor que os demais. Da mesma forma, o Sol é o maior astro presente no Sistema Solar. Assim, ele deve ser representado com algum objeto maior que os demais. Por exemplo, se o Sol for representado por uma bola de basquete, não seria proporcional representar Mercúrio por uma bola de futebol e assim por diante. Uma dica é selecionar a maior esfera possível para representar o Sol (a bola de basquete, por exemplo) e a menor esfera possível para representar Mercúrio (uma bola de gude, por exemplo), e depois escolher os outros planetas. Se optar pela elaboração do vídeo, peça aos grupos que postem no site da escola ou no blog da classe. Uma outra possibilidade é convidar a comunidade para a apresentação do modelo do Sistema Solar. Nesse caso, peça aos grupos que elaborem um pequeno texto sobre as principais características dos planetas e luas, e outras curiosidades que eles julgarem interessantes para apresentar. Cada grupo pode ficar responsável por um planeta, por exemplo.

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• Vênus: 1 080 milímetros

(1 metro e 8 centímetros) • Terra: 1 500 milímetros (1 metro e 50 centímetros) • Marte: 2 280 milímetros (2 metros e 28 centímetros) • Júpiter: 7 780 milímetros (7 metros e 78 centímetros)

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OUTRAS MANEIRAS DE APRENDER Veja a seguir sugestões de livros, filmes e locais de visita com conteúdo que contempla o que você estudou neste volume.

VISITAR Espaço Ciência

Parque Memorial Arcoverde, Parque 2, sem número Complexo de Salgadinho – Olinda – PE Disponível em: <http://livro.pro/wud7xe>.

Museu Interativo da Física da UFPA

Av. Augusto Correa, 01 Campus Básico do Guamá – Belém – PA Disponível em: <http://livro.pro/ktz2t2>.

Museu virtual da evolução humana

Rua do Matão, 277 Cidade Universitária – São Paulo – SP Disponível em: <http://livro.pro/525r2v>.

Museu de Ciências da Vida da UFES

Observatório Astronômico da UESC Rodovia Jorge Amado, km 16 Bairro Salobrinho – Ilhéus – Bahia Disponível em: <http://livro.pro/2tngff>.

Clube de Astronomia Carl Sagan MS Rua Ufms, 826-1250 Vila Olinda – Campo Grande – MS Disponível em: <http://livro.pro/ad64k3>.

Planetário Universidade Federal de Santa Maria Praça Santos Dumont, prédio 45 Cidade Universitária – Santa Maria – RS Disponível em: <http://livro.pro/5n5n35>. Acessos em: 16 jul. 2018.

Av. Fernando Ferrari, 514 Goiabeiras – Vitória – ES Disponível em: <http://livro.pro/8dqtj3>.

ASSISTIR Césio 137 – O brilho da morte, de Luiz Eduardo Jorge. Brasil: 2003 (25 min).

Uma dobra no tempo, de Ava Duvernay. Estados Unidos da América: The Walt Disney Pictyures, 2018. (134 min). Dr Murry, com seu incrível conhecimento de física, consegue desenvolver um dispositivo que transforma ondas sonoras em ondas e luz; essa criação cria uma instabilidade temporal, possibilitando fazer uma dobra no espaço, possibilitando a abertura de um portal para outros planetas. A Lei da Água – Novo Código Florestal, de André D’Élia. Brasil: O2 Play, 2014 (134 min).

Em 2012, a aprovação do novo Código Florestal, lei que estabelece normas para a proteção da vegetação nativa, gerou diversas opiniões entre agricultores, produtores rurais e

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ambientalistas. Existe uma relação delicada entre a preservação das florestas e dos recursos hídricos e a produção de alimentos, e, com a mudança do código em questão, essa relação será provavelmente prejudicada.

O primeiro homem, de Damien Chazelle. Estados Unidos da América: Amblin Entertainment/

LER

A ZAHA EDITOR

A colher que desaparece: e outras histórias reais de loucura, amor e morte a partir dos elementos químicos, Sam Kean. Rio de Janeiro: Zahar, 2011.

Charles Darwin: o segredo da evolução, de Martín Bonfil Oliveira. Belo Horizonte: Miguilim, 2012. Temente a Deus e admirada pelos feitos do marido, Emma compartilha momentos de sua vida pessoal quando Darwin escrevia A origem das espécies.

Contato, Carl Sagan. São Paulo: Companhia de Bolso, 2008

EDITOR AP

ULO DO

O livro retrata a consequência da negligência com o meio ambiente, de forma a ilustrar a voz de um rio indefeso e morto através do maior crime ambiental já cometido no Brasil.

GATO

Um dia, Um rio, Leo Cunha, André Neves. São Paulo: Pulo do Gato, 2016.

Este romance nos coloca em dúvida quanto a tudo que conhecemos, nos mostrando que vida extraterrestre não é sinônimo de homenzinhos verdes vivendo em Marte.

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