Universo das Descobertas Ciências - 8º Ano - Manual do Professor

CIÊNCIASDANATUREZA

JOSÉ TRIVELLATO, MARCELO MOTOKANE, JÚLIO FOSCHINI LISBOA, CARLOS KANTOR

CiênCiasdanaturezauniversodasdesCobertas CiênCias

Manual do professor

José TrivellaTo Júnior – Licenciado em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências/Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Licenciado em Pedagogia pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras Nove de Julho. Mestre em Didática pela Faculdade de Educação da USP. Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da USP. Professor de Ciências no Ensino Fundamental e no Ensino Médio.

Marcelo Tadeu MoTokane – Licenciado em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências/Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Mestre e Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da USP. Professor da Faculdade de Ciências e Letras da USP de Ribeirão Preto.

Júlio cezar Foschini lisboa – Licenciado em Química pelo Instituto de Química/Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Mestre em Ensino de Ciências pelo Instituto de Química/Faculdade de Educação da USP. Professor titular de Química do Centro Universitário Fundação Santo André. carlos aparecido kanTor – Bacharel em Física pelo Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP). Licenciado em Física pela Faculdade de Educação da USP. Bacharel em Meteorologia pelo Instituto Astronômico e Geofísico da USP. Mestre em Ensino de Física pelo Instituto de Física e pela Faculdade de Educação da USP. Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da USP.

Universo das descobertas - Ciências da Natureza – 8 o ano – José Trivellato Júnior, Marcelo Tadeu Motokane, Júlio Cezar Foschini Lisboa e Carlos Aparecido Kantor

© UDL Educação

Conselho Editorial

Alessandro Gerardi, Alessio Fon Melozo, Luis Afonso G. Neira, Luis Matos e William Nakamura

Direção Editorial

Alessandro Gerardi

Coordenação Editorial

Priscilla Cerencio/Ex libris Editorial

Assistência de Coordenação Editorial

Beth Silva/Ex libris Editorial

Edição

Maria Carolina Dias Carrera/Ex libris Editorial

Colaboração

Maria Fernanda Regis e Diogo Oliveira/Ex libris Editorial

Copidesque e Preparação

Dora Feres/Ex libris Editorial

Revisão

Bartira Neves, Claudia Mayer, Debora Tamayose, Elis Beletti, Hires Héglan, Luigi Andrade, Maria Fernanda de Carvalho Bottallo, Rosani Andreani e Sylmara Beletti/Ex libris Editorial

Projeto gráfico

Kleber Monteiro de Messas

Capa

Kleber Monteiro de Messas

Imagem da capa

jaroslava V/Shutterstock.com

Editoração eletrônica e Arte Book Maker Composição Editorial

Pesquisa iconográfica

Ana Cristina Melchert/Ex libris Editorial

Licenciamento de textos e imagens

Ex libris Editorial

Todos os direitos reservados:

UDL Educação

Av. Ordem e Progresso, no 157, sala 803Várzea da Barra Funda

CEP 01141-030 - São Paulo - SP – Brasil

Telefone/Fax: 55 11 3392 3336

www.udleducacao.com.br

contato@udleducacao.com.br

© 2022 UDL Educação

São Paulo • 1a edição • 2022

ISBN 978-65-89964-64-3

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

Angélica Ilacqua CRB-8/7057

C511 Ciências : Universo das descobertas : Ciências: Manual do professor 8º ano / José Trivellato Júnior. –– São Paulo : Universo da Literatura – UDL Educação, 2022.

256 p. (Universo das descobertas ; 8)

Outros autores: Marcelo Tadeu Motokane, Júlio Cezar Foschini Lisboa e Carlos Aparecido Kantor

ISBN 978-65-89964-64-3

1. Ciências (Ensino fundamental) I. Trivellato Júnior, José 22-5013

CDD 372.35

APRESENTAÇÃO

O trabalho de planejar e conduzir a prática pedagógica certamente é uma tarefa dos professores.

As orientações que acompanham os livros didáticos não podem substituí-lo, uma vez que cada docente se encontra em uma realidade particular e para a qual não é possível estabelecer receitas prontas.

As orientações presentes neste manual, portanto, têm a intenção de fornecer informações atualizadas e sugestões que podem facilitar o planejamento do cotidiano em sala de aula.

Cabe a você, professor, refletir sobre os temas tratados em cada unidade, abordá-los segundo suas condições de trabalho e aprofundar o estudo dos temas sempre que achar necessário.

Procuramos atender a todos os objetos do conhecimento e habilidades específicas de Ciências da Natureza (anos finais) propostos na Base Nacional Comum Curricular (BNCC).

Esperamos que, ao ler este manual, você se sinta encorajado a aprimorar a sua prática, investindo sempre em sua formação. Com certeza, a aprendizagem dos alunos será tanto melhor quanto maior for a motivação de seus professores.

Os autores.

SUMÁRIO

Orientações gerais V

1. Pressupostos teórico-metodológicos da coleção V

2. A etapa do Ensino Fundamental VII

3. Educação para uma formação humana integral VIII

3.1 Culturas juvenis e processos identitários IX

3.2 O ensino de Ciências da Natureza e a cidadania X

4. A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) e a área de Ciências da Natureza XI

5. O ensino de Ciências da Natureza XIII

5.1 O conhecimento científico XIII

5.2 Letramento científico XIV

6. A didática das Ciências da Natureza XVI

6.1 As Tecnologias Digitais da Informação e Comunicação (TDIC) XVII

7. A prática docente XVIII

8. A interdisciplinaridade e a integração das áreas do conhecimento XIX

9. A avaliação no processo de ensino e aprendizagem

9.1 A avaliação formativa

10.4 Mapas conceituais

11. Apresentação dos recursos didáticos da obra

1. Pressupostos teórico-metodológicos da coleção

As diferentes propostas teóricos-metodológicas para a área de educação pressupõem compreensões diversas sobre o que é ensinar e aprender. Devido a essa diversidade, utilizamos uma série de ideias que favorecem o ensino e a aprendizagem de competências e habilidades propostas pela Base Nacional Comum Curricular (BNCC). A coleção oferece atividades didáticas que contemplam diferentes modelos pedagógicos.

Quando as atividades didáticas propostas pelo professor proporcionam o engajamento dos estudantes na busca pelo conhecimento de modo ativo e colaborativo, a aprendizagem ocorre de modo significativo. A busca por respostas a questões instigantes permite que os estudantes reestruturem sua rede de conhecimento e ampliem a compreensão que têm do mundo natural, científico, tecnológico e social.

Para promover a aprendizagem em Ciências da Natureza, essa coleção estrutura-se em quatro pilares: o conhecimento científico, que engloba suas práticas, teorias, leis, conceitos, metodologias e história; a linguagem e seu papel mediador na construção do conhecimento; os valores sociais, políticos e éticos; e o desenvolvimento socioemocional, que deve ser estimulado durante a formação educacional e humana dos estudantes.

O conhecimento científico permeia nosso mundo atual e constitui um dos saberes que devem estar presentes na Educação Básica. O conhecimento científico não é apenas um conjunto de conceitos e teorias, também é uma forma de interpretar o mundo. Ensinar Ciência refere-se ao modo como os cientistas e pesquisadores trabalham, como e quais são as práticas que eles usam para elaborar o conhecimento científico e como o contexto cultural, politico e social de cada época influencia na construção de tal conhecimento.

Pensar cientificamente diz respeito ao desenvolvimento de habilidades e competências que possibilitam aos estudantes a resolução de problemas, a interpretação das evidências e dos dados, a comunicação das ideias, a leitura e o entendimento de textos e a argumentação e explicação dos fatos e das teorias com base em justificativas válidas. Essas habilidades e competências são desenvolvidas durante as intervenções do professor, que atua como um mediador da interação entre os estudantes e deles com o conhecimento científico, que se apresenta nos problemas ou temas propostos pelo material educativo, pelo docente ou trazidos pelos próprios estudantes. Tais habilidades e competências constituem um repertório cognitivo que permite ao estudante lidar com a diversidade das situações-problema com a qual nos deparamos no dia a dia.

Aprender Ciência também implica compreender o caráter coletivo e processual da elaboração do conhecimento científico, que se desenvolve continuamente por meio da colaboração de diferentes pessoas e culturas e do compartilhamento de conhecimentos entre pesquisadores de todos os cantos do mundo. Espera-se que os estudantes consigam compreender que os cientistas são pessoas inseridas em um contexto histórico, cultural, social e geográfico, fatores que influenciam suas decisões e sua forma de ver o mundo.

A compreensão do conhecimento científico deve trazer para os estudantes uma visão crítica das situações do cotidiano, relacionando, assim, teoria e prática. Nesta coleção, o conhecimento científico procura diálogo com a cultura juvenil como forma de ressignificar a Ciência e sua importância na vida desses jovens brasileiros.

Para ensinar Ciências da Natureza, os professores precisam conhecer os processos e procedimentos empregados nas investigações científicas e a historicidade do desenvolvimento dos conhecimentos científicos; planejar e utilizar abordagens didáticas adequadas, que orientem os estudantes na aprendizagem dos conteúdos trabalhados; compreender a importância da ludicidade, do brincar e das atividades dinâmicas como instrumentos que motivam e aguçam a curiosidade deles; criar situações de ensino capazes de promover a aprendizagem de conceitos complexos; e estimular a criatividade dos estudantes por meio de um ensino que não considere a aprendizagem um processo exclusivo de memorização e repetição de conceitos, teorias e leis.

A compreensão da Ciência como um empreendimento coletivo e situado em determinado contexto social e cultural também faz com que os estudantes entendam como ela se relaciona com os valores éticos, políticos e estéticos da sociedade. A importância da responsabilidade social e da promoção do bem-estar individual e coletivo, do desenvolvimento sustentável, da preservação ambiental, do papel da ética, do senso de justiça e da perseverança na construção do conhecimento científico são alguns exemplos de aspectos que podem ser trabalhados nas aulas de Ciências da Natureza. Discutir com os estudantes os princípios éticos relacionados aos seres vivos e à natureza como um todo ajuda-os a compreender a importância da honestidade, da empatia, do comprometimento com a sustentabilidade e da relação entre a Ciência, a sociedade e o meio ambiente. Tais discussões também mostram que a Ciência pode ser uma ferramenta importante para formar jovens preocupados com a superação das desigualdades de gênero, econômicas, sociais e étnicas.

Trabalhar e aprender Ciência na sala de aula pode ser ainda uma oportunidade de promover o desenvolvimento de habilidades socioemocionais. Vivenciar o trabalho em grupo, comunicar-se, dividir tarefas e lidar com problemas diversos e com experimentos que exigem comprometimento e responsabilidade incentiva os estudantes a conviver socialmente. Assim, as aulas de Ciências da

Natureza também contribuem para desenvolver habilidades pessoais e sociais, como a capacidade de dialogar e resolver conflitos, de lidar com frustrações e perseverar, entre outras.

Nas aulas de Ciências da Natureza, os conhecimentos científicos são tratados por meio da comunicação, podendo ser expressos de diferentes formas: texto escrito, discussão de ideias e informações contidas em representações, como gráficos, tabelas, ilustrações, desenhos, diagramas, imagens, vídeos, histogramas, equações matemáticas etc. Todas essas ações comunicativas constituem formas de linguagem. A linguagem, assim, tem um papel importante para o ensino, já que possibilita aos estudantes o contato com a Ciência e o aprendizado quando participam de atividades de discussão, leitura, escrita, entre outros. Ela desempenha a função de organização do pensamento e dá a oportunidade ao estudante de apropriar-se de saberes sobre o mundo em que vive. Além disso, é por meio da linguagem que o estudante comunica suas experiências sobre um tema, objeto ou fenômeno. As tecnologias digitais da informação e comunicação (TDIC) também são formas de linguagem. A internet, vídeos, fóruns on-line, imagens, ilustrações digitais e podcasts podem ser utilizados como recursos didáticos que enriquecem as aulas e ampliam o contato dos estudantes com a cultura digital.

Os conhecimentos prévios dos estudantes constituem um repertório que deve ser trabalhado pelo professor, já que parte desses conhecimentos é fruto de representações sociais solidamente construídas na vida cotidiana dos estudantes, que muitas vezes divergem dos conhecimentos científicos. Assim, é importante que o professor promova oportunidades para que os estudantes aprimorem, critiquem e avaliem o que já sabem, reestruturando sua rede de conhecimento. Esperamos que o professor explore os conhecimentos prévios dos estudantes, estimule a curiosidade deles e dê-lhes liberdade para que possam observar e explicar os fenômenos naturais. Nesse processo, os estudantes se engajam em práticas científicas, como o levantamento de hipóteses, a identificação de relações de causa e efeito e a elaboração de explicações com base em evidências. Os pressupostos teórico-metodológicos estão integrados às atividades pedagógicas, e esta coleção auxilia os estudantes a compreender que a Ciência trabalha o pluralismo de ideias, portanto, não é dogmática, o que os auxilia a diferenciar a Ciência da pseudociência.

O trabalho do professor é apoiado por materiais educativos como livros didáticos e mídias digitais, pela aprendizagem de conhecimentos científicos, pelo desenvolvimento de habilidades socioemocionais e pelo gosto pela Ciência e pelo pensamento científico. O livro didático é um instrumento que auxilia a prática docente, cabendo ao professor inseri-lo em seu planejamento e em suas aulas em conformidade com os objetivos de ensino e com a realidade da comunidade em que a escola está inserida.

É importante ressaltar que o professor, devido à convivência com os estudantes, é capaz de reconhecer as características e necessidades da comunidade escolar. Assim, a coleção e o manual não procuram oferecer um receituário de como ensinar, mas sim auxiliar o docente no planejamento, no aprimoramento de sua prática e no cotidiano de sala aula oferecendo subsídios para o ensino e a promoção da aprendizagem.

Os objetivos formativos da Educação Básica estão presentes em toda a etapa do Ensino Fundamental, de modo que os aspectos físico, afetivo, psicológico, intelectual e social são priorizados na formação dos estudantes, complementando a ação da família e das demais instâncias das relações estabelecidas entre o jovem cidadão e a sociedade. Os documentos oficiais que normatizam a Educação Básica no Brasil estabelecem que as políticas educativas e as propostas pedagógicas na etapa do Ensino Fundamental devem seguir princípios:

a) éticos, como a justiça, a solidariedade, a liberdade, a autonomia, o respeito à dignidade da pessoa humana, o compromisso com a promoção do bem-estar de todos e o combate a quaisquer manifestações de preconceito e discriminação;

b) políticos, como o reconhecimento dos direitos e deveres de cidadania, o respeito ao bem comum, à preservação do regime democrático e aos recursos ambientais, a exigência de diversidade de tratamento para assegurar a igualdade de direitos entre os estudantes que apresentam diferentes necessidades, a redução da pobreza e das desigualdades sociais e regionais, e a busca da equidade no acesso à educação, à saúde, ao trabalho, aos bens culturais, entre outros benefícios;

c) estéticos, como o cultivo da sensibilidade em consonância com a racionalidade, o enriquecimento das formas de expressão e do exercício da criatividade, a valorização das diferentes manifestações culturais (especialmente as da cultura brasileira) e a construção de identidades plurais e solidárias.

2. A etapa do Ensino Fundamental

A Educação Básica de qualidade é um direito assegurado pela Constituição Federal, pelo Estatuto da Criança e do Adolescente (ECA) e pela Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB), e abrange a Educação Infantil, o Ensino Fundamental e o Ensino Médio.

De acordo com as Diretrizes Curriculares Nacionais da Educação Básica:

Um dos fundamentos do projeto de Nação que estamos construindo, a formação escolar é o alicerce indispensável e condição primeira para o exercício pleno da cidadania e o acesso aos direitos sociais, econômicos, civis e políticos. A educação deve proporcionar o desenvolvimento humano na sua plenitude, em condições de liberdade e dignidade, respeitando e valorizando as diferenças. (BRASIL, 2013b, p. 4.)

Na etapa do Ensino Fundamental, promove-se, intensifica-se e amplia-se, gradativamente, o domínio da leitura, da escrita e do cálculo, que começou nos primeiros anos da Educação Básica. Ao longo do Ensino Fundamental, o objetivo é que os estudantes consolidem a compreensão do ambiente natural e social, do sistema político, da economia, da tecnologia, das artes e cultura, dos direitos humanos e dos valores em que se fundamenta a sociedade. Além disso, espera-se que desenvolvam habilidades, atitudes e valores que estimulem o fortalecimento dos vínculos familiares, dos laços de solidariedade humana e de respeito, necessários à convivência em uma sociedade democrática.

O currículo e as propostas pedagógicas para a etapa do Ensino Fundamental devem ser construídos de acordo com a Base Nacional Comum Curricular, que estabelece os conhecimentos a que todos devem ter acesso, assegurando uma

uniformidade nas orientações e propostas curriculares dos estados, Distrito Federal e municípios. Os conteúdos sistematizados que fazem parte do currículo são denominados componentes curriculares e, para o Ensino Fundamental, são organizados em cinco áreas do conhecimento: Linguagens, Matemática, Ciências da Natureza, Ciências Humanas e Ensino Religioso. Além disso, a legislação determina: que as comunidades indígenas podem utilizar suas línguas maternas e os próprios processos de ensino (art. 32 da LDB); a obrigatoriedade da temática “História e Cultura Afro-Brasileira e Indígena” nos conteúdos desenvolvidos no âmbito de todo o currículo escolar, especialmente em Arte, Literatura e História do Brasil (art. 26, §4o da LDB); a Música como conteúdo obrigatório, mas não exclusivo, do componente curricular Arte; a Educação Física como componente obrigatório do currículo do Ensino Fundamental; o Ensino Religioso com matrícula facultativa e parte da formação básica do cidadão; a matrícula obrigatória, a partir do 6o ano, no ensino de uma língua estrangeira moderna; a abordagem de temas abrangentes e contemporâneos, como saúde, sexualidade e gênero, vida familiar e social, os direitos das crianças e dos adolescentes (Lei n o 8.069/90); a preservação do meio ambiente (Lei no 9.795/99); a educação para o trânsito (Lei no 9.503/97); e o Estatuto da Pessoa Idosa (Lei no 10.741/2003).

Os princípios éticos, políticos e estéticos propostos nos documentos do Ministério da Educação (MEC) que norteiam a concepção de currículos e propostas pedagógicas são inerentes ao ensino de Ciências da Natureza. Ensinar Ciências da Natureza implica ensinar como os fatores éticos, políticos e estéticos relacionam-se com os constructos conceituais, teóricos e procedimentais desse campo do conhecimento, de forma que os estudantes tenham uma aprendizagem significativa sobre como as Ciências da Natureza estão relacionadas aos aspectos sociais e culturais de seu tempo. Preconizando que a escola é um espaço em constante construção e reconstrução do repertório de conhecimento dos estudantes, espera-se que o ensino de Ciências da Natureza proporcione-lhes oportunidades para que amadureçam intelectualmente de forma a constituir entendimentos cada vez mais elaborados e adequados acerca do conhecimento científico (práticas, teorias vigentes, objetos de estudo, metodologias e história).

3. Educação para uma formação humana integral

Uma das características atuais de nossa sociedade é seu caráter multicultural. A globalização, os fluxos migratórios e os adventos tecnológicos possibilitaram novos modos de as pessoas relacionarem-se e de verem o mundo no século XXI. Consequentemente, esse novo olhar trouxe indagações sobre o papel dos educadores em todos os níveis de ensino.

Nesse contexto, a educação no século XXI deve assumir, como uma de suas principais finalidades, um ensino cujo processo de reconhecimento e conscientização da pluralidade cultural esteja presente em nossa sociedade. É principalmente na escola que os indivíduos passam a conhecer a pluralidade cultural e a conviver com a diversidade, portanto, esse é um espaço potencial para a aprendizagem de valores como tolerância, respeito mútuo e empatia. O reconhecimento da diversidade e pluralidade cultural caracteriza uma educação multicultural, que assume como principal finalidade o reconhecimento, a compreensão e a valorização das diferentes culturas de nossa sociedade como forma de promover o respeito mútuo, a equidade e a superação de preconceitos.

No entanto, além de reconhecer o fenômeno e o caráter multicultural de nossa sociedade, a educação humanizadora e integral deve ambicionar que os processos educativos engajem-se ativamente em atividades que propiciem a comunicação e a interação entre culturas, de forma que esses sujeitos desenvolvam compreensão e respeito pela diversidade, pautando-se em posturas democráticas de tolerância. Essa perspectiva de integração e convivência entre diferentes culturas é o principal alicerce de uma educação que busca promover situações de reconhecimento das diferenças e as trocas entre diferentes grupos socioculturais como maneira de promover contextos democráticos de acolhimento e de diálogo voltados para a legitimação dos direitos humanos.

Do ponto de vista da prática pedagógica, os professores podem atuar como mediadores dos processos de desenvolvimento da empatia e do espírito de cooperação entre os estudantes por meio de atividades que os auxiliem no reconhecimento dos pontos de convergência entre eles, ou seja, na descoberta de interesses e expectativas em comum que venham a ter e que podem ser o ponto de partida para a interlocução entre as múltiplas juventudes e

culturas que permeiam o espaço da sala de aula. Ajudar os estudantes a lidar com seus sentimentos e afetos por meio da mediação das conversas e trocas que ocorrem entre os diferentes sujeitos em sala de aula é um ponto de partida para contribuir com o desenvolvimento de habilidades socioemocionais que lhes permitirão avançar no processo de reconhecimento de outras alteridades.

Atividades em grupo nas quais cada estudante tenha responsabilidade para o desenvolvimento de um experimento ou projeto coletivo, os jogos cooperativos e os jogos que criam situações em que os estudantes tenham de ocupar outros papéis e perspectivas, como jogos de RPG, constituem ferramentas didáticas relevantes para a prática pedagógica que objetiva o desenvolvimento da empatia, da solidariedade e de outras habilidades socioemocionais, já que contribuem para que eles participem do próprio processo de aprendizagem que incluem outros conhecimentos, outras atitudes e outros valores.

Lidar com turmas grandes nas quais haja diferenças significativas referentes aos conhecimentos, às habilidades, às atitudes e aos valores entre os estudantes é um grande desafio para qualquer educador. Nesses casos, a presença de diferentes culturas é a grande marca desses grupos, seja por questões migratórias, seja pelas inúmeras culturas juvenis coexistindo no mesmo espaço. Uma estratégia interessante para conduzir as aulas está na ideia de tentar formar grupos heterogêneos, com estudantes em diferentes graus de desenvolvimento acadêmico. Isso estimula a cooperação entre eles, já que cria um ambiente propício para o desenvolvimento de comunidades de aprendizagem nas quais seus membros (todos os estudantes em parceria com o professor) atuam ativamente nos processos de ensino e de aprendizagem uns dos outros. Nessas situações, propor problemas para que sejam resolvidos em grupos e de forma cooperativa é uma estratégia que estimula a aprendizagem de conhecimentos, atitudes, habilidades e outras competências necessárias para desenvolvimento acadêmico e humano.

A avaliação é outra questão importante a ser discutida quando falamos de turmas grandes e com grande diversidade cultural. Avaliar estudantes em turmas tão diversificadas é uma tarefa complexa, na qual devem ser considerados diversos instrumentos e metodologias para se ter um panorama do desenvolvimento individual do estudante. Assim, a avaliação torna-se fundamental para o

planejamento de novos percursos de aprendizagem, e não é considerada apenas uma ferramenta que fornece diagnósticos. Nesses casos, o uso de diferentes instrumentos e critérios avaliativos é fundamental para que o educador consiga acompanhar e planejar sua prática para o pleno desenvolvimento de estudantes que apresentam diferenças significativas quanto à apropriação de conhecimentos, habilidades, atitudes e valores.

3.1 Culturas juvenis e processos identitários

Quando observamos a escola e como os estudantes apropriam-se desse espaço e transitam por ele, é comum percebermos, nos horários de intervalo, jovens divididos em grupos que compartilham determinados comportamentos, afinidades e interesses. Esses grupos apropriam-se do território escolar de formas diferentes, mas todos buscam validar sua identidade, que se expressa por meio do estar junto e de seu modo de ser.

Esses coletivos de jovens compartilham interesses em comum (tipos de músicas, esportes, entre outros) e criam espaços de socialização dentro da escola que se transformam em territórios culturais nos quais as identidades deles são elaboradas e moldadas. Os jovens selecionam as características pelas quais querem ser reconhecidos e, de acordo com elas, iniciam o processo de formação de sua identidade por meio das relações que estabelecem com outros interlocutores que compartilham os mesmos gostos e interesses, o que produz vínculos sociais que moldam comportamentos, atitudes e que, muitas vezes, partilham também símbolos e padrões de vestimenta e caracterização corporal.

As culturas juvenis são representadas por esses coletivos, nos quais os jovens partilham sentimentos de pertencimento e de afirmação coletiva e nos quais ocorrem práticas que têm significados e valores que demarcam identidades por meio da expressão e da adesão a um estilo de vida específico. Assim, quando falamos de diversidade cultural na escola, não estamos apenas nos referindo a estudantes migrantes de outras regiões ou países que não partilham tradições culturais e o mesmo idioma, mas também das diferentes culturas juvenis que circulam e se consolidam dentro do espaço escolar.

Existem muitas juventudes e muitas culturas juvenis permeando nossa sociedade. Podemos ver manifestações delas nos diferentes estilos expressados pelos jovens por meio de roupas, acessórios, estilos

de corte e cores de cabelo e outros adereços aos quais eles atribuem significado. Os jovens, quando estão em grupo, partilham práticas próprias, símbolos e linguagens que expressam a cultura que elaboram, dividem e negociam nas relações afetivas que constroem.

A internet e o ciberespaço representam outros territórios nos quais as culturas juvenis constroem-se e expressam-se. Além de outras instituições socializadoras da juventude, como a família e a escola, temos a influência das tecnologias, que fornecem ferramentas para que os jovens expressem sua subjetividade e entrem em contato com outras culturas juvenis. Nesse sentido, a internet e seus aplicativos, sobretudo as redes sociais, são espaços também de encontro de juventudes que partilham interesses em comum e que, assim, constroem territórios on-line de convivência e de partilha que são relevantes nos processos identitários desses sujeitos. No ciberespaço, há formas próprias de expressão das culturas juvenis, tais como vlogs, podcasts, gameplays, as redes sociais focadas na veiculação de fotos e vídeos de curta duração, entre outros.

Todas essas múltiplas juventudes demandam da escola, do professor e dos processos educativos uma construção planejada de práticas pedagógicas voltadas para as necessidades e interesses dos estudantes. Torna-se fundamental a construção de práticas escolares sintonizadas com as formas próprias de comunicação e de expressão das culturas juvenis. Assim, os educadores são convidados a entender e dialogar com as ferramentas e linguagens próprias das juventudes presentes no espaço escolar.

O ciberespaço e suas ferramentas podem ser considerados pelo educador uma forma de integrar as culturas juvenis e de interagir com elas no contexto escolar. Essas ferramentas têm uma série de funcionalidades que podem ser exploradas pelo professor de várias formas: na elaboração de aulas e atividades didáticas, como produto final que expresse e represente alguma construção que os estudantes fizeram ao longo de uma tarefa ou de um trabalho em grupo, entre outros. Outra forma de se aproximar das culturas juvenis e trabalhar com elas dentro da escola está na realização de projetos temáticos que envolvam professores de outras áreas do conhecimento na exploração de assuntos e temas de interesse das juventudes presentes no contexto de cada unidade educacional. Mapear os interesses dos estudantes e dos grupos identitários da escola e procurar dialogar com eles sobre

assuntos considerados relevantes por meio de debates mediados, rodas de conversa, apresentações culturais e artísticas, por exemplo, permite um reconhecimento das diferentes identidades presentes no espaço e sua validação diante de todos os grupos culturais ali presentes.

3.2 O ensino de Ciências da Natureza e a cidadania

Ao longo dos anos, vários documentos curriculares nacionais expressaram a importância do conhecimento científico na construção da cidadania na Educação Básica. Mais recentemente, a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) trouxe de forma clara que as questões científicas necessitam de abordagens didáticas que favoreçam essa formação do estudante ao longo de sua escolaridade (BRASIL, 2018, p. 9).

A BNCC traz ainda como deve ser realizada a progressão da aprendizagem do Ensino Fundamental e como essa etapa do ensino deve ser articulada de modo a ser consolidada e aprofundada para garantir a formação cidadã do jovem brasileiro.

A juventude brasileira é marcada por diferentes experiências e formada pela diversidade de matizes no que se refere a comportamento, classe social, identidade de gênero, sexo, afetividade, trabalho, conflitos e pressões que sofre, além de ser consciente de seus direitos. O resultado potencial é uma reflexão sobre si mesmo como sujeito da linguagem (alteridade e identidade), o que contribuirá na construção de uma identidade social.

Entendemos que um ensino de Ciências da Natureza que esteja preocupado em educar para a cidadania deve trazer dimensões que levem em consideração valores éticos, morais, estéticos, econômicos, culturais, políticos e sociais que estão relacionados ao conhecimento científico.

O crescimento das discussões sobre as questões ambientais, por exemplo, contribui para reforçar a ideia de que é preciso ensinar a preservar o meio e, ao mesmo tempo, ensiná-los a compreender os conhecimentos científicos e suas relações com a sociedade. Quando se trata dessa temática, assuntos envolvendo a biodiversidade são os que mais estão em pauta, acompanhados de diversas questões, muitas vezes controversas, que envolvem a tomada de decisão baseada em valores e no conhecimento científico (MOTOKANE et al., 2010).

O ensino de Ciências da Natureza é uma forma de oferecer aos estudantes a possibilidade de ampliar sua visão de mundo e reconhecer que decisões

justas e responsáveis são o caminho para uma sociedade democrática e igualitária.

4. A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) e a área de Ciências da Natureza

A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) visa efetivar os direitos e objetivos de aprendizagem e desenvolvimento para os estudantes da Educação Básica em parceria com os estados, o Distrito Federal e os municípios. A BNCC consiste em um documento normativo que deve ser utilizado na concepção dos currículos e das propostas pedagógicas dos sistemas, redes de ensino e escolas públicas e privadas de Educação Infantil, Ensino Fundamental e Ensino Médio em todo o território nacional.

A BNCC reúne um conjunto de conhecimentos, competências e habilidades que representam aprendizagens essenciais que todos os estudantes devem desenvolver ao longo das etapas e modalidades da Educação Básica. Tais aprendizagens essenciais foram orientadas e concebidas com base nas Diretrizes Curriculares Nacionais da Educação Básica, que propõem que os processos educativos visem à formação humana integral de indivíduos comprometidos com a transformação social por meio da construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. Assim, trabalhar com a BNCC de forma efetiva implica em desenvolver tanto a formação acadêmica quanto a formação humana dos estudantes, buscando oferecer oportunidades para que eles construam conhecimentos e se formem como sujeitos que atuarão na sociedade de maneira local e global com poder de decisão e de atuação em diversas instâncias. As competências e habilidades preconizadas como fundamentais pela BNCC visam instrumentalizar e preparar as crianças e os jovens para seu pleno desenvolvimento intelectual, humano, ético, estético e atitudinal. Esses preceitos pedem uma prática educativa voltada para as alteridades, para o acolhimento e para a criação de oportunidades de aprendizagem, de modo que os estudantes compreendam tanto os conceitos e procedimentos relevantes da área do conhecimento em estudo como a aplicabilidade destes na resolução de problemas cotidianos e relevantes para a sociedade democrática que queremos construir.

Para a Educação Básica, a BNCC (BRASIL, 2018, p. 8-10) apresenta um conjunto de dez competências gerais.

Na BNCC, competência é definida como a mobilização de conhecimentos (conceitos e procedimentos), habilidades (práticas, cognitivas e socioemocionais), atitudes e valores para resolver demandas complexas da vida cotidiana, do pleno exercício da cidadania e do mundo do trabalho. (BRASIL, 2018, p. 8)

O conjunto de dez competências gerais busca, portanto, articular os diversos tipos de conhecimento que os estudantes devem ter desenvolvido ao longo do Ensino Fundamental, como forma de instrumentalizá-los para o pleno desenvolvimento acadêmico e humano.

Cada área do conhecimento também tem competências específicas da área (Linguagens, Matemática, Ciências da Natureza, Ciências Humanas e Ensino Religioso), que devem ser desenvolvidas pelos estudantes ao longo das etapas do Ensino Fundamental e do Ensino Médio. A área de Ciências da Natureza é composta somente do componente curricular Ciências, que tem oito competências específicas. Essas competências específicas representam como as dez competências gerais para a Educação Básica expressam-se nessa área quando articuladas com as particularidades desse campo do conhecimento:

As competências específicas possibilitam a articulação horizontal entre as áreas, perpassando todos os componentes curriculares, e também a articulação vertical, ou seja, a progressão entre o Ensino Fundamental – Anos Iniciais e o Ensino Fundamental – Anos Finais e a continuidade das experiências dos alunos, considerando suas especificidades. (BRASIL, 2018, p. 28)

As oito competências específicas da área de Ciências da Natureza do Ensino Fundamental estão no texto da BNCC (BRASIL, 2018, p. 324), disponibilizado na página do MEC (http://basenacionalcomum. mec.gov.br/).

A BNCC ainda propõe um conjunto de habilidades que objetivam o desenvolvimento das competências específicas. As habilidades são desdobramentos das competências específicas da área e relacionam-se com os objetos do conhecimento, que representam conteúdos, conceitos e processos. Elas expressam as aprendizagens essenciais que devem ser desenvolvidas pelo componente curricular. A redação das habilidades tem uma estrutura cujo objetivo é relacionar os processos cognitivos envolvidos na habilidade (verbos), os objetos do conhecimento mobilizados e o contexto ou uma maior especificação da aprendizagem esperada. Veja o exemplo a seguir:

Verbo: explicita o processo cognitivo envolvido na habilidade.

Complemento do verbo: explicita o objeto do conhecimento mobilizado na habilidade.

Modificador ou complemento do verbo: explicita o contexto e/ou uma maior especificação da aprendizagem esperada.

As unidades temáticas agrupam os objetos do conhecimento de acordo com as especificidades dos diferentes componentes curriculares. As unidades temáticas da área Ciências da Natureza estabelecidas na BNCC para a etapa do Ensino Fundamental são: Matéria e Energia, Vida e Evolução e Terra e Universo.

A unidade temática Matéria e Energia engloba os conhecimentos que dizem respeito aos diferentes materiais, suas propriedades, transformações e uso consciente, às diferentes fontes energéticas e aos processos empregados na geração e usos da energia.

Sob uma perspectiva histórica, essa unidade também se preocupa em discutir as formas pelas quais a humanidade apropriou-se desses recursos e processos, resgatando os materiais e seus usos em diferentes ambientes e épocas históricas.

Ao iniciar os anos finais da etapa do Ensino Fundamental, os estudantes já estarão familiarizados com diversos tipos de objetos, materiais e fenômenos que estão presentes em seu cotidiano. Essa familiaridade constitui um repertório inicial a partir do qual é possível trabalhar os conhecimentos propostos por essa unidade temática, por exemplo, a exploração das propriedades de diferentes materiais

do cotidiano, como dureza, transparência, solubilidade e interações com a luz. Nessa unidade temática, também são trabalhadas questões relacionadas à água e seus usos, ao clima, à geração de energia elétrica, à preservação dos solos e outros aspectos ambientais presentes no entorno das crianças nos diferentes espaços em que elas frequentam, como a casa, escola e o bairro.

As questões relacionadas aos conhecimentos biológicos são abordadas na unidade Vida e Evolução . Essa unidade engloba: os conhecimentos sobre as características dos seres vivos, considerando a vida um fenômeno natural e social que requer elementos para sua manutenção; os estudos relacionados aos processos evolutivos que geram a biodiversidade do planeta; as questões ecológicas, como as características dos ecossistemas e as relações dos seres vivos entre si e o ambiente físico; as interações que os seres humanos estabelecem entre si, com outros seres vivos e com elementos não vivos do ambiente; e a importância da preservação da biodiversidade e como ela se apresenta nos ecossistemas brasileiros.

O corpo humano é outro foco importante dessa unidade e é tratado de modo que os estudantes percebam o funcionamento harmonioso, a

Ensino Fundamental

(EF 07 C1 02) Diferenciar temperatura, calor e sensação térmica

nas diferentes situações de equilíbrio termodinâmico cotidianas.

integração dos processos e as funções biológicas desempenhadas pelos diferentes sistemas que compõem o nosso corpo.

Aspectos relativos à saúde também recebem destaque e visam promover uma compreensão da saúde que vai além da ideia de bem-estar físico individual, ou seja, consideram o bem-estar coletivo, destacando a importância dos programas institucionais e das políticas públicas.

A terceira unidade temática proposta pela BNCC, Terra e Universo, engloba conhecimentos sobre as características de corpos celestes como a Terra, o Sol e a Lua. Nessa unidade temática, espera-se que os estudantes desenvolvam um arsenal de conhecimentos sobre as dimensões, a composição, as localizações, os movimentos e as forças que atuam nos corpos celestes.

O ensino dessa unidade dá ênfase à ideia de que os conhecimentos astronômicos foram construídos ao longo da história da humanidade e que diferentes culturas têm diferentes formas de interpretar os fenômenos celestes. Temas importantes relacionados aos diversos fenômenos naturais, como as condições para a manutenção da vida na Terra, o efeito estufa, a camada de ozônio, as erupções vulcânicas, os tsunamis, os terremotos e os padrões de circulação atmosférica e oceânica também são abordados. Os assuntos dessa unidade temática normalmente despertam a curiosidade dos estudantes do Ensino Fundamental. Assim, durante as aulas, espera-se estimular ainda mais essa curiosidade, propiciando o desenvolvimento do pensamento espacial dos estudantes por meio de experiências cotidianas de observação de diversos fenômenos celestes. As atividades de observação, quando orientadas e sistematizadas, permitem a identificação e a regularidade de fenômenos que se relacionam com a prática da agricultura, a construção de calendários, a determinação de cada estação do ano etc.

Os temas abordados pelas unidades temáticas apresentadas são tratados por meio dos saberes intelectuais, linguísticos e emocionais que os estudantes têm. Tais saberes vão sendo aprimorados e organizados, ao longo de cada unidade, com a mediação do professor, dando continuidade ao processo de desenvolvimento de habilidades cognitivas, ético-políticas e socioemocionais iniciado nos primeiros anos do Ensino Fundamental por meio do amadurecimento e enriquecimento de seu repertório de conhecimentos científicos.

5. O ensino de Ciências da Natureza

A inserção do ensino de Ciências da Natureza nos currículos da Educação Básica consiste em um fenômeno relativamente recente. Até a promulgação da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (lei no 4024/1961), de acordo com os documentos oficiais, as aulas de Ciências da Natureza eram obrigatórias apenas nos dois últimos anos do Ensino Fundamental (antigamente, chamado de “ginásio”). Em meados dos anos 1970 (lei no 5692/1971), a disciplina passou a ser obrigatória no currículo de todas as séries do Ensino Fundamental (KRASILCHIK, 2000).

Com a obrigatoriedade do ensino de Ciências da Natureza no Ensino Fundamental, os documentos oficiais normativos da Educação Básica passaram a elaborar diretrizes e parâmetros curriculares para essa disciplina. Essas diretrizes e parâmetros refletem as concepções didáticas e pedagógicas de determinado período histórico e social. Com as alterações dos modelos de sociedade que se deseja constituir, as concepções didático-pedagógicas também se ressignificam. Assim, no decorrer da história, o Ensino de Ciências da Natureza no Brasil foi modificando suas propostas e propósitos de acordo com as demandas e os objetivos sociais e econômicos que norteiam os objetivos educacionais orientadores dos currículos e da didática.

Atualmente, espera-se que a educação científica escolar estimule a reflexão sobre as Ciências da Natureza e os processos envolvidos na sua produção, comunicação e avaliação. Espera-se, portanto, que os estudantes apropriem-se do conhecimento científico para utilizá-lo como ferramenta na conquista de sua autonomia e no exercício da cidadania crítica e consciente.

As aulas de Ciências da Natureza podem representar um momento e um espaço no qual é possível conhecer as diferentes explicações sobre o mundo e os fenômenos naturais; expressar e avaliar diferentes ideias, além de contrapor-se a elas; desenvolver-se intelectualmente de maneira crítica por meio da indagação, da investigação e da análise do mundo e da realidade.

5.1 O conhecimento científico

Os conteúdos constituídos pelo corpo de conhecimento de Ciências da Natureza estão nos compêndios que apresentam os fatos, os fenômenos, os conceitos, as leis, as teorias, os modelos e os

princípios científicos. A apropriação desse conteúdo permite ao estudante expressar-se cientificamente pela escrita ou pela fala.

A metodologia de investigação científica diz respeito aos procedimentos e modos pelos quais o pesquisador obtém elementos que apoiam leis, princípios, conceitos e teorias. Os procedimentos próprios da construção e reformulação do conhecimento científico podem ser descritos como um conjunto de habilidades que devem ser desenvolvidas nas aulas de Ciências da Natureza. Por exemplo, observar, classificar, seriar, medir, construir e interpretar tabelas e gráficos, saber usar um aparelho, montar um modelo, construir um equipamento, identificar problemas, saber como buscar informações em fontes variadas, elaborar

hipóteses, fazer previsões, relacionar variáveis, planejar experimentos, analisar e interpretar dados, usar modelos interpretativos, concluir com base nos dados disponíveis e argumentar com apoio da linguagem escrita e simbólica.

Os modos de pensar e de agir dos indivíduos são conteúdos que dizem respeito às ações das pessoas em relação à sociedade, ao ambiente, aos cuidados com a saúde individual e coletiva e à valorização da atividade científica e tecnológica.

O desenvolvimento de habilidades e competências cognitivas nas aulas de Ciências da Natureza permite aos estudantes a interpretação e utilização de modelos, teorias e explicações científicas de maneira similar à dos cientistas (PRO BUENO, 2009).

caracteriza-se por

que determinam

formas de pensar e atuar

tomada de consciência avanços da ciência atividade científica

5.2 Letramento científico

que se manifestam como que deve implicar em relação à

mudança de atitude

desenvolvimento sustentável conservação do meio hábitos saudáveis

Em atividades do dia a dia, deparamo-nos com o conhecimento científico e tecnológico em nossas ações e afazeres. Assim, os conhecimentos científicos tornam-se mais do que necessários na formação do cidadão. As Ciências da Natureza colaboram na resolução de problemas ambientais; no desenvolvimento de medicamentos e meios de transporte; nas soluções para a saúde individual e coletiva; na produção e conservação de alimentos etc. A presença da Ciência na sociedade atual traz à tona a importância do ensino de Ciências da Natureza na Educação Básica.

Espera-se que a educação científica institucional forme sujeitos que compreendam a relação entre Ciência, tecnologia, sociedade e meio ambiente, já que essa formação tem se estabelecido como uma condição para que os cidadãos sejam capazes de atuar de modo consciente e responsável no mundo atual.

No contexto do letramento científico, o objetivo central da educação em Ciências recai sobre a necessidade de que os estudantes não se limitem a entender os conteúdos, procedimentos e experimentos, mas entendam a própria natureza das Ciências e as práticas científicas.

Ciências da Natureza

corpo de conhecimentos

metodologia de investigação

A ideia de que a educação em Ciências deve formar cidadãos participantes das discussões científico-tecnológicas busca orientar um ensino que contextualize os conhecimentos científicos de forma que os estudantes os compreendam como uma ferramenta que pode ser utilizada no campo social para a participação na tomada de decisões sobre as questões científico-tecnológicas da atualidade.

O ensino de Ciências da Natureza deve propiciar a compreensão dos processos sociais e coletivos de construção do conhecimento científico ao longo do tempo e a conscientização do papel desses saberes no campo social, político, econômico e ambiental.

É importante que o professor de Ciências da Natureza reconheça seu papel educativo ao propor e mediar atividades que propiciem o desenvolvimento das habilidades cognitivas dos estudantes. A promoção do letramento científico deve considerar três aspectos importantes das Ciências da Natureza:

• os conceitos, os fatos, os princípios, as leis e as teorias que permitem aos estudantes construir e apropriar-se dos conhecimentos científicos, possibilitando a compreensão do mundo atual, de modo a serem utilizados no entendimento de informações de natureza científica em situações cotidianas e na compreensão de fenômenos naturais;

• a compreensão do caráter social e humano do empreendimento científico. O entendimento de que as explicações científicas são provisórias e passíveis de modificações e que a produção de conhecimento ocorre coletivamente;

• a responsabilidade social e ética necessária para a utilização dos conhecimentos científicos e a avaliação das consequências do seu emprego. Esse eixo preconiza a importância do desenvolvimento sustentável para a promoção do bem-estar social e do meio-ambiente.

De acordo com a BNCC, o letramento científico envolve a capacidade de compreender e interpretar questões relacionadas à Ciência, como forma de desenvolver uma capacidade de atuação no e sobre o mundo, sendo esse um importante aspecto no exercício da cidadania. Para compreender e interpretar questões relacionadas à Ciência, os estudantes precisam desenvolver competências relativas às formas de trabalho e de raciocínio empregadas na construção do conhecimento científico. Isso envolve, por exemplo, a capacidade de interpretar e avaliar criticamente informações de cunho científico; planejar metodologias para a resolução de problemas;

construir argumentos e explicações coerentes que se apoiam em dados, evidências e justificativas; identificar termos em textos científicos; distinguir um texto científico de um texto de outra natureza; relacionar variáveis; interpretar gráficos e tabelas com dados científicos e comunicar informações coletadas em textos com linguagem típica das Ciências.

Popularização da Ciência –Por que popularizar?

No enfrentamento dos desafios sociais, ambientais, econômicos e políticos, entre outros, que caracterizam o século XXI, faz-se cada vez mais necessário fomentar a ciência, a tecnologia e a inovação que contribuam para o bem-estar social, fortalecendo as ciências interdisciplinares e transdisciplinares que possam contribuir para atingir objetivos socialmente definidos, em diálogo com outros modos de conhecimento e com a participação da sociedade. O desenvolvimento científico e tecnológico introduziu novos temas de pesquisa, que foram levados à pauta do debate na sociedade, e grande parte deles se refere à relação do homem com o meio-ambiente. Discutidos em nível mundial, esses temas colocam os desafios da proteção ambiental conjugada ao desenvolvimento sustentável e despertam na sociedade a necessidade de mais informações e maior participação e controle.

Lixo, poluição da água, da terra, do mar e do ar, desmatamento, perda da biodiversidade, destruição da camada de ozônio, chuva ácida, mudanças climáticas, pandemias, gases de efeito estufa, incêndios florestais, secas, inundações, escassez de água e de saneamento, pobreza, fome, desigualdades de gênero, racismo, desigualdades sociais, dificuldades de acesso à educação, saúde, cultura, ciência e tecnologia, entre outros, são problemas que afetam a todos e que podem pôr em risco a sobrevivência, a segurança e o bem-estar de toda a sociedade. O enfrentamento desses desafios locais, regionais, nacionais e globais envolve valores e atitudes de indivíduos, da coletividade e do poder público, em busca de assegurar os direitos à educação, à saúde, à paz social, ao emprego, à segurança alimentar e ao meio ambiente ecologicamente equilibrado para as presentes e futuras gerações. A democratização do conhecimento científico tem papel fundamental nesse contexto, no sentido de promover o direito à informação e à participação social, por meio do debate e do acesso à produção do conhecimento de excelência. Os avanços da ciência, do conhecimento da natureza da ciência, da influência da sociedade na ciência e da ciência na sociedade, do conhecimento de quem produz ciência, dos pesquisadores, das instituições científicas e de fontes válidas de informação, a partir das relações entre ciências e outras linguagens que promovem interação, diálogo e engajamento, em especial as artes, as pessoas podem se utilizar de seu pensamento crítico e reflexivo para se posicionar diante dos problemas que as rodeiam. Assim, se promove o diálogo de saberes e de conhecimentos e a participação da sociedade na transformação da realidade.

A percepção dos brasileiros sobre a ciência e a Tecnologia reforça a importância da popularização da C&T [Ciência & Tecnologia]

Ao pensarmos no aprimoramento do fomento à popularização e educação em ciências faz-se essencial conhecer e analisar o grau de informação, o conhecimento geral, as atitudes e as visões da população brasileira sobre C&T. Nesse contexto, as pesquisas nacionais de percepção pública da ciência e tecnologia, realizadas periodicamente sob a forma de enquetes (nos anos de 1987, 2006, 2010, 2015 e 2019), revelam importantes considerações sobre o que os brasileiros pensam acerca da ciência e tecnologia. [...]

A razão para tais pesquisas é que a compreensão das implicações econômicas, políticas, educacionais, culturais e éticas da percepção pública da C&T pode contribuir para verificar se os esforços de divulgação científica realizados pelas agências de fomento e instituições de pesquisa estão se refletindo na sociedade e se o interesse pela ciência está avançando nos diferentes estratos sociais e faixas etárias, por exemplo. De modo especial, possibilita a formulação mais adequada de políticas públicas em educação científica e em comunicação pública da ciência, bem como para a inclusão social, para estimular os jovens para as carreiras científicas e ampliar a compreensão quanto às suas escolhas; e para o fortalecimento de competências individuais e coletivas na tomada de decisão e no exercício da cidadania.

A enquete de percepção pública da ciência de 2019, realizada pelo CGEE (Centro de Gestão e Estudos Estratégicos), buscou averiguar como os brasileiros percebem os efeitos da C&T, qual é a imagem do cientista, o grau de confiança por fontes de informação, os temas de interesse, os hábitos culturais e o acesso à informação sobre C&T, entre outros. A pesquisa abrangeu também o conhecimento sobre a ciência brasileira, a percepção de riscos, a avaliação sobre a C&T no Brasil, as noções sobre a ciência, a relação entre as crenças e as evidências científicas, além de atitudes sobre C&T e questões visando um melhor entendimento acerca do grau e das razões de rejeição ou aceitação de novas tecnologias por parte de setores da população. Em comparação com edições anteriores, reafirmou o interesse dos brasileiros por temas de natureza da ciência e a elevada confiança na ciência e nos cientistas, mas também um escasso acesso à informação científica, uma baixa apropriação do conhecimento e uma desigualdade tanto na informação quanto na participação em atividades de difusão cultural, entre outros aspectos. (BRASIL, 2013b)

6. A didática das Ciências da Natureza

Planejar as atividades didáticas que se adequam aos objetivos do ensino e aos conteúdos que serão trabalhados também é uma ação importante na prática docente. A variação nas estratégias e nos materiais didáticos aumenta o interesse dos estudantes, uma vez que eles experimentam diferentes formas de aprender.

Aqui apresentaremos abordagens, estratégias e materiais didáticos e seus objetivos no ensino de Ciências da Natureza. Essas escolhas perpassam um processo de reflexão, pois devem garantir que os objetivos educativos propostos no planejamento sejam alcançados.

Nos debates mediados, os estudantes têm mais liberdade para se expressar por meio da sua participação em discussões. Nessa modalidade didática, cabe ao professor conduzir as discussões de acordo com seus objetivos e com os temas propostos. A abordagem de temas que tratem da relação entre Ciência, tecnologia, sociedade e ambiente pode ser beneficiada com o uso dessa modalidade didática.

Nos seminários é atribuída aos estudantes a tarefa de preparar uma aula sobre um tema a ser estudado. O professor pode organizá-los em grupos e atribuir a cada grupo um tema de estudo. O grupo deve, então,

preparar uma apresentação com explicações sobre esse tema para o restante da turma. Dessa forma, além dos conteúdos, os estudantes trabalham habilidades como a argumentação e preparam-se para discussões e apresentações orais.

Na sala de aula invertida, o professor dá um tema ou assunto para que os estudantes pesquisem em casa de forma autônoma. Depois, eles deverão trazer para a aula o que descobriram e aprenderam sobre o tema e compartilhar esses conhecimentos com os colegas.

As demonstrações são comumente utilizadas para a apresentação de técnicas e fenômenos. Nessa modalidade didática, o professor realiza uma atividade de demonstração para a sala, garantindo que todos os estudantes observem o fenômeno, a técnica ou o objeto.

As atividades práticas científicas aguçam a curiosidade e o interesse dos estudantes, pois eles se envolvem em investigações científicas que promovem a capacidade de resolução de problemas, a compreensão de conceitos básicos e o desenvolvimento de habilidades. Essa modalidade didática é característica da disciplina de Ciências da Natureza.

O propósito dessa modalidade didática é apresentar para os estudantes aspectos e práticas da construção do conhecimento científico, o que engloba uma série de atividades que podem ser trabalhadas isoladamente em sala de aula ou no laboratório. Algumas dessas práticas podem ser: delineamento de situações-problema, proposição de temas e questões para investigação, elaboração de hipóteses, extrapolação de conclusões com base no exame e na interpretação de dados, planejamento e condução de experimentos, coleta e análise de dados e interpretação de resultados expressos em forma de tabela ou gráfico. Esses aspectos podem ou não ser desenvolvidos por meio de atividades manipulativas, como experimentos empíricos.

Essas atividades visam mostrar que as práticas de construção do conhecimento científico não são procedimentos isolados, e sim aspectos interconectados da investigação científica. Dessa forma, é possível promover uma conscientização sobre os valores, objetivos e normas que regem o empreendimento científico.

A produção de modelos para suportar explicações e/ou propiciar o uso de conceitos em situações determinadas pode ser incluída nessa modalidade. Ressaltamos a importância de fornecer instruções claras para os estudantes sobre como assegurar a integridade física de todos no laboratório.

As aulas expositivas são comumente utilizadas para apresentação e exploração de conceitos e

ideias, para enfatizar aspectos importantes do tema em estudo e apresentar novos tópicos e assuntos. É possível tornar uma aula expositiva mais participativa e ativa para os estudantes procurando, por exemplo, instigá-los intelectualmente por meio de perguntas e desafios, e abrindo momentos para que eles possam expor suas opiniões e suas ideias. Além disso, o uso de recursos como vídeos, músicas, imagens, ilustrações, sites, recursos on-line etc. pode dar dinamicidade à exposição.

O ponto de partida para a aprendizagem baseada em projetos é a proposição de um projeto prático aos estudantes, que deverão elaborar planos de ação para desenvolver o projeto e chegar aos resultados pretendidos. Nessa modalidade, o professor atua como um orientador que observa e ajuda os estudantes a planejar e a tomar decisões ao longo da elaboração do projeto.

As atividades extraclasse/estudos do meio representam momentos em que os estudantes podem conhecer outros espaços educativos, como museus, exposições, observatórios, zoológicos, jardim botânico etc. A realização de uma atividade extraclasse requer planejamento e organização. É importante pensar que um estudo do meio representa um momento de lazer, mas deve ter objetivos pedagógicos claros.

As simulações compreendem atividades nas quais os estudantes se envolvem com uma situação-problema. Essas atividades incluem a tomada de decisão e compreendem recursos como jogos, dramatizações e uso de simuladores em computadores, aplicativos, softwares etc.

Esta coleção contempla essas modalidades didáticas e oferece sugestões de encaminhamento, textos de apoio pedagógico e atividades complementares para estruturar a prática em sala de aula. A escolha das modalidades e em que momentos serão utilizadas é uma prerrogativa do professor. O docente deve considerar a possibilidade de fazer adaptações que atendam às particularidades da realidade da sua comunidade.

6.1 As Tecnologias Digitais da Informação e Comunicação (TDIC)

Na era digital, temos acesso muito rápido à informação por meio dos celulares, tablets, computadores e outras tecnologias. Esses aparatos tecnológicos e todo o repertório de inovações, informações e conteúdos que os acompanham fazem parte de nossas vidas.

Pensando no espaço escolar, as redes e as tecnologias são consideradas ferramentas inovadoras que podem participar como mediadoras dos processos de aprendizagem. Tais ferramentas oferecem novas perspectivas para a prática educativa e dão suporte ao planejamento e à concretização de atividades didático-pedagógicas diferenciadas que utilizam a tecnologia a seu favor, promovendo o trabalho em grupo e a aprendizagem colaborativa.

As TDIC são fontes de recursos que devem ser exploradas com objetivos claros. Cabe ao professor selecionar e avaliar como e quais recursos tecnológicos da informação e da comunicação serão utilizados na sala de aula e refletir sobre elas.

É importante avaliar previamente os conteúdos e recursos que se quer recomendar aos estudantes em relação à adequação das TDIC à faixa etária deles e evitar conteúdos discriminatórios ou preconceituosos.

As simulações e as modelagens são exemplos de abordagens e modalidades didáticas que possibilitam a inclusão das TDIC nos contextos de ensino e aprendizagem. Comumente, os modelos científicos e as simulações são utilizados de maneira demonstrativa, isto é, para descrever, explicar ou ilustrar conhecimentos e ideias. A manipulação desses recursos pelos estudantes e a possibilidade de trabalhar ativamente com eles é uma maneira mais atrativa e motivadora de aprendizagem. Essas simulações e modelagens dão a chance aos estudantes de interferirem em variáveis, testar hipóteses e acompanhar processos de longa duração ou que precisem de aparatos sofisticados, promovendo assim uma aproximação dos estudantes com o fazer científico.

Essas abordagens podem também fazer parte de um contexto investigativo. Fazendo essa articulação, é possível utilizar as TDIC para desenvolver habilidades, como a de levantar hipóteses, trabalhar com dados, construir explicações e argumentar.

Os jogos digitais são exemplos das TDIC que permitem aliar a aprendizagem de conceitos científicos ao desenvolvimento das habilidades motoras, de raciocínio lógico e de leitura.

Outra possibilidade de TDIC são os podcasts, que podem ser utilizados tanto em sala de aula como em modalidades de ensino híbrido, nas quais o professor pode indicar aos estudantes episódios a serem escutados em casa para posterior discussão em classe.

As TDIC podem também promover mais oportunidade de fomento ao protagonismo juvenil, já que muitos desses aparatos tecnológicos podem ser

utilizados pelos estudantes para estudo e comunicação de seus conhecimentos. As redes sociais podem ser ferramentas didáticas interessantes para que eles expressem suas ideias e suas aprendizagens, podendo ser utilizadas pelo professor nas aulas, nos trabalhos em grupos e em outras tarefas cujo produto seja a produção dos estudantes.

7. A prática docente

É tarefa do professor planejar e conduzir a prática pedagógica. O processo de planejamento e organização do trabalho didático do professor é norteado pelo projeto político-pedagógico da escola. O professor consegue estruturar sua prática docente por meio da definição dos objetivos educacionais, dos conteúdos que os estudantes devem aprender, das atividades a serem desenvolvidas, das técnicas e estratégias de ensino a serem usadas em sala de aula e dos instrumentos de avaliação para cada um dos conteúdos estabelecidos. Planejar é importante para que seja possível otimizar o tempo daqueles que ensinam e daqueles que aprendem. Esse planejamento não pode, porém, ser um conjunto de práticas estanques e imutáveis que impeçam os ajustes de rumos necessários para assegurar a aprendizagem dos estudantes.

O processo educativo é dinâmico, e a prática docente consiste em uma atividade social complexa e multifacetada, na medida que se atribui ao professor a responsabilidade de formação de seus educandos em diferentes instâncias (intelectual, socioemocional e valorativa).

É um consenso social de que, para ensinar, o professor deve dominar os princípios e a didática da área do conhecimento a ser ensinado. Esses saberes são a base do repertório teórico e metodológico do professor para que ele planeje e conduza sua prática, e reflita sobre ela.

Além disso, o professor desempenha um papel na formação humana de seus estudantes. Atuando como mediador, o docente necessita dispor de suporte socioemocional para perceber as diferentes subjetividades presentes no ambiente da sala de aula. Empatia, senso de justiça, honestidade, ética, perseverança e respeito são algumas das habilidades socioemocionais necessárias para o trabalho docente. A interação cotidiana com sujeitos que compartilham o mesmo espaço, mas que têm diferentes origens e vêm de diversos contextos sociais, culturais e econômicos, demanda a conscientização sobre como interagir e lidar com essa multiculturalidade encontrada nos espaços educacionais.

Para desempenhar todos esses papéis que são esperados do educador, é importante também a articulação entre os demais profissionais e as instâncias responsáveis pela escola e pelas condições de ensino e aprendizagem: a gestão e a coordenação pedagógica. A articulação entre docentes, gestores e outros profissionais que integram a equipe pedagógica é extremamente importante, pois são essas equipes que garantem o bom funcionamento da escola e das relações profissionais e educativas que ali ocorrem. As reuniões pedagógicas e os horários coletivos são momentos importantes da jornada do professor, já que esses eventos representam espaços importantes para a interlocução entre seus membros, como forma de construir coerência entre as práticas e o planejamento pedagógico para as turmas que serão atendidas durante o ano letivo. O planejamento da formação do estudante ao longo de vários anos também é um ponto fundamental e exige articulação entre os membros da equipe pedagógica. A transição dos estudantes dos anos iniciais para os anos finais do Ensino Fundamental é algo que impacta bastante a rotina deles, já que, na maioria dos casos, a partir do 6o ano, eles passam a ter contato com diversos professores, sendo um para cada componente curricular. Essa transição costuma gerar ansiedade e alguma confusão nos estudantes, que agora precisam se organizar de forma diferente para acompanhar as trocas de aula e se habituar à nova rotina com os professores especialistas, por meio dos quais conhecerão mais a fundo as particularidades de cada campo de conhecimento.

Outro aspecto importante do trabalho docente está nas possíveis trocas entre colegas de mesma disciplina que podem ocorrer em espaços de formação continuada, reuniões entre todos os professores da área do conhecimento, entre outros motivos. Esses momentos são valiosos, pois nele ocorrem oportunidades de discussão e compartilhamento de atividades, planejamentos e outras interlocuções que podem suscitar novas ideias e perspectivas para o trabalho em sala de aula. Nessas ocasiões, a equipe pedagógica pode entender problemas que são do entorno da escola e trazê-los para as aulas de Ciências, promovendo maior integração entre professores, estudantes e a comunidade local.

A escolha dos materiais pedagógicos que serão utilizados nas aulas, projetos e em outras atividades didáticas também é um momento de interlocução relevante. No caso das Ciências da Natureza, a equipe pedagógica precisa dialogar e compartilhar seus planejamentos para que os materiais necessários –, que

vão de livros didáticos a equipamentos, reagentes, vidrarias e outros aparatos necessários para aulas práticas, por exemplo –, sejam providenciados.

Os cursos, encontros e atividades de formação continuada representam momentos de intercâmbio e de diálogo entre a equipe pedagógica de diferentes unidades escolares, possibilitando trocas de experiências e vivências entre realidades educacionais diferentes.

8. A interdisciplinaridade e a integração das áreas do conhecimento

O processo de interação de duas ou mais disciplinas na abordagem de saberes e conhecimentos (interdisciplinaridade) pode se configurar de diferentes maneiras, mas devem sempre visar à cooperação, ao intercâmbio e ao enriquecimento intelectual. A interdisciplinaridade também é uma ferramenta didática para a promoção do letramento científico, pois articula conceitos, ideias e procedimentos de diferentes campos do conhecimento.

As práticas interdisciplinares visam promover a integração entre saberes e conhecimentos de diferentes campos e domínios científicos com o objetivo de ampliar os estudos e construir sentidos para os inúmeros fenômenos que nos cercam. Assim, podemos dizer que a interdisciplinaridade busca romper com a fragmentação dos saberes e conhecimentos por meio das conexões entre as Ciências, sobretudo na resolução de problemas concretos ou na compreensão de determinado fenômeno por diferentes pontos de vista, procurando estabelecer relações entre os saberes e conhecimentos de diferentes naturezas.

A interdisciplinaridade pode se materializar nas abordagens de ensino, no currículo e na prática docente. Em saídas de campo, podemos perceber exemplos de como a compreensão da Ciência perpassa a interdisciplinaridade, sobretudo quando a História se une ao processo de narrativa do desenvolvimento de diversos conhecimentos e ferramentas criados há muitos anos e amplamente utilizadas na Ciência até os dias atuais. Nesse sentido, o trabalho de campo pode ser uma atividade interdisciplinar, uma vez que, por meio dessa modalidade didática, é possível identificar um problema em comum às várias disciplinas, organizar a coleta de informações no local a ser visitado e estimular discussões e resoluções que sejam interdisciplinares.

Podemos observar que muitos temas estudados nas Ciências da Natureza comunicam-se com os de outros componentes. O estudo dos biomas

brasileiros e das suas características é um exemplo de objeto do conhecimento que é estudado tanto pelas Ciências da Natureza quanto pela Geografia.

Já na prática docente, a interdisciplinaridade pode ocorrer pela formação de parcerias entre docentes de diferentes áreas do conhecimento que podem atuar coletivamente na concepção de projetos educativos transversais focados em um tema específico. Um campeonato de voleibol, por exemplo, pode abordar assuntos como a importância do fairplay e das atividades esportivas para a saúde e o bem-estar individual e coletivo, promovendo maior longevidade na população. Então, esse campeonato pode envolver, assim, os componentes curriculares de Educação Física e Ciências da Natureza.

Muitos problemas contemporâneos, como o aquecimento global, também necessitam de uma abordagem interdisciplinar para sua compreensão e para a projeção de soluções para lidar com seus efeitos. Compreender o fenômeno do agravamento do efeito estufa, do papel das mudanças climáticas na sociedade humana em razão da emissão de gases e dos impactos desse aquecimento na Terra e em todos os seres vivos que a habitam envolve uma série de conhecimentos tanto das Ciências da Natureza como da História, da Geografia e da Matemática.

Dessa forma, é sempre importante pensar que a integração das disciplinas pode trazer a possibilidade de os estudantes desenvolverem novas conexões entre informações e conhecimentos e a criação de novos olhares e novas perspectivas para o estudo de um fenômeno, o que ajuda a promover o desenvolvimento de novas habilidades e de valores sociais, políticos e éticos.

O planejamento de projetos, práticas ou atividades interdisciplinares é algo extremamente importante para que todos os envolvidos consigam alcançar os objetivos pedagógicos almejados e para que os estudantes desfrutem melhor das atividades e compreendam as expectativas dos professores em relação ao desenvolvimento dos conhecimentos e das habilidades que pautam a intervenção. Partir das habilidades específicas de cada área do conhecimento e mapear os pontos em comum ou interlocuções possíveis entre as áreas do conhecimento é o primeiro passo que o coletivo de professores pode dar para encontrar temas e assuntos que possam ser trabalhados interdisciplinarmente. Após esse mapeamento, os planejamentos de todos os docentes envolvidos na prática interdisciplinar podem ficar em sintonia para que ela seja desenvolvida ao longo de

determinado período do ano letivo. Depois, os docentes devem participar ativamente do planejamento das propostas de trabalho, aulas, sequências didáticas e atividades que serão utilizadas e desenvolvidas pelo professor de cada área para realizar a abordagem do tema escolhido para o trabalho interdisciplinar. É importante que os professores articulem pontos de convergência entre as aulas, sequências didáticas e atividades para que os estudantes consigam acompanhar os pontos de interlocução entre os componentes curriculares.

É importante também que os professores façam um mapeamento dos recursos necessários para as atividades planejadas, a fim de que haja tempo hábil para a equipe de coordenação pedagógica e gestão da escola preparar e providenciar todos os materiais, espaços e outros instrumentos que venham a ser necessários durante a realização das ações planejadas. O tempo também é um recurso e, portanto, planejar, discutir e estimar quanto tempo será dedicado às atividades planejadas é algo que deve ser construído coletivamente levando em consideração as demais demandas curriculares a serem desenvolvidas ao longo do ano.

9. A avaliação no processo de ensino e aprendizagem

A avaliação do processo de aprendizagem é uma das principais atribuições da prática docente. Faz parte do ofício do professor acompanhar e observar os progressos e as dificuldades dos estudantes durante o ensino.

Muitas vezes, a avaliação é considerada um processo cujo resultado mede o desempenho dos estudantes e classifica-os em categorias. No entanto, a avaliação educacional deve ser compreendida em uma perspectiva formativa e como uma oportunidade de diagnóstico do processo de ensino e de aprendizagem que permite a elaboração de indicadores dos progressos de determinado período.

O processo de avaliação oferece elementos para o professor verificar se a aprendizagem está se realizando, como é a atuação dele e se o planejamento está sendo suficiente para cumprir os objetivos propostos.

A avaliação diagnóstica permite a identificação dos conhecimentos, das habilidades, das atitudes e dos valores que o estudante traz como repertório prévio. Tal repertório prévio de conhecimentos permite ao professor estabelecer o ponto de partida de seu planejamento

didático e os meios pelos quais ele atuará pedagogicamente para que o estudante progrida em seu desenvolvimento e consolide novas aprendizagens sobre essa base de conhecimentos já construídos. O planejamento docente que parte da avaliação diagnóstica funciona, então, como uma espécie de mapa pelo qual o professor sabe a origem e o ponto de partida e, baseado nisso, pode planejar um itinerário ou uma trajetória formativa para que o estudante alcance o destino final, que é o desenvolvimento de novos conhecimentos e novas habilidades.

Tendo como base o currículo ou o planejamento docente do período anterior, o professor pode elaborar a avaliação diagnóstica com foco na identificação dos conhecimentos e das habilidades que o estudante deveria ter aprendido na etapa anterior e na constatação do que foi, de fato, consolidado e desenvolvido.

Com os resultados desse diagnóstico em mãos, o professor pode planejar atividades de revisão e de reforço para promover oportunidades de aprendizagem daqueles conhecimentos e daquelas habilidades que a avaliação diagnóstica indicar que não foram completamente desenvolvidas e ainda pensar nos próximos passos para que os estudantes continuem seu processo de aprendizagem.

A avaliação diagnóstica pode ser concebida em diversos formatos e planejada de acordo com diferentes modalidades didáticas. Ela pode ser um texto livre, no qual o estudante explique tudo o que recorda ter aprendido no ano letivo anterior; uma atividade dialógica, na qual o professor faz questionamentos direcionados sobre determinados conhecimentos ou procedimentos realizados em uma atividade prática; ou ainda uma atividade mais direcionada, com questões que incentivem o estudante a exercitar a lógica, os conhecimentos matemáticos, a resolução de problemas, a elaboração de hipóteses ou quaisquer outros conhecimentos e habilidades que já tenham sido trabalhadas anteriormente.

Os momentos avaliativos também devem ser entendidos como oportunidades de reflexão, em que o professor pode identificar os pontos fortes e as fragilidades de seu trabalho. Essa reflexão é importante porque possibilita o diagnóstico da prática docente e direciona a reestruturação de práticas didático-pedagógicas e o replanejamento do trabalho educativo focalizando as necessidades formativas dos estudantes. Nesse sentido, a avaliação pode ser vista como um trabalho constante que serve para direcionar possíveis modificações necessárias no planejamento inicial.

A escolha das metodologias e dos instrumentos que serão utilizados na avaliação deve se basear nos objetivos formativos, nas habilidades e nos conhecimentos trabalhados em sala de aula, bem como ser coerentes com as modalidades didáticas adotadas.

O processo avaliativo exige uma imersão em diferentes aspectos da atuação do professor, que deve procurar conhecer e adotar novas situações de aprendizagem e instrumentos avaliativos que se adequem aos objetivos estabelecidos no currículo, no projeto político-pedagógico da escola e no planejamento dos conteúdos que foram trabalhados.

É importante lembrar que os processos avaliativos estão sujeitos à subjetividade, já que avaliar necessariamente envolve um juízo de valor. Assim, é importante estabelecer e compartilhar com os estudantes, de maneira clara e objetiva, os critérios das avaliações que serão utilizados. Dessa forma, os estudantes terão clareza do que o professor espera e do que devem desenvolver ao longo do ano letivo.

Eles podem ser avaliados por meio de diferentes instrumentos: provas dissertativas, testes, construções de modelos, redações e relatórios, participações e desempenhos em atividades individuais e coletivas, apresentações de seminários e de trabalhos, exercícios que proponham a resolução de problemas ou outras produções que expressem e representem alguma construção dos estudantes no decorrer de uma tarefa ou de um trabalho em grupo. Esses instrumentos devem ser usados de forma variada e fornecer subsídios para o monitoramento da aprendizagem dos estudantes, de modo que possam ajudá-los a sistematizar suas aprendizagens.

Diferentes modos de avaliação usados regularmente configuram uma avaliação formativa, a qual deve ser contínua, cumulativa e sistematizada porque vai além da verificação se o estudante aprendeu determinado conteúdo. Ela permite detectar a defasagem de aprendizagem e a correção de rumos do ensino para um estudante ou um grupo de estudantes. A avaliação formativa não tem caráter classificatório e é realizada com frequência durante o ano letivo. Como para toda prática docente, é importante planejar cada avaliação, pois a principal função dela é acompanhar a evolução da aprendizagem individual e coletiva dos estudantes.

A autoavaliação consiste em outra opção de instrumento avaliativo. Com ela, o estudante pode exercitar a capacidade de reflexão sobre o próprio desempenho nas atividades propostas pelo educador.

9.1 A avaliação formativa

A avaliação educacional deve ser entendida para além de propósitos classificatórios, servindo também como um instrumento a favor da aprendizagem. Na perspectiva da avaliação formativa, o processo avaliativo tem como objetivo primordial acompanhar a aprendizagem dos alunos de modo a compreender seus avanços e suas dificuldades. Avaliar passa a ser uma tarefa que compõem a prática pedagógica de forma contínua e sempre oferecendo feedbacks para os alunos e possibilitando novos rumos para a aprendizagem.

Em uma perspectiva formativa, a avaliação deve ser vista como um meio que auxilia alunos e professores. Os alunos tomam conhecimento do quanto aprenderam e se desenvolveram socialmente com as aulas, e o professor usa a avaliação como instrumento para melhorar a sua atuação.

Um processo de avaliação formativa, quando realizado adequadamente, permite que o professor tenha informações suficientes para que possa ajudar seus alunos a descobrir e tomar consciência dos obstáculos, dificuldades e dúvidas que devem ser ultrapassados para a compreensão mais elaborada dos conteúdos.

Os instrumentos de avaliação devem sempre ser dimensionados e planejados tendo em vista os objetivos e propósitos que se deseja atingir. Por isso, devemos nos perguntar antes de preparar um instrumento de avaliação:

• Queremos diagnosticar o que os alunos já sabem?

• Queremos avaliar aprendizagem de conceitos, de procedimentos e de atitudes?

• Desejamos avaliar as habilidades que foram desenvolvidas nas aulas?

• Desejamos avaliar o ensino?

Para o professor, um instrumento de avaliação deve fornecer um conjunto de informações sobre qual é o desenvolvimento atual do aluno e como explorar o potencial de aprendizagem. É a partir dessas informações que o professor organiza suas próximas ações, que podem ser seguir trabalhando os conteúdos inicialmente previstos, retomar o que se mostrou difícil para a maioria dos alunos ou agir pontualmente nos casos de dificuldades individuais.

Nas avaliações formativas, o registro dos avanços e das dificuldades dos alunos torna-se informação preciosa para a condução da aprendizagem.

Os estudantes, por sua vez, precisam da avaliação para ter uma ideia daquilo que sabem ou precisam saber. É importante também que a avaliação estabeleça qual é sua situação em relação a determinados objetivos gerais de grupo, não com finalidade classificatória, mas com a intenção de reconhecer seu percurso de aprendizagem. Sem uma atitude favorável em relação à aprendizagem não se avança, e essa atitude depende estreitamente da autoestima de cada aluno. O resultado de uma avaliação não pode ser um obstáculo insuperável. Ele deve ser um estímulo e incentivo para a aprendizagem.

A avaliação formativa, entendida como uma etapa do processo de ensino-aprendizagem, deixa de centrar-se nos resultados obtidos pelos estudantes em momentos específicos e passa a oferecer devolutivas sobre em qual etapa do processo cada um se encontra. As atividades individuais e coletivas, as provas, a participação em discussões e debates são instrumentos úteis de avaliação que oferecem um registro do percurso que os alunos estão trilhando no momento.

Se entendermos a avaliação como um processo contínuo e não como um somatório de notas de provas fragmentadas, perceberemos que há um conjunto de instrumentos aplicados ao longo do tempo que oferecem um panorama do desempenho e desenvolvimento de cada estudante.

Um bom processo de avaliação implica na escolha de instrumentos que possam evidenciar e subsidiar o processo de aprendizagem. Não é adequado avaliar a aprendizagem e o ensino com base em um único instrumento.

As provas escritas são, geralmente, instrumentos muito utilizados para avaliação. Apesar de importantes, eles não são e nem devem ser os únicos. Em um processo mais amplo, podemos ter um conjunto de instrumentos, como: entrevistas, atividades individuais e em grupo, seminários, modelos, painéis, produção de textos diversos, inclusive os que envolvem mídias digitais, relatórios de atividades experimentais, dramatizações, entre outros.

Cada tarefa proposta aos alunos pode envolver diferentes instrumentos de avaliação. Por exemplo, ao solicitar aos alunos que produzam um texto informativo sobre o uso racional da água, estamos promovendo situações nas quais várias habilidades são requeridas até que o produto final seja entregue. Temos todo um processo de construção do texto a ser avaliado. Com um conjunto de instrumentos elaborados com a finalidade de oferecer

informações sobre os caminhos percorridos pelo aluno nessa produção, o professor recolhe elementos suficientes para avaliar cada etapa (por exemplo, texto inicial, textos revistos, seleção de figuras) e, se for o caso, interferir buscando os melhores resultados para todos.

É importante que os objetivos da avaliação sejam conhecidos por todos. Estudantes e professores devem estar esclarecidos da finalidade de cada instrumento utilizado. Explicitar os objetivos dos instrumentos ajuda os estudantes a se preparar adequadamente e a redimensionar o trabalho que estão realizando ou que virão a realizar.

É também de grande importância que o professor analise cuidadosamente as informações obtidas das avaliações realizadas por órgãos oficiais como Secretarias Estaduais e Municipais de Educação e Ministério da Educação. Tais avaliações fornecem subsídios para a atuação dos poderes públicos visando à melhoria dos sistemas de ensino e também permitem às escolas e aos professores identificarem as dificuldades apresentadas pelos alunos, em uma escala mais ampla, e como devem atuar no sentido de superá-las.

10. Metodologias ativas de aprendizagem

As metodologias ativas de ensino são modalidades didáticas que têm por objetivo central colocar o estudante no centro do processo de aprendizagem, de forma que este é convidado a não somente ouvir, mas também a fazer e “colocar a mão na massa”.

Trabalho em equipe

Professor, mediador, facilitador, ativador

Aluno: centro do processo de ensino e aprendizagem

Fonte: GUIA de Metodologias Ativas para Professores de Ensino de Ciências na Educação Básica. Disponível em: https://educapes.capes.gov. br/handle/capes/599500. Acesso em: 20 ago. 2022.

Essas modalidades didáticas promovem o desenvolvimento da autonomia e oferecem aos estudantes oportunidades para refletir, trabalhar em equipe, solucionar problemas entre outras atividades. O professor nesse processo assume um papel de mediador, atuando como um facilitador do processo de ensino-aprendizagem. A seguir, apresentamos algumas modalidades didáticas que são consideradas metodologias ativas de ensino e aprendizagem.

10.1 Sala de aula invertida

A sala de aula invertida é um exemplo de metodologia ativa de aprendizagem na qual o estudante é colocado a atuar ativamente no seu processo de aprendizagem. Essa metodologia consiste em inverter a lógica tradicional da aula: os estudantes irão ler e estudar o conteúdo em casa e, na aula, irão fazer as atividades relacionadas a este conteúdo. Nessa dinâmica, os estudantes poderão ter um conteúdo pré-determinado pelo professor ou também poderá ser motivado a pesquisar sobre determinado assunto. É importante que, nessa atividade, o professor atue como mediador e orientador da trajetória de pesquisa e curadoria de conhecimentos e informações trazidos pelos estudantes, buscando conscientizá-los sobre a importância da escolha de fontes de informação que sejam confiáveis.

10.2 Aprendizagem Baseada em Problemas

A Aprendizagem Baseada em Problemas, como o próprio nome diz, se baseia em promover contextos de aprendizagem com foco na resolução de problemas reais do cotidiano.

Essa abordagem se inicia com a identificação de problemas que preferencialmente estejam relacionados com o cotidiano dos estudantes. A partir da identificação deste problema, o professor pode promover discussões para focaliza uma questão em particular da problemática para que essa seja o foco dos estudantes. Após a delimitação da questão problema a ser abordada, o professor deve questionar os estudantes sobre suas hipóteses acerca do problema foco do estudo, buscando gerar previsões e/ou explicações que norteiem a busca por respostas.

Posteriormente, o professor pode atuar como um mediador no mapeamento dos conhecimentos e experiências que os estudantes já possuem e que podem servir de repertório na elaboração de explicações e busca de respostas ou soluções para a questão problema que está sendo abordada.

Assim, os estudantes são convidados a buscar novas informações e conhecimentos, bem como a definir um plano de trabalho detalhado que os permita construir conhecimentos para propor explicações ou soluções para o problema. Essas explicações e soluções construídas pelos estudantes devem ser expostas por meio um relatório que contenha dados, evidências e considerações baseadas nas pesquisas, análises e reflexões feitas pelos alunos acerca do problema estudado. É importante também que o professor organize um momento de socialização desse relatório para que todos os estudantes conheçam os resultados dos projetos desenvolvidos, bem como as diferentes soluções propostas pelos estudantes.

10.3 Aprendizagem Baseada em Projetos

Na Aprendizagem Baseada em Projetos, os estudantes são organizados em grupos que tem por objetivo solucionar uma questão de um tema específico por meio do desenvolvimento de um projeto proposto pelo professor, que atua como orientador do processo.

Para trabalhar com essa metodologia ativa, o professor deve definir o número de participantes de cada grupo e o prazo que os grupos terão para realizar o projeto. A escolha do tema dos projetos deve ser democrática e discutida com os estudantes, tendo como critérios base dessa seleção os interesses do grupo e os objetivos didático-pedagógicos que o professor espera alcançar com o desenvolvimento do projeto. É bastante importante que os projetos tenham significado para os estudantes, de forma que estes se sintam engajados com a temática e com as relações que ela estabelece com temas presentes em suas vidas.

Os grupos são orientados pelo professor a desenvolver pesquisas, debates, exposições e ideias para estruturar e construir coletivamente o projeto proposto, fazendo uso de múltiplos recursos para o seu desenvolvimento. Ao término do projeto, é importante que sejam promovidos momentos de socialização de seus resultados e produtos finais, de forma que haja um feedback do professor sobre o trabalho do grupo, bem como do produto final apresentado.

Nos Manuais do Professor específicos de cada volume, abordamos outras modalidades didáticas que fazem parte das Metodologias Ativas de Aprendizagem.

10.4 Mapas conceituais

A criação de Mapas Conceituais é uma metodologia ativa que permite aos estudantes organizar conhecimentos, construindo uma rede de relações e significados entre eles, de forma hierárquica ou não.

Assim, por meio dessa ferramenta, os estudantes podem se apropriar de uma nova forma de organizar e representar o conhecimento, interligando aspectos relevantes do que aprendeu sobre um determinado conteúdo.

foram desenvolvidos por ajuda a responder

é composto por são adicionados aos

Conceitos

Percepções de Regularidades ou Padrões

começa na em

Objetos (Assuntos)

conecta-se por

Mapas Conceituais O Conhecimento Organizado

LIsta de Questões Foco

Sensibilidade ou Afetividade Eventos (Acontecimentos)

Infância

inclui

Palavras de Ligação

Proposições

precisa responder a é necessário para

é é

Dependente do Contexto

O Ensino Efetivo

por exemplo

Rotulados

com

Símbolos

eles representam auxilia a começa na

podem ter podem ser

Joseph Novak são construídas na mostrando

Estruturados Hierarquicamente Criatividade

especialmente com na

A Aprendizagem Efetiva

Social Palavras

Geralmente os conceitos são organizados dentro de figuras geométricas como círculos ou retângulos que se conectam e interligam por meio de linhas ou setas. Sobre essas linhas e setas são adicionadas palavras ou frases que elucidam a relação entre os conceitos que estão sendo conectados.

Os mapas conceituais permitem também ao estudante utilizar notações para destacar os conceitos mais importantes ou centrais representados na ferramenta. O uso de setas também é importante para que o estudante construa uma lógica de leitura e de relação entre os principais conceitos e os que são mais secundários ou específicos. Assim, o sentido da leitura das setas também serve como ferramenta para o estabelecimento de relações.

Para auxiliar na montagem de mapas conceituais, abaixo disponibilizados um link com sugestões de softwares que podem ser utilizados pelos estudantes na elaboração de seus mapas conceituais: disponível em: https://gitmind.com/pt/criadores-mapas-con ceituais-em-educacao.html (acesso em: 20 ago. 2022).

Pessoal

são são são entre

Diferentes Segmentos do Mapa

Estrutura

Cognitiva

Unidades de Pensamento Cruzamento das Ligações Inter-relações

Especialistas

11. Apresentação dos recursos didáticos da obra

A coleção é composta de quatro volumes, sendo destinada para o ensino de Ciências da Natureza dos anos finais do Ensino Fundamental. Os conteúdos de cada volume estão organizados em unidades, as quais são formadas por capítulos.

Os livros apresentam as seções a seguir.

Panorama – Esta seção faz parte da abertura das unidades e funciona como uma etapa importante de levantamento dos conhecimentos prévios dos estudantes sobre os temas propostos na unidade temática. Ela pode ser usada como ferramenta de avaliação diagnóstica.

Início de conversa – O objetivo desta seção é apresentar imagens, gráficos, esquemas e textos com informações que permitam aos estudantes fazer reflexões relevantes para iniciar as discussões sobre os temas propostos na unidade temática.

Fonte: GUIA de Metodologias Ativas para Professores de Ensino de Ciências na Educação Básica. Disponível em: https://educapes.capes. gov.br/handle/capes/599500. Acesso em: 20 ago. 2022.

História da Ciência – O objetivo desta seção é retomar fatos da história da Ciência relacionados ao tema de estudo da unidade. O resgate da historicidade serve para contextualizar fatos, experimentos, teorias e explicações científicas, promovendo a compreensão de que a construção do conhecimento científico é um processo colaborativo que reflete sua época cultural. O reconhecimento desses aspectos históricos valoriza os processos de construção do conhecimento científico, as disputas de ideias e de poder, o desenvolvimento de tecnologias, as descobertas ao acaso e outros fatos relevantes da história da Ciência. É importante mostrar que a construção do conhecimento científico é coletiva e vinculada às condições históricas e materiais de cada época.

Ciências em ação – Esta seção propõe uma atividade prática. Ela pode ser uma experimentação, a observação detalhada de um objeto/fenômeno em estudo, a montagem de um modelo, a coleta de dados e montagem de tabelas, a análise de uma tabela e/ou gráfico, o levantamento de hipóteses, a comparação de dados, teorias ou explicações e a resposta a uma questão-problema considerando os dados obtidos em atividade experimental e outras situações que representam as etapas do desenvolvimento do conhecimento científico. Tais atividades visam proporcionar aos estudantes a vivência da prática científica e suas características (observação, coleta de dados, análise de resultados, confirmação ou refutação de hipóteses, comparação de dados, comparação de teorias ou explicações etc.). Sugere-se que as propostas didáticas desta seção sejam realizadas preferencialmente em grupo, para que também seja possível trabalhar habilidades socioemocionais e práticas de colaboração.

Fórum – Esta seção solicita que os estudantes debatam tópicos relacionados aos temas e assuntos estudados. Assim, eles precisam tecer argumentos sobre algum tema participando e trocando opiniões com os colegas. O foco desse trabalho consiste no fomento à troca de ideias e à formulação de hipóteses, na tentativa de resolver um problema, de justificar uma observação ou de defender um posicionamento e/ou um ponto de vista. O foco são análises de temas atuais em que o estudante utilizará os conhecimentos que está aprendendo na unidade temática como repertório para debater o assunto tratado. Recomenda-se que ao final seja proposta uma síntese individual ou coletiva dos assuntos debatidos, que pode ser utilizada pelo professor como uma das ferramentas de avaliação da aprendizagem. Um aspecto relevante nesta seção é a possibilidade de prática argumentativa. O Fórum

pode propiciar reflexões sobre aspectos sociais e valores da coletividade.

Múltiplos olhares – Nesta seção, são sugeridos outros materiais e conteúdos que ampliam o conhecimento dos estudantes sobre os assuntos trabalhados. A seção apresenta sugestões de livros, músicas, filmes, séries, textos literários e locais para visitação –como museus, observatórios, entre outros – que abordam algum aspecto relativo ao tema em estudo nas unidades temáticas.

Pesquisa – Sugestões de pesquisas que os estudantes podem fazer para ampliar o conhecimento ou obter mais informações sobre os temas tratados no capítulo. Recomenda-se que o professor oriente os estudantes para que compartilhem o resultado da pesquisa com os demais colegas da turma. Esta seção também pode orientar os estudantes nos trabalhos individuais ou em grupo que podem ser apresentados para a turma e servir de instrumento de avaliação para o professor.

Expansão de repertório – Seção que traz textos, imagens, infográficos, tabelas e outros recursos textuais com o objetivo de expandir as discussões e os conhecimentos tratados no capítulo ou ainda suscitar reflexões sobre situações reais ou hipotéticas. Os estudantes são convidados a realizar atividades extras relativas aos temas em estudo.

Retomada do Panorama – Esta seção retoma as questões apresentadas na seção Panorama. O objetivo é que os estudantes retomem os conhecimentos e as discussões realizadas no início da unidade.

Decifrando a Ciência – Nesta seção são apresentados textos de divulgação científica que se relacionam com o tema do capítulo. O objetivo é trabalhar o letramento científico dos estudantes apresentando-lhes aspectos da cultura científica, como as formas próprias de se comunicar, de realizar procedimentos, de lidar com problemas e situações anômalas, entre outros. Em muitas situações, são incluídos trechos que oferecem subsídios para a compreensão do texto, como um conceito, uma contextualização histórica, entre outras possibilidades.

Reveja – Esta seção aparece duas vezes em cada capítulo, ao final de um bloco temático. Nela são apresentadas atividades que estimulam os estudantes a retomar os conhecimentos e habilidades estudados ao longo do capítulo. Os exercícios e atividades podem, por exemplo, ser na forma de questões ou solicitar a interpretação de imagens, leitura de tabelas ou diagramas etc.

INDICAÇÕES ESPECÍFICAS PARA O 8O ANO

Neste volume, os estudantes do 8o ano conhecerão diversos temas de importância social e para o exercício responsável da cidadania. Estimule a participação, de forma que exponham seus conhecimentos e suas experiências.

No Capítulo 1, são abordados conhecimentos de Astronomia, sobretudo o estudo do sistema Sol-Terra-Lua e os fenômenos que decorrem dessa relação, como os eclipses e as estações do ano. Os eclipses são fenômenos que normalmente despertam a curiosidade dos jovens, que são convidados a construir modelos e realizar simulações para entender melhor como esses eventos acontecem. A compreensão da relação entre a incidência solar, o eixo inclinado da Terra e o movimento de translação é fundamental para que eles entendam a ocorrência das estações do ano e das mudanças nos períodos iluminados em cada hemisfério durante o inverno e o verão.

Os padrões de circulação atmosférica e oceânica e sua relação com os fenômenos climáticos são tratados no Capítulo 2. Aqui, além de conhecerem os aspectos geofísicos e meteorológicos, os estudantes refletirão sobre o papel da humanidade nas alterações dos padrões climáticos em muitas regiões do globo, como as secas, o excesso de chuvas, o calor extremo, entre outros eventos graves.

Os capítulos 3 e 4 dedicam-se ao estudo dos mecanismos reprodutivos de animais e plantas e sua relação com processos evolutivos. Tomando como base os principais grupos de plantas, é discutida a relevância da polinização e da reprodução sexuada e assexuada no reino Plantae. O estudo do ambiente marinho é o tema para a apresentação das características de diferentes seres vivos e sua relação com fatores ambientais, como as condições físicas e químicas da região. São estudadas também algumas características adaptativas que permitem a sobrevivência da espécie em determinadas condições climáticas e ambientais. Os temas relacionados à perpetuação das espécies animais, como fecundação interna e externa e tipos de desenvolvimento embrionário (animais ovíparos, vivíparos e ovovivíparos), são tratados de maneira clara e objetiva.

O estudo do sistema endócrino do ser humano, bem como os órgãos e as glândulas, são abordados no Capítulo 5. Os estudantes são convidados a compreender os mecanismos pelos quais o sistema endócrino humano regula diversos processos fisiológicos por meio da produção e secreção de substâncias químicas chamadas hormônios. Neste capítulo, é iniciada ainda a discussão sobre a puberdade e as alterações corporais, decorrentes da ação de diferentes hormônios produzidos pelo corpo humano, próprias dessa fase.

O Capítulo 6 continua as discussões sobre a puberdade enfatizando o processo de maturação sexual e discutindo questões de grande interesse dos estudantes, que muitas vezes já estão vivenciando as transformações dessa fase da vida. O capítulo aborda também a produção de gametas, a fecundação, o ciclo menstrual e suas características, a gravidez e as alterações físicas no corpo que ocorrem durante a gestação, as infecções sexualmente transmissíveis (IST) e os métodos contraceptivos. É importante que esses conhecimentos sejam tratados de forma clara e de modo que os estudantes se sintam em um espaço seguro para conversar sobre esses temas.

As fontes e os usos da energia elétrica, bem como os preceitos para o consumo consciente e voltado para a otimização desse recurso, são o foco do Capítulo 7. Aqui são apresentados aos estudantes as principais fontes de energia renováveis e não renováveis utilizadas para a produção de energia elétrica e seus mecanismos de funcionamento. Além disso, eles são estimulados a compreender os impactos ambientais gerados em decorrência da implementação ou funcionamento das diferentes usinas produtoras de energia que compõem a matriz energética brasileira e isso. Outro ponto abordado neste é capítulo é a importância do consumo consciente e responsável de energia elétrica, sempre preconizando a conscientização a respeito do desperdício e as atitudes para evitá-lo. Eles são advertidos também quanto ao mau uso da energia elétrica e os riscos de acidentes graves associados.

Por fim, no Capítulo 8, o tema da energia permanece e explora-se a relação entre eletromagnetismo e eletricidade. Buscando contextualizar esses conhecimentos, são apresentados os principais mecanismos de conversão de energia elétrica em outros tipos de energia em aparelhos domésticos, os materiais comumente utilizados como isolantes e

condutores de energia elétrica e os mecanismos de funcionamento de pilhas e baterias. São também abordados, neste capítulo, os circuitos elétricos em paralelo e em série nas residências, bem como os mecanismos de funcionamento.

Todo o volume é composto de textos, atividades e outros recursos baseados na promoção do letramento científico dos estudantes. Além de promover a compreensão de conceitos, leis e teorias, os conteúdos do volume focam na apresentação de cientistas de diferentes épocas e fatos históricos que auxiliam os estudantes a compreender a construção dos conhecimentos científicos. Buscamos ainda fomentar o reconhecimento e a valorização da inventividade, da criatividade e da inovação como fundamentais para a realização de novas descobertas e a criação de novos aparelhos e aparatos tecnológicos, possibilitados pelo desenvolvimento do conhecimento científico. Incentivamos também os estudantes a se engajar em práticas características das Ciências da Natureza como forma de construir conhecimentos e apropriar-se de procedimentos inerentes à investigação científica.

RECONHECENDO A BNCC NO MATERIAL

A seguir, elencamos as competências gerais da Educação Básica e as competências específicas de Ciências da Natureza que são trabalhadas ao longo deste volume.

COMPETÊNCIAS GERAIS

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.

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.

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.

10. Agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários.

COMPETÊNCIAS ESPECÍFICAS

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.

COMPETÊNCIAS ESPECÍFICAS

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.

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.

A seguir, elencamos as habilidades da BNCC trabalhadas neste volume.

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.

(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.

(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.

HABILIDADES

(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.

(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.

A seguir elencamos os Temas Contemporâneos Transversais que são trabalhados ao longo deste volume.

TEMAS CONTEMPORÂNEOS TRANSVERSAIS

Ciência e Tecnologia

Saúde – Educação Alimentar e Nutricional

Meio Ambiente – Educação Ambiental e Educação para o Consumo

Economia – Trabalho

Cidadania e Civismo – Vida Familiar e Social; Educação em Direitos Humanos; Direitos da Criança e do Adolescente; Processo de Envelhecimento, Respeito e Valorização ao Idoso

POSSIBILIDADES DE INTERDISCIPLINARIDADE

Nesta seção, apresentamos uma proposta de projeto interdisciplinar com outras áreas do conhecimento, de forma a articular o desenvolvimento de habilidades de diferentes componentes curriculares por meio de um tema comum, que será trabalhado de forma transversal pelos docentes de cada campo do conhecimento.

Com base nos Temas Contemporâneos Transversais elencados anteriormente, apresentamos propostas para a construção de aulas em conjunto com professores de outras áreas de conhecimento focando nos Temas Contemporâneos Transversais Ciência e Tecnologia e Meio Ambiente (Educação Ambiental e Educação para o Consumo).

No quadro da página a seguir, registramos as áreas do conhecimento, os componentes curriculares, os objetos do conhecimento e as habilidades que serão trabalhados e desenvolvidos nesta proposta interdisciplinar, cujo tema central é a produção de energia limpa no Brasil.

ÁREAS DO CONHECIMENTO COMPONENTE CURRICULAR OBJETOS DO CONHECIMENTO HABILIDADES

Ciências da Natureza CiênciasFontes e tipos de energia

Uso consciente de energia elétrica

(EF08CI01) Identificar e classificar diferentes fontes (renováveis e não renováveis) de energia e tipos de energia utilizados em residências, comunidades ou cidades.

(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 (termoelétricas, 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.

Ciências Humanas GeografiaDiversidade ambiental e as transformações nas paisagens na América Latina

(EF08GE22) Identificar os principais recursos naturais dos países da América Latina, analisando seu uso para a produção de matéria-prima e energia e sua relevância para a cooperação entreos países do Mercosul.

(EF08GE23) Identificar paisagens da América Latina e associá-las, por meio da cartografia, aos diferentes povos da região, com base em aspectos da geomorfologia, da biogeografia e da climatologia.

Nesta proposta interdisciplinar, os estudantes e os professores de Ciências e Geografia farão um projeto de mapeamento das principais iniciativas do Brasil relacionadas à adesão a fontes energéticas limpas e sustentáveis.

Os objetivos são mapear as principais regiões do Brasil que têm algum tipo de fonte energética renovável e sustentável – como a energia eólica, energia solar etc. – e caracterizar os aspectos morfológicos e climáticos da região que possibilitam a implementação e o uso de energia limpa e sustentável. Baseados no levantamento desses dados, os estudantes construirão um infográfico contendo o mapa do Brasil e as informações sobre os principais tipos de energia limpa utilizados em diferentes regiões.

Os professores podem também contextualizar esse trabalho com a Agenda 2030 da ONU, cujo Objetivo de Desenvolvimento Sustentável 7 (ODS7) preconiza o acesso da população humana mundial a fontes de energia sustentáveis e modernas, minimizando o impacto ambiental. No link https://brasil.un.org/pt-br/sdgs (acesso em: 31 ago. 2022), é possível consultar o portal das Nações Unidas (ONU) para saber os Objetivos de Desenvolvimento Sustentáveis (ODS) da Agenda 2030.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM POR CAPÍTULO

Nesta seção, apresentamos os objetivos de cada capítulo deste volume, bem como as justificativas da pertinência de tais objetivos para o processo formativo dos estudantes.

Além das justificativas específicas para cada capítulo deste volume, elencamos algumas justificativas pertinentes a diferentes seções e componentes trabalhados no Livro do Estudante, pois eles permitem aos estudantes:

• extrair e interpretar informações de diferentes tipos de linguagens;

• compreender que os conhecimentos científicos são desenvolvidos continuamente, ao longo do tempo, por meio da atuação e da colaboração de diversos cientistas;

• utilizar objetos do cotidiano como ferramenta para a construção de analogias que permitam um melhor entendimento de processos, conceitos, leis e teorias científicas;

• reconhecer a criatividade humana como elemento essencial para a resolução de problemas e para o desenvolvimento da Ciência;

• participar de práticas características das Ciências da Natureza como forma de apropriar-se de seus processos de construção do conhecimento;

• estimular o gosto pela leitura e o interesse por outras obras de divulgação dos conhecimentos científicos;

• comunicar dados de pesquisas ou resultados de atividades experimentais com clareza e confiança;

• compartilhar pontos de vista em debates que tratam de temas científicos de relevância social e econômica;

• utilizar recursos digitais na produção de atividades em grupo propostas nas aulas de Ciências.

UNIDADE 1 – TERRA E UNIVERSO CAPÍTULO 1 – SISTEMA SOL-TERRA-LUA

Objeto do conhecimento Habilidades Objetivos do capítulo

Sistema Sol, Terra e Lua (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.

(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.

Interpretar o processo de visão como decorrente da interação da luz com os objetos e com o sistema visual.

Justificar a ocorrência das fases da Lua e dos eclipses como consequência das posições relativas da Terra, do Sol e da Lua.

Reconhecer o movimento de translação e a inclinação do eixo de rotação da Terra em relação ao plano da órbita como causas das estações do ano.

Relacionar as estações do ano com a incidência desigual de energia solar em ambos os hemisférios da Terra.

Identificar as características das estações do ano e sua variabilidade com a localização na Terra.

Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:

• construir modelos para representar os movimentos de rotação e translação da Terra;

• simular a diferença de incidência solar sobre a Terra ao longo do movimento de translação e em detrimento da inclinação do eixo da Terra;

• reconhecer as diferentes fases da Lua e descrever suas características;

• entender os diferentes tipos de eclipse e sua relação com as posições relativas da Terra e do Sol;

• descrever as características de cada estação do ano em diferentes localidades.

Clima (EF08CI14) Relacionar climas regionais aos padrões de circulação atmosférica e oceânica e ao aquecimento desigual causado pela forma e pelos movimentos da Terra.

Conhecer os fatores ambientais que influenciam o clima de uma região. Compreender que o plano inclinado da

(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.

Terra em relação à sua órbita ao redor do Sol é um dos principais fatores que influenciam o clima das regiões do planeta. Descrever as características dos tipos de clima de acordo com a latitude. Distinguir os tipos de instrumento que coletam informações (grandezas) em estações meteorológicas.

Elaborar modelos que representam a variação do ângulo de incidência dos raios solares nas diferentes estações do ano nas regiões tropicais.

Identificar o papel do relevo e das grandes massas de água no clima de uma região. Relatar os fatores que determinam a circulação de massas de ar em escala global.

Classificar os tipos de massa de ar de acordo com os locais em que elas se originam.

Reconhecer a relação entre o clima de uma região e os produtos agrícolas cultivados. Identificar os principais elementos representados em uma carta meteorológica.

Interpretar tabelas e imagens que fornecem elementos para a previsão do tempo em curto prazo.

Conscientizar-se de que o aumento da temperatura global (aquecimento global) modifica o clima das regiões e aumenta o risco de eventos meteorológicos extremos. Relacionar o aumento dos gases do efeito estufa (GEE) na atmosfera com atividades antrópicas.

Refletir sobre as atitudes que podem ser adotadas para reduzir a emissão de gases do efeito estufa.

Argumentar de modo claro sobre a importância de mudanças no modo de vida da população para a redução do ritmo do aquecimento global.

Construir um higrômetro usando materiais simples e disponíveis.

Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:

• relacionar as correntes de ar e as correntes oceânicas com as características climáticas de determinadas localidades e regiões;

Objeto do conhecimento Habilidades

Objetivos do capítulo

• explicar a relação entre o eixo de inclinação da Terra, a incidência solar e o clima de diferentes regiões do planeta;

• relacionar a latitude com a incidência solar para explicar a ocorrência de diferentes padrões climáticos;

• reconhecer as funcionalidades de instrumentos utilizados para os estudos meteorológicos;

• identificar as principais massas de ar e correntes oceânicas que circulam no planeta relacionando-as com as regiões em que ocorrem;

• relacionar as condições climáticas de determinadas regiões com a produção agrícola;

• reconhecer notações e elementos típicos de representações associados à previsão do tempo e aos eventos meteorológicos;

• entender os riscos do aquecimento global para as diferentes formas de vida que habitam o planeta e relacioná-los à mudança das condições climáticas do planeta;

• valorizar iniciativas individuais e coletivas que contribuam para a diminuição da emissão de gases do efeito estufa que contribuem para a intensificação do aquecimento global.

CAPÍTULO

UNIDADE 2 – VIDA E EVOLUÇÃO

Mecanismos reprodutivos (EF08CI07) Comparar diferentes processo reprodutivos em plantas e animais em relação aos mecanismos adaptativos e evolutivos.

Reconhecer a diversidade e as características dos musgos (briófitas).

Caracterizar morfologicamente as plantas para identificar a que grupo evolutivo os indivíduos pertencem.

Relacionar a intensificação das atividades antrópicas com a redução da diversidade biológica no planeta.

Comparar representantes dos principais grupos de plantas (briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas).

Distinguir as principais características de plantas avasculares e plantas vasculares.

Avaliar a importância das mudanças evolutivas que originaram as plantas terrestres.

Perceber as diferenças entre reprodução sexuada e assexuada em plantas.

Distinguir autopolinização e polinização cruzada em plantas superiores.

Identificar a diversidade morfológica de alguns órgãos de plantas (raiz, caule, folha e flor).

Valorizar experimentos e o trabalho de cientistas do passado que contribuíram para a elucidação do processo de nutrição de plantas (fotossíntese).

Compreender o papel do solo, do ar e da água no processo da fotossíntese.

Perceber a relação entre a evolução das plantas com flores e os mecanismos de polinização e de dispersão de sementes. Relacionar o uso de fitoterápicos por comunidades tradicionais e a identificação de princípios ativos presentes em plantas nativas.

Conscientizar-se da necessidade de proteger as florestas nativas e usar com parcimônia os recursos provenientes da natureza.

Demonstrar empatia com os demais seres vivos que compartilham os recursos do planeta.

3 – DIVERSIDADE DE PLANTAS: REPRODUÇÃO E ADAPTAÇÃO

Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:

• identificar as características mais relevantes dos principais grupos de plantas que habitam o planeta;

• compreender as principais novidades evolutivas das plantas ocorridas ao longo do tempo;

• argumentar sobre o papel do ser humano e de algumas de suas atividades na diminuição da biodiversidade;

• identificar os grupos de plantas vasculares e avasculares;

• entender os processos de reprodução sexuada e assexuada em diferentes tipos de planta;

• reconhecer os principais órgãos das plantas e suas funções;

• compreender o processo de fotossíntese e os componentes envolvidos nele;

• reconhecer a importância medicinal de diferentes espécies de plantas cujos princípios ativos podem ser utilizados na produção de medicamentos.

UNIDADE 2 – VIDA E EVOLUÇÃO

CAPÍTULO 4 – DIVERSIDADE DE ANIMAIS E MECANISMOS REPRODUTIVOS

Objeto do conhecimento Habilidade

Mecanismos reprodutivos (EF08CI07) Comparar diferentes processos reprodutivos em plantas e animais em relação aos mecanismos adaptativos e evolutivos.

Objetivos do capítulo

Identificar características químicas e físicas da água do mar. Enumerar os principais fatores bióticos e abióticos do ambiente marinho.

Conhecer algumas adaptações de animais marinhos quanto à salinidade, ao ressecamento na maré baixa e à resistência às ondas que se chocam nos costões.

Discutir as causas e consequências da poluição das praias por esgoto doméstico (atividade antrópica).

Perceber as diferenças entre reprodução sexuada e assexuada em animais.

Interpretar esquemas que representam o ciclo de vida de insetos e outros animais invertebrados.

Comparar esquemas do ciclo de vida de animais vertebrados e invertebrados.

Relacionar o ambiente com os animais que realizam fecundação interna e externa.

Descrever características adaptativas de espécies que realizam fecundação externa e espécies que realizam fecundação interna.

Reconhecer as principais mudanças adaptativas que permitiram aos animais conquistar ambiente terrestre. Reconhecer o risco de desequilíbrio ecológico quando espécies exóticas são introduzidas em outro ambiente. Enumerar alguns exemplos de animais hermafroditas. Distinguir animais vivíparos, ovíparos e ovovivíparos.

Descrever as adaptações reprodutivas em grupos de animais invertebrados.

Descrever o comportamento de corte em mamíferos e aves. Avaliar a importância da reprodução sexuada para a evolução da espécie.

Discutir o comportamento da população humana na propagação de doenças contagiosas, como as causadas por vírus.

Demonstrar empatia com os demais seres vivos que compartilham os recursos do planeta.

Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:

• compreender as propriedades físico-químicas do ambiente marinho e relacioná-las aos fatores abióticos desse ambiente;

• reconhecer características de animais marinhos que possibilitam sua sobrevivência nos mares e oceanos;

• argumentar sobre o impacto negativo da poluição marinha decorrente da falta de tratamento de esgoto;

• comparar processos de reprodução assexuada e sexuada em animais.

• entender o ciclo de vida de animais invertebrados e cada uma de suas etapas;

• saber a diferença entre fecundação interna e externa;

• identificar as principais características que permitiram aos animais ocupar o ambiente terrestre;

• conceituar a noção de espécies exóticas e discutir os efeitos nocivos delas quando introduzidas aos ecossistemas aos quais não pertencem;

• classificar os animais quanto aos diferentes locais em que ocorrem seu desenvolvimento embrionário (vivíparo, ovíparo e ovovivíparos);

• compreender o papel do comportamento animal nos processos reprodutivos;

• compreender as vantagens da reprodução sexuada, sobretudo do ponto de vista evolutivo;

• argumentar sobre as atitudes e os comportamentos que propiciam a disseminação de doenças infectocontagiosas.

UNIDADE 2 – VIDA E EVOLUÇÃO CAPÍTULO 5 – TRANSFORMAÇÕES NA PUBERDADE

Objetos do conhecimento Habilidade Objetivos do capítulo

Sexualidade

Mecanismos reprodutivos.

(EF08CI08) Analisar e explicar as transformações que ocorrem na puberdade considerando atuações dos hormônios sexuais e do sistema nervoso.

Definir e classificar os hormônios do ser humano. Compreender o mecanismo de ação do hormônio da tireoide (tiroxina).

Conhecer os principais órgãos produtores de hormônios.

Compreender o mecanismo de ação da adrenalina, dos hormônios esteroides e da testosterona.

Compreender o mecanismo de ação do hormônio antidiurético.

Compreender o mecanismo de ação da insulina e o glucagon.

Conhecer as transformações físicas na puberdade de meninos e meninas.

Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:

• compreender o funcionamento de alguns dos principais sistemas que compõem o corpo humano;

• identificar órgãos, suas funções e os principais processos fisiológicos pelos quais eles são responsáveis;

• entender como o sistema endócrino atua na produção e regulação dos hormônios que agem no corpo humano;

• conhecer o mecanismo de ação de hormônios que atuam no corpo humano;

• relacionar o desequilíbrio hormonal à ocorrência de doenças como a diabetes;

• compreender o papel dos hormônios nas alterações do corpo humano em decorrência da puberdade;

• reconhecer as características sexuais secundárias desenvolvidas na puberdade.

UNIDADE 2 – VIDA E EVOLUÇÃO CAPÍTULO 6 – MATURIDADE E REPRODUÇÃO

Objetos do conhecimento Habilidades Objetivos do capítulo

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).

Compreender o amadurecimento sexual de homens e mulheres. Entender o ciclo menstrual e a gravidez. Perceber que aspectos fisiológicos e da sexualidade são partes da dimensão humana. Valorizar atitudes de responsabilidade relativas à saúde sexual.

Diferenciar e classificar os métodos contraceptivos. Compreender que comportamentos e hábitos adotados pelos adolescentes podem ser orientados para lhes proporcionar saúde física, emocional e social.

Combater atitudes preconceituosas, desrespeitosas e moralmente inaceitáveis em relação aos colegas de ambos os sexos.

Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:

• relacionar as alterações da puberdade com o amadurecimento sexual estimulado por diferentes tipos de hormônio;

• compreender as diferentes fases do ciclo menstrual, relacionando-as com os processos que ocorrem nos ovários e no útero;

• explicar como ocorre a gravidez e as alterações hormonais e corporais que decorrem dela;

• reconhecer os diferentes métodos contraceptivos existentes e explicar seus mecanismos de funcionamento, bem como as vantagens e desvantagens de seu uso;

• compreender que o processo de senescência leva a alterações no corpo de homens e mulheres, como a ocorrência da andropausa e da menopausa;

• compreender a sexualidade como um processo fisiológico e cultural;

• demonstrar apreço por comportamentos, valores e atitudes responsáveis relacionados à própria sexualidade e a de outras pessoas;

• valorizar o direito à expressão de sua sexualidade como algo fundamental para a construção do respeito à diversidade;

• respeitar os direitos e conscientizar-se dos deveres individuais e coletivos para o combate a atitudes, discursos e comportamentos preconceituosos relacionados às identidades e aos papéis de gênero, bem como à orientação sexual.

UNIDADE 3 – MATÉRIA E ENERGIA CAPÍTULO 7 – ENERGIA: FONTES, TIPOS E USOS

Objetos do conhecimento Habilidades Objetivos do capítulo

Fontes e tipos de energia

Uso consciente de energia elétrica

(EF08CI01) Identificar e classificar diferentes fontes (renováveis e não renováveis) de energia e tipos de energia utilizados em residências, comunidades ou cidades.

(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 (termoelétricas, 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.

Associar o funcionamento de equipamentos domésticos aos diferentes tipos de energia envolvidos.

Investigar como o ser humano conseguiu produzir luz e calor ao longo de sua história. Comparar os conceitos de recursos naturais renováveis e não renováveis e associá-los a diferentes fontes de energia e de materiais. Identificar os riscos e cuidados envolvidos com o uso de energia elétrica.

Identificar as características das diferentes formas de geração de energia elétrica.

Comparar vantagens e desvantagens do uso de cada uma das fontes de geração de energia elétrica. Comparar as contribuições das diferentes fontes de geração de energia elétrica para a matriz energética do Brasil.

Reconhecer aspectos históricos da construção das primeiras usinas hidrelétricas do Brasil. Avaliar a importância do desenvolvimento tecnológico com o objetivo de produzir equipamentos de maior eficiência energética. Identificar hábitos pessoais que possibilitam a economia de energia elétrica.

Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:

• reconhecer os diferentes tipos de energia no cotidiano;

• identificar as transformações de energia elétrica para outros tipos de energia que ocorrem no uso de equipamentos domésticos;

• entender a diferença entre recursos renováveis e não renováveis;

• classificar fontes de energia e combustíveis em renováveis e não renováveis;

• argumentar sobre as vantagens econômicas e ambientais da adesão ao maior uso de energias e combustíveis provenientes de fontes renováveis;

• reconhecer medidas de segurança necessárias para evitar acidentes envolvendo choques elétricos;

• compreender a composição da matriz energética brasileira;

• valorizar iniciativas individuais e coletivas para promover o uso sustentável de energia;

• compreender os mecanismos de funcionamento de cada tipo de fonte energética.

UNIDADE 3 – MATÉRIA E ENERGIA CAPÍTULO 8 – ENERGIA E EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS

Objetos do conhecimento Habilidades Objetivos do capítulo

Fontes e tipos de energia

Uso consciente de energia elétrica

(EF08CI02) Construir circuitos elétricos com pilha/bateria, fios e lâmpada ou outros dispositivos e comparálos a circuitos elétricos residenciais.

(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.

Compreender os diferentes processos de geração, transmissão e transformação de energia elétrica.

Compreender que a transformação de energia elétrica em outras formas de energia é necessária para o funcionamento de diferentes equipamentos elétricos.

Identificar diferentes tipos de materiais isolantes e condutores de energia elétrica.

Explicar os efeitos magnéticos causados por correntes elétricas.

Compreender o conceito de potência total e como é calculado o consumo energético de um aparelho elétrico.

Reconhecer os diferentes tipos de circuito elétrico e sua composição.

Identificar componentes de uma instalação elétrica residencial.

Identificar equipamentos e fatores que levam à sobrecarga na rede elétrica.

Valorizar medidas para o uso seguro de energia elétrica.

Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:

• compreender o processo de geração, transmissão e transformação de energia como fundamental para a realização de diversas atividades humanas;

• valorizar a importância histórica da invenção das pilhas e baterias;

• reconhecer materiais isolantes e condutores de energia elétrica;

• compreender o efeito magnético provocado por correntes elétricas;

• reconhecer as transformações de energia que ocorrem em diferentes tipos de aparelho doméstico;

• entender o conceito de potência e associá-lo a sua unidade de medida;

• compreender os mecanismos de funcionamento e os componentes de um circuito elétrico;

• reconhecer as funções de diferentes componentes de uma instalação elétrica residencial;

• argumentar sobre usos inadequados de instalações elétricas que levam a riscos de sobrecarga;

• conhecer medidas de segurança para o uso correto de aparelhos e instalações elétricas.

PLANO DE DESENVOLVIMENTO BIMESTRAL

Apresentamos, nesta seção, uma sugestão de cronograma bimestral como forma de fornecer subsídios ao trabalho e planejamento docente. Contudo, ressaltamos que esse cronograma pode e deve ser alterado e reestruturado conforme suas necessidades, sobretudo em relação à adequação da sequência dos conteúdos aos resultados de avaliações diagnósticas e às particularidades de cada contexto educacional.

1O BIMESTRE

(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.

Sistema Sol, Terra e Lua

(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.

Sistema Sol, Terra e Lua Fases da Lua Princípio da propagação retilínea da luz Eclipses do Sol e da Lua Estações do ano Modelo do sistema Terra-Sol

(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.

Clima e tipos de clima

Fatores que influenciam no clima Instrumentos meteorológicos Previsão do tempo

Alterações climáticas globais

Mitigação das mudanças climáticas e adaptação a elas

Ações sustentáveis individuais e coletivas

UNIDADE 2 –CAPÍTULO 3

Mecanismos reprodutivos

(EF08CI07) Comparar diferentes processos reprodutivos em plantas e animais em relação aos mecanismos adaptativos e evolutivos.

Características dos principais grupos de plantas

Mecanismos reprodutivos de musgos e samambaias e adaptações ao hábitat

Conquista do ambiente terrestre pelas plantas: adaptações reprodutivas

Principais órgãos das plantas superiores (gimnospermas e angiospermas)

Órgãos reprodutivos de gimnospermas e angiospermas

Fotossíntese: processo que mantém a vida na Terra

Adaptações em relação à polinização e à dispersão de sementes

Reprodução no ambiente aquático e no ambiente terrestre

Coevolução: insetos e plantas com flores.

Características do ambiente marinho

Adaptações ao ambiente marinho e ao ambiente terrestre

Reprodução sexuada e assexuada em animais

Fecundação interna e externa

UNIDADE 2 –CAPÍTULO 4

Mecanismos reprodutivos

(EF08CI07) Comparar diferentes processos reprodutivos em plantas e animais em relação aos mecanismos adaptativos e evolutivos.

Animais hermafroditas

Mecanismos reprodutivos e adaptações de invertebrados ao ambiente marinho

Características adaptativas que permitiram a conquista do ambiente terrestre pelos animais

Adaptações reprodutivas na conquista do ambiente terrestre pelos animais

Mecanismos reprodutivos de animais vertebrados

Animais ovíparos, vivíparos e ovovivíparos

Ciclo de vida do Aedes aegypti e a transmissão de doenças virais.

Conhecimento científico versus pseudociência.

Situações que levam a um aumento da poluição das praias e a contaminação de banhistas.

3O BIMESTRE

Sexualidade (EF08CI08) Analisar e explicar as transformações que ocorrem na puberdade considerando atuações dos hormônios sexuais e do sistema nervoso.

Hormônios: tipos, produção e ação no corpo humano

Hormônios sexuais masculinos e femininos

Diabetes

Puberdade

Integração dos sistemas nervoso e endócrino

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).

A produção de gametas no ser humano Fecundação e formação do zigoto O ciclo menstrual Gravidez e gestação

Gravidez na adolescência Aleitamento materno

Menopausa e andropausa

Infecções Sexualmente Transmissíveis (IST)

AIDS, papiloma, sífilis e gonorreia

Métodos anticoncepcionais

Fontes e tipos de energia

Uso consciente de energia elétrica

Transformação de energia

(EF08CI01) Identificar e classificar diferentes fontes (renováveis e não renováveis) de energia e tipos de energia utilizados em residências, comunidades ou cidades.

(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 (termoelétricas, 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.

Fontes renováveis e não renováveis de energia

Fogo: primeira fonte de energia para o ser humano Risco de acidentes domésticos com eletricidade

A geração de energia elétrica: a matriz energética do Brasil Energia eólica

Calor transformado em movimento

Usina termelétrica e termonuclear Energia fotovoltaica – energia solar Usina hidrelétrica

A primeira usina hidrelétrica do Brasil

Uso consciente da energia: consumo responsável e economia Eletrostática

8 Fontes e tipos de energia Uso consciente de energia elétrica Transformação de energia

Cálculo de consumo de energia elétrica Circuitos elétricos

(EF08CI02) Construir circuitos elétricos com pilha/bateria, fios e lâmpada ou outros dispositivos e compará-los a circuitos elétricos residenciais.

(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.

ATIVIDADES COMPLEMENTARES

Transformações químicas e produção de energia elétrica

Corrente elétrica, isolantes e condutores elétricos Efeitos térmico e magnético da corrente elétrica

Efeito da corrente elétrica no corpo humano: choque elétrico

Transformações de energia em equipamentos domésticos

Consumo de energia elétrica por aparelhos eletrodomésticos

Circuitos elétricos

Circuitos série e paralelo

Construção de circuitos elétricos

Instalações elétricas residenciais

Riscos relacionados ao uso da energia elétrica em residências

A atividade sugerida a seguir está relacionada aos conhecimentos trabalhados no Capítulo 3 do Livro do Estudante, que, no cronograma sugerido, é abordado no 2o bimestre.

Nesta atividade, os estudantes são convidados a realizar um experimento que demonstra o ciclo de alguns materiais na natureza, bem como o processo da fotossíntese. O objetivo é fazer com que os estudantes engajem-se em práticas da investigação científica, como a elaboração de previsões e hipóteses, a coleta de dados por meio de observação empírica (análise das características da planta para obter indicativos de sua saúde) e a construção de representações para ilustrar e explicar conceitos e processos.

Durante a montagem do terrário, incentive os estudantes a distribuírem atribuições a cada participante do grupo, que ficará responsável por uma parte ou etapa dos procedimentos, promovendo, assim, oportunidades de maior interação. Esse encaminhamento pode contribuir para oque os estudantes exercitem o reconhecimento das diferenças, o convívio social e o desenvolvimento de habilidades socioemocionais, o trabalho em equipe e a capacidade de dividir tarefas e assumir responsabilidades.

O passo a passo da montagem do experimento do terrário também pode ser visto no vídeo disponível em: https:// www.youtube.com/watch?v=9PbBJPDi-Tc (acesso em: 20 ago. 2022).

ATIVIDADE – CONSTRUINDO UM TERRÁRIO

Materiais:

• recipiente transparente com tampa de boca larga (de plástico ou vidro);

• planta de pequeno porte;

• pedrinhas;

• terra;

• água.

Procedimentos

A. Coloque uma camada fina de pedrinhas no fundo do recipiente. As pedras ajudam a drenar o excesso de água.

B. Coloque a planta no centro do recipiente e preencha as laterais com terra. Cuidado para não sujar as paredes do terrário nesta etapa.

Observação: As camadas de pedras e de terra não devem ultrapassar 1/4 da altura do terrário.

C. Regue deixando a terra úmida, não encharcada.

D. Feche o terrário e deixe-o em local fresco e iluminado (mas não sob a luz solar direta).

1. Observe a cor das folhas, o tamanho da planta, se ela está ereta ou murcha e descrevam sua aparência.

Resposta pessoal.

2. O que vocês acham que acontecerá com a planta no recipiente fechado? Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes conversem sobre a sobrevivência da planta, se o fato de ficar em um recipiente fechado ou outros fatores, como falta de rega ou de arejamento, afetará a saúde da planta. Depois de uma semana, observem o terrário e respondam às questões ou faça o que se pede.

3. Observem a cor das folhas, o tamanho da planta, se ela está ereta ou murcha e descrevam sua aparência geral.

Resposta pessoal.

4. De acordo com as características da planta, vocês acham que ela está viva e saudável?

Resposta pessoal.

5. Revejam a reposta de vocês para a questão 1. Aconteceu o que vocês esperavam? Por quê? Resposta pessoal.

6. De acordo com o que vocês aprenderam sobre a fotossíntese e sobre o papel do solo, do ar e da água nesse processo, representem, por meio de um desenho esquemático (utilizem setas e legendas coloridas, por exemplo), os componentes químicos do ar que entram e saem da planta, bem como as transformações físicas da água que ocorrem dentro do terrário. Resposta pessoal. É esperado que os estudantes façam um desenho esquemático que represente o processo de fotossíntese que ocorre dentro do terrário e indiquem a presença de gás carbônico, oxigênio e água. Além disso, espera-se que indiquem também as transformações físicas que acontecem com a água no experimento, bem como o papel da evapotranspiração da planta.

A atividade sugerida a seguir está relacionada com os conhecimentos trabalhados no Capítulo 8 do Livro do Estudante, que no cronograma sugerido é abordado no 4o bimestre. Nesta atividade, os estudantes são convidados a construir um eletroímã para comparar os efeitos de sua presença e de sua ausência na mesma corrente elétrica. Peça que observem a intensificação do efeito magnético da corrente elétrica nesse dispositivo.

Eletroímãs são utilizados em aparelhos elétricos, tais como liquidificadores, batedeiras, campainhas, telefones e telégrafos. Os guindastes que transportam materiais magnetizáveis também são constituídos de eletroímãs.

Uma medida de segurança importante é supervisionar o processo de desencapar o fio de cobre com a lâmina: deixe os fios de cobre previamente desencapados para que eles façam somente os demais procedimentos.

Como material complementar, recomendamos a exibição do vídeo do canal Manual do Mundo, disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=j2kHpzP7elQ (acesso em: 23 ago. 2022).

ATIVIDADE – CONSTRUINDO UM ELETROÍMÃ

Materiais:

• 1 bússola;

• 2 metros de fio esmaltado AWG 26;

• 1 pilha do tipo D (modelo grande, comumente utilizado em lanternas);

• 1 pregocom cerca de 5 cm de comprimento;

• 1 lâmina;

• 1 lápis.

Procedimentos

A. Raspe, com uma lâmina de barbear, cerca de 2 cm das extremidades do fio de cobre, para possibilitar o contato elétrico.

B. Construa uma bobina enrolando o fio de cobre num lápis. Dê dez voltas com o fio e, em seguida, retire o lápis.

C. Aproxime a bússola da bobina, de modo que esta fique ao lado da extremidade da agulha da bússola e não acima dela.

D. Ligue as extremidades descascadas do fio a uma pilha. Fique atento, pois a pilha não deve permanecer ligada por mais de cinco segundos, para não descarregar

1. Responda: A agulha da bússola mudou de posição? Sim.

E. Afaste a pilha da bobina e aproxime a bússola do prego.

2. Agora, responda: A agulha da bússola movimentou-se?

Resposta provável: Não. Se a agulha da bússola mudou de posição, o prego está magnetizado, talvez por ter ficado perto de um ímã. Será necessário, então, desmagnetizá-lo. Para isso, é preciso batê-lo várias vezes contra o chão. Feito isso, aproxime-o da bússola. Se a agulha continuar se movendo, repita o processo de desmagnetização quantas vezes for necessário.

F. Introduza o prego na bobina e ligue a pilha. Observe o movimento da agulha e desligue rapidamente a bobina da pilha. Retire o prego e ligue novamente a bobina à pilha.

3. Agora, responda: Com a retirada do prego, aumentou ou diminuiu o desvio da bússola?

Diminuiu.

4. O efeito magnético da corrente elétrica aumenta quando se introduz um prego na bobina?

Sim.

A bobina com um núcleo de ferro (no caso o prego) é um eletroímã. Os eletroímãs são muito empregados para a separação de materiais magnéticos em usinas de reciclagem (resíduos sólidos).

Você vai agora preparar um eletroímã mais potente, capaz de atrair um clipe de metal pequeno.

G. Dê cerca de 40 voltas do fio de cobre em volta do prego, deixando livres cerca de 10 cm de cada lado.

H. Aproxime o eletroímã do clipe metálico e ligue as extremidades descascadas aos polos da pilha.

5. O que você observou?

O clipe foi atraído.

I. Agora, desligue o eletroímã.

6. O que você observou?

O clipe se soltou do eletroímã.

O uso de eletroímã para separar materiais magnéticos do lixo é vantajosa, pois ele, quando ligado, atrai esses materiais, podendo transportá-los de um lugar a outro. No local de destino, basta desligar o eletroímã que eles se soltam

ATIVIDADES OBJETIVAS DE AVALIAÇÕES OFICIAIS

A seguir, propomos algumas questões compatíveis com os conhecimentos trabalhados no Livro do Estudante que podem ser utilizadas em provas e exames. Todas as sugestões são autorais ou selecionadas de provas do Exame do Encceja nível Ensino Fundamental disponíveis no Portal do Inep.

Questões de exames oficiais relativas ao 8o ano

1. (ENCCEJA 2020 PPL).

O solstício é o momento em que a distribuição de luz, calor e energia ocorre de forma desigual nos hemisférios Norte e Sul. O solstício de junho, no Hemisfério Sul, ocasiona o(a)

A) verão, pois a Terra está mais próxima do Sol.

B) outono, devido à distância do Sol em relação à Terra.

C) inverno, devido à inclinação dos raios solares em relação à Terra.

D) primavera, pois o comprimento dos raios solares possibilita as florações.

2. (ENCCEJA 2020). Em algumas cidades, durante o período da seca, o que se sente é um calor intenso durante os dias e nenhuma previsão de chuva. Nessas condições é melhor ter cuidado, principalmente quando a umidade do ar está abaixo dos 60%.

DALLA BENETTA, C. Disponível em: www.h2foz.com.br. Acesso em: 13 set. 2019 (adaptado).

Nessas condições climáticas, a recomendação é

A) usar ventiladores.

B) manter a residência fechada.

C) aumentar a ingestão de água.

D) praticar exercícios no período do almoço.

3. (ENCCEJA 2019). Algumas plantas têm sementes aladas, cujas “asas” são uma expansão de tecido vegetal da semente.

Essas sementes são dispersadas principalmente

A) pela água.

B) pelo vento.

C) pelos animais.

D) pela própria planta.

Scott Zona from Miami, Florida, USA

4. (ENCCEJA 2020 PPL). A dengue é uma doença causada por um vírus e não é transmitida de pessoa para pessoa. Quem transmite a doença é a fêmea do mosquito Aedes aegypti, que se contamina ao picar uma pessoa doente.

Disponível em: www.combatadengue.com.br. Acesso em: 21 abr. 2011 (adaptado).

Para diminuir a propagação do mosquito Aedes aegypti, é preciso

A) higienizar adequadamente os alimentos, porque é o local onde ele deposita seus ovos.

B) colocar telas nas portas e janelas, pois ele se reproduz em ambientes cobertos e fechados.

C) substituir as casas de barro por alvenaria, haja vista que ele se reproduz nas paredes das casas de barro.

D) vedar recipientes que possam acumular água, porque ele deposita seus ovos em ambientes com água parada.

5. (ENCCEJA 2017). Ao verificar os exames diagnósticos feitos por um de seus pacientes de 50 anos, um médico constatou uma glicemia superior à esperada. Ao associar esse resultado a outros sintomas relatados pelo paciente, como sede exagerada, aumento do volume da urina, fome excessiva, visão borrada, fadiga, fraqueza, tonturas, além da perda de peso, o médico concluiu tratar-se de um caso de diabetes melito (tipo 2).

Diante do diagnóstico, uma das recomendações alimentares feitas ao paciente foi

A) reduzir a quantidade de fibras vegetais.

B) limitar o consumo de açúcares simples.

C) aumentar a ingestão de gorduras saturadas.

D) potencializar o uso de complexos vitamínicos.

6. (ENCCEJA 2017). Em um exame de rotina, uma pessoa foi diagnosticada com diabetes. Ao chegar em casa e contar para sua irmã, ela disse “Isso é problema no sangue”. Na verdade, o exame de sangue detecta a doença, mas esta ocorre em virtude do mau funcionamento de um órgão do corpo.

Que órgão é esse?

A) Pâncreas, responsável pela produção de insulina.

B) Vesícula, responsável pelo armazenamento da bile.

C) Fígado, responsável pela metabolização de substâncias.

D) Baço, responsável pela destruição das células sanguíneas.

7. (ENCCEJA 2019). A partir da puberdade, meninos e meninas tornam-se fisiologicamente capazes de gerar filhos. No entanto, existem diferentes métodos contraceptivos disponíveis que impedem, além da concepção, a disseminação de doenças transmitidas sexualmente. O método contraceptivo que impede as situações citadas é o(a)

A) diafragma.

B) camisinha.

C) pílula do dia seguinte.

D) dispositivo intrauterino (DIU).

8. (ENCCEJA 2018) Sífilis aumenta em 13 de 14 estados com dados disponíveis sobre a doença

A sífilis é uma doença bacteriana, sexualmente transmissível, que, se não tratada, pode comprometer os sistemas nervoso central e cardiovascular, além de órgãos como olhos, pele e ossos.

Disponível em: http://g1.globo.com. Acesso em: 13 jul. 2015 (adaptado).

A transmissão dessa doença é evitada com:

A) vacinação.

B) uso de camisinha.

C) uso de antibiótico.

D) diagnóstico precoce.

9. (ENCCEJA 2017). A turbina a vapor é uma máquina que utiliza o vapor-d’água para movimentar suas hélices, produzindo a rotação do seu eixo. É essa rotação que, nas usinas termoelétricas, vai acionar o gerador elétrico. Ela é constituída por uma caldeira (1), uma turbina (2), um condensador (3) e um gerador (4).

A função do componente 3 nessa máquina é:

A) expandir o vapor.

B) vaporizar a água.

C) comprimir a água.

D) liquefazer o vapor.

ENCCEJA 2020

10. (ENCCEJA 2020 PPL). Existem aparelhos elétricos cuja principal função é transformar o máximo possível da energia elétrica que consomem em energia mecânica.

Dentre esses aparelhos elétricos, podemos citar como exemplos

A) bateria e batedeira.

B) barbeador e chuveiro.

C) ventilador e enceradeira.

D) liquidificador e alternador.

GABARITO

Q1. C

Q2. C

Q3. B

Q4. D

Q5. B

Q6. A

Q7. B

Q8. B

Q9. D

Q10. C

REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES

• Earth Space Lab

Este portal disponibiliza um simulador que permite aos estudantes explorar e compreender fenômenos como eclipses, movimento de rotação e movimento de translação.

Disponível em: https://www.earthspacelab.com/pt. Acesso em: 31 ago. 2022.

• 5 planos de aula para desenvolver a habilidade EF08CI15 da BNCC

Neste link, você encontra um plano de aula para trabalhar com os estudantes conhecimentos relacionados à Meteorologia e previsão do tempo.

Disponível em: https://novaescola.org.br/planos-de-aula/habilidades/EF08CI15. Acesso em: 31 ago. 2022.

• Um estudo de caso de coevolução

Consulte este link para ler um estudo de caso sobre a coevolução de plantas e animais.

Disponível em: https://evosite.ib.usp.br/evo101/IIIF1Casestudyofcoevo.shtml. Acesso em: 31 ago. 2022.

• Reprodução dos animais

Acesse este link para assistir a uma videoaula sobre os processos de reprodução dos principais grupos de animais.

Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=r5YUU8u5_-o. Acesso em 31 ago. 2022.

• Sistema endócrino

Este link apresenta atividades e jogos sobre conhecimentos relacionados ao sistema endocrinológico.

Disponível em: https://wordwall.net/pt-br/community/sistema-end%C3%B3crino. Acesso em: 31 ago. 2022.

• Cuidando de adolescentes: orientações básicas para a saúde sexual e a saúde reprodutiva

Este material, produzido pelo Ministério da Saúde, apresenta orientações para abordar questões relacionadas à sexualidade com jovens e adolescentes.

Disponível em: https://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/cuidando_adolescentes_saude_sexual_reprodutiva.pdf. Acesso em: 31 ago. 2022.

• Matriz energética e elétrica

Neste link, são apresentados textos e gráficos que podem ser úteis para você utilizar com os estudantes ao longo do aprendizado das características da matriz energética brasileira.

Disponível em: https://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/matriz-energetica-e-eletrica. Acesso em: 31 ago. 2022.

• Pilha de 1 real? A primeira bateria da história

Este vídeo aborda conhecimentos científicos e de História da Ciência sobre a criação da primeira pilha.

Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=mKZfQ2MM2VE. Acesso em: 31 ago. 2022.

CiênCiasdanatureza 8 universodasdesCobertas CiênCias

José TrivellaTo Júnior – Licenciado em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências/Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Licenciado em Pedagogia pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras Nove de Julho. Mestre em Didática pela Faculdade de Educação da USP. Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da USP. Professor de Ciências no Ensino Fundamental e no Ensino Médio.

Marcelo Tadeu MoTokane – Licenciado em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências/Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Mestre e Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da USP. Professor da Faculdade de Ciências e Letras da USP de Ribeirão Preto. Júlio cezar Foschini lisboa – Licenciado em Química pelo Instituto de Química/Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Mestre em Ensino de Ciências pelo Instituto de Química/Faculdade de Educação da USP. Professor titular de Química do Centro Universitário Fundação Santo André. carlos aparecido kanTor – Bacharel em Física pelo Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP). Licenciado em Física pela Faculdade de Educação da USP. Bacharel em Meteorologia pelo Instituto Astronômico e Geofísico da USP. Mestre em Ensino de Física pelo Instituto de Física e pela Faculdade de Educação da USP. Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da USP.

1ª edição são paulo, 2022

Universo das descobertas - Ciências – 8 o ano – José Trivellato Júnior, Marcelo Tadeu Motokane, Júlio Cezar Foschini Lisboa e Carlos Aparecido Kantor © UDL Educação Conselho Editorial

Alessandro Gerardi, Alessio Fon Melozo, Luis Afonso G. Neira, Luis Matos e William Nakamura Direção Editorial

Alessandro Gerardi Coordenação Editorial

Priscilla Cerencio/Ex libris Editorial Assistência de Coordenação Editorial Beth Silva/Ex libris Editorial Edição

Maria Carolina Dias Carrera/Ex libris Editorial Colaboração

Maria Fernanda Regis e Diogo Oliveira/Ex libris Editorial Copidesque e Preparação

Dora Feres/Ex libris Editorial Revisão

Bartira Neves, Claudia Mayer, Debora Tamayose, Elis Beletti, Hires Héglan, Luigi Andrade, Maria Fernanda de Carvalho Bottallo, Rosani Andreani e Sylmara Beletti/Ex libris Editorial Projeto gráfico

Kleber Monteiro de Messas Capa

Kleber Monteiro de Messas Imagem da capa jaroslava V/Shutterstock.com Editoração eletrônica e Arte Book Maker Composição Editorial Pesquisa iconográfica

Ana Cristina Melchert/Ex libris Editorial Licenciamento de textos e imagens Ex libris Editorial

Todos os direitos reservados:

UDL Educação

Av. Ordem e Progresso, no 157, sala 803Várzea da Barra Funda

CEP 01141-030 - São Paulo - SP – Brasil Telefone/Fax: 55 11 3392 3336 www.udleducacao.com.br contato@udleducacao.com.br

© 2022 UDL Educação São Paulo • 1a edição • 2022

ISBN 978-65-89964-61-2

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Angélica Ilacqua CRB-8/7057

C511 Ciências : Universo das descobertas : Ciências: 8º ano / José Trivellato Júnior. –– São Paulo : Universo da Literatura – UDL Educação, 2022. 208 p. (Universo das descobertas ; 8)

Outros autores: Marcelo Tadeu Motokane, Júlio Cezar Foschini Lisboa e Carlos Aparecido Kantor

ISBN 978-65-89964-61-2

1. Ciências (Ensino fundamental) I. Trivellato Júnior, José 22-5009 CDD 372.35

APRESENTAÇÃO

Caro estudante

Aprender Ciências da Natureza é conhecer algumas das explicações que já foram apresentadas pelos cientistas e as maneiras de agir que levam à compreensão do mundo natural. É também aprender a relacionar causa e efeito, buscar evidências que nos ajudem a explicar fenômenos, fazer previsões baseadas em hipóteses e, principalmente, a questionar, a fazer perguntas sobre o porquê de as coisas serem do jeito que são.

Conhecer Ciências é importante também para entender boa parte das questões que afetam o mundo atual. Para participarmos da sociedade como cidadãos que tomam decisões conscientes, é essencial que estejamos aptos a entender o conhecimento científico relacionados aos problemas ambientais, à saúde pública, à produção de alimentos e da matriz energética disponível, por exemplo. Uma seção dedicada à leitura e compreensão das particularidades dos textos científicos foi incluída em todas as unidades.

É por meio da Ciência que se formulam tanto as explicações sobre os fenômenos da natureza quanto para a produção de tecnologia. A Ciência é fruto do conhecimento e da criatividade humana e as teorias por ela estabelecidas estão em constante aperfeiçoamento e reformulação.

Nosso objetivo com esta coleção é que você conheça mais de perto o fascinante mundo das Ciências da Natureza. Nas unidades da coleção, há seções com atividades que exemplificam algumas formas pelas quais se produz conhecimento científico. Por meio da observação, da investigação, de análise de gráficos, tabelas e dados, você poderá vivenciar procedimentos que são semelhantes aos realizados nas pesquisas científicas.

Mas, para essa coleção cumprir seu papel, falta você: sua leitura, a discussão e debate com os colegas, a realização de atividades em grupo e individuais e o significado que você vai dar para as informações aqui colocadas e, assim, transformar este livro no seu livro de Ciências.

Os autores

CONHEÇA ESTE LIVRO

Este livro vai acompanhá-lo ao longo de todo o ano escolar. Explore o que você vai encontrar em cada seção.

ABERTURA DE UNIDADE

Os conteúdos de cada volume estão organizados em unidades, as quais são formadas por capítulos.

PANORAMA

Presente abertura das unidades, esta seção permite o levantamento de conhecimentos prévios que você já tem sobre o que vai estudar.

INÍCIO DE CONVERSA

Por meio de imagens, gráficos, esquemas e textos, você vai ter os primeiros contatos sobre os temas propostos.

da Lua? 2 Há um horário específico para que Lua totalmente iluminada nasça no horizonte leste? 3 A Lua pode ser vista no céu durante o dia?

HISTÓRIA DA CIÊNCIA

Esta seção traz informações para contextualizar fatos, experimentos, teorias e explicações científicas, reforçando a compreensão de que o conhecimento científico tem um contexto histórico.

Durante muito tempo, Lua guardou um segredo. Mas o ser humano foi capaz de desvendá-lo na segunda metade do século passado. Embora seja conhecida pelos seres humanos há milhares de anos, até o século XVII Lua só foi observada olho nu. Dessa forma, não era possível distinguir muitas características de sua superfície, apenas que apresentava regiões com tonalidades diferentes.

Foi Galileu Galilei (1564-1642) quem primeiro observou Lua usando uma luneta, em 1609. Por meio desse instrumento, conseguiu descobrir que existiam crateras montanhas na superfície dela. A evolução tecnológica dos telescópios permitiu que se observasse superfície lunar mais detalhadamente.

O período de rotação da Lua coincide com o tempo que ela demora para efetuar uma volta ao redor da Terra. Dessa forma, Lua mantém sempre o mesmo hemisfério voltado para Terra, e apenas esse lado que conseguimos observar. Por isso, comum se falar no

A Lua segue seu movimento ao redor da Terra, e a parte iluminada voltada para a Terra aumenta gradualmente até atingir a fase cheia. Esse movimento se repete em intervalos de, aproximadamente, 29,5 dias. Ciênciasação em Simulação das fases da Lua Nesta atividade, faremos uma simulação das posições relativas da Terra, do Sol da Lua durante a alternância das fases da Lua. Material 1 mesa 8 cadeiras 1 fonte de luz que possa ser direcionada, por exemplo, uma luminária com lâmpada tipo spot 1 esfera de isopor de 10 15 cm de diâmetro, com um hemisfério claro o outro escuro folhas de papel sulfite A. Em uma sala escurecida, coloque fonte de luz sobre mesa. Essa fonte representa Sol. Disponha as cadeiras na forma de um círculo em frente fonte de luz para representar a Terra. Indique hora referente cada cadeira escrevendo-a em papel sulfite e afixando-o nas cadeiras, conforme figura.

FÓRUM

Nesta seção, você será convidado a debater diferentes tópicos estudados, construindo argumentos e trocando opiniões com os colegas.

Cada tomada de uma instalação elétrica tem uma corrente máxima que pode passar por ela.

Quando se usa uma extensão, possibilita-se que mais equipamentos sejam ligados a essa mesma tomada, aumentando corrente elétrica que passa por ela. Se uma extensão com vários equipamentos ligados for conectada a uma tomada, e isso estabelecer no circuito uma corrente acima da máxima calculada para ele, um aquecimento começa ocorrer, que é muito perigoso. Esse processo em que ocorre um excesso de corrente elétrica em um circuito denominado sobrecarga elétrica. Muitos incêndios em residências iniciam devido ao uso inadequado das extensões. Para usá-las adequadamente, necessário verificar se as potências dos equipamentos ligados não são elevadas e se outras tomadas nas quais há aparelhos ligados não fazem parte do

Fórum

CIÊNCIAS EM AÇÃO

Esta seção propõe uma atividade prática científica. Pode ser uma experimentação, observação de objetos e fenômenos, montagem de modelos, coleta de dados, análise de dados ou buscar a resposta para uma questão-problema.

Uso seguro da eletricidade nas residências Todos os anos ocorrem centenas de acidentes envolvendo eletricidade nas residências, muitos deles causando mortes. Pesquise em livros e revistas sobre os riscos associados ao uso doméstico da ele-

Reúna-se em grupo com alguns colegas para comparar as relações elaboradas por cada um redigir uma mais ampla. Em seguida, vocês vão produzir um vídeo alertando a comunidade escolar sobre os riscos envolvidos no uso inadequado da eletricidade nas residências. Produza roteiro com os colegas, elencando as informações que serão apresentadas forma como isso será feito. Se possível, entreviste um especialista em segurança pessoas de seu convívio social que conheçam assunto para incluir no vídeo. Use smartphone para gravar o vídeo depois apresente aos demais grupos.

d CiênCiaa

Avanços no entendimento sobre materiais supercondutores [...] Imagine um futuro com baterias que não precisem de carregamento, carros elétricos preços mais acessíveis, motores elétricos altamente eficientes energia elétrica mais barata devido à facilidade em sua transmissão armazenamento. Conquistar um conhecimento mais aprofundado sobre o fenômeno da supercondutividade chave para esta verdadeira revolução tecnológica, que teria impacto potencial em todo tipo de equipamento elétrico. Isso porque supercondutividade propriedade que permite certos materiais conduzirem corrente elétrica sem resistência e, portanto, sem perda de energia. No Brasil, cerca de 7,5% da energia elétrica perdida na transmissão distribuição, já que os materiais desses sistemas dissipam parte da energia, por exemplo, na forma de calor. Também

18

PESQUISA

Esta seção traz propostas de pesquisa para ampliar o conhecimento sobre os temas trabalhados.

Múltiplos Olhares Tudo que você queria saber sobre plantas de Sueli Ângelo O livro esclarece o que são plantas exóticas, nativas, endêmicas e em risco de extinção. As plantas compõem a importante megadiversidade do Brasil. O leitor conhecerá fatos curiosidades da história das plantas.

MÚLTIPLOS OLHARES

Nesta seção, são sugeridos outros materiais e conteúdos que ampliam o conhecimento sobre os assuntos trabalhados. Você vai conhecer livros, filmes, séries, músicas, entre outras referências, que podem ampliar seu repertório científico.

Expansão repertóriode Para determinar o clima de dada localidade, é necessário aferir as características da atmosfera, como temperatura, precipitação, ventos, umidade relativa do ar, entre outras, durante muitos anos, para que seja possível estabelecer os valores médios desses parâmetros nesse local.

de maior média anual de temperatura? E qual de menor média anual?

é a razão dessa diferença? Na sua opinião, existe trocas de calor entre essas regiões?

A caracterização do tipo de clima de determinada região está relacionada predominância dos valores médios de algumas dessas características sobre as demais. Isso é determinado por vários fatores, entre eles, latitude, a altitude, relevo proximidade da localidade em questão

Distribuição mundial dos principais tipos de clima

ATLÂNTICO

Pesquisa

Procure em livros da biblioteca ou em páginas confiáveis da internet as respostas para as seguintes questões:

1 O que temperatura média?

2 O que latitude?

3 O que altitude?

RETOMADA DO PANORAMA

Nesta seção, você vai retomar as questões da seção Panorama, e terá a oportunidade de rever suas hipóteses e suas opiniões iniciais, depois de novas aprendizagens.

FÓRUM

EXPANSÃO DE REPERTÓRIO

Por meio de textos, imagens, infográfico, tabelas e outros recursos, você vai expandir os debates e os conhecimentos sobre os temas tratados no capítulo.

Sol e pela Lua.

ReTOMaDa DO PaNORaMa As previsões da Astrologia A regularidade do deslocamento do Sol pelo céu durante o ano faz com que céu estrelado tenha uma configuração diferente em cada estação do ano. Por isso, há cerca de 5 mil anos ser humano já associava o comportamento da natureza ao seu redor configuração do céu estrelado. Assim, alguns povos antigos consideravam que o céu controlava os fenômenos que ocorriam na Terra, como as secas e as chuvas, a prosperidade miséria e abundância e a escassez da caça. A amplificação dessa inter-relação entre os astros e os acontecimentos terrestres acabou por incluir eventos da vida humana, surgindo, então, a Astrologia, que se baseia na hipótese de que configuração do céu, particularmente no instante do nascimento de uma pessoa, traz informações sobre sua personalidade, interfere nas relações que ela estabelece e direciona seu futuro. No entanto, quando submetida a testes, Astrologia mostra-se inconsistente, e uma série de estudos mostrou que as previsões astrológicas não são melhores que as adivinhações ao acaso. Mesmo assim, diversos meios de comunicação informam diariamente as previsões astrológicas para cada signo. Reúnam-se em grupos para discutir a questão seguir respondê-la. Uma vez que Astrologia não tem comprovação científica, os meios de comunicação devem ser proibidos de divulgar previsões astrológicas?

Efeitos das estações do ano em diferentes localidades Nos países da Europa, em muitas regiões da Ásia e em parte da América do Norte, as quatro estações do ano são bem definidas. Durante o inverno, temperatura é baixa e há neve em muitos lugares; no verão, temperatura alta os dias são longos; no outono, reladas e depois caem; na primavera, ocorre florescimento das plantas, e as noites começam ficar mais curtas do que o período iluminado do dia. Quatro fotografias da mesma paisagem urbana mostrando quatro estações do ano. Elas foram tiradas ao longo do ano montadas em uma única imagem. Na sequência: primavera, verão, outono inverno.

DECIFRANDO A CIÊNCIA

que trocaria por alguns minutos o dia pela noite. Pouco antes das horas da manhã, o disco da Lua começou sobrepor-se ao do Sol, encobrindo-o por completo minutos depois. O eclipse total do Sol em Sobral entrou para a história da ciência por ajudar comprovar experimentalmente um pressuposto científico previsto na teoria da relatividade geral, publicada quatro anos antes pelo físico alemão Albert Einstein (1879-1955): matéria energia distorcem malha do espaço-tempo, podendo também desviar a trajetória da luz que viaja por ele. O eclipse de 1919 foi observado ao mesmo tempo na ilha de Príncipe, na África Ocidental, por outra equipe de astrônomos ingleses. O mau tempo, contudo, prejudicou a qualidade das imagens. Em algumas placas, as estrelas apareciam de forma mais clara, em outras, sumiam em meio ao céu encoberto. Em Sobral, considerada uma das melhores regiões para a observação do fenômeno, céu estava limpo durante eclipse as placas registraram 12 estrelas, usadas mais tarde como referência para medir ângulo de desvio da trajetória de seus feixes de luz. Esse efeito, chamado deflexão da luz, havia sido previsto pela relatividade geral de Einstein: um feixe de luz vindo de uma estrela teria sua trajetória encurvada, ou desviada, ao passar em regiões com campo gravitacional muito forte. Esse desvio na trajetória da luz, segundo os astrônomos, faria com que as estrelas observadas fossem vistas em uma posição aparentemente diferente de sua posição real; sua luz, ao passar próximo ao Sol, seria desviada 1,75 segundo de arco, de acordo com teoria de Einstein. [...] A confirmação das ideias de Einstein veio meses depois. Astrônomos reunidos na Royal Astronomical Society, em Londres, no dia 6 de novembro de 1919, após avaliarem os resultados obtidos partir da análise das placas fotográficas feitas em Sobral na ilha de Príncipe, concluíram que a teoria da relatividade geral estava correta. O resultado final das observações feitas na ilha de Príncipe apresentava um desvio médio de 1,6 segundo de arco, enquanto nas de Sobral tinham

Nesta seção, são apresentados textos que se relacionam com o tema do capítulo. O encaminhamento da leitura e as atividades ajudam você a desenvolver o letramento científico.

Devido à grande extensão territorial do Brasil de sua localização geográfica, as variações das estações do ano se manifestam de diferentes maneiras nas diversas regiões. No Nordeste brasileiro, por exemplo, a temperatura varia pouco durante o ano todo. No entanto, ocorrência de chuvas é bem definida, com muita precipitação em um período e quase nenhuma em outro. Por isso, para população nordestina, as estações do ano são da seca e da chuva ou, simplesmente, verão o inverno.

REVEJA

Reveja

Quando dizemos que um período do ano é chuvoso ou seco em alguma região, estamos nos referindo ao clima, isto é, à sucessão distribuição média de uma das condições meteorológicas do lugar. Pedro, que mora em Salvador, estava preparando mala para fazer uma viagem França, no mês de janeiro. Que tipo de roupa Pedro deveria colocar na mala? Localize as seguintes capitais de estados brasileiros em um mapa: Porto Alegre, Vitória Fortaleza.

de que ela falsa? O que ocorreria, em termos de estações do ano, se o eixo de rotação da Terra formasse um ângulo de 90º com plano da órbita da Terra ao redor do Sol?

29 CAPÍTULO

Esta seção aparece duas vezes no capítulo, e traz atividades de retomada e reflexão sobre os conhecimentos e habilidades que você construiu ao longo do capítulo.

Seu livro também tem alguns ícones com indicações referentes às atividades e aos recursos adicionais.

........................................................38

Fatores que influenciam no clima 41

Latitude ...............................................................41

Relevo .................................................................42

Proximidade com os oceanos .........................43

Circulação de ar na atmosfera .......................44 Deslocamento de massas de ar .....................45

Mitigação ...........................................................53

Adaptação às mudanças do clima ................54

Ações sustentáveis são possíveis ...................55

Decifrando a Ciência .....................................57

Reveja ..............................................................58

Ciências em ação – O higrômetro de fio de cabelo....................................................59

2

VIDA E EVOLUÇÃO

Os principais grupos de plantas 65 Como as plantas se reproduzem? .................66

Briófitas: características e reprodução .........67

Ciências em ação – Abertura e fechamento dos estômatos ...........................68

Pteridófitas: as primeiras plantas com vasos condutores ..............................................69

Gimnospermas: surgem as sementes ...........72 Angiospermas: plantas com flores, frutos e sementes ..............................................74

Capítulo 5

Transformações na puberdade 122

Hormônios e o funcionamento do corpo humano ............................... 122

O sistema endócrino 122

Os órgãos produtores de hormônio no corpo humano e suas principais funções ..............124

Diabetes e hormônios ....................................126

A adrenalina ....................................................128

Ciências em ação – Hormônio antidiurético ..................................................130

Hipófise: o controle das glândulas produtoras de hormônios ............................130

Reveja ............................................................132

Desenvolvimento e puberdade 134

Desenvolvimento do corpo masculino 135

Estatura e crescimento dos ossos 136

Desenvolvimento do corpo feminino 137

Ciências em ação – Crescimento na puberdade ...............................................139

A primeira menstruação ................................140

Decifrando a Ciência ..................................141

Reveja ............................................................142

Ciências em ação – Quais são os hormônios? ...................................................142

Capítulo 6 Maturidade e reprodução ................ 144

A maturação sexual ......................... 145

Os gametas masculinos 145

Os gametas femininos 146

O ciclo menstrual 147

O que acontece nos ovários ..........................147

O que acontece no útero ...............................148

A fertilização ....................................................149

A gestação .......................................................150

Climatério, menopausa e andropausa 152

Dimensões da sexualidade 153

Reveja ............................................................154

Sistema genital e saúde ............... 155

Métodos contraceptivos 155 Tipos de método ..............................................156

As infecções sexualmente transmissíveis (IST) ...................159

Decifrando a Ciência ..................................165

Reveja ............................................................166

Ciências em ação – Estudando o ciclo menstrual ......................................................167

TERRA E UNIVERSO 1 UNIDADE

ANORAMA

Alguns astros são facilmente observados e identificados no céu. Durante o dia, é o Sol que se destaca. Ele surge no horizonte leste ao amanhecer e, com o passar do tempo, eleva-se no céu e percorre-o completamente até se pôr no horizonte oeste, ao entardecer. Diariamente, a Lua também percorre o céu de leste a oeste. Diferentemente do Sol, todavia, ela muda seu aspecto com o decorrer do tempo e nasce cerca de 50 minutos mais tarde a cada dia.

1 | Cite algum fenômeno que ocorre na Terra que, em sua opinião, seja influenciado pelo Sol ou pela Lua.

Panorama

É muito provável que os estudantes apresentem fenômenos que estão realmente associados a esses dois astros, como a sucessão de períodos claros e escuros (dia e noite), as marés e as estações do ano. Mas podem surgir afirmações sem comprovação científica, como o aumento do nascimento de bebês nas mudanças de fase da Lua, cortar o cabelo de acordo com as fases da Lua para fortalecê-lo, entre outras. Nesse momento não se preocupe com o teor das respostas, apenas anote-as e deixe as explicações para um momento posterior, quando pode-se questionar o que é comprovado e o que é apenas crença, tendo como base o método científico de investigação de um fenômeno.

Competências gerais: 1, 7

Competências específicas: 1, 4

Objetos de conhecimento:

Sistema Sol, Terra e Lua Clima

Habilidades: EF08CI12, EF08CI13, EF08CI14, EF08CI15, EF08CI16

Temas Contemporâneos Transversais: Ciência e Tecnologia

Saúde – Educação Alimentar e Nutricional

Meio Ambiente – Educação

Ambiental e Educação para o Consumo

Economia – Trabalho

Cidadania e Civismo – Vida familiar e social; Educação em Direitos Humanos; Direitos da Criança e do Adolescente; Processo de envelhecimento, respeito e valorização ao Idoso.

Temas para o desenvolvimento desta unidade:

• Sistema Sol - Terra - Lua

• Luz e Visão

• Fases da Lua

• Princípio da propagação retilínea da luz

• Eclipses do Sol e da Lua

• Estações do ano

• Modelo do sistema Sistema SolTerra - Lua

• Clima e tipos de climas

• Fatores que influenciam no clima

• Instrumentos meteorológicos

• Previsão do tempo

• Alterações climáticas globais

• Mitigação e adaptação às mudanças climáticas

• Ações sustentáveis individuais e coletivas

Sistema Sol - Terra - Lua CAPÍTULO 1 11

O Sol e a Lua são os astros mais brilhantes do céu. Resposta pessoal.

Augustine Bin Jumat/Shutterstock.com

Paulo Nabas/Shutterstock.com

Davizro Photography/Shutterstock.com

Neste capítulo

Objeto do conhecimento:

• Sistema Sol, Terra e Lua

Habilidades: EF08CI12, EF08CI13

Temas para o desenvolvimento deste capítulo:

• Sistema Sol - Terra - Lua

• Luz e Visão

• Fases da Lua

• Princípio da propagação retilínea da luz

• Eclipses do Sol e da Lua

• Estações do ano

• Modelo do sistema Sol - Terra - Lua

Capítulo 1 - Sistema

Sol - Terra - Lua

Nesse item serão vistos os fenômenos das fases da Lua e dos eclipses. Verifique junto aos estudantes se eles têm conhecimento desses fenômenos e se já os observaram. As fases da Lua são de fácil observação, mas os eclipses são fenômenos mais raros e é provável que poucos alunos já tenham observado um.

Início de Conversa

Aproveite esse item para levantar o conhecimento que os estudantes possuem sobre as fases da Lua. Nesse momento, não se preocupe em obter respostas corretas, mas em anotar e analisar as respostas para direcionar suas aulas.

Embora a variação da aparência da Lua no céu seja de fácil observação, pode ocorrer de existirem alunos que não conheçam esse fenômeno. Caso isso ocorra, elabore um programa de observação da Lua para esses estudantes

Com relação às questões 2 e 3, é pouco provável que eles saibam as respostas, por isso, sugerimos voltar a elas durante a atividade Simulação das fases da Lua

1 CAPÍTULO

SISTEMA SOL-TERRA-LUA

A aparência da Lua no céu se altera continuamente. Em determinados dias, ela é vista como um disco luminoso e, com o passar dos dias, vai diminuindo sua parte brilhante até desaparecer do céu. Dias depois, retorna como um pequeno filete brilhante e, noite após noite, sua parte luminosa aumenta até se transformar novamente em um disco reluzente, diminuindo e crescendo interminavelmente.

INÍCIO DE CONVERSA

Observe a imagem.

1 | Você já observou a mudança na aparência da Lua?

Resposta pessoal. É muito provável que todos os estudantes respondam afirmativamente a esta pergunta.

2 | Há um horário específico para que a Lua totalmente iluminada nasça no horizonte leste?

Sim, por volta das 18h.

3 | A Lua pode ser vista no céu durante o dia?

Sim, é possível observar a Lua no céu durante o dia.

UNIDADE 1 — Terra e Universo 12

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Castleski/Shutterstock.com

Mudanças da aparência da Lua com o decorrer do tempo.

Fases da Lua e eclipses

Existe grande quantidade de objetos de diferentes tamanhos e cores ao nosso redor. Para nós, é tão comum enxergar esses objetos que não nos damos conta do que é necessário para visualizá-los.

A percepção visual dos objetos

Para que uma pessoa possa ver algum objeto, é necessário que luz proveniente dele atinja seus olhos. Essa luz pode ser emitida pelo próprio objeto ou refletida por ele.

Imagine um quarto à noite, com as lâmpadas acesas.

As lâmpadas são dispositivos que, quando acesas, emitem luz. Nessa situação, elas são chamadas de fontes primárias. A luz emitida pelas lâmpadas permite a visualização dos demais objetos que estão no quarto. Isso é fácil de comprovar, pois basta desligar as lâmpadas que os objetos deixam de ser visíveis. Como os objetos não emitem luz, como fazem as lâmpadas, nós os vemos por meio da luz que eles refletem. Por isso, são chamados de fontes secundárias.

O Sol é um astro que emite luz, ou seja, é uma fonte primária. Por outro lado, a Lua não emite luz. Por isso, é chamada de fonte secundária.

Lua

Sol Terra

Só é possível ver a Lua porque ela reflete a luz emitida pelo Sol.

Se fosse possível apagar o Sol, a Lua deixaria de ser visível, da mesma forma que os objetos do quarto deixam de sê-lo quando apagamos as lâmpadas.

A percepção visual dos objetos

Mostre aos estudantes que, para enxergarmos um objeto, é necessário que luz parta desse objeto e atinja nossos olhos. Para isso, pegue um lápis ou outro objeto qualquer e coloque-o à sua frente. Pergunte o que é necessário para se ver o lápis. Uma primeira resposta será a existência de luz. Mas essa luz precisa chegar aos olhos. Coloque, então, um objeto opaco, como um caderno, entre o lápis e os estudantes e pergunte por que eles deixaram de ver o lápis. Provavelmente a resposta será que é porque tem um objeto na frente. Retire o caderno e coloque em seu lugar um objeto transparente, uma lâmina de acrílico, por exemplo. Questione por que agora eles voltaram a enxergar o objeto. O objeto transparente não impede a passagem da luz, possibilitando que a luz proveniente do lápis chegue aos olhos dos alunos, que podem vê-lo.

É importante a extrapolação desse entendimento para a visão da Lua. Deixe claro que vemos a Lua devido à reflexão da luz solar que a atinge. A Lua não tem luz própria.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

É possível observar vários objetos em um quarto iluminado.

As fases da Lua

A compreensão de como ocorrem as fases da Lua exige que o observador mire os três astros (Terra, Lua e Sol) a partir de um ponto no espaço, fora da Terra. Essa é uma das dificuldades para a correta compreensão desse fenômeno. Com o intuito de superar essa dificuldade, há na sequência uma atividade prática que busca simular esse fenômeno.

Cuidado com representações das fases da Lua: É comum encontrar figuras em livros, revistas e na internet que representam a visão da Lua que se tem no hemisfério Norte. A forma como se vê a Lua em seus períodos crescente e minguante são invertidos nos dois hemisférios.

Explore as imagens que indicam as posições da Lua e a forma como a vemos no céu e retome-as no decorrer da atividade Simulação das fases da Lua

As fases da Lua

Assim como a Terra, a Lua realiza vários movimentos. Entre eles estão a rotação em torno de si, a translação ao redor da Terra e, junto com a Terra, a translação ao

redor do Sol

As fases da Lua são consequência das posições relativas entre o Sol, a Terra e a Lua durante a translação da Lua ao redor da Terra. Elas ocorrem porque vemos a Lua devido à luz solar que é refletida em sua superfície. Por esse motivo, visualizamos apenas a parte iluminada da superfície da Lua que se encontra voltada para a Terra.

A aparência da Lua que vemos da Terra depende de como ela está posicionada em relação ao Sol.

Como o movimento da Lua é contínuo, a cada dia ela apresenta uma aparência diferente no céu. As fases denominadas nova, quarto crescente, cheia e quarto minguante correspondem apenas a determinados momentos no deslocamento da Lua ao redor da Terra. Comumente, diz-se que cada fase dura uma semana; mas, na verdade, esse tempo é aproximadamente o intervalo entre duas das quatro fases consecutivas citadas.

No instante da fase cheia, a Lua e o Sol se encontram em posições opostas em relação à Terra. Assim, toda a parte iluminada da Lua está voltada para a Terra, e a Lua aparece no céu como um disco brilhante.

Os

imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Posição da Lua em sua órbita ao redor da Terra na fase cheia.

UNIDADE 1 — Terra e Universo 14

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

elementos da

Por se encontrar em uma posição oposta ao Sol, no dia da Lua cheia ela nasce quando o Sol está se pondo, ou seja, por volta das 18 horas.

Com o decorrer dos dias, a Lua se desloca ao redor da Terra, e a parte iluminada que conseguimos ver diminui. Em determinado momento, a linha imaginária que liga os centros do Sol e da Lua forma um ângulo de 90º com a linha que une os centros da Terra e da Lua. Dessa forma, ao olhar para a Lua, só é possível ver metade da parte iluminada. É a fase quarto minguante.

A forma da fase minguante da Lua é vista a partir do Hemisfério Sul tem a aparência mostrada na figura do Livro do Estudante. Tenha cuidado ao selecionar imagens dessa fase, pois, como afirmado anteriormente, é comum encontrar fotos e ilustrações mostrando essa fase da Lua da forma como é observada a partir do Hemisfério Norte.

A explicação do motivo dessa diferença pode ser consultada na página https://cref.if.ufrgs.br/?contact-pergunta=por-que-as-fasesda-lua-sao-distintas-nos-hemisferios-norte-e-sul (acesso em 2 set. 2022).

Posição da Lua em sua órbita ao redor da Terra na fase quarto minguante.

A Lua continua seu movimento de translação ao redor da Terra, e a sua parte iluminada diminui continuamente até chegar à fase nova, quando sua parte escura está voltada para a Terra. Por isso, não podemos vê-la no céu.

Utilize o estudo da fase da Lua nova para reforçar o que foi afirmado anteriormente com relação à duração das fases da Lua. A fase da Lua nova não dura uma semana, uma vez que a Lua não permanece invisível no céu por esse período. Um ou dois dias após o instante da Lua nova, é possível ver um filete brilhante no céu, logo após o Sol se pôr.

Posição da Lua em sua órbita ao redor da Terra na fase nova.

A partir desse momento, devido ao movimento de translação da Lua ao redor da Terra, começa a aumentar a parte iluminada da Lua que está voltada para a Terra, e ela chega à fase quarto crescente. De forma semelhante ao que ocorre no quarto minguante, nessa fase podemos ver apenas a metade do hemisfério iluminado.

15

Sistema Sol - Terra - Lua CAPÍTULO 1

Reinaldo

Vignati

Reinaldo

Vignati

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Ciência em ação –Simulação das fases da Lua

O experimento pode ser realizado com uma esfera de isopor totalmente branca para representar a Lua, caso exista na escola uma sala que permita isso. A opção por utilizar uma esfera com um hemisfério claro e outro escuro se deve ao fato de que, em geral, a iluminação proporcionada pela fonte de luz é refletida nas paredes e demais objetos existentes na sala, o que a torna difusa e a faz iluminar toda a esfera que representa a Lua, dificultando a visualização correta do que se deseja observar. Comente esse fato com os estudantes se utilizar a esfera com cada hemisfério de uma cor.

Note que, para a cadeira correspondente a 12 h, o “Sol-fonte de luz” está bem em frente, representando-o no ponto mais alto do céu daquele dia. Para 6 h, a fonte de luz representando o “Sol” está à direita, “nascendo no horizonte leste” e para 18h, está à esquerda, “se pondo no horizonte oeste”. O estudante que ocupar a cadeira que corresponde a 24 h estará de costas para o “Sol”, pois, para ele, é meia-noite.

Os estudantes não devem encontrar grande dificuldade para responder as duas primeiras questões, pois os próprios desenhos no livro mostram essas posições. Mas, com relação à terceira questão, embora seja um fenômeno que pode ser observado com facilidade, alguns se mostram surpresos com a informação de que a Lua pode ser vista no céu durante o dia. Isso pode gerar boas discussões.

A Lua segue seu movimento ao redor da Terra, e a parte iluminada voltada para a Terra aumenta gradualmente até atingir a fase cheia. Esse movimento se repete em intervalos de, aproximadamente, 29,5 dias.

Ciênciasação em

Simulação das fases da Lua

Nesta atividade, faremos uma simulação das posições relativas da Terra, do Sol e da Lua durante a alternância das fases da Lua.

Material:

• 1 mesa

• 8 cadeiras

• 1 fonte de luz que possa ser direcionada, por exemplo, uma luminária com lâmpada tipo spot

• 1 esfera de isopor de 10 a 15 cm de diâmetro, com um hemisfério claro e o outro escuro

• 1 caneta

• folhas de papel sulfite Procedimento

A. Em uma sala escurecida, coloque a fonte de luz sobre a mesa. Essa fonte representa o Sol.

B. Disponha as cadeiras na forma de um círculo em frente à fonte de luz para representar a Terra.

C. Indique a hora referente a cada cadeira escrevendo-a em papel sulfite e afixando-o nas cadeiras, conforme a figura.

UNIDADE 1 — Terra e Universo 16

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Posição da Lua em sua órbita ao redor da Terra na fase quarto crescente.

D. Cada cadeira deve ser ocupada por um estudante, enquanto outro deve circular em torno das cadeiras tendo em suas mãos, e acima de sua cabeça, a esfera que representa a Lua. Durante o movimento, que deve ocorrer no sentido horário, o hemisfério claro da esfera deve ficar sempre voltado para a fonte de luz, pois ele está representando a face iluminada da Lua. Os estudantes que estão sentados nas cadeiras deverão observar as alterações ocorridas na forma visível da “Lua-esfera” desde a “Terra-cadeiras”.

1 | Qual é a posição da Lua em relação ao Sol e à Terra quando é lua cheia?

A Lua está na posição oposta ao Sol em relação à Terra.

2 | E quando é lua nova?

A Lua está entre o Sol e a Terra.

3 | Em qual fase a Lua pode ser vista no céu pela manhã?

Na fase minguante.

E. Consulte um calendário e verifique os dias de lua cheia e quarto crescente. Nesses dias, observe a localização da Lua no céu entre 18 h e 19 h.

4 | Em qual posição do céu a Lua está nesses dias?

Na lua cheia, ela estará próxima do horizonte leste e, no dia de quarto crescente, estará no alto do céu.

Para simular outras situações pode-se, por exemplo, colocar a “Lua-esfera” na posição de lua cheia (posição C na figura). Vemos que ela se encontra oposta ao “Sol” com relação a “Terra-cadeiras”. Um estudante sentado na cadeira 24 h verá a “Lua” exatamente à sua frente (significa no alto do céu) e terá o “Sol” às suas costas. Outro estudante sentado na cadeira 18 h verá a “Lua” nascendo no horizonte leste (à sua direita) e o “Sol” se pondo no horizonte oeste (à sua esquerda). Se cada um se deslocar de uma cadeira para outra, verá em que posição do céu se encontram a “Lua” e o “Sol” em cada horário.

Mudando a posição da “Lua” para quarto crescente (QC na figura), às 24 h teremos a “Lua” se pondo e o “Sol” invisível; às 6 h, o “Sol” estará nascendo no leste e a “Lua” estará invisível, pois está às costas do observador.

Faça com que eles anotem essas observações para compará-las com as observações da Lua propostas na sequência.

Esse modelo é uma simulação de funcionamento das fases da Lua e os modelos devem prever resultados que possam ser testados. Assim, é essencial que a atividade seja complementada com observações reais da Lua. Se as previsões se confirmarem, o modelo continua sendo aceito; caso as previsões não se confirmem, o modelo deve ser modificado ou abandonado.

Disposição das cadeiras para representar a Terra e os diversos horários.

Reinaldo Vignati

História da Ciência –A superfície da Lua

Da mesma forma que a Ciência contribui para o avanço tecnológico, a evolução da tecnologia propicia o avanço da Ciência. Discuta esse aspecto com os estudantes ao desenvolver esse tema, pois foi devido ao desenvolvimento dos telescópios que se pode observar com detalhes a superfície lunar. Porém, a observação da face oculta da Lua só foi possível após o desenvolvimento das sondas espaciais.

HistóRiA dA CiêNCiA A suPeRfíCie dA LuA

Durante muito tempo, a Lua guardou um segredo. Mas o ser humano foi capaz de desvendá-lo na segunda metade do século passado. Embora seja conhecida pelos seres humanos há milhares de anos, até o século XVII a Lua só foi observada a olho nu. Dessa forma, não era possível distinguir muitas características de sua superfície, apenas que apresentava regiões com tonalidades diferentes.

Foi Galileu Galilei (1564-1642) quem primeiro observou a Lua usando uma luneta, em 1609. Por meio desse instrumento, conseguiu descobrir que existiam crateras e montanhas na superfície dela. A evolução tecnológica dos telescópios permitiu que se observasse a superfície lunar mais detalhadamente.

O período de rotação da Lua coincide com o tempo que ela demora para efetuar uma volta ao redor da Terra. Dessa forma, a Lua mantém sempre o mesmo hemisfério voltado para a Terra, e é apenas esse lado que conseguimos observar. Por isso, é comum se falar no lado oculto da Lua, que é o lado não voltado para a Terra. Por muito tempo, o ser humano foi incapaz de conhecer a face oculta da Lua. Entretanto, graças ao desenvolvimento das sondas espaciais, esse outro lado pôde ser fotografado.

UNIDADE 1 — Terra e Universo 18

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Aparência da Lua quando observada a olho nu.

Desenhos da superfície lunar feitos por Galileu e publicados em seu livro Siderius Nuncius, de 1610.

Primeiro mapa científico da superfície da Lua, elaborado pelo astrônomo Giovanni Domenico Cassini (1625-1712) e publicado em 1679. yaruna/Shutterstock.com

A rotação da Lua é sincronizada com sua translação ao redor da Terra.

Fotografia da superfície do lado oculto da Lua obtida pela sonda Lunar Reconnaissance Orbiter.

Expansão

As fases da lua na mitologia hindu

A imaginação e a criatividade humanas são fascinantes. Os seres humanos são capazes de inventar histórias maravilhosas, e os astros celestes estimularam a criação de várias delas.

Na mitologia hindu, por exemplo, Chandra, também conhecido como Soma, é o deus da Lua, representado atravessando o céu em uma carruagem.

Chandra produz um elixir que é o alimento dos deuses. Eles o consomem para poder conservar a imortalidade. Conforme os deuses vão consumindo esse elixir, Chandra enfraquece e seu corpo vai se reduzindo até definhar e desaparecer. Quando isso ocorre, o deus do Sol, Surya, providencia o aquecimento das águas dos oceanos, que se elevam até Chandra, restituindo-lhe as forças, de modo que ele volta a crescer e a produzir o elixir, em um processo interminável.

Esse relato, além de atribuir divindade aos objetos celestes, é uma teoria a respeito dos fenômenos naturais, pois procura explicar um fenômeno observado no céu.

1 | Qual fenômeno da natureza esse mito explica?

Os eclipses

Da mesma forma que as fases da Lua, os eclipses também são causados pelas posições relativas entre a Terra, o Sol e a Lua. Além disso, eles dependem de uma característica da propagação da luz, que veremos a seguir.

Propagação retilínea da luz

Para que uma pessoa enxergue algo, é necessário que a luz emitida ou refletida pelo objeto chegue aos seus olhos. Para que isso ocorra, nada pode impedir a passagem da luz entre o objeto e os olhos.

As fases da lua na mitologia hindu

A principal diferença entre a mitologia e as teorias científicas é a forma pela qual elas são elaboradas e adotadas. Enquanto os mitos explicam os fenômenos muitas vezes como ação de deuses e, portanto, não fazem questionamentos, as teorias científicas se baseiam em observações, análises, hipóteses e testes e, portanto, estão sujeitas a críticas e se sabem provisórias. À medida que novos fatos são descobertos, novas observações e novos testes são efetuados, e novos resultados vão, continuamente, transformando o conteúdo das teorias. Para explicar novos fenômenos, muitas vezes são apresentadas várias teorias, todas coexistindo.

Utilize esse item para mostrar que a cultura humana comporta diversas visões e que os mitos fazem parte dessa cultura. Portanto, eles devem ser respeitados porém sem confundi-los com teorias científicas.

Os eclipses

Perceba que, de forma semelhante às fases da Lua, para o entendimento dos eclipses é necessário conhecer uma propriedade da luz abordada a seguir.

A propagação retilínea da luz

Já foi mostrado que a luz não atravessa objetos opacos, o que impossibilita a visualização através deles. Mas isso também é consequência da propagação retilínea da luz em meios homogêneos e transparentes. Para explorar esse fato, pegue uma caneta, encoste-a em um livro voltado para a sala e pergunte aos estudantes porque eles não veem a caneta. Afaste a caneta do livro até uma posição que permita a alguns visualizá-la e discuta o que há de diferente entre os que a veem e os que não a veem. Sempre que um estudante vê a caneta, há uma linha reta, sem a presença de objetos opacos, entre a caneta e os olhos desse estudante.

19 Sistema Sol - Terra - Lua CAPÍTULO 1

repertório de

Diego de Carvalho

Chandra, o deus da Lua na mitologia hindu. As fases da Lua.

Cris Alencar

Uma pessoa enxerga uma flor porque a luz por ela refletida atinge seus olhos. Uma placa opaca colocada entre a flor e o olho impede a visão da flor.

Eclipse solar

Os eclipses solares ocorrem sempre na Lua nova, mas não é em toda Lua nova que ocorre um eclipse do Sol.

As órbitas da Lua ao redor da Terra e da Terra em torno do Sol não estão em um mesmo plano, de modo que só ocorrem eclipses quando os astros se alinham e a Lua está próxima das regiões em que os planos das duas órbitas se cruzam. Isso ocorre duas vezes ao ano, o que significa que podem ocorrer apenas dois eclipses solares em um ano.

Mas não é possível observá-los em qualquer localidade na superfície terrestre. Como a sombra projetada pela Lua na superfície da Terra tem um diâmetro muito menor do que o raio terrestre, a possibilidade de ocorrer um eclipse solar em uma localidade é pequena, sendo raríssima a ocorrência de um eclipse solar total.

Se a luz fizesse uma curva durante sua propagação, seria possível observar o que está atrás de um objeto opaco. Além disso, não haveria sombras. Como isso não ocorre, conclui-se que a luz se propaga em trajetória retilínea.

Se a luz pudesse contornar os objetos, seria possível ver os objetos que estivessem atrás de uma placa opaca, mas isso não ocorre.

Eclipse solar

Um eclipse solar, ou eclipse do Sol, ocorre quando a Lua se interpõe entre o Sol e a Terra. Isso impossibilita a passagem da luz emitida pelo Sol e impede que ele fique visível na superfície da Terra.

No momento de um eclipse solar, dependendo da região em que se está na Terra, o Sol pode ser totalmente coberto pela Lua, e vê-se um eclipse total. Essa região, que é chamada faixa de totalidade, tem um diâmetro que varia de acordo com a distância entre a Lua a Terra, nunca sendo maior que 280 km. Em outras regiões, porém, o que se vê é a Lua cobrir apenas parcialmente o disco brilhante do Sol. Nessas regiões, ocorre um eclipse parcial.

A primeira imagem registra o eclipse total do Sol visto em Novosibirsk, Rússia, em 1o de agosto de 2008. Durante um eclipse solar total, o Sol fica com uma região brilhante ao seu redor: é a coroa solar. Na segunda imagem, ocorre o eclipse parcial do Sol visto em Bangcoc, Tailândia, em 9 de março de 2016. No eclipse parcial, apenas parte do Sol deixa de ser visível.

Designua/Shutterstock.com

Posições relativas do Sol, da Lua e da Terra em um eclipse solar.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Lua Sol

Terra eclipse total eclipse parcial órbita da Lua

Devido às posições relativas do Sol, da Terra e da Lua quando ocorre um eclipse solar, percebe-se que ele só é possível na fase de lua nova.

Eclipse lunar

Nos eclipses lunares, ou eclipses da Lua, é a Terra que se interpõe entre o Sol e a Lua. Como a Lua não tem luz própria e só a vemos porque ela reflete a luz emitida pelo Sol, quando a Terra está entre o Sol e a Lua, ela não deixa a luz solar chegar à Lua. Sem luz para refletir, ela fica escura no céu.

Eclipse lunar

Os eclipses lunares ocorrem sempre na Lua cheia, mas não em todas as datas em que ocorre essa fase da Lua. Isso ocorre pelo mesmo motivo de não ocorrerem eclipses do Sol em todas as datas de Lua nova.

Como os eclipses lunares podem ser vistos de qualquer local da Terra em que seja noite, a ocorrência desses eclipses é bem maior do que a dos eclipses solares.

região de eclipse parcial

região de eclipse total

órbita da Lua

Posições relativas do Sol, da Lua e da Terra em um eclipse lunar.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Se a Lua penetrar inteiramente na região da sombra da Terra, observa-se um eclipse lunar total Se ela não estiver posicionada totalmente na região de sombra da Terra, ou seja, se parte da Lua estiver posicionada na região de sombra e parte na de penumbra, o eclipse lunar será parcial

Há diversos sites na internet que informam quando ocorrerão eclipses, com informações sobre os locais em que podem ser vistos, os horários de início e final, além de outros dados. Um dos mais completos é o da Nasa, que pode ser acessado em https:// eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html (acesso em 14 mai 2022).

Se houver possibilidade, oriente os estudantes para que observem um eclipse. Não há restrições para a observação dos eclipses lunares, mas a observação dos eclipses solares exige muitos cuidados para que não ocorra danos nos olhos dos observadores. Se indicar a observação de um eclipse solar, forneça todas as orientações sobre os cuidados que precisam ser tomados para a observação segura do eclipse. Esses cuidados podem ser encontrados no link: https://oal.ul.pt/observar-o-sol-em -seguranca/. Acesso em 7 set. 2022.

À esquerda, eclipse total da Lua, em Minnesota, EUA, 28 de setembro de 2015. Durante um eclipse total, a Lua é vista com uma coloração avermelhada porque parte da luz emitida pelo Sol atravessa a atmosfera da Terra e atinge a Lua. Essa luz é refletida e nos permite ver a Lua. À direita, eclipse parcial da Lua, em Los Angeles, Califórnia, EUA, 26 de junho de 2010. No eclipse parcial, apenas parte da Lua deixa de ser visível.

Os eclipses lunares ocorrem sempre na fase de lua cheia, devido às posições relativas do Sol, da Terra e da Lua no momento desses eclipses.

21

Sistema Sol - Terra - Lua CAPÍTULO 1

Designua/Shutterstock.com

worldswildlifewonders/Shutterstock.com natmac stock/Shutterstock.com

Ciência em ação –Eclipses do Sol e da Lua

Da mesma forma que as fases da Lua, a compreensão dos eclipses exige do observador uma visão de fora da Terra. A realização dessa atividade também contribui para superar a dificuldade encontrada pelos estudantes em se imaginarem fora da Terra, observando o sistema Sol-Terra-Lua.

A colocação de areia ou brita nos copos é apenas para dar equilíbrio ao conjunto. Esses materiais podem ser substituídos por qualquer objeto pesado que possa ser colocado no interior dos copos, ou com a utilização de copos mais pesados, como os de plástico ou de metal. Não utilize copos de vidro, pois eles podem se quebrar e ferir alguém.

Para que haja eclipses, é necessário que os três astros estejam alinhados na fase de lua cheia ou na de lua nova. Como nem sempre isso acontece, na maioria das vezes não há eclipses nas datas de luas cheias e de luas novas.

Ciênciasação em

Eclipses do Sol e da Lua

Nessa atividade, construiremos um modelo que simula o sistema Sol-Terra-Lua para verificar como e por que ocorrem os eclipses.

Material:

• 1 fonte de luz que possa ser direcionada, por exemplo, uma luminária com lâmpada tipo spot

• 2 bolas de isopor, uma de 3,5 cm de diâmetro e outra de 10 cm de diâmetro

• 2 copos plásticos de aproximadamente 200 ml

• areia ou brita pequena

Procedimento

A. Em um dos copos, coloque areia ou brita, que deve ocupar aproximadamente ¾ do volume dele, posicione-o sobre uma mesa e acomode a bola grande na boca do copo.

B. Coloque areia ou brita no outro copo e acomode a bola menor sobre ele. Posicione as duas bolas a uma distância aproximada de 20 cm, de modo que o centro das duas bolas fique na mesma altura. Para isso, coloque o copo com a esfera menor sobre um apoio. A esfera maior representará a Terra e a menor, a Lua.

C. Coloque a fonte de luz a cerca de 2 m da esfera menor, voltada para ela e na mesma altura do centro das esferas.

D. Para simular um eclipse solar, acerte as posições das esferas e da fonte de luz para que a esfera menor projete uma sombra sobre a esfera maior. É conveniente desligar as lâmpadas para escurecer a sala.

1 | Qual é a posição relativa da Lua, da Terra e do Sol?

A Lua está entre o Sol e a Terra.

2 | A sombra projetada pela Lua na Terra ocupa toda a superfície terrestre?

Não, apenas uma parte dela.

3 | O eclipse do Sol é visível em todos os pontos da superfície terrestre voltados para o Sol?

Não, apenas nos pontos em que a sombra da Lua atinge a superfície da Terra.

E. Eleve a altura da luminária até que a sombra da bola menor não seja mais projetada na esfera maior. Você está reproduzindo a situação em que ocorre a lua nova, mas não há eclipse, pois os três astros não estão alinhados.

F. Para simular um eclipse lunar, posicione as esferas e a fonte de luz de modo que a esfera maior projete uma sombra sobre a esfera menor; se necessário, desligue as lâmpadas da sala.

4 | Qual é a posição relativa da Lua, da Terra e do Sol?

A Terra está entre o Sol e a Lua.

5 | A sombra projetada pela Terra na Lua ocupa toda a superfície lunar? O eclipse da Lua é visível em todos os pontos da superfície terrestre voltados para a Lua?

Sim para as duas perguntas. Um eclipse lunar pode ser observado em qualquer lugar da superfície terrestre que esteja voltado para a Lua.

Reveja

RevejA

1 | Faça um esquema mostrando a posição do Sol, da Lua e da Terra durante uma noite de lua cheia e indique também que partes da Lua e da Terra estão sendo iluminadas.

Veja esquema na página 14.

2 | Faça outro esquema, agora para uma noite de lua nova.

Veja esquema na página 14.

3 | Certo dia, uma pessoa observou a lua cheia no Japão. Que fase da Lua foi observada no Brasil nesse mesmo dia? Justifique sua resposta.

Resposta no Manual do Professor.

4 | É possível ocorrer duas luas cheias no mesmo mês? Por quê?

Sim. O intervalo entre duas luas cheias é de 29,5 dias, e os meses podem ter 30 ou 31 dias, portanto, um intervalo maior do que o de repetição das fases da Lua.

5 | Um eclipse lunar que pode ser visto em Belo Horizonte também será visível em São Luís?

Sim, os eclipses lunares são visíveis de todos os pontos da Terra que estejam voltados para a Lua.

6 | No mesmo momento em que um observador vê um eclipse solar total em Porto Alegre, outro observador em Manaus também poderá observar o eclipse?

Não. A faixa de totalidade dos eclipses nunca é maior que 280 km; portanto, o mesmo eclipse total do Sol não pode ser visto em Porto Alegre e Manaus.

7 | Por que os eclipses da Lua podem ser parciais?

Um eclipse da Lua ocorre quando ela penetra no cone de sombra da Terra. Se a Lua não penetrar totalmente no cone, apenas em uma parte dele, somente essa parte ficará escurecida e, portanto, não veremos uma parte da Lua.

8 | Em qual fase da Lua ocorre o eclipse solar? E o eclipse lunar?

Na lua nova e na lua cheia, respectivamente.

As estações do ano

Uma das causas das fases da Lua e dos eclipses é a translação da Lua ao redor da Terra. A translação da Terra ao redor do Sol também causa alguns fenômenos que podem ser notados aqui na Terra.

Você pode utilizar as questões desse item como avaliação da aprendizagem, como preparação da avaliação bimestral da aprendizagem, para identificar lacunas no entendimento dos temas tratados, para propor alguma produção individual ou em grupo sobre um ou mais dos temas tratados nas atividades, entre outas possibilidades.

Resposta:

4. Quando ocorrem duas luas cheias no mesmo mês, esse fato é denominado Lua Azul. Mas nada tem a ver com a cor da Lua, é apenas uma denominação convencionada.

As estações do ano Como o território do Brasil se estende desde a linha do Equador para além do Trópico de Capricórnio, as estações do ano não se manifestam da mesma forma em todos os locais. Para introduzir o tema, utilize as fotos e deixe claro que essa é uma situação que ocorre naquela região.

A existência de neve não deixa dúvida de que a segunda foto foi tirada no inverno, mas a primeira pode ter sido tirada em qualquer das estações, uma vez que a foto mostra um dia ensolarado, que pode ocorrer em qualquer estação.

Questione os estudantes sobre a razão de ocorrer essa diferença no sul do país, mas não ocorrer no norte e nordeste. Não se preocupe com a exatidão das respostas, apenas registre-as para poder voltar a comentá-las no final do capítulo.

Um deles é a diferença de condições meteorológicas em diferentes períodos do ano, como é possível observar nas fotografias da Pedra Furada, na cidade de Urubici, em Santa Catarina. O que origina essa variedade de condições meteorológicas?

Sistema Sol - Terra - Lua CAPÍTULO 1

Fotos da Pedra Furada, em Urubici (SC) em dois dias distintos do ano de 2021.

Luciano Queiroz/Pulsar Imagens

Luciano Queiroz/Pulsar Imagens

Características do movimento de translação da Terra

São comuns imagens que representam a órbita da Terra na forma de uma elipse de grande excentricidade, o que não corresponde à realidade. A excentricidade da órbita terrestre é muito pequena, de modo que a representação correta é praticamente uma circunferência. Enfatize esse aspecto da órbita da Terra, pois é um detalhe importante para correta compreensão das estações do ano.

Outro ponto que causa muita confusão é a informação de que o eixo de rotação da Terra é inclinado, mas não se especifica a referência dessa inclinação. Utilize a figura para mostrar que a inclinação de aproximadamente 23,5o se refere ao ângulo entre o eixo de rotação da Terra e a reta perpendicular ao plano da órbita terrestre ao redor do Sol. Normalmente essa é a inclinação presente nos globos terrestres que, em geral, se encontra nas escolas. Se dispuser de um desses globos, utilize-o para mostrar qual é a inclinação da qual tanto se fala e pouco se entende.

Características do movimento de translação da Terra

No decorrer do ano, a Terra se desloca pelo espaço girando ao redor do Sol. Esse é o movimento de translação.

A trajetória percorrida durante esse movimento, denominada órbita, é uma elipse, e a distância entre a Terra e o Sol varia entre 147 milhões de quilômetros, quando a Terra está mais próxima do Sol, e 152 milhões de quilômetros, quando ela está mais distante. No entanto, essa diferença de 5 milhões de quilômetros é pequena quando comparada à distância média entre a Terra o Sol, de modo que a órbita da Terra pode ser considerada quase uma circunferência.

Durante o deslocamento da Terra ao redor do Sol, a direção do eixo de rotação da Terra não se altera. Isso faz com que a intensidade da luz e do calor solar que incidem na Terra seja variável nos dois hemisférios terrestres (norte e sul) no decorrer do ano, provocando uma diferença entre o aquecimento dos dois hemisférios nesse mesmo período.

A inclinação constante do eixo de rotação da Terra também é responsável pelo movimento na direção norte-sul – entre os Trópicos de Capricórnio e de Câncer –, que o Sol realiza no céu durante o ano.

Quando a Terra está na posição 1, ao meio-dia, os raios solares incidem perpendicularmente nela, especificamente nas regiões situadas na linha do Trópico de Câncer. O mesmo ocorre nas regiões localizadas no Trópico de Capricórnio quando a Terra está na posição 3. Esses momentos são denominados solstícios

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

O eixo de rotação da Terra tem inclinação de 23,5° em relação à reta perpendicular ao plano da órbita terrestre. Essa inclinação não se altera durante o deslocamento da Terra ao redor do Sol.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Datas de quatro momentos da órbita da Terra. Cada uma representa uma estação do ano. A linha verde pontilhada representa a Linha do Equador.

Os momentos em que, ao meio-dia, os raios solares incidem perpendicularmente à Linha do Equador, posições 2 e 4 da figura, são chamados de equinócios. Portanto, há dois solstícios e dois equinócios durante um ano.

Representação da órbita da Terra, que é muito próxima a uma circunferência.

As estações do ano

Em termos astronômicos, as estações do ano correspondem aos períodos em que a Terra, no seu movimento de translação, vai de um equinócio a um solstício ou de um solstício a um equinócio. Assim, em uma volta da Terra em torno do Sol, há quatro estações.

Durante o ano, a incidência de luz e calor do Sol se altera em ambos os hemisférios terrestres. Isso está relacionado aos períodos das quatro estações, de modo que o clima na Terra é influenciado pelo seu movimento de translação. Entretanto, os efeitos das estações do ano não se manifestam de forma idêntica no clima de todos os locais da Terra. Em alguns, as variações climáticas são mais acentuadas e, em outros, são quase imperceptíveis.

Como as estações do ano acontecem de forma cíclica, é possível considerar que esse ciclo se inicia em qualquer uma das quatro estações do ano, por exemplo, no início do verão do Hemisfério Sul.

As orientações e as imagens a seguir ajudam a compreender a ocorrência das quatro estações do ano.

As estações do ano Geralmente, o termo “estações do ano” é entendido como referência às condições climáticas de uma região, mas isso não pode ser tomado ao pé da letra. O clima de uma região é influenciado pela posição do Sol no céu, mas isso é só um dos fatores determinantes.

Os períodos das estações do ano são definidos como os quatro intervalos de tempo entre os solstícios e os equinócios. Assim, o verão no hemisfério Sul se inicia no solstício de dezembro e termina no equinócio de março. O outono começa nesse equinócio e termina no solstício de junho, e assim sucessivamente. É por esse motivo que os meios de comunicação informam o início de uma estação com precisão de minutos, uma vez que a passagem do Sol pelos pontos de solstícios e de equinócios é precisamente determinada pelos astrônomos.

Sistema Sol - Terra - Lua CAPÍTULO 1

Início do verão no Hemisfério Sul. A. Posição da Terra em relação ao Sol. O formato acentuadamente elíptico da órbita da Terra se deve a como ela está sendo representada. B. Vista mostrando como os raios de Sol atingem a Terra. C. Vista do Polo Norte.

Reinaldo

Vignati

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Analise juntamente com os estudantes a primeira imagem da página, mostrando a diferença da quantidade de radiação solar que atinge os dois hemisférios terrestres nessa posição da Terra em sua órbita ao redor do Sol. Isso pode ser feito contando a quantidade de linhas amarelas, que representam os raios solares, que atingem cada hemisfério. Veja que a quantidade de raios que chega ao hemisfério Norte, acima da linha vermelha que representa a linha do Equador, é bem menor do que a que chega ao hemisfério Sul, que está abaixo da linha vermelha.

Isso significa que há mais energia solar chegando ao hemisfério Sul do que ao Norte, portanto é verão no Sul e inverno no Norte.

Por volta do dia 21 ou 22 de dezembro, ao meio-dia, os raios solares incidem na Terra perpendicularmente à linha do Trópico de Capricórnio. Dessa forma, a quantidade de luz e de calor provenientes do Sol é maior no Hemisfério Sul do que no Hemisfério Norte.

Isso faz com que o Hemisfério Sul se aqueça mais do que o Hemisfério Norte, e as temperaturas no Hemisfério Sul fiquem mais elevadas, caracterizando o verão nesse hemisfério. Note na imagem C (da imagem anterior) que o Polo Norte está completamente no escuro.

O verão no Hemisfério Sul continua até que a incidência da radiação solar seja igual nos dois hemisférios, o que ocorre por volta do dia 20 ou 21 de março, quando os raios solares, ao meio-dia, incidem perpendicularmente à Linha do Equador.

Diferença entre as quantidades de radiação solar que incidem em cada hemisfério terrestre no início do verão no Hemisfério Sul.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais. Início do outono no Hemisfério Sul. A radiação solar atinge igualmente os dois hemisférios. A. Posição da Terra em relação ao Sol. B. Vista mostrando como os raios solares chegam à Terra. C. Vista do Polo Sul.

Nos meses de abril, maio e junho, no Hemisfério Sul, as temperaturas são, em geral, mais baixas do que no verão. Isso é mais acentuado nas regiões ao sul do Trópico de Capricórnio.

Continuando em seu movimento de translação, nosso planeta atinge a posição do solstício de inverno no Hemisfério Sul, em um momento entre os dias 20 e 22 de junho, quando os raios solares, ao meio-dia, incidem perpendicularmente à linha do Trópico de Câncer.

Com a Terra na posição indicada na figura a seguir, a quantidade de luz e calor provenientes do Sol que incide no Hemisfério Sul é menor do que a que incide no Hemisfério Norte. Portanto, as temperaturas no sul se tornam menores do que no norte e tem início o inverno no Hemisfério Sul, que se prolonga até o mês de setembro.

Observe que na figura B o Sol se encontra à direita da Terra, ao contrário do que ocorre na primeira figura da página anterior.

A mesma análise efetuada naquela situação pode ser repetida agora. Reproduza o desenho da Terra no quadro de giz e represente os raios solares atingido a Terra, agora provenientes do lado direito. Haverá mais raios atingindo o hemisfério Norte do que o Sul. Isso significa que há mais energia solar chegando ao hemisfério Norte do que ao Sul, portanto é verão no Norte e inverno no Sul.

Nesse período, regiões mais ao sul no Brasil frequentemente atingem temperaturas abaixo de zero, podendo ocorrer precipitação de neve, particularmente nas regiões serranas do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina.

O último trecho da translação do planeta Terra começa no dia 22 ou 23 de setembro, quando os raios solares, ao meio-dia, incidem perpendicularmente à Linha do Equador e começa a primavera no Hemisfério Sul. Essa situação é semelhante à representada na figura do equinócio de outono, e novamente a quantidade de luz e calor solar que incide nos dois hemisférios é igual.

27

Sistema Sol - Terra - Lua CAPÍTULO 1

Reinaldo Vignati

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Inverno no Hemisfério Sul. A. Posição da Terra em relação ao Sol. B. Vista mostrando como os raios de Sol atingem a Terra. C. Vista do Polo Norte.

Retomada do Panorama

Com as respostas iniciais dos estudantes da seção Panorama é possível verificar as ideias prévias sobre a influência do Sol e da Lua em fenômenos terrestres. Retome aquela discussão para observar as mudanças ocorridas nessas concepções.

Os fenômenos citados no texto são cientificamente comprovados como sendo influenciados pelos Sol e/ou pela Lua. Uma explicação científica normalmente fornece elementos para a previsão de fenômenos, como é o caso dos eclipses, cuja ocorrência pode ser estabelecida com muita antecedência. A variabilidade das temperaturas médias e do regime de chuvas também podem ser previstas, não com a mesma precisão dos eclipses, mas dentro de uma média razoável.

Por outro lado, as crenças muitas vezes não podem ser verificadas, ou até podem ser invalidadas utilizando-se os métodos da Ciência. Veja, por exemplo, o estudo do Prof. Dr. Fernando Lang da Silveira, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, sobre a influência das fases da Lua no nascimento de bebês, disponível em https://www.if.ufrgs.br/~lang/ Textos/Lua_bebes.pdf (acesso em 14 mai. 2022).

Fórum – As previsões da Astrologia

Solicite aos estudantes que formem pequenos grupos para discutir a questão proposta e, depois que os grupos cheguem a suas conclusões, proponha um debate geral para que a classe chegue a um consenso.

A proibição é uma medida extrema que muitas vezes não surte o efeito desejado. A melhor maneira de combater as falsas ciências é com a disseminação da informação correta, seja por meio de campanhas promovidas pelos órgãos oficiais do governo ou por agentes da sociedade civil.

Para mais informações sobre o caráter não científico da Astrologia, acesse o texto Astrologia não é Ciência, disponível em https://www.if.ufr gs.br/ast/astrologia.htm (acesso em 14 mai. 2022).

RetOMAdA dO PANORAMA

O repentino escurecimento do dia quando há um eclipse e a regular variação anual das temperaturas médias e do regime de chuvas em uma região são exemplos de fenômenos que ocorrem na Terra e que são influenciados pelo Sol e pela Lua.

As previsões da Astrologia

A regularidade do deslocamento do Sol pelo céu durante o ano faz com que o céu estrelado tenha uma configuração diferente em cada estação do ano. Por isso, há cerca de 5 mil anos o ser humano já associava o comportamento da natureza ao seu redor à configuração do céu estrelado. Assim, alguns povos antigos consideravam que o céu controlava os fenômenos que ocorriam na Terra, como as secas e as chuvas, a prosperidade e a miséria e a abundância e a escassez da caça.

A amplificação dessa inter-relação entre os astros e os acontecimentos terrestres acabou por incluir eventos da vida humana, surgindo, então, a Astrologia, que se baseia na hipótese de que a configuração do céu, particularmente no instante do nascimento de uma pessoa, traz informações sobre sua personalidade, interfere nas relações que ela estabelece e direciona seu futuro.

No entanto, quando submetida a testes, a Astrologia mostra-se inconsistente, e uma série de estudos mostrou que as previsões astrológicas não são melhores que as adivinhações ao acaso. Mesmo assim, diversos meios de comunicação informam diariamente as previsões astrológicas para cada signo.

Reúnam-se em grupos para discutir a questão a seguir e respondê-la.

1 | Uma vez que a Astrologia não tem comprovação científica, os meios de comunicação devem ser proibidos de divulgar previsões astrológicas? Resposta pessoal.

Efeitos das estações do ano em diferentes localidades

Nos paí ses da Europa, em muitas regiões da Ásia e em parte da América do Norte, as quatro estações do ano são bem definidas. Durante o inverno, a temperatura é baixa e há neve em muitos lugares; no verão, a temperatura é alta e os dias são longos; no outono, as folhas de muitas árvores ficam amareladas e depois caem; na primavera, ocorre o florescimento das plantas, e as noites começam a ficar mais curtas do que o período iluminado do dia.

Quatro fotografias da mesma paisagem urbana mostrando as quatro estações do ano. Elas foram tiradas ao longo do ano e montadas em uma única imagem. Na sequência: primavera, verão, outono e inverno.

fóRuM

Devido à grande extensão territorial do Brasil e de sua localização geográfica, as variações das estações do ano se manifestam de diferentes maneiras nas diversas regiões. No Nordeste brasileiro, por exemplo, a temperatura varia pouco durante o ano todo. No entanto, a ocorrência de chuvas é bem definida, com muita precipitação em um período e quase nenhuma em outro. Por isso, para a população nordestina, as estações do ano são a da seca e a da chuva ou, simplesmente, o verão e o inverno.

Efeitos das estações do ano em diferentes localidades

As características clássicas das quatro estações do ano são bem observadas em localidades que se encontram em latitudes em torno de 30o e 60o. Em geral, localidades próximas à linha do Equador não sofrem variações acentuadas nas temperaturas no decorrer do ano, embora possa ocorrer grandes alterações nos regimes de chuvas.

Quando dizemos que um período do ano é chuvoso ou seco em alguma região, estamos nos referindo ao clima, isto é, à sucessão e à distribuição média de uma das condições meteorológicas do lugar.

RevejA

1 | Pedro, que mora em Salvador, estava preparando a mala para fazer uma viagem à França, no mês de janeiro. Que tipo de roupa Pedro deveria colocar na mala?

Resposta no Manual do Professor.

2 | Localize as seguintes capitais de estados brasileiros em um mapa: Porto Alegre, Vitória e Fortaleza. Em qual delas as quatro estações do ano são mais e menos caracterizadas? Por quê?

Resposta no Manual do Professor.

3 | Há quem pense que as estações do ano são provocadas pela variação da distância entre a Terra e o Sol. Quando a Terra estivesse mais perto do Sol, seria verão; quando estivesse mais afastada, seria inverno. Como você poderia convencer uma pessoa que acredita nessa hipótese de que ela é falsa?

Se essa hipótese fosse correta, as estações do ano seriam as mesmas nos dois hemisférios da Terra. No entanto, isso não ocorre: quando no Hemisfério Sul é verão, no Hemisfério Norte é inverno.

4 | O que ocorreria, em termos de estações do ano, se o eixo de rotação da Terra formasse um ângulo de 90º com o plano da órbita da Terra ao redor do Sol?

Se isso ocorresse, a incidência da radiação solar sobre a Terra seria sempre mais intensa na região equatorial e igualmente distribuída entre os dois hemisférios durante todo o ano; portanto, não ocorreriam as estações do ano.

Destaque que a posição geográfica do Brasil faz com que as estações do ano tenham características bem diferentes em cidades diferentes. Exiba dados anuais de temperatura e precipitação de uma cidade do nordeste brasileiro, Fortaleza, por exemplo, e outra do sul, como Porto Alegre, e mostre como o comportamento da temperatura e da precipitação no decorrer do ano é bem diferente entre elas, indicando a variabilidade das estações do ano. Caso seja possível obtê-los, mostre também os dados da sua cidade e compare-os com o de uma outra cidade brasileira, ou mesmo do exterior.

Os dados climatológicos de diversas cidades do mundo podem ser obtidos em https://pt.climate-data.org/ (acesso em 15 mai. 2022).

Reveja

As questões desse item podem ser utilizadas para identificar dificuldades de compreensão sobre os temas discutidos nessa seção. Retome os temas nos quais a compreensão não tenha sido adequada.

Respostas:

1. Roupas adequadas para baixas temperaturas, já que, em janeiro, é inverno na França e, como a França está localizada longe da Linha do Equador, as temperaturas são baixas nessa época do ano.

2. As quatro estações do ano são mais bem caracterizadas quanto mais afastada da Linha do Equador estiver a localidade; portanto, são mais caracterizadas em Porto Alegre e menos em Fortaleza, pois Porto Alegre está mais distante da Linha do Equador e Fortaleza, mais próxima. Vitória se encontra em uma posição intermediaria.

Sistema Sol - Terra - Lua CAPÍTULO 1

Delfim Martins/Pulsar Imagens

Delfim Martins/Pulsar Imagens

Estrada de terra que liga Cabrobó a Terra Nova, no sertão de Pernambuco. Cabrobó (PE), nos meses da janeiro e agosto de 2010.

Decifrando a Ciência –O eclipse que confirmou Einstein

Utilize esse item para discutir um aspecto fundamental da Ciência: o contínuo teste das teorias. A comprovação experimental ou observacional de determinada previsão mostra a validade da teoria naquele caso, mas não a torna uma verdade definitiva. Futuras previsões podem falhar ou novas descobertas podem expor fenômenos que a teoria não consegue explicar.

Assim, a comprovação do desvio da luz ao passar pelas proximidades do Sol previsto pela teoria da relatividade Geral de Einstein mostrou que a teoria era válida, mas não que seja definitiva. Na Ciência, não se costuma afirmar que uma teoria foi confirmada após a comprovação de uma previsão, mas que ela continua válida.

O eclipse que confirmou Einstein

O dia 29 de maio de 1919 amanheceu nublado em Sobral, no Ceará. [...] A movimentação de pessoas e equipamentos era intensa em torno do Jockey Clube da cidade, onde astrônomos vindos do Rio de Janeiro e de Londres se preparavam para observar e registrar um fenômeno que trocaria por alguns minutos o dia pela noite. Pouco antes das 9 horas da manhã, o disco da Lua começou a sobrepor-se ao do Sol, encobrindo-o por completo minutos depois. O eclipse total do Sol em Sobral entrou para a história da ciência por ajudar a comprovar experimentalmente um pressuposto científico previsto na teoria da relatividade geral, publicada quatro anos antes pelo físico alemão Albert Einstein (1879-1955): matéria e energia distorcem a malha do espaço-tempo, podendo também desviar a trajetória da luz que viaja por ele.

O texto mostra um aspecto muito importante do procedimento das Ciências da Natureza: a previsão de acontecimentos que possam ser comprovados experimentalmente. Tal fato é crucial para a aceitação de uma teoria científica, pois, se suas previsões não se confirmarem, ela está errada e deve ser reformulada ou, até mesmo, abandonada.

É interessante destacar que um fenômeno natural conhecido há milhares de anos permitiu confirmar a previsão de uma teoria desenvolvida no início do século XX.

O eclipse de 1919 foi observado ao mesmo tempo na ilha de Príncipe, na África Ocidental, por outra equipe de astrônomos ingleses. O mau tempo, contudo, prejudicou a qualidade das imagens. Em algumas placas, as estrelas apareciam de forma mais clara, em outras, sumiam em meio ao céu encoberto. Em Sobral, considerada uma das melhores regiões para a observação do fenômeno, o céu estava limpo durante o eclipse e as placas registraram 12 estrelas, usadas mais tarde como referência para medir o ângulo de desvio da trajetória de seus feixes de luz. Esse efeito, chamado deflexão da luz, havia sido previsto pela relatividade geral de Einstein: um feixe de luz vindo de uma estrela teria sua trajetória encurvada, ou desviada, ao passar em regiões com campo gravitacional muito forte. Esse desvio na trajetória da luz, segundo os astrônomos, faria com que as estrelas observadas fossem vistas em uma posição aparentemente diferente de sua posição real; sua luz, ao passar próximo ao Sol, seria desviada 1,75 segundo de arco, de acordo com a teoria de Einstein.

[...]

A confirmação das ideias de Einstein veio meses depois. Astrônomos reunidos na Royal Astronomical Society, em Londres, no dia 6 de novembro de 1919, após avaliarem os resultados obtidos a partir da análise das placas fotográficas feitas em Sobral e na ilha de Príncipe, concluíram que a teoria da relatividade geral estava correta. O resultado final das observações feitas na ilha de Príncipe apresentava um desvio médio de 1,6 segundo de arco, enquanto nas de Sobral tinham um desvio de 1,9 segundo de arco, quase duas vezes o valor estimado na teoria gravitacional do físico inglês Isaac Newton (1643-1727), elaborada e apresentada dois séculos e meio antes. Consideradas as margens de erro, Einstein estava certo. [...]

ANDRADE, R. O. O eclipse que confirmou Einstein. Revista Fapesp. São Paulo, 19 fev. 2016. Disponível em: http:// revistapesquisa.fapesp.br/2016/02/19/o-eclipse-que-confirmou-einstein/. Acesso em: 13 jun. 2022.

deCifRANdO CiêNCiAa

Ciênciasação em

Construção de um geódromo para o estudo das estações do ano É possível representar o movimento de rotação da Terra ao redor do Sol?

Em situações em que não é possível observar diretamente algum fenômeno, é comum usarmos representações que tenham, pelo menos, algumas das características da realidade, ou seja, usamos modelos para representar a realidade.

Vamos construir um aparelho que chamaremos de geódromo. Ele nos ajudará a simular o movimento da Terra ao redor do Sol e a compreender alguns fenômenos relacionados a esse movimento.

Para a construção do geódromo, você e seu grupo devem seguir as instruções com atenção, manusear os materiais com cuidado e pedir ajuda ao professor ou a outro adulto.

Material:

• 2 placas de isopor (25 cm x 25 cm x 2 cm)

• 1 bola de isopor com 7,5 cm de diâmetro

• 1 palito de churrasco

• 2 palitos de dente

• 3 pedaços de papelão do tipo ondulado duplo (resistente) – 1 pedaço de 36 cm x 5 cm e 2 pedaços de 7 cm x 2,5 cm

• 1 chave liga-desliga

• 1 suporte para duas pilhas AA com as pilhas

• 1 lâmpada de LED de alto brilho na cor branca ou amarela

• fio suficiente para fazer a ligação

• fita isolante

• fita adesiva transparente

• régua

Ciência em ação

Construção de um geódromo para o estudo das estações do ano

O objetivo dessa atividade é a construção de um modelo que permita analisar a relação entre o movimento de translação da Terra e as estações do ano.

A construção do geódromo é fundamental para essa análise, pois facilita a visão da variação da incidência da radiação solar nos hemisférios terrestres com o decorrer do ano.

Reinaldo Vignati

Alguns materiais utilizados para a construção do geódromo.

Auxilie os estudantes na construção do modelo, pois a montagem requer muitos passos.

Caso conheça algum marceneiro ou alguém com habilidade para trabalhar com madeira, solicite que o ajude na construção de um geódromo em madeira, cortando as peças e efetuando os furos conforme indicado no roteiro de montagem, substituindo as partes em isopor e papelão por madeira. Um geódromo de madeira tem maior durabilidade, podendo ser utilizado por muitos anos.

Montagem do circuito

Atenção! Faça a montagem com a ajuda de um adulto.

A. Faça uma emenda com o fio que sai do polo negativo do suporte para pilhas com um fio de 25 cm e utilize fita isolante.

B. Fixe o fio que sai do polo positivo do suporte em uma das entradas da chave liga e desliga. Pegue um fio de 25 cm e ligue na outra entrada.

C. O fio do polo positivo do suporte e que passa pela chave deve ser ligado no polo positivo (haste maior) do LED. O fio do polo negativo do suporte deve ser ligado no polo negativo do LED (haste menor).

D. Encaixe as pilhas no suporte e ligue a chave para verificar se o circuito está funcionando.

Lâmpada de LED. Haste maior (polo positivo) e haste menor (polo negativo).

Montagem do geódromo

A. Faça um furo com o palito de churrasco no centro de uma das placas de isopor. Na parte de baixo, faça uma canaleta do centro para o meio de umas das laterais, de modo que os fios possam ser encaixados.

B. Passe o LED pelo orifício feito. A lâmpada deve ficar 7 cm acima da placa de isopor.

C. Acomode os fios na canaleta e junte as duas placas de isopor, fixando as laterais com fita adesiva. Fixe a chave de ligamento e o suporte para pilhas na lateral da estrutura.

D. Corte o palito de churrasco na altura aproximada de 8 cm. Fixe-o no orifício que foi feito na placa. Se necessário, amplie o furo no isopor de modo que a montagem fique firme. Una o palito aos fios com fita adesiva. Importante: O palito não deve ficar acima da lâmpada.

E. Forre uma das bases do pedaço de papelão maior com uma fita adesiva. Com o auxílio de um lápis, fure um ponto a 15 cm de uma das extremidades. Agora, meça 1 cm a partir da extremidade oposta e faça um pequeno furo, de modo que seja possível encaixar um palito de dente sem folga.

F. Junte os dois pedaços menores de papelão com fita adesiva e, com o palito de dente, fixe-o no furo menor feito no passo anterior, distante 1,5 cm de uma de suas extremidades.

G. Faça uma marca no papelão menor de modo que ela fique a 2 cm de distância do furo anterior. Faça um furo inclinado nessa marca. A inclinação do furo deve ser próxima da inclinação da Terra em relação à sua órbita.

UNIDADE 1 — Terra e Universo 32

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Reinaldo Vignati Reinaldo Vignati Reinaldo Vignati

Canaleta feita em uma das placas do isopor.

H. Passe, pelo furo do papelão maior, a lâmpada já montada que está no centro da base de isopor.

I. Faça um traço no centro da bola de isopor para representar a Linha do Equador. Agora trace, numa distância aproximada de 2 cm da Linha do Equador, uma linha abaixo e uma acima dela. Essas são as linhas dos trópicos de Capricórnio e de Câncer.

J. Marque 2,5 cm no palito de dentes e espete-o no centro da bola de isopor até a marca. Encaixe a outra ponta do palito de dentes no furo inclinado, de modo que o centro da bola de isopor (Linha do Equador) fique na altura da lâmpada. Ao usar seu geódromo, coloque um objeto de contrapeso na extremidade oposta daquela onde está a bola. Isso evitará que o papelão se desloque. Veja a figura.

Simulando as estações do ano

Reproduza as posições da Terra em relação ao Sol descritas nas páginas de 24 a 27.

K. Posicione o geódromo como aparece na ilustração da página 24. Fixe dois alfinetes coloridos na bola de isopor: um na linha do Trópico de Capricórnio e outro na do Trópico de Câncer. Ambos devem estar no mesmo meridiano (linha que liga o Polo Norte ao Polo Sul).

L. Gire lentamente a esfera de isopor que representa a Terra (movimento de rotação) e compare o período de iluminação em cada hemisfério.

1 | Qual é o hemisfério que fica mais tempo iluminado durante uma rotação completa da Terra? Para isso, observe os alfinetes coloridos. O Hemisfério Sul.

2 | O Polo Sul ficou totalmente iluminado durante a rotação do planeta ou ficou no escuro durante algum tempo? O Polo Sul ficou iluminado durante todo o tempo.

3 | Se é verão no Hemisfério Sul, qual é a estação do ano no Hemisfério Norte? Para responder, observe a iluminação do Hemisfério Norte. Inverno.

O verão continua até que a incidência dos raios solares seja igual nos dois hemisférios. Gire o sistema Terra-Sol, representado pelo geódromo, até o último dia do verão no Hemisfério Sul (20 ou 21 de março). Nesta data, o período iluminado do dia tem a mesma duração nos dois hemisférios (equinócio de outono no Hemisfério Sul). Lembre-se de que a direção do eixo de rotação da Terra não muda em todo o trajeto, portanto você deve mantê-lo sempre na mesma posição.

Continue a movimentar o geódromo até completar uma translação completa.

4 | Se está começando o outono no Hemisfério Sul, qual é a estação do ano que está começando no Hemisfério Norte?

Se você girar o geódromo mais 90º, a posição alcançada representará o início do inverno no Hemisfério Sul. Com outro giro de 90º, você terá a posição do início da primavera, e assim sucessivamente. Cada giro de 90º corresponde a uma mudança de estação.

A utilização desse modelo permite a visão do fenômeno de um ponto de vista de fora da Terra. A concretização dessa observação externa possibilita o entendimento de uma situação abstrata de difícil compreensão, auxiliando na compreensão do fenômeno analisado.

Reproduza as quatro posições da Terra em sua órbita ao redor do Sol analisadas no texto. É imprescindível para a reprodução correta dos fenômenos que o eixo de rotação da Terra se mantenha sempre na mesma direção.

33

Sistema Sol - Terra - Lua CAPÍTULO 1

Reinaldo Vignati

Geódromo montado.

Neste capítulo

Objeto do conhecimento:

• Clima

Habilidades: EF08CI14, EF08CI15, EF08CI16

Temas para o desenvolvimento deste capítulo

• Clima e tipos de climas

• Fatores que influenciam no clima

• Instrumentos meteorológicos

• Previsão do tempo

• Alterações climáticas globais

• Mitigação e adaptação às mudanças climáticas

• Ações sustentáveis individuais e coletivas

A discussão sobre o efeito estufa e as alterações climáticas que muitas regiões do planeta já sofrem deverá ser mais intensa nos próximos anos. Para entender os debates, participar deles e emitir opiniões embasadas em fatos científicos, é importante que os estudantes compreendam a diferença entre “clima” e “tempo” e conheçam os principais fatores que interferem na distribuição do calor pelo planeta, o qual é influenciada pelas correntes marítimas e movimentos de massas de ar da atmosfera.

Há farto material disponível nas páginas da internet que discute os gases do efeito estufa e o aquecimento global e traz dados sobre eles. Informe-se a respeito dos principais assuntos relacionados ao tema que estão circulando na rede. Isso o ajudará a preparar e conduzir as aulas de Ciências.

Início de conversa

O objetivo de iniciarmos o capítulo com a análise dessas duas imagens é retomar a questão da diferença da incidência da radiação solar nos dois hemisférios do planeta. Diga aos estudantes que não é possível saber qual mês exato que cada foto foi tirada, mas é possível estabelecer um período. A presença de neve da imagem indica que a foto deve ter sido produzida no inverno. A foto da praia parece que foi tirada quando era verão na região, pois a insolação é grande. Conclui-se, portanto, que as fotos devem ter sido tiradas entre os meses de janeiro e março, quando é inverno no Hemisfério Norte e verão no Hemisfério Sul.

O CLIMA NA TERRA

Vimos que o movimento de translação da Terra, em conjunto com a constância da inclinação do seu eixo de rotação, proporciona que, em determinados períodos do ano, incida quantidades diferentes de radiação solar nos hemisférios Sul e Norte.

INÍCIO DE CONVERSA

Observe as fotos a seguir.

1 | Você consegue dizer em que mês, provavelmente, elas foram tiradas? Justifique.

Climas

O clima é o conjunto das características médias da atmosfera terrestre, tomadas em um longo intervalo de tempo, em um determinado local. Não existem dois locais em que o clima é exatamente igual. Entretanto, algumas similaridades entre os dados climatológicos permitem dividir a Terra em regiões climáticas.

UNIDADE 1 — Terra e Universo 34

em tamanho reduzido.

zona fria do norte

zona temperada do norte

zona quente ou intertropical

zona temperada do sul

zona fria do sul

Camilo Concha/Shutterstock.com

Edu Lyra/Pulsar Imagens

Município de Kassel (Alemanha) e praia no município de Florianópolis (SC), no mês de fevereiro.

1. As fotos devem ter sido tiradas entre dezembro e fevereiro, períodos de verão no H emisfério Sul (Torres) e inverno no hemisfério Norte (Paris). A presença de neve e a falta de folhas nas plantas do Jardin des Tuileries ocorrem no inverno. A presença do Sol e a praia movimentada é indício de que é verão no hemisfério Sul.

Pólo Norte

Pólo Sul

Círculo Polar Ártico

Círculo Polar Antártico

Trópico de Câncer

Trópico de Capricórnio

Equador

A Terra é dividida em regiões que apresentam características climáticas semelhantes.

Expansão repertório de

1 | Na figura da página anterior, qual é a região de maior média anual de temperatura? E qual a de menor média anual?

A região amarela é a de maior média (região entre os trópicos) e a azul a de menor média (regiões polares).

2 | Qual é a razão dessa diferença?

A incidência desigual da radiação solar, que é mais intensa nas proximidades do Equador e menos intensa nas regiões polares.

3 | Na sua opinião, existe trocas de calor entre essas regiões?

Resposta pessoal. Espera-se que o estudante conclua que sim, pois a atmosfera terrestre é dinâmica. As regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste do Brasil comumente recebem massas de ar frio que vem do Polo Sul, por exemplo.

Para determinar o clima de dada localidade, é necessário aferir as características da atmosfera, como temperatura, precipitação, ventos, umidade relativa do ar, entre outras, durante muitos anos, para que seja possível estabelecer os valores médios desses parâmetros nesse local.

A caracterização do tipo de clima de determinada região está relacionada à predominância dos valores médios de algumas dessas características sobre as demais. Isso é determinado por vários fatores, entre eles, a latitude, a altitude, o relevo e a proximidade da localidade em questão com os oceanos.

Distribuição mundial dos principais tipos de clima

Expansão de repertório

Utilize essas questões para retomar a análise da distribuição da radiação incidente na superfície da Terra, que é mais intensa na região do Equador e, consequentemente, cujas temperaturas são mais elevadas. Destaque que o planeta é um sistema dinâmico, de modo que há troca de calor entre as diversas regiões do planeta. Instigue os estudantes a lembrar de algum fenômeno que seja indício dessas trocas, como as massas de ar frio que se deslocam pela superfície do planeta.

Pesquisa

Auxilie os estudantes na realização da pesquisa na biblioteca da escola selecionando os materiais que atendam ao objetivo pretendido. A seleção das páginas da internet para a pesquisa deve ser feita com critérios. Prefira sempre as páginas de instituições de ensino ou de centros de pesquisa. Pode ser que eles encontrem termos desconhecidos. Nesse caso, ajude-os a interpretar o texto.

Você pode solicitar aos estudantes que entreguem o resultado da pesquisa em uma folha a parte e considere-a como uma das avaliações.

Respostas:

Procure em livros da biblioteca ou em páginas confiáveis da internet as respostas para as seguintes questões: Respostas no Manual do Professor.

1 | O que é temperatura média?

2 | O que é latitude?

3 | O que é altitude?

1. A temperatura média é calculada pela média aritmética dos valores de temperatura de determinada localidade obtidos para certo intervalo de tempo, que pode ser um dia, um mês, um ano etc.

2. A latitude é a distância de um local até a Linha do Equador. Essa distância é medida em graus e pode variar entre 0º e 90º para o Sul ou para o Norte. Assim, a latitude de um ponto sobre a Linha do Equador é 0º e a dos polos, 90º.

3. Altitude é a distância vertical medida entre determinado ponto do solo e o nível médio do mar.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Fonte: IBGE. Atlas geográfico escolar. Ensino Fundamental do 6 o ao 9 o ano. Rio de Janeiro: IBGE, 2021. p. 14.

Tipos de climas

A discussão desse tópico permite uma integração com a disciplina de Geografia, já que o tema é tratado nas duas disciplinas. Se possível, combine com o professor de Geografia para ambos abordarem o assunto no mesmo bimestre. O tema meio ambiente pode ser tratado de acordo com diferentes enfoques (relevo, clima, economia, ocupação humana etc.) e apresentado aos estudantes de modo integrado, evidenciando sua complexidade. Portanto é uma tarefa que deve ser realizada na escola.

Há uma grande variedade de condições climáticas no mundo. As macrorregiões climáticas apresentam condições semelhantes e determinadas, principalmente, pela posição geográfica no planeta. No Brasil, por exemplo, predominam três tipos de climas: equatorial (região amazônica), tropical (o clima tropical brasileiro é subdividido) e temperado (Região Sul).

Você pode consultar a página do IBGE – Educa para conhecer mais sobre o clima no Brasil em: https://educa. ibge.gov.br/professores/jovens/ conheca-o-brasil/territorio/20644clima.html. Nesta página você pode acessar as cartilhas da Rede Clima no link: http://redeclima.ccst.inpe. br/cartilhas-e-atlas/ (acessos em: 20 maio 2022).

Ajude os estudantes a interpretar os gráficos que indicam a temperatura média dos diversos tipos de climas e a precipitação correspondente.

Tipos de climas

Existem diversos modelos de classificação dos climas. Adotaremos a forma simplificada, que classifica o clima de uma localidade com base na temperatura média anual e na quantidade de precipitação (chuvas) que ocorrem nessa localidade. Na sequência, são apresentadas as características básicas de alguns tipos de climas, de acordo com o regime de temperatura e precipitação.

Temperatura média e precipitação em uma cidade de clima equatorial

Clima equatorial

Como o nome indica, é encontrado nas regiões próximas à linha do Equador. É quente, úmido e com precipitação abundante, acima de 2 000 mm no ano, e pouca variação de temperatura cuja média anual fica acima de 25 °C.

Dados de precipitações e temperatura média mensais na cidade de Manaus (AM), onde o clima é equatorial.

Clima tropical

Ocorre nas regiões entre a linha do Equador e os trópicos, ou mais próximas destes. É caracterizado por apresentar duas estações bem definidas, um inverno seco e um verão chuvoso. A temperatura média anual fica entre 20 ºC a 25 ºC.

Há várias subdivisões nesse tipo de clima, como tropical seco e tropical chuvoso, de modo que a quantidade anual de chuva apresenta grande variação, de 1 200 mm até mais de 2 500 mm no ano.

Dados de precipitações e temperatura média mensais na cidade de Uberlândia (MG), onde o clima é tropical.

Clima subtropical

Tem como característica a variação térmica no decorrer do ano, atingindo valores entre 20 ºC a 25 ºC no verão e em torno de 15 ºC no inverno. A precipitação ocorre de forma mais intensa no verão, tendo média anual em torno de 1 500 mm. Esse tipo de clima é dominante nas regiões com latitudes maiores do que a do trópico de Capricórnio.

Dados de precipitações e temperatura média mensais na cidade de Londrina (PR) onde o clima é tropical.

Temperatura média e precipitação em uma cidade de clima subtropical

Os gráficos do texto foram escolhidos por serem típicos de cada tipo de clima. No entanto, o clima de um lugar depende de vários fatores, de modo que localidades não muito distantes podem ter climas diferentes. No site https://pt.climate-data. org/ (acesso em: 2 set. 2022), estão disponíveis os dados climáticos de cidades localizadas em todo o planeta.

Convide os estudantes a buscar os dados da cidade em que a escola está localizada ou uma cidade próxima a ela, pois nem todas estão relacionadas no site, e verificar em qual tipo de clima ela se enquadra.

Clima semiárido

Fonte: Climate-data.org

O clima semiárido apresenta temperaturas elevadas e pouca umidade. As temperaturas variam pouco no decorrer do ano, com média entre 25 ºC e 30 ºC. A precipitação é baixa e não uniforme no decorrer do ano, não atingindo o total anual de 750 mm.

Fonte: Climate-data.org

Dados de precipitações e temperatura média mensais na cidade de Currais Novos (RN), onde o clima é semiárido.

Temperatura média e precipitação em uma cidade de clima temperado

Clima temperado

O clima temperado caracteriza-se por ter as quatro estações bem definidas. Apresenta altas temperaturas no verão, com médias entre 20 ºC e 25 ºC, e baixas no inverno, entre 10 ºC e 15 ºC. As precipitações são bem distribuídas ao longo de todo ano e podem atingir 2 000 mm anuais. Esse clima é característico de regiões localizadas entre os trópicos e os círculos polares em ambos os hemisférios.

Dados de precipitações e temperatura média mensais na cidade de Pelotas (RS), onde o clima é temperado.

Fonte: Climate-data.org

37

O clima na Terra CAPÍTULO 2

Outra possibilidade de utilização dos dados disponíveis nesse site é coletar dados de duas ou mais cidades que sejam próximas umas das outras e verificar se o clima é o mesmo nelas. Caso haja alguma diferença significativa, proponha aos estudantes uma pesquisa para descobrir quais são as causas das diferenças.

Clima desértico

O clima desértico tem como principais características a grande amplitude entre as temperaturas mínima e máxima diárias, que, em casos extremos, pode alcançar uma diferença de 40 ºC, mas com médias pouco elevadas, em torno de 15 ºC a 20 ºC. A quantidade anual de precipitação é baixíssima, não chegando a 250 mm. Como o nome indica, esse clima é predominante em regiões de deserto e em suas proximidades.

Clima polar

Dados de precipitações e temperatura média mensais na cidade de Calama, no Chile, onde o clima é desértico.

O clima polar apresenta temperaturas muito baixas, com médias em torno de 20 ºC negativos durante o inverno. Também no verão as temperaturas são baixas e normalmente não ultrapassam 5 ºC. Outra característica desse clima é a presença constante de neve sobre o solo em grande parte do ano. A precipitação em forma de chuva é rara com médias anuais abaixo de 150 mm. É característico das regiões polares.

Temperatura média na Antártida

Fonte: www.cptec.inpe.br/antartica. Dados de temperaturas médias mensais na Ilha Rei George, na Antártida, onde o clima é polar.

UNIDADE 1 — Terra e Universo 38

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

INSTRUMENTOS METEOROLÓGICOS

As medidas dos valores das grandezas que definem o clima de uma região são realizadas por meio de instrumentos presentes nas estações meteorológicas. A seguir, são mostrados alguns deles.

Temperatura do ar

Os instrumentos utilizados para determinar a temperatura do ar são os termômetros. Além da temperatura momentânea do ar, eles também medem os valores máximo e mínimo que ocorrem durante um dia.

As medidas da temperatura do ar devem ser realizadas com os termômetros protegidos da radiação solar direta e a uma altura compreendida entre um e dois metros acima do nível do solo.

Instrumentos

meteorológicos

Alguns dos instrumentos citados no infográfico podem ser construídos pelos estudantes. Atividades de construção de modelos didáticos ajudam a formar conceitos e a compreender as unidades utilizadas para as medidas. Se na sua região as chuvas são bem distribuídas em alguma época do ano, você pode propor uma atividade extra: a construção de um pluviômetro. Se a escola está localizada em uma região em que há período longos de estiagem, a atividade fica prejudicada.

Instruções e orientações para construir um pluviômetro podem ser obtidas no link: https:// educapes.capes.gov.br/bitstream/ capes/571968/2/Guia%20 constru%C3%A7%C3%A3o%20 de%20pluvi%C3%B4metro.pdf (acesso em: 20 maio 2022).

Precipitação

Precipitação ou pluviosidade é a medida da quantidade de água, em forma líquida ou de cristais de gelo, que chega à superfície, proveniente da atmosfera, seja na forma de chuva, granizo, neve ou orvalho, entre outros. O valor da precipitação é dado em milímetros de água. Quando uma fonte de notícia informa que a intensidade da chuva em uma região foi de 20 mm, significa que houve precipitação de 20 litros de água em uma área de 1 m2

A medida da precipitação é realizada por meio de um pluviômetro, instrumento constituído por um funil que capta a precipitação e a armazena em um recipiente. Em intervalos de tempo regulares, são efetuadas as leituras da precipitação recolhida pelo instrumento.

Evgeny Haritonov/Alamy/Fotoarena charistoone-images/Alamy/Fotoarena

Abrigos meteorológicos utilizados para proteger os termômetros no seu interior.

David Moreno Hernandez/Shutterstock.com

Pluviômetro.

No infográfico, estão listados os equipamentos básicos de uma estação meteorológica. Estações de maior porte podem ter muitos outros instrumentos, como medidores de intensidade da radiação solar. Organize uma atividade de pesquisa para os estudantes encontrarem outros instrumentos usados nas estações meteorológicas e quais são as variáveis por eles medidas.

Se houver uma estação meteorológica próxima à sua escola, verifique a possibilidade de agendar uma visita para levar os estudantes ou de um trabalhador da estação proferir uma palestra na escola.

Umidade do ar

A umidade absoluta do ar corresponde à medida da quantidade de vapor de água presente nele. Em geral, fala-se em umidade relativa, que é a relação entre a quantidade de água presente no ar (umidade absoluta) e a quantidade máxima que poderia haver na mesma temperatura.

A umidade relativa do ar é medida por meio do psicrômetro, também chamado termo-higrômetro, instrumento constituído por dois termômetros, um de bulbo seco e outro de bulbo úmido, o qual é envolvido em tecido de algodão umedecido. A evaporação da água faz baixar a temperatura do tecido umedecido e, quanto mais seco estiver o ar, maior será a evaporação e menor a temperatura indicada pelo termômetro de bulbo úmido. Utilizando as temperaturas dos dois termômetros, obtém-se, por meio de cálculos, a umidade relativa do ar.

Pressão atmosférica

Trata-se da pressão exercida pela atmosfera sobre a superfície da Terra. O instrumento utilizado para medi-la é o barômetro.

Ventos

O vento corresponde ao ar em movimento. Nas estações meteorológicas, são medidas duas características dos ventos por meio do anemômetro: a direção e a velocidade.

O psicrômetro é constituído por dois termômetros, um de bulbo seco e outro de bulbo úmido.

petroleum man/Shutterstock.com

Barômetros de mercúrio.

As conchas do anemômetro giram de acordo com a velocidade do vento e a haste horizontal se orienta na direção do vento.

Fatores que influenciam no clima

Latitude

A latitude é basicamente o fator preponderante na determinação do clima, pois à medida que nos afastamos do Equador, tanto para o sul como para o norte, a temperatura tende a diminuir, devido à menor incidência de radiação solar. No entanto, fatores locais ou regionais podem provocar variações significativas nos valores de temperatura e de precipitação.

A quantidade de radiação solar que atinge a superfície de determinado local da Terra depende da inclinação com que esses raios incidem, pois, como a Terra é esférica, o ângulo de incidência da radiação varia com a latitude.

Fatores que influenciam no clima

Dê destaque a cada um dos fatores citados no texto. A aula pode ser ilustrada com imagens que demonstram ou exemplificam as situações descritas.

Latitude é o ângulo entre o plano do equador e determinada localidade. Ela varia de 0º, na linha do Equador, até 90º sul, no Polo Sul, e até 90º norte, no Polo Norte. Por convecção é considerada positiva no hemisfério Norte e negativa no hemisfério Sul.

Equador 45º de latitude

Quanto mais próxima dos polos, menor é a quantidade de radiação solar que uma mesma área da superfície terrestre intercepta, por causa da inclinação com que os raios solares incidem nessa superfície.

41 O clima na Terra CAPÍTULO 2

Polo Norte

Hemisfério Norte

Equador 0° Hemisfério Sul

Equador 0°

Polo Sul

Uma estratégia que pode ser usada para trabalhar esse tema em sala de aula é a distribuição dos estudantes em grupos e cada um deles ficar responsável pela apresentação em sala de aula das características de um dos fatores citados. Dessa forma, eles desenvolverão habilidades relacionadas a realizar uma pesquisa, preparar um seminário para expor os resultados da pesquisa, organizar as ideias e tópicos que serão abordados na apresentação e selecionar imagens ou artefatos que melhoram a compreensão daquilo que vão expor.

Glossário

Espalhamento: fenômeno que ocorre quando a luz interage com os gases presentes na atmosfera, que a absorvem e a reemitem em diferentes direções.

É importante lembrar que, no decorrer do ano, a incidência da radiação solar nos hemisférios terrestres é variável, em razão da inclinação do eixo da Terra, como foi visto no estudo das estações do ano. Dessa forma, o ângulo com que os raios solares incidem na superfície também é variável durante o ano, mas sempre será mais próximo de 90º nas regiões tropicais. Outro fator que diminui a quantidade de radiação solar que atinge a superfície da Terra é a espessura da atmosfera que a radiação atravessa. Nas latitudes maiores, o percurso dos raios solares através da atmosfera é maior, o que faz aumentar a absorção, a reflexão e o espalhamento, diminuindo a intensidade da radiação que chega na superfície.

raios solares com

raios solares

maior inclinação

raios solares

Polo Norte

Círculo Polar Ártico 60º N

Trópico de Câncer 30º N

Equador

Sol

Glossário

Ascensão: elevação; mover-se para cima.

raios solares

atingem mais diretamente

raios solares

raios solares

raios solares

com maior inclinação

raios solares atmosfera

Trópico de Capricórnio 30º S

Círculo Polar Antártico 60º S

Polo Sul

Nas latitudes mais altas, o percurso da radiação solar na atmosfera é maior.

Relevo

O relevo também influencia no clima, e o fator mais relevante relacionado a ele é a altitude. À medida que a altitude aumenta, a temperatura diminui em uma proporção aproximada de 0,6 ºC a cada 100 m de ascensão. Portanto, regiões de maior altitude tendem a ser mais frias que as regiões mais baixas.

Há montanhas em que a neve só ocorre acima de certa altitude, pois a temperatura diminui com seu aumento. Xinjiang (China), 2021.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

UNIDADE 1 — Terra e Universo 42

Enquanto a altitude influencia a temperatura, a presença de uma cadeia de montanhas paralelas ao litoral faz com que ocorra alteração na precipitação. As cadeias montanhosas formam uma barreira ao deslocamento das massas de ar úmidas provenientes do oceano. Ao se elevar para ultrapassar as montanhas, as massas de ar esfriam ocasionando a condensação do vapor de água nelas contido e ocorre precipitação na parte da montanha voltada para o mar. Depois de vencer a barreira das montanhas e descer pelo seu lado oposto, a massa de ar já perdeu a umidade, o que torna o clima do outro lado da montanha mais seco.

Expansão repertório de Proximidade com os oceanos

Em grupo, pesquise a presença de duas cadeias de montanhas na América do Sul.

1 | Descreva como é o regime de precipitação (chuva ou neve) e o tipo de vegetação em cada lado dessas cadeias de montanha. Resposta no Manual do Professor.

A proximidade ou o afastamento de determinada localidade em relação ao mar influi nos valores médios de temperatura e de precipitação. Os continentes e os oceanos se aquecem ou esfriam em intervalos de tempo diferentes, devido às propriedades térmicas de cada um deles.

As regiões costeiras têm variações de temperaturas menos acentuadas, porque a água do mar demora mais a se aquecer ou a esfriar em relação ao continente, atuando como um regulador térmico. Por outro lado, as regiões mais interiores dos continentes têm, em geral, climas com verões mais quentes e invernos mais frios com baixa precipitação, quando comparadas a regiões costeiras, em razão da maior rapidez com que as regiões continentais se aquecem e esfriam.

As correntes marítimas também influenciam o clima das regiões costeiras, pois as águas que se deslocam das regiões polares para as regiões tropicais são frias e as que se deslocam em sentido oposto são quentes.

Recorra novamente ao site https:// pt.climate-data.org/ para comparar os dados climáticos das cidades localizadas no seu estado.

Organize os estudantes em grupos e solicite a cada grupo que elabore, em uma folha de cartolina, um mapa do estado de tamanho grande, localizem nele as cidades cujos dados estão disponíveis no site e anotem, ao lado de cada cidade, sua altitude e o gráfico climatológico também disponível no site. Em seguida, solicite a eles que analisem as diferenças nos dados climáticos e tentem relacioná-las com os fatores, citados no texto, que influenciam no clima.

Termine com uma apresentação geral dos resultados e uma discussão que consolide as conclusões dos grupos.

Uma cadeia de montanhas paralela ao oceano faz com que o clima seja úmido do lado do oceano e seco do lado oposto.

condensação do vapor de água sotavento (sem chuva) barlavento (com chuva) precipitação ventos vapor de água oceano

Circulação de ar na atmosfera

A região próxima ao Trópico de Capricórnio no Brasil não é seca como as regiões desérticas do sul da África e da Austrália, por exemplo. As chuvas que caem nas regiões próximas ao Trópico de Capricórnio são originadas na região tropical do Oceano Atlântico e na Floresta Amazônica. As nuvens são carregadas pelo vento e chegam até os estados do Centro-Oeste e do Sudeste. Os chamados rios voadores referem-se ao fluxo das nuvens que carregam a água, viajando nas camadas altas da atmosfera, e chegam até as regiões Centro-Oeste e Sudeste. Para saber mais, pesquise o tema na internet ou acesse o link: https://itr.ufrrj.br/determinacaoverde/o-que-sao-rios-voadores/ (acesso em: 20 maio 2022).

Correntes marítimas

Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Disponível em: https://atlasescolar.ibge.gov.br/images/atlas/mapas_ mundo/mundo_clima_e_correntes_maritimas.pdf Acesso em: 17 jun. 2022.

As correntes marítimas interferem nas temperaturas e na umidade principalmente das regiões litorâneas. E as frias induzem um clima frio e seco e as quentes um clima quente e úmido.

Circulação de ar na atmosfera

A diferença na intensidade da incidência da radiação solar na atmosfera terrestre, por causa de sua esfericidade e da constância da inclinação de seu eixo de rotação em relação ao plano de órbita, produz um aquecimento maior na região próxima ao Equador. Isso provoca movimentos do ar na atmosfera.

células de Hadley

Representação simplificada da circulação global das massas de ar. Note que elas se elevam na região do Equador e descem nas regiões dos trópicos de Capricórnio e de Câncer.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

O ar aquecido nas regiões equatoriais sobe para regiões mais altas da atmosfera, o que causa seu o resfriamento e a condensação do vapor de água nele contido, dando origem a formação de nuvens e posterior precipitação. Por essa razão, a quantidade de precipitação é grande nas regiões equatoriais.

Na alta atmosfera, o ar se afasta do Equador e volta para a superfície nas regiões dos trópicos. Quando esse ar desce, ele já perdeu a umidade, o que impede a formação de nuvens e torna essa região muito seca. Observe no mapa dos climas na página 25, que a maioria dos desertos se encontra na região dos trópicos de Capricórnio e de Câncer.

Deslocamento de massas de ar

Massas de ar são enormes volumes de ar atmosférico que apresentam as mesmas características de temperatura e de umidade, as quais são determinadas pela região na qual se originam. No entanto, essas características podem sofrer mudanças quando a massa de ar se desloca para locais distantes da sua região de origem.

São as diferenças de pressão na atmosfera que causam o deslocamento das massas de ar das regiões de maior pressão para as de menor pressão atmosférica.

As massas de ar são classificadas de acordo com os locais de onde elas se originam e são de quatro tipos: árticas ou antárticas, equatoriais, tropicais e polares

Com relação às características térmicas, as massas equatoriais são as mais quentes, seguidas pelas tropicais, que apresentam temperatura amena, e pelas polares e árticas ou antárticas, que são extremamente frias.

Cada um desses quatro tipos de massas de ar também é classificado em função da natureza da região de origem: continental, quando se forma sobre a terra e apresenta, em geral, baixa umidade; ou marítima, quando se forma sobre o oceano e apresenta alta umidade.

O vídeo no link https://www.youtube.com/watch?v=A9uuUSuyFqQ (acesso em: 30 ago. 2022) mostra a classificação das massas de ar, suas características e a influência que exercem no clima.

Se possível, exiba o vídeo para os estudantes destacando as massas de ar que são predominantes no Brasil e a influência de seus deslocamentos no clima.

Fonte: Encyclopædia Britannica, Inc.

Regiões de origem das massas de ar, as quais são designadas por duas letras. A primeira, minúscula, indica se a massa de ar é continental (c) ou marítima (m); a segunda, maiúscula, indica a região de origem, ártica ou antártica (A), equatorial (E), tropical (T) ou polar (P).

Peça aos estudantes que pesquisem, em dicionários e/ou livros sobre o tema, o significado dos termos desconhecidos do texto. Uma leitura individual e uma coletiva podem ajudá-los a decifrar o texto. Explique que a Embrapa é uma empresa pública de pesquisa, vinculada ao Ministério da Agricultura e criada em 1973, cujo objetivo é desenvolver tecnologias e produtos agrícolas genuinamente tropicais.

O artigo trata essencialmente de questões ambientais relacionadas a atividades humanas, tanto as ligadas à produção agrícola como ao consumo consciente. Valorize os aspectos que interferem na biodiversidade do Brasil e causam desastres por aqui, bem como os relacionados ao planeta como um todo. As respostas dos estudantes às questões e o posicionamento pessoal podem indicar o grau de conscientização ambiental que está se desenvolvendo na turma. Acrescente outras questões relativas ao tema e relevantes para a realidade social e econômica de sua comunidade.

Ao final, peça aos grupos que discorram sobre a última frase desse artigo: “Essa luta é de todos”. Eles concordam com a frase? Que argumentos podem citar para justificar a concordância ou a discordância em relação a ela? Utilize o produto da discussão como uma das avaliações da aprendizagem dos estudantes.

Os deslocamentos das massas de ar constituem mais um fator que atua no clima de uma localidade. A região sul do Brasil é muito influenciada pela entrada das massas de ar polar que provocam as frentes frias e fazem a temperatura nessas regiões caírem abruptamente.

As complicações do clima

O último relatório da ONU* não deixa mais nenhuma margem de dúvidas sobre os impactos das ações humanas sobre o clima do planeta. Os resultados são evidenciados constantemente e exigem medidas urgentes para conter a aceleração do aquecimento global e as mudanças climáticas. As estiagens de 2014-2015 e a situação crítica de disponibilidade hídrica que estamos enfrentando com as chuvas escassas e irregulares nos últimos três anos são exemplos claros dos riscos que estamos correndo. [...] As queimadas que estão causando perdas de biodiversidade no Pantanal Mato-Grossense estão aumentando em todo o planeta [...].

[...] Neste ano [2021], a situação tem sido mais dramática, pois estamos enfrentando a maior seca dos

Pessoas agasalhadas em São Joaquim (SC) em razão da baixa temperatura provocada pela chegada de uma massa de ar polar na Região Sul do Brasil, em julho de 2021.

Selma Caparroz

Fonte: FIRMS/NASA

Focos de calor no Brasil e em outros países da América do Sul nos dias 26 e 27 de setembro de 2021.

Fórum

últimos 90 anos e instabilidades climáticas com eventos extremos. A temperatura de 49,6 °C ocorrida no Canadá é 5 graus maior que as maiores temperaturas já registradas no Brasil, onde o clima tropical favorece a ocorrência de temperaturas mais elevadas. A ocorrência de incêndios tem se tornado cada vez mais frequente. As perdas de produtividade na segunda safra agrícola causaram prejuízos de bilhões de dólares em exportações, aumento nos preços e insegurança alimentar no mercado interno. [...] Temos ainda os impactos nos canaviais, reduzindo a produção nacional de açúcar, álcool e geração de energia térmica a partir do bagaço de cana. A situação crítica da disponibilidade hídrica armazenada nos nossos solos indica que o volume de água armazenada nos reservatórios das usinas hidrelétricas poderá não ser recuperado se a próxima estação chuvosa não for bem acima da média histórica. [...]

A reversão dessas tendências passa obrigatoriamente pela educação ambiental e pelo comprometimento socioambiental. Os investimentos na produção de energia limpa (biocombustíveis, energia solar e eólica), carros elétricos e motores mais eficientes no consumo de energia indicam as tendências futuras. A contribuição individual é fundamental para atingir esses objetivos. [...] Na área urbana, medidas simples, como a coleta seletiva do lixo e a opção por produtos biodegradáveis, trazem grandes benefícios para o meio ambiente. Atitudes coletivas de separação de lixos tóxicos facilitam a reciclagem e permitem a conversão do lixo orgânico em compostagem. Essa luta é de todos. [...]

GUIMARÃES, D. P.; MATRANGOLO, W. J. R. As complicações do clima. Embrapa Publicado em 30 set. 2021. Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/65211133/artigo-ascomplicacoes-do-clima. Acesso em: 18 jun. 2022.

(*) ONU = sigla da Organização das Nações Unidas. Respostas no Manual do Professor.

1 | A situação preocupante que o texto traz diz respeito somente ao Brasil? Justifique.

2 | Como os problemas ambientais apontados no texto, como as queimadas e a escassez hídrica podem afetar as pessoas que vivem nas cidades?

3 | Segundo o artigo, a intensidade das mudanças climáticas pode ser revertida. Algumas sugestões são citadas pelos autores. Discuta com seu grupo e sugira ações individuais ou coletivas que podem contribuir para a redução do ritmo das mudanças climáticas.

4 | Faça um texto coletivo para discutir a última frase do artigo: “A luta para reduzir o ritmo das mudanças climáticas é de todos”. Justifique a posição do grupo, usando como argumentos temas estudados nesse capítulo.

5 | A sua região costuma sofrer os efeitos das queimadas ou tem escassez hídrica? Qual é a situação atual da sua região em relação a estes dois problemas?

Essa atividade aborda Temas Contemporâneos Transversais como: Educação Ambiental, Educação para o consumo, Saúde e Ciência e Tecnologia.

Respostas:

1. O problema do aquecimento global e das mudanças climáticas é mundial. O artigo cita a ONU, o calor intenso no Canadá (temperatura de 49,6 ºC) e o mais risco de incêndios, inclusive no Brasil.

2. O aumento das queimadas aumenta a fuligem no ar, que pode chegar a grandes distâncias e prejudicar a saúde dos seres vivos e diminuir a biodiversidade. A escassez hídrica pode levar ao aumento dos preços dos produtos agrícolas e à escassez de alimentos, além do racionamento de água.

3. A sugestões podem variar de acordo com a experiência dos estudantes e a localidade em que vivem. Algumas possibilidades são: reduzir a produção de lixo (resíduos sólidos) no dia a dia; reduzir o desperdício de água tratada; optar por se deslocar por meio do transporte público; diminuir o uso de combustíveis fósseis; alterar os hábitos de consumo dando preferência a produtos sustentáveis ou que gerem menos gases do efeito estufa; reduzir o consumo de energia elétrica; entre outras.

4. Resposta pessoal.

5. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes comparem a situação atual com a descrita nesse artigo de 2021.

Reveja

Respostas:

3. A proximidade com o oceano. Em Vitória da Conquista, a temperatura média anual é de 20,8 ºC e a precipitação anual média, de 711 mm. Em Ilhéus, esses valores são, respectivamente, 23,9 ºC e 1.325 mm. A variação de temperatura é pequena, mas a de precipitação em Ilhéus é quase o dobro da de Vitória da Conquista. Fonte: https://pt.climate-data.org/ america-do-sul/brasil/bahia/ (acesso em: 2 set. 2022).

4. A principal razão para essa diferença é que a costa do Rio de Janeiro recebe uma corrente marítima quente, enquanto a de Antofagasta recebe uma corrente fria.

reveja

1 | Quais são os fatores principais que caracterizam o clima de uma região?

Temperatura, precipitação e umidade do ar.

2 | Quando se fala em cidades com baixas temperaturas no Brasil, logo se imagina as localizadas nas serras de Santa Catarina ou do Rio Grande do Sul? Por quê?

São cidades que estão mais afastadas da Linha do Equador, portanto em latitudes mais altas e em maiores altitudes, fatores que favorecem as baixas temperaturas.

3 | Pesquise na internet as temperaturas e as precipitações médias durante o ano nas cidades de Vitória da Conquista e de Ilhéus, ambas na Bahia e com latitudes próximas. Qual é o fator que mais contribui para a diferença entre os climas das duas cidades?

Resposta no Manual do Professor.

4 | O mapa mostra as cidades do Rio de Janeiro, no Brasil, e Antofagasta, no Chile, que são cidades litorâneas e estão em latitudes muito próximas. Resposta no Manual do Professor.

No entanto, no verão as temperaturas médias no Rio de Janeiro são de 33 ºC enquanto em Antofagasta a temperatura média é de 23 ºC. Qual é a principal causa dessa diferença?

5 | Analise as afirmações a seguir e escreva no caderno as que são verdadeiras e as que são falsas:

I. A latitude é o fator importante na determinação dos tipos climáticos. V

II. Quanto mais afastada dos oceanos estiver uma localidade, seu clima apresentará menor variação da temperatura. F

III. O movimento de rotação da Terra é o principal fator na determinação do clima de um local. F

IV. As regiões de clima equatorial apresentam alta incidência de radiação solar e por isso as temperaturas médias anuais são altas. V

V. Os elementos do clima, por exemplo, temperatura, umidade do ar e precipitação, descrevem as condições da atmosfera em um dado local e instante. F

Selma Cparroz

Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE).

América do Sul: detalhe

Tempo meteorológico

O clima é determinado pelos valores médios de um conjunto de características da atmosfera. O tempo meteorológico refere-se às condições atmosféricas registradas em um intervalo de tempo curto. Quando nos referimos aos valores de um período específico, trata-se de tempo meteorológico. Portanto, pode-se dizer como está o tempo, mas não como está o clima agora.

Expansão repertório de

Você certamente já procurou se informar sobre a previsão do tempo em algum momento.

1 | O que você queria saber quando fez essa consulta?

Resposta pessoal. Em geral, as pessoas buscam informações sobre a temperatura ou sobre a precipitação.

2 | Quais são as informações mais frequentemente fornecidas nas previsões do tempo?

Temperaturas máximas e mínimas, precipitação, umidade relativa do ar, ventos e nebulosidade.

O início da meteorologia

O início da meteorologia moderna deu-se a partir do desenvolvimento de instrumentos que permitiram efetuar medidas das características da atmosfera.

Em 1592, o italiano Galileu Galilei (1564-1642) inventou o termoscópio, instrumento que permitia avaliar qualitativamente a variação da temperatura.

O termoscópio de Galileu consistia em um tubo de vidro, com ar previamente aquecido no seu interior, que era mergulhado na água contida em um outro recipiente. Quando o ar do tubo esfriava, a água subia em razão da ação da pressão atmosférica. Como essa pressão variava de acordo com as condições atmosféricas, a altura da coluna de água não media o valor da temperatura, mas possibilitava sua comparação com outras temperaturas.

História da CiênCia

a invenção do barômetro, do termômetro e do HigrosCópio

O italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) desenvolveu em 1644 o barômetro, instrumento utilizado para medir a pressão atmosférica. Esse instrumento é composto por um tubo repleto de mercúrio – único metal líquido em temperatura ambiente – posicionado verticalmente com a extremidade aberta inserida no interior de outro recipiente também contendo mercúrio. A pressão atmosférica equilibra a altura da coluna de mercúrio no interior do tubo; portanto, a altura da coluna varia de acordo com a pressão atmosférica.

Outra invenção que colaborou para o desenvolvimento da meteorologia foi o termômetro de mercúrio fechado a vácuo, desenvolvido

Gravura do século XIX representando o termoscópio de Galileu.

Tempo meteorológico

É importante que os estudantes compreendam a diferença entre tempo e clima. Deixe bem claro essa distinção, pois esses são conceitos importantes para o estudo das condições atmosféricas. Enfatize que o clima corresponde às condições médias da atmosfera obtidas em longos períodos de tempo cronológico, enquanto o tempo representa as condições da atmosfera em determinado instante.

É muito comum ouvir comentários sobre o suposto absurdo de termos um dia com baixa temperatura no verão ou, o que ocorre com mais frequência, um dia com temperatura elevada no inverno. Essas condições são corriqueiras e nada têm de absurdas, uma vez que, quando se define valores médios, automaticamente se está afirmando que pode haver valores acima e abaixo da média.

Início de conversa

Normalmente, quando consultamos a previsão do tempo, desejamos conhecer quais serão as condições da atmosfera, para que possamos nos preparar adequadamente, tanto em termos de vestimenta quanto em termos de programação de atividades. Destaque que a previsão do tempo tornou-se um fator importante na vida moderna.

O início da meteorologia

Destaque para os estudantes o período citado no texto: a partir da segunda metade do século XVII até o final do século XVIII. Esse foi um período de grande desenvolvimento para as Ciências da Natureza, com muitas descobertas sobre o Universo, o calor e a eletricidade.

Granger, NYC./Alamy/Fotoarena

Sergey Merkulov/Shutterstock.com

Barômetro de Torricelli.

História

em 1714 pelo alemão Gabriel Daniel Fahrenheit (1686-1736). Esse termômetro permitiu medir as temperaturas com precisão, pois eliminou a influência da pressão atmosférica e do ar nas medidas, tornando-o um instrumento de maior precisão.

Oriente e auxilie os estudantes na realização da pesquisa. Você pode ler mais sobre a proibição do uso de mercúrio clendo a notícia disponível no link: https://www.saude.rj.gov.br/ vigilancia-sanitaria/noticias/2019/01/ ministerio-da-saude-e-anvisaproibem-dois-produtos-que-utilizammercurio (acesso em: 20 maio 2022).

A exposição frequente ao mercúrio traz problemas graves à saúde. A contaminação ambiental é causada principalmente pela mineração manual de ouro. O mercúrio descartado pelos garimpeiros ilegais que atuam na Amazônia contamina a água da região, que, por conseguinte, contamina as populações indígenas, os próprios garimpeiros, os peixes e outros animais. A proibição é um dos resultados da Convenção de Minamata (região do Japão), realizada em 2013, que foi assinada pelo Brasil e mais 140 países. O objetivo é eliminar o uso de mercúrio em diferentes produtos, como baterias, lâmpadas, equipamentos de saúde, entre outros.

Resposta:

1. A intoxicação por mercúrio afeta órgãos como os do sistema nervoso e do sistema digestório, o fígado e os rins. Alguns sintomas são: mudança brusca de humor, ansiedade, distúrbio do sono, tontura, fraqueza, perda de apetite, alteração do funcionamento dos rins, entre outros.

Em 1783, o suíço Horace Bénédict de Saussure (1740-1799) criou um higroscópio, utilizado para avaliar a umidade do ar. Esse instrumento baseava-se na alteração do comprimento de um fio de cabelo relacionada à umidade do ar.

1 | Em janeiro de 2019, o governo brasileiro proibiu a fabricação, comercialização e importação de termômetro e medidores de pressão que utilizam coluna de mercúrio para diagnóstico em saúde. Pesquise quais são problemas de saúde causados aos seres humanos pela a intoxicação por mercúrio? Resposta no Manual do Professor.

A previsão do tempo

No nosso cotidiano, geralmente consultamos a previsão do tempo para saber se vai chover ou qual será a temperatura em um determinado dia ou período. Mas a previsão do tempo também é utilizada para outras finalidades. Ela é importante para a agricultura, para as navegações marítimas e aéreas, para as companhias de turismo e até para agências que fazem comerciais para a televisão, pois é necessário saber se o dia estará ensolarado para gravar certas cenas. Nesse sentido, as variáveis meteorológicas são as principais características da atmosfera necessárias para a previsão do tempo. São elas: temperatura, pressão atmosférica, umidade do ar, intensidade e direção do vento e precipitação.

O primeiro passo para realizar a previsão do tempo é fazer o levantamento das condições da atmosfera em um certo momento. Para isso, é necessário coletar informações nas estações meteorológicas espalhadas em várias localidades do mundo, que são enviadas a um centro de controle do país.

Fonte: Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Mapa da localização das estações meteorológicas existentes no Brasil.

da Ciência – A invenção do barômetro, do termômetro e do higroscópio

Higroscópio de fio de cabelo.

Selma Caparroz

Estações convencionais

No Brasil, o Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet) faz o processamento final dos dados. Esses dados são coletados por uma rede composta de 400 estações meteorológicas e são enviados para as sedes regionais do Inmet, onde são parcialmente processados e encaminhados para a sede central do Instituto, em Brasília (DF). Este, por sua vez, com os dados recebidos das sedes regionais, faz o processamento final de todas as informações coletadas no país e as transmite para todo o mundo.

Esse trabalho também é realizado no Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Cptec/Inpe), localizado na cidade de Cachoeira Paulista (SP) e em outros centros regionais, localizados em vários estados, os quais se ocupam em especial das previsões locais.

Com base nos dados coletados nas estações meteorológicas, são preparados os diversos mapas que descrevem o estado da atmosfera em larga escala, os quais permitem aos meteorologistas saber quais são as condições gerais da atmosfera em um determinado momento e, com essas informações, prever o que pode ocorrer no futuro.

As variáveis coletadas nas estações meteorológicas também compõem a base de dados que são utilizadas em equações matemáticas que descrevem os fenômenos físicos da atmosfera. Essas equações são processadas por computadores que as usam para simular o que vai ocorrer na atmosfera no futuro e, portanto, prever como se comportará o tempo em um período de um ou de vários dias.

Por serem fornecidos na forma de gráficos e tabelas, só compreendidos pelos especialistas, os resultados emitidos por computadores ainda são analisados pelos meteorologistas para serem repassados à população.

Somente após interpretar os dados dos computadores e as imagens de satélites, os meteorologistas produzem a previsão do tempo na forma como é vista nos jornais, nos noticiários e na internet.

A previsão do tempo

Use um tempo da aula para analisar, junto com os estudantes, a carta meteorológica de pressão, temperatura e ventos. A interpretação da imagem como um todo não é simples, mas algumas variáveis podem ser percebidas. Por exemplo: as linhas amarelas indicam a pressão atmosférica em milibares e os dados de temperatura e vento estão representados pelos símbolos que aparecem como uma bolinha azul na carta, convencionados da seguinte forma:

Cobertura de nuvens no céu (2/8)

25

138 19

Ponto de orvalho (19ºC)

Temperatura (25ºC)

Direção de onde vem o vento

Pressão atmosférica (1013,8 milibares)

Velocidade do vento (15 nós: cada traço= 10 nós, meio traço= 5 nós)

O clima na Terra CAPÍTULO 2

Carta meteorológica mostrando dados de pressão atmosférica, temperatura e ventos na superfície da América Latina.

Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Cptec/Inpe).

Imagem do satélite GOES mostrando a cobertura de nuvens na América do Sul no dia 26 de maio de 2022, às zero hora.

Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Cptec/Inpe).

Expansão de repertório –Tempo e poesia

Normalmente, as pessoas associam um dia chuvoso a tristeza, mas isso é uma questão pessoal e pode haver pessoas que se sentem alegres nesses dias.

Como a atmosfera é dinâmica e há muitas variáveis envolvidas, a previsão do tempo está sujeita a imprecisões, o que é inerente ao próprio processo. Por isso, não há a previsões 100% corretas.

Expansão repertório de

Tempo e poesia

Leia o trecho do poema “Trapo” de Álvaro de Campos, um dos heterônimo utilizados pelo poeta português Fernando Pessoa (1888-1935).

Trapo

O dia deu em chuvoso.

A manhã, contudo, esteve bastante azul. O dia deu em chuvoso.

Desde manhã eu estava um pouco triste.

Antecipação! Tristeza? Coisa nenhuma?

Não sei: já ao acordar estava triste. O dia deu em chuvoso.

Bem sei, a penumbra da chuva é elegante. Bem sei: o sol oprime, por ser tão ordinário, um elegante. Bem sei: ser susceptível às mudanças de luz não é elegante. Mas quem disse ao sol ou aos outros que eu quero ser elegante?

Dêem-me o céu azul e o sol visível. Névoa, chuvas, escuros — isso tenho eu em mim. [....]

Glossário

Heterônimo: nome criado por um/uma autor/autora para assinar obras utilizando estilos e características próprias.

PESSOA, Fernando. Trapo. Poemas de Álvaro de Campos . Disponível em: http://www.dominiopublico.gov.br/download/ texto/jp000011.pdf. Acesso em: 13 jul. 2022.

1 | Nesse poema, Fernando Pessoa, que assina como Álvaro de Campos, associa o tempo meteorológico com seu sentimento. Qual é essa relação? O poeta relaciona o dia chuvoso com sua tristeza.

2 | Você concorda com essa relação?

Resposta pessoal.

Alterações climáticas globais

As alterações climáticas têm como principal causa a emissão de gases de efeito estufa (GEE) resultantes, principalmente, das atividades humanas. Elas representam um grave problema ambiental que atinge todo o planeta e exige, assim, soluções locais e globais. Algumas alterações climáticas provocadas pelo aquecimento global são aumento da temperatura média global, maior incidência de secas em muitas regiões, elevação do nível dos oceanos, aumento de chuvas e inundações em algumas regiões, entre outras.

Inundação do Rio Pinheiros no município de São Paulo (SP), 2020. Cesar Diniz/Pulsar Imagens

O ser humano e o meio ambiente não estão preparados para lidar com o aumento de temperatura estimado para as próximas décadas. Assim, é de extrema importância a busca por alternativas que permitam adaptações e mitigações em atividades essenciais como a agricultura, habitação e geração de energia para o novo cenário que se aproxima.

Mesmo com mudanças em escala global, algumas alterações climáticas são inevitáveis, pois as causas dessas alterações permanecem na atmosfera durante um longo período. Desse modo, é difícil reverter por completo o rumo previsto para o clima. No entanto, se as medidas necessárias forem tomadas o quanto antes, é possível limitar ou reduzir os efeitos provocados pelo aquecimento global.

É preciso adotar estratégias locais e globais que reduzam, drasticamente, a emissão dos gases que causam as alterações climáticas, por meio da adaptação da população quanto ao consumo de bens e ao modo de vida. A ação humana é determinante para evitar o agravamento das mudanças climáticas.

Alterações climáticas globais

O texto a seguir foi publicado na Revista USP, n. 103, p. 55-66, de 2014. Ele oferece informações que podem ajudá-lo a preparar as aulas sobre as mudanças climáticas e os gases do efeito estufa.

O oceano e o co2 atmosférico

A emissão de dióxido de carbono resultante da queima de combustíveis fósseis vem aumentando significativamente há várias décadas. O oceano é um dos principais sumidouros desse gás e contribui decisivamente na remoção da maior parte do carbono lançado pelo homem na atmosfera. Contudo, resultados de observações mostram que a capacidade de absorção de gás carbônico pelo oceano vem se reduzindo em consequência do aquecimento global. Um dos efeitos do aumento da temperatura no oceano é sua acidificação, reduzindo sua capacidade de absorver e reter o carbono. Essa redução da eficiência do oceano em absorver o carbono da atmosfera pode desencadear um processo de retroalimentação positiva, aumentando ainda mais a concentração de CO2 na atmosfera. Estudos recentes sugerem que o pH oceânico esteja se reduzindo, com consequente redução de sua capacidade de absorção de gás carbônico.

Mitigação

A mitigação dos efeitos das alterações climáticas envolve o desenvolvimento e a execução de estratégias que reduzem as fontes produtoras de gases do efeito estufa, como contenção dos desmatamentos, alteração da matriz energética, redução e conscientização do consumo de bens e serviços, melhor gerenciamento dos recursos naturais, entre outras medidas.

Para isso, é importante o desenvolvimento de fontes de energia renováveis, diminuição de da produção de resíduos, criação de processos industriais com novas tecnologias, produção de veículos não poluidores, entre outras.

Após o alerta mundial sobre a deterioração da camada de ozônio nos anos 1980, registram-se algumas iniciativas legislativas e atuações conjuntas que buscaram reduzir o problema. Assim, entre 1992 e 2017, foram identificadas diminuições significativas das substâncias destruidoras da camada de ozônio, o que gerou efeitos positivos em âmbito global.

CAMPOS, Edmo J. D. Opapeldooceanonas mudançasclimáticasglobais. São Paulo: USP, 2014. Disponível em: https://www. io.usp.br/images/noticias/papel_oceanos_ clima.pdf (acesso em: 2 set. 2022). O aquecimento global e o nível do mar

Além da acidificação, um outro efeito do aquecimento global é o aumento do volume do oceano pelo aumento da temperatura da água e pelo maior aporte de águas resultantes do degelo das calotas polares e das geleiras continentais. Maior volume implica maior elevação do nível médio do mar. Resultados de uma grande quantidade de pesquisas indicam que o nível do mar está cada vez mais alto, em média 24 centímetros de 1850 a 2010.

Campos, Edmo J. D. O papel do oceano nas mudanças climáticas globais. São Paulo: USP, 2014. Disponível em: https://www. io.usp.br/images/noticias/papel_oceanos_ clima.pdf (acesso em: 2 set. 2022).

Mitigar: aliviar; suavizar; tornar menos intensa.

Glossário

Congestionamento em dezembro de 2021 na cidade de São Paulo (SP). O uso intenso de combustíveis fósseis contribui para o aumento do efeito estufa.

Poluição atmosférica em Novosibirsk, Rússia, janeiro de 2022.

Alf Ribeiro/Shutterstock.com

fizke7/Shutterstock.com

Expansão de repertório

Utilize o vídeo para mostrar a grande variação na densidade da camada de ozônio no período apresentado. Comente com os estudantes que, além da variação na intensidade da camada, ocorre também um deslocamento da região de baixa intensidade (região azulada) para além da região polar. Como se pode observar, a região de baixa concentração de ozônio chega a atingir o sul do continente sul-americano, o que resulta em um aumento de incidência da radiação ultravioleta na superfície da região, representando problemas para a população local.

Expansão de repertório

Assista ao vídeo “O que é adaptação” previamente e prepare um roteiro de questões para auxiliar os estudantes a entender as mensagens do vídeo. Durante a exibição para a turma, interrompa-a sempre que houver alguma dúvida ou comentários pertinentes. Ao final, peça-lhes que façam uma lista de ações mitigadoras e de ações adaptativas à mudança do clima.

Expansão repertório de

A preocupação quanto à integridade da camada de ozônio é grande nos países do Hemisfério Sul, pois ela é mais fina nessa região. Além disso, países tropicais registram altos índices de radiação ultravioleta no verão.

Assista ao vídeo do link: https://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/ozone_maps/movies/OZONE_D201707-01%25P1D_G%5e360X240.IOMPS_PNPP_V21_MMERRA2_LSH.mp4 (acesso em: 13 jul. 2022). Ele mostra a extensão da camada de ozônio sobre a Antártica (polo Sul) durante um período de seis meses no ano de 2017. A convenção de cores usada no vídeo é a mesma das imagens acima. Após assistir ao vídeo, responda à questão.

1 | A camada de ozônio sofre alteração na capacidade de absorver a radiação UV durante o ano?

Adaptação às mudanças do clima

O processo de adaptação às mudanças climáticas e seus efeitos reais ou esperados visa diminuir ou evitar danos causados por elas. A intervenção humana é importante para auxiliar essa adaptação.

Por exemplo, nas zonas urbanas em que há elevado risco de enchentes, é relevante o desenvolvimento de estratégias que alertem a população quando há perigo iminente. Além disso, é importante o planejamento urbano e a melhora dos sistemas de escoamento das águas pluviais e de drenagem.

Expansão repertório de

O vídeo “O que é adaptação?” traz diversas informações para refletirmos sobre o momento atual do meio ambiente.

Assista ao vídeo disponível na página do Ministério do Meio Ambiente (MMA), no link: http:// adaptaclima.mma.gov.br/adaptacao-a-mudanca-do-clima (acesso em: 18 jun. 2022).

1 | Qual a diferença entre ações de mitigação e ações de adaptação?

Mitigação são ações individuais ou coletivas que visam reduzir a emissão de gases do efeito estufa. Adaptação à mudança do clima são medidas que diminuam a vulnerabilidade das populações e dos ecossistemas.

Sim, em alguns períodos, a camada de ozônio sobre a Antártica abrange todo o continente e, em outros, ela fica reduzida, momento em que ocorre a exposição do continente aos raios UV do Sol.

A. Camada de ozônio sobre a Antártica em 1992. As áreas em roxo e azul são as que têm menos ozônio, e as áreas em amarelo e vermelho são as que têm mais. B. Camada de ozônio sobre a Antártica em 2013.

Jessica Wilson/NASA Science Source Fotoarena

Nenhuma estratégia isolada é suficiente para estabilizar as concentrações atmosféricas de gases do efeito estufa e diminuir os seus impactos. Esse processo deve ser atingindo ao longo de um período em que seja possível:

• a adaptação natural dos ecossistemas com relação às alterações climáticas em curso;

• a garantia da produção mundial de alimentos;

• o desenvolvimento econômico sustentável.

É importante ressaltar, ainda, que as medidas de adaptação e de mitigação são complementares para gerir e reduzir, respectivamente, os riscos das mudanças climáticas.

Ações sustentáveis são possíveis

Para a redução dos efeitos das mudanças climáticas, é necessária uma ação conjunta de diversos setores da sociedade, entre eles, dirigentes políticos, proprietários de empresas e indústrias e cidadãos em geral.

Cabe à toda população fazer a sua parte. Nesse sentido, a conscientização assume importante papel para o êxito de quaisquer ações postas em prática.

São exemplos de ações sustentáveis: a inovação dos processos industriais de produção buscando a sustentabilidade ambiental; a criação de programas de coleta de rejeitos industriais e domésticos para serem reutilizados na cadeia produtiva; a transformação do óleo descartado em resinas ou biodiesel, reduzindo o uso de combustível de origem fóssil, como o petróleo; entre outros.

O recolhimento de óleo usado pela população pode ser reutilizado na indústria como substituto de combustíveis fósseis. Ponto de coleta de óleo de cozinha usado no município de São Paulo (SP), 2011.

Ações sustentáveis são possíveis

O texto trata predominantemente de ações que não dependem somente do cidadão comum, mas também de empresas privadas, indústrias e outras partes da sociedade. É fundamental a participação de todos nas ações que contribuem para a redução das causas que agravam as mudanças climáticas. Debata com os estudantes quais seriam essas ações, elas serão usadas na seção Fórum a seguir.

55

O clima na Terra CAPÍTULO 2

Daniel Cymbalista/Pulsar Imagens

Fórum

–

Adaptação às mudanças climáticas

Durante a atividade, permita aos grupos que debatam cada uma das medidas propostas na tabela. As mudanças de atitudes ocorrem de modo mais persistentes quando há a conscientização de como devemos agir em relação aos aspectos pessoais. Devemos sim debater e argumentar em defesa de ações que preservam o meio ambiente e, ao mesmo tempo, melhorem a qualidade de vida da população.

A atividade aborda Temas Contemporâneos Transversais como: Meio Ambiente (Educação Ambiental e Educação para o Consumo), Saúde, Economia, Ciência e Tecnologia.

Fórum

Adaptação às mudanças climáticas

A participação individual ou coletiva em ações favoráveis à preservação dos recursos naturais que evitem a produção de gases do efeito estufa são bem-vindas para contornar os problemas causados pelas mudanças climáticas.

Em grupo, copie a tabela no caderno e preencha as colunas em branco.

1 | Considerando os problemas causados pelas mudanças climáticas, em especial nos grandes centros urbanos, analise as medidas de mitigação e adaptação sugeridas a seguir. Quais delas podem ter efeitos positivos em relação à melhoria das condições de vida (humana e de outras espécies) nas cidades? Medidas

Aumentar a superfície ocupada por vegetação (sobretudo arbórea).

X Pública (P) e dos cidadãos (C)

Reduzir o tráfego de automóveis que liberam gás carbônico. X P e C

Aumentar as superfícies permeáveis.

Fonte: Tabela adaptada do texto “Alterações climáticas e desenvolvimento urbano”. Disponível em: https://www.forumdascidades.pt/sites/default/files/serie_politica_de_cidades-4.pdf. Acesso em: 13 jul. 2022.

2 | Leia o texto a seguir.

A responsabilidade pela preservação do meio ambiente é de todos e está diretamente ligada ao nosso estilo de vida. Caso não ocorra uma transformação na forma de pensar e agir do ser humano, nenhuma tecnologia limpa poderá conter os impactos negativos gerados pelo consumo exagerado que, consequentemente, degrada o meio ambiente. Texto produzido para essa questão. Quem deve ser responsabilizado pela degradação do ambiente?

Os estudantes podem indicar como responsáveis todos os setores da sociedade e todos os cidadãos, entre eles: políticos, dirigentes de indústrias e comércio, cientistas, tecnólogos, consumidores etc.

deCiFrando CiênCiaa

Leia o texto a seguir.

Panorama dos sistemas de classificação climática

O clima é o resultado das interações da radiação solar com os aspectos físico-geográficos e a circulação atmosférica. Mediante a necessidade de se conhecer o clima de diferentes localidades, importante para atender as particularidades de diversas áreas do conhecimento e auxiliar na organização das atividades humanas, os aspectos climáticos são analisados de forma a sintetizar as informações do clima de uma dada localidade e efetuar a classificação climática.

[...]

Panorama dos sistemas de classificação climática

Ao se efetuar uma classificação em Ciências, é necessário estabelecer os parâmetros que servirão como base. Muitas vezes, existem múltiplas possibilidades de escolha desses parâmetros, o que resulta em diferentes modelos de classificações. Assim, sempre que se realiza uma classificação, é importante especificar quais foram os parâmetros tomados como base.

Dentre os sistemas de classificação climática existem duas abordagens principais, a empírica e a genética. A primeira se fundamenta na descrição de um elemento ou da combinação de vários elementos ou características do clima, como exemplo aquelas elaboradas por Koppen-Geiger (1961), Miller (1965) e Thornthwaite e Matter (1955). A classificação climática realizada a partir do critério genético do clima se baseia nos controladores ou fatores climáticos, empregada nas classificações propostas por Flohn (1950) e de Strahler (1951).

A abordagem empírica, também considerada como descritiva, apresenta dois segmentos. Um dos segmentos utiliza essencialmente a descrição dos elementos climáticos, com base em dados meteorológicos, enquanto o outro se baseia no efeito do clima sobre os elementos naturais, geralmente sobre a vegetação ou o solo.

Os sistemas de classificação do clima apoiados na abordagem empírica se baseiam geralmente na descrição dos elementos climáticos: temperatura do ar, precipitação, umidade e evapotranspiração. Alguns empregam como critérios o balanço de radiação, as amplitudes térmicas, a temperatura dos meses mais frios e mais quentes, a duração dos períodos chuvosos e de estiagem ou a quantidade de dias com chuva.

Por sua vez, a abordagem genética também se ramifica em duas vertentes. Uma considera a dinâmica das massas de ar e o regime das chuvas, enquanto a outra considera o balanço de energia como principal fator controlador do clima. [...]

NASCIMENTO, D.; OLIVEIRA, I.; LUIZ, G. Panorama dos sistemas de classificação climática e as diferentes tipologias climáticas referentes ao estado de Goiás e ao Distrito Federal/Brasil. Élisée - Revista de Geografia da UEG, v. 5, n. 2, p. 59-86, 17 fev. 2017. Disponível em: https://www.revista.ueg.br/index.php/elisee/article/view/5769. Acesso em: 18 jun. 2022.

1 | Quais foram os parâmetros utilizados na classificação climática estudados nesse capítulo? O comportamento dos valores da temperatura média mensal e da precipitação média mensal no decorrer do ano.

O texto da seção Decifrando a Ciência é complexo e deve ser trabalhado ponto a ponto para que os estudantes consigam compreender os dois sistemas de classificação climática. Organize os estudantes em grupos e peça que façam a leitura coletiva e apontem os termos e frases que se destacam em cada parágrafo.

Chame a atenção deles para os nomes dos cientistas citados no segundo parágrafo. Explique que o conhecimento científico desenvolve-se com a participação de muitos pesquisadores e que a identificação daqueles que propõem teorias, explicações e princípios, muitas vezes, receberam a colaboração de outros ou utilizaram dados de diversos grupo de cientistas. A identificação dos autores e as respectivas datas de publicação dos trabalhos ajudam a comunicação entre os pares.

Se necessário, releia o texto enfatizando as explicações dos sistemas de classificação climática. Ao final, retome o tema “Tipos de Climas” apresentado no início do capítulo e destaque os critérios que adotamos para classificar os climas.

O tema dessa atividade também é trabalhado em Geografia, peça a colaboração do professor dessa disciplina para mostrar aos estudantes como o mesmo tema pode ser abordado em diferentes áreas. A atividade permite-lhes aprimorar a capacidade de interpretar textos científicos e identificar os enfoques de diferentes áreas para um tema que faça interface com elas.

57

O clima na Terra CAPÍTULO 2

Reveja

Respostas:

1. O clima refere-se às médias das variáveis meteorológicas em um largo período de tempo, e o tempo meteorológico refere-se a essas variáveis em determinado instante.

2. Temperatura, pressão atmosférica, umidade do ar, intensidade, direção do vento e precipitação.

3. Uma estação meteorológica é um local que comporta instrumentos para medir as características da atmosfera necessárias para a previsão do tempo.

4. A estabilidade dos navios e dos aviões é fortemente influenciada por fatores atmosféricos. Dessa forma, a previsão do tempo a que esses veículos de transporte estão sujeitos é uma questão de segurança, pois condições de tempo adversas podem causar acidentes com graves consequências.

5. Além de ações de mitigação que visam a diminuição ou eliminação de gases do efeito estufa, são necessárias adaptações e estratégias que permitam o desenvolvimento das sociedades em ambientes com elevações de temperatura, explorando oportunidades ou desenvolvendo estratégias para amenizar seus efeitos.

6. Pastagem e cana-de-açúcar.

1 | Qual a diferença entre clima e tempo meteorológico?

2 | Quais são os parâmetros da atmosfera mais importantes para a previsão do tempo?

3 | O que é uma estação meteorológica?

4 | Qual a importância da previsão do tempo para as navegações marítima e aéreas?

5 | Leia a afirmação abaixo:

Somente a redução da emissão de gases do efeito estufa pode permitir que a população lide com as alterações climáticas. Você concorda com essa afirmação? Por quê?

6 | O gráfico a seguir apresenta a projeção de perdas e ganhos na área agrícola nas próximas décadas com as alterações climáticas. Leias as informações e responda.

a. Quais tipos de plantas podem se beneficiar com a elevação das temperaturas nas próximas décadas?

b. Qual o efeito da elevação das temperaturas na agricultura?

MilhoTrigoArrozAlgodão

Fonte: FIORAVANTI, Carlos. O cardápio dos próximos anos. Revista Pesquisa FAPESP. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/o-cardapio-dos-proximos-anos/. Acesso em: 13 jul. 2022.

7 | Analise o gráfico a seguir que indica a taxa de incidência de raios ultravioleta que atingem uma cidade litorânea.

Taxa de incidência de raios ultravioleta em uma cidade litorânea

Respostas:

7. Os maiores riscos estão nos meses mais quentes do ano (novembro a março), durante o verão, quando há maior incidência de raios UV. Essa cidade está localizada no Hemisfério Sul.

Ciências em ação – O higrômetro de fio de cabelo

O instrumento de medida a ser montado não será calibrado. Assim, não é possível utilizá-lo para efetuar mediadas absolutas, apenas comparações. Embora seja um instrumento rudimentar, o primeiro higroscópio construído funcionava exatamente com o mesmo princípio deste.

Em que estação do ano há maior risco do desenvolvimento de câncer de pele nas pessoas que trabalham sob o sol? Que hemisfério se localiza essa cidade?

Ciênciasação em

O higrômetro de fio de cabelo

O cabelo humano tem sensibilidade à umidade, pois seu comprimento aumenta quanto maior for a umidade, e diminui quando a umidade for menor. Essa característica permite usá-lo na construção de aparelhos que medem o nível de umidade no ar. Nessa atividade, vamos construir um higrômetro usando um fio de cabelo.

Material:

• fio de cabelo com comprimento aproximado de 30 cm, lavado com detergente neutro

• caixa de sapatos de papelão

• espeto de churrasco

• uma pedra de aproximadamente 50 g

• palito de dentes

• uma folha de papel sulfite A4

• um pedaço de papel rígido colorido

• tesoura

• cola

• compasso

clima na Terra CAPÍTULO 2

Fonte: Weather Atlas. Disponível em: https://www.weather-atlas.com/en/madagascar/ taolagnaro-climate#uv_index. Acesso em: 13 jul. 2022.

Respostas:

1. O fato de não ocorrer variação não torna o resultado inconsistente, pois indica que a umidade do ar não variou.

2. Espera-se que, no decorrer de um mês, ocorram variações na indicação do ponteiro em relação à umidade relativa do ar, mas, se isso não ocorrer, pode-se tentar por mais algum tempo. No entanto, há locais em que o clima é muito seco ou muito úmido, e a variação da umidade do ar pode ser imperceptível para a sensibilidade desse instrumento.

Procedimento

A. Nas faces maiores da caixa, faça dois furos com diâmetros um pouco maiores que o do espeto para churrasco. Os furos devem estar distantes cerca de 3 cm da face aberta da caixa e 25 cm da face menor.

B. Faça um pequeno orifício centralizado na face menor da caixa, distante 3 cm da face aberta.

C. Utilizando o compasso, trace uma semicircunferência de raio igual a 8 cm no papel sulfite.

D. Trace sobre a semicircunferência pequenos traços distantes cerca de 1 cm.

E. Recorte a semicircunferência e cole-a na lateral da caixa, fazendo com que seu centro coincida com um dos orifícios.

F. Amarre uma extremidade do fio de cabelo no palito de dentes e passe o fio de cabelo pelo orifício da parte superior da caixa.

G. Encaixe o espeto de churrasco nos orifícios laterais da caixa, deixando de 0,5 cm a 1 cm para fora da caixa, de cada lado.

H. Enrole o fio de cabelo no espeto, dando duas ou três voltas, e amarre a pedra de 50 g na ponta do fio. Deixe o fio de cabelo bem esticado.

I. Corte uma seta de 1 cm de largura e cerca de 9 cm de comprimento. Em seguida, faça um orifício para encaixar sua ponta no espeto de churrasco e cole-a de modo que fique como na figura abaixo.

Procedimento I

J. Deixe o higrômetro em um local fixo e observe a variação do ponteiro durante um dia.

K. Verifique o higrômetro durante muitos dias e analise como ele se comporta nos dias mais secos e nos dias mais úmidos.

1 | Houve variação na marcação do higrômetro durante um dia?

1. A resposta pode variar. É esperado que ocorra variação na indicação do ponteiro, mas se a umidade do ar não variar muito, isso pode não ocorrer.

2 | O que foi observado durante os dias mais secos e mais úmidos?

Nos dias secos, o ponteiro deve se deslocar para cima e, nos dias úmidos, para baixo.

3 | O que se pode concluir a respeito da umidade relativa do ar no local em que foram efetuadas as observações?

UNIDADE 1 — Terra e Universo 60

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

A umidade relativa do ar sofre alterações no decorrer do dia e durante o mês. Em geral, ela é mais elevada ao amanhecer, à noite e nos dias chuvosos.

Nesta unidade

VIDA E EVOLUÇÃO

UNIDADE

Observe as imagens a seguir. retratam plantas e frutas.

PANORAMA

Em grupo, converse com os colegas sobre as imagens. Que sensação elas passam a vocês?

1 | Quais plantas você consegue reconhecer nas imagens?

2 | A maioria das plantas representadas produz frutos que servem de alimento para o ser humano e outros animais. Quais dessas frutas você já experimentou? Resposta pessoal.

3 | Há diferença entre os termos “fruta” e “fruto”? Resposta pessoal.

Panorama

Explore a imagem de abertura do capítulo e pergunte aos estudantes se eles reconhecem as árvores e as frutas retratadas na figura. Em seguida, utilize as perguntas para explorar os conhecimentos prévios deles em relação ao assunto abordado.

A BNCC nesta unidade

Competências gerais: 4, 6, 7

Competências específicas de Ciências da Natureza: 4, 5, 7, 8

Objeto do conhecimento:

• Mecanismos reprodutivos

• Sexualidade

Habilidades: EF08CI07, EF08CI08, EF08CI09, EF08CI10, EF08CI11

Temas para o desenvolvimento desta unidade

• Características dos principais grupos de plantas.

• Mecanismos reprodutivos de musgos e samambaias e adaptações ao habitat.

• Conquista do ambiente terrestre pelas plantas: adaptações reprodutivas.

• Principais órgãos das plantas superiores (gimnospermas e angiospermas).

• Órgãos reprodutivos de gimnospermas e angiospermas.

• Fotossíntese: processo que mantem a vida na Terra.

• Adaptações quanto a polinização e dispersão de sementes.

• Reprodução no ambiente aquático e no ambiente terrestre.

• Coevolução: insetos e plantas com flores.

• Características do ambiente marinho.

• Adaptações ao ambiente marinho e ao ambiente terrestre.

• Reprodução sexuada e assexuada em animais.

• Fecundação interna e externa. Animais hermafroditas.

• Mecanismos reprodutivos e adaptações de invertebrados ao ambiente marinho.

• Características adaptativas que permitiram a conquista do ambiente terrestre pelos animais.

• Adaptações reprodutivas na conquista do ambiente terrestre pelos animais.

• Mecanismos reprodutivos de animais vertebrados.

• Animais ovíparos, vivíparos e ovovivíparos.

Resposta no Manual do Professor.

Shichko/Shutterstock

Davizro Photography/Shutterstock.com

A resposta à questão 3 pode causar alguma estranheza nos alunos, pois, popularmente, as pessoas costumam chamar de frutas as partes doces comestíveis das plantas (abacaxi, morango, laranja, maçã, pera, banana, melão etc.) e chamar de legumes as partes comestíveis que são consumidas, geralmente, cozidas ou assadas (berinjela, abóbora, quiabo, batata, cebola, mandioca, etc.). Para a Ciência, esses elementos vegetais são de diversas naturezas: são frutos, folhas, tubérculos, caules, etc.

Estimule os estudantes a observarem as diferenças de formato nos vegetais representados nas imagens quanto ao porte, formato das folhas e frutos.

Neste momento os estudantes devem refletir sobre o que significa e como usam cotidianamente os termos “fruta”, “fruto”, “verdura”, “salada” e “legume”. Você pode solicitar que os alunos façam uma rápida pesquisa destes termos usando sites de busca.

Resposta:

1. Na imagem das árvores frutíferas é possível reconhecer maçãs, mangas e laranjas. Na imagem da fruteira, é esperado que os estudantes reconheçam o abacaxi, as uvas, bananas, pêra, entre outros.

Neste capítulo

Objeto do conhecimento:

• Mecanismos reprodutivos.

Habilidade: EF08CI07

Temas para o desenvolvimento deste capítulo

• Características dos principais grupos de plantas.

• Mecanismos reprodutivos de musgos e samambaias e adaptações ao habitat.

• Conquista do ambiente terrestre pelas plantas: adaptações reprodutivas.

• Principais órgãos das plantas superiores (gimnospermas e angiospermas).

• Órgãos reprodutivos de gimnospermas e angiospermas.

• Fotossíntese: processo que mantem a vida na Terra.

• Adaptações quanto a polinização e dispersão de sementes.

• Reprodução no ambiente aquático e no ambiente terrestre.

• Coevolução: insetos e plantas com flores.

3CAPÍTULO

DIVERSIDADE DE PLANTAS: REPRODUÇÃO E ADAPTAÇÃO

INÍCIO DE CONVERSA

As plantas são organismos que ocupam quase todos os ambientes do planeta. Elas são importantes para a sobrevivência da imensa maioria dos seres vivos, incluindo o ser humano. Com base nos conhecimentos que você já tem, responda individualmente às questões a seguir.

1 | Que produto de origem vegetal você costuma ingerir todos os dias?

Resposta pessoal. Resposta pessoal. As respostas podem variar de acordo com o local de moradia dos estudantes. É comum o uso de plantas de decoração em apartamentos e plantas frutíferas em ambientes como quintais ou condomínios.

2 | Que tipos de planta há em sua moradia? Elas são usadas na decoração ou para outros fins?

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Diferentes espécies de plantas.

As plantas em nosso dia a dia

Além de fazer parte das nossas refeições, as plantas são usadas na produção de papéis, móveis, medicamentos, cosméticos, itens de higiene, vestuário etc. Muitas vitaminas e minerais que garantem o bom funcionamento do nosso corpo são provenientes de plantas que consumimos diariamente.

Veja nas imagens a seguir os minerais e as vitaminas presentes em algumas plantas.

dições de vida de todos. Uma sociedade democrática se faz com respeito às regras de convivência, à individualidade, à solidariedade e ao senso de justiça e de cidadania.

As plantas no nosso dia a dia

As plantas são seres vivos? Que características determinam que um musgo é um ser vivo? A botânica é um conteúdo específico da Biologia, cujo conhecimento deve ser trabalhado na Educação Básica devido a sua utilidade econômica, sua imensa diversidade e seu papel ecológico e climatológico no planeta. É importante que se tenha em mente o contexto cultural e social em que seu aluno está inserido para relacionar os temas botânicos apresentados no livro texto com o cotidiano dos estudantes. Por isso, deve-se contextualizar o conhecimento sobre as plantas dentro das Ciências da Natureza e estabelecer relações que promovam a aproximação das concepções dos alunos aos conhecimentos científicos.

Lembre aos estudantes, sempre que possível, que a construção do conhecimento científico é feita com a participação de muitos grupos de pesquisa espalhados pelo Brasil e pelo mundo. Não se esqueça, também, de dar ênfase à presença das plantas em cerimônias religiosas, em eventos sociais e em outras formas de expressões culturais presentes na comunidade.

Os nutrientes presentes nas partes comestíveis das plantas citadas foram identificados e quantificados em alimentos crus. Alimentos cozidos, desidratados, assados ou processados podem ter a concentração de nutrientes alterada. Fonte de consulta disponível em: http://www.tbca.net. br/ (acesso em 29 de ago. de 2022).

Você pode iniciar esse capítulo solicitando que os estudantes digam o que as plantas significam para eles, como elas fazem parte do dia a dia.

A ideia dessa atividade é evidenciar que as plantas são seres vivos e que estão inseridas no nosso cotidiano: como alimento, como fonte de produtos industriais e farmacêuticos, na geração de energia, no paisagismo de ambientes internos e jardins etc.

Grande parte dos produtos vegetais que temos contato é proveniente das angiospermas, o grupo com maior diversidade. Durante as atividades propostas no capí-

tulo valorize a importância econômica e biológica de todos os grupos vegetais.

Início de conversa

Estimule a participação de todos os estudantes durante a discussão das questões. A experiência de vida dos alunos pode enriquecer a aula e aumentar o interesse pelo tema científico tratado. Fique atento para as situações em que há exposição excessiva dos estudantes em relação à sua situação econômica ou crenças. Deve-se respeitar a individualidade, a crença e as con-

63

Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Abacate: potássio.

Cenoura: vitamina A e cálcio.

Mamão: vitamina A, vitamina C e potássio.

Caju: vitamina A, vitamina C e potássio.

Brócolis: vitamina A, cálcio e potássio.

Abacaxi: potássio e vitamina C.

Alface: vitamina A e potássio.

Laranja: vitamina C e potássio.

Pergunte à classe: que outros produtos são extraídos de vegetais?

Estimule a participação de todos de modo que o compartilhamento de experiências e conhecimentos sobre as plantas seja socializado. Em caso de dúvidas sobre o tipo de produto extraído de vegetal citado pelos estudantes, faça uma rápida pesquisa na internet para a confirmação. Em situações como estas, o uso dos aparelhos celulares com acesso à internet é bem-vindo.

Os vegetais são utilizados de diferentes formas pelo ser humano, veja alguns exemplos:

Vegetal Produto extraído dessa planta Usos

Glossário

Fotossintetizante: que faz a fotossíntese, ou seja, o processo de captação e transformação de energia luminosa em nutrientes.

papoula

morfina

Usada como analgésico em tratamento de doenças que causam fortes dores, como o câncer.

alfazema

óleos aromáticos

Usados em cosméticos (cremes); para perfumar ambientes (sachês aromáticos) e pessoas (perfumes).

hortelã

mentol

mamona óleos

Utilizado em produtos de higiene e llimpeza; por exemplo, creme dental, desinfetantes, detergentes.

Utilizados na produção de óleos lubrificantes para motores, biodiesel (combustível) e como fonte de energia.

algodão

fibra orgânica

Utilizada na confecção de tecidos, toalhas, vestuários em geral e acessórios.

cana-de-açúcar

sacarose e outros açúcares

Utilizada na produção de açúcar e de álcool. O álcool pode ser usado para limpeza doméstica ou como combustível para motores de veículos.

Além de serem úteis e enfeitarem os ambientes, as plantas compõem o equilíbrio do ecossistema, uma vez que são seres vivos fotossintetizantes

UNIDADE 2 — Vida e evolução 64

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

weha/Shutterstock.com

Murilo Mazzo/Shutterstock.com

PrivinSathy/Shutterstock.com

Oleg RudniK/Shutterstock.com

Vadim ZH/Shutterstock.com

Sabrina Janelle Gordon/Shutterstock.com

A madeira, também muito comum no dia a dia, é utilizada para a confecção de instrumentos musicais, como o violino, e de utensílios, como cadeiras, camas, portas, mesas, móveis.

Algumas plantas são bastante fibrosas e suas fibras servem para fabricar telas de pintura, vassouras, estofamentos, cordas etc.

Os principais grupos de plantas

Há cerca de 450 milhões de anos, os oceanos já estavam intensamente povoados por algas, mas os continentes continuavam desabitados. Uma alga marinha fora da água sobrevive por pouco tempo.

Para ela sobreviver em ambiente terrestre, são necessárias estruturas que captem água do solo, para evitar que se ressequem, sustentar-se acima da superfície e transportar substâncias pelos ramos. O processo evolutivo das plantas demorou centenas de milhões de anos para atingir o estágio atual.

Hoje, encontramos plantas em diferentes tipos de ambientes terrestres, tanto secos como úmidos, e elas estão espalhadas por todo o planeta. Mas quando e como elas surgiram? Como as plantas se diversificaram tanto? Quem são os ancestrais das plantas terrestres?

A teoria mais aceita sobre a conquista do ambiente terrestre pelas plantas defende que algas verdes originaram as plantas terrestres, pois há características semelhantes entre elas.

Os principais grupos de plantas são o das briófitas, representado pelos musgos; das pteridófitas, representado pelas samambaias; das gimnospermas, representado pelos pinheiros; e das angiospermas, representado pelas plantas que produzem flores, sementes e frutos, como a laranjeira.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Ajude os estudantes a interpretarem a imagem que ilustra um cladograma. Destaque as principais características ou novidades evolutivas compartilhadas por diferentes grupos de plantas. Partindo da esquerda para a direita no cladograma, antes de cada ramificação, indique a posição de cada característica:

1. presença de amido como material de reserva (característica que agrupa algas verdes e as plantas terrestres);

2. presença de embrião, formado a partir do zigoto que fica retido na planta-mãe (característica que agrupa plantas terrestres: briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas);

3. surgimento de sistemas condutores (xilema e floema) e presença de lignina na parede celular (características que agrupam plantas vasculares: pteridófitas, gimnospermas e angiospermas);

4. surgimento de sementes, ou seja, uma proteção para o embrião (característica que agrupa gimnospermas e angiospermas);

5. surgimento do fruto, conferindo uma segunda proteção para o embrião (característica que agrupa as angiospermas).

Relação evolutiva entre os grandes grupos de plantas. Note que as briófitas já existiam antes do aparecimento da primeira planta com vasos condutores.

65 Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Piaçava. Sisal. Fibra de coco. Plantas cujas fibras são utilizadas de diferentes formas.

450 milhões de anos

250 milhões de anos

algas verdesbriófitaspteridófitasgimnospermasangiospermas

origem das plantas

primeiras plantas vasculares (com vasos condutores)

plantas com sementes

plantas com sementes, flores e frutos

Expansão de repertório

Dentre os diversos grupos de algas, aquele que apresenta características semelhantes aos musgos é o das Carófitas. A maior semelhança está na estrutura reprodutiva dessa alga verde e da planta terrestre. Os óvulos de ambas são recobertos e retidos dentro do corpo da planta, no órgão reprodutor feminino. O gameta feminino das carófitas é bem maior que o masculino, característica marcante dos grupos de plantas terrestres.

Estudos moleculares de algumas sequências de DNA da mitocôndria, reforçam a ideia de que o gênero Chara, um dos representantes atuais das carófitas de água doce, é o grupo mais próximo das plantas terrestres.

Para auxiliar na preparação da aula e responder possíveis questionamentos dos estudantes, Leia o texto: A conquista do ambiente terrestre pelas plantas, a diversidade das plantas terrestres avasculares e a origem das plantas vasculares.

Texto de Déborah Yara A. C. dos Santos e Fanly Fungyi Chow Ho, disponível em: https://midia.atp. usp.br/impressos/lic/modulo03/ diversidade_evolucao_plantas_ PLC0022/DivEvoPlan_top03.pdf (acesso 04 maio 2022)

Como as plantas se reproduzem?

A ocupação do ambiente terrestre pelas plantas se deu graças a algumas importantes adaptações às condições ambientais. A necessidade de água para a reprodução sexuada explica o tamanho reduzido da maioria das briófitas.

O aparecimento de um sistema condutor de líquidos capaz de transportar substâncias para toda a planta e a capacidade de produção de lignina incorporada à parede celular das células de sustentação e dos vasos condutores de líquidos, garantiram a possibilidade de crescimento dos vegetais. Associado a estas adaptações devemos considerar a capacidade de se reproduzir sexuadamente sem a presença da água como passos importantes para a evolução das plantas.

Expansão repertório de

Analise novamente o esquema que mostra a relação evolutiva entre os grupos de plantas terrestres e responda às questões.

1 | Segundo o esquema, quais plantas têm sementes? As gimnospermas e angiospermas.

2 | Quais plantas têm sementes, flores e frutos? As angiospermas.

3 | Quais plantas têm vasos condutores para o transporte de água e nutrientes?

As pteridófitas (samambaias), gimnospermas (pinheiros) e angiospermas (plantas com flores, sementes e frutos).

Como podemos observar no esquema, cada ponto de ramificação indica o surgimento de uma característica. Nesse caso, a característica “plantas vasculares (com vasos condutores)” marca uma das ramificações. Assim, todos os grupos à esquerda dessa ramificação não apresentam essa característica, enquanto todas as ramificações à sua direita têm vasos condutores. De acordo com o esquema, podemos concluir que pinheiros e plantas com flores produzem sementes, mas musgos e samambaias, não. Isso ocorre porque, evolutivamente, o desenvolvimento de plantas com sementes é mais recente do que o de plantas com vasos condutores. Podemos dizer, então, que a produção de sementes é uma característica comum a pinheiros e laranjeiras, por exemplo, mas não a todas as plantas terrestres.

Como as plantas se reproduzem?

A reprodução vegetal é responsável pela geração de novos indivíduos e pode acontecer de forma sexual ou assexual. A reprodução sexuada ocorre com a fusão de gametas, resultando em descendentes geneticamente diferentes dos pais. A reprodução assexuada produz novos indivíduos geneticamente idênticos aos da planta-mãe, sem fusão de gametas.

O ato de reproduzir é importante para a continuação da espécie.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 66

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Reprodução assexuada de espada-de-são-jorge. Observe o broto à esquerda da imagem, que está crescendo ligado à planta-mãe.

Briófitas: características e reprodução

Os musgos são as plantas mais conhecidas do grupo das briófitas. São plantas pequenas, com apenas alguns centímetros de altura, que vivem em ambientes úmidos e prendem-se ao solo por meio de rizoides, estruturas parecidas com raízes.

Os musgos não têm vasos condutores, são avasculares, e o tamanho reduzido deles está relacionado a essa característica, pois o transporte de água e nutrientes é dificultado e ocorre essencialmente de célula para célula. Esse sistema é eficiente apenas em corpos pequenos.

Estruturas chamadas filoides, semelhantes a folhas, contêm estômatos, que atuam no controle da perda de água para o ar.

Os musgos reproduzem-se sexuadamente. Para ocorrer o encontro de gametas, é preciso haver bastante água perto da planta, pois os gametas masculinos nadam até encontrar o gameta feminino, fixo, que está em outra planta. Por isso, as briófitas, embora vivam no solo, dependem da água para se reproduzir. Sem a água das chuvas ou os respingos de uma cachoeira, por exemplo, o encontro de gametas não ocorre.

Uma característica que difere esses vegetais de outros é que eles não produzem sementes, flores ou frutos.

Briófitas: características e reprodução

Nas briófitas, a planta macho e a planta fêmea produzem gametas masculinos e femininos, respectivamente. Após o encontro dos gametas, o zigoto (diploide) sofre muitas divisões mitóticas, dando origem ao embrião. Provavelmente, substâncias químicas atraem o gameta masculino para o local produtor do gameta feminino. Assim, o embrião cresce sobre a planta fêmea. Esse embrião se desenvolve e produz esporos mediante divisões meióticas.

Os musgos dependem da água para a reprodução sexuada. É importante enfatizar que nessas plantas já há uma diferenciação de estruturas que servem para apoio, denominadas rizoides. Diferentemente das raízes, os rizoides encontrados nos musgos não apresentam tecidos de condução da água e nutrientes.

Esquema do encontro de gametas em briófitas (reprodução sexuada).

Fonte: REECE, J. B. et al. Campbell Biology 10. ed.

São Francisco: Benjamin Cummings, 2013.

Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Musgos do gênero Polytrichum

Davi Augusto

Ciências em ação –Abertura e fechamento dos estômatos

Realize a atividade na sala de aula ou no laboratório de Ciências. Peça aos alunos para se organizarem em grupo e providenciarem o material necessário. A fita adesiva pode ser transparente ou fita crepe, porém a largura da fita vai depender do modelo de balão de borracha que será utilizado na atividade.

Antes de propor a atividade para os alunos verifique o tipo de material que está disponível na sua região (bairro ou cidade). Caso seja de seu interesse providencie o material para os grupos. Às vezes, a sala de artes tem estes materiais em estoque ou mesmo a secretaria da escola. Teste o procedimento com antecedência e faça as adaptações que achar conveniente. Desta forma você ficará mais preparado para ajudar os alunos a resolverem possíveis dificuldades durantes a realização da atividade. Faça os ajustes necessários na atividade didática proposta, pois você é quem melhor conhece a realidade dos alunos e da comunidade.

Ciênciasação em

Abertura e fechamento dos estômatos

Os estômatos estão presentes em quase todos os grupos de plantas. Cada estômato é formado por duas células especiais que criam uma pequena abertura, chamada poro ou ostíolo, na superfície da folha. Quando o ambiente fica seco, por exemplo, essa abertura se fecha, diminuindo a perda de água da planta por evaporação.

Você e seu grupo construirão um modelo de estômatos. Providencie os materiais e leve-os para a sala de aula no dia determinado pelo professor.

Produção do modelo

Material:

• dois balões de borracha para modelagem • fita adesiva

timquo/Shutterstock.com hS/vokiratSnotnA u t e rstockcom

Procedimento

A. Encha com um pouco de ar dois balões de borracha, o suficiente para começarem a tomar forma.

B. Segure o bico para o ar não escapar enquanto um colega cola, no sentido longitudinal, um pedaço de fita adesiva com cerca de metade do comprimento em um dos balões. Faça o mesmo com o segundo balão. A fita adesiva deve ficar centralizada nos balões.

1 | Aproxime um balão do outro. Faça um desenho no caderno. Resposta no Manual do Professor.

C. Complete o enchimento dos balões até que eles apresentem uma curvatura acentuada.

2 | Por que os balões curvaram-se quando ficaram cheios de ar?

O balão não se estica no local em que está a fita adesiva, por isso, o balão forma uma curva.

D. Amarre o bico dos balões para o ar não escapar. Depois, aproxime-os, de modo que as curvaturas fiquem lado a lado.

E. Una os dois balões com fita adesiva. Seu modelo deverá ficar semelhante ao da imagem ao lado.

3 | O que acontece com o espaço formado pelos balões unidos se o volume de ar dentro deles diminuir?

As células que formam o estômato têm uma parede mais rígida entre elas, assim como na parte dos balões que estão com a fita adesiva. Quando as células estão cheias de água, a parte rígida não se distende, formando o orifício do estômato. Quando há falta de água, as paredes não se distendem e o orifício permanece fechado.

4 | Por que o aparecimento dos estômatos foi importante para a evolução das plantas? A imagem a seguir representa estômatos na superfície de uma folha vistos ao microscópio. Os estômatos garantem a capacidade da planta de reduzir a perda de água pelas folhas no processo de evaporação. Isso permitiu o desenvolvimento de muitas espécies de plantas aptas à vida onde a água pode ser mais escassa.

Pteridófitas: as primeiras plantas com vasos condutores

Você conhece alguém que cultiva em um vaso algum tipo de pteridófita? Essas plantas são muito utilizadas para compor um jardim e enfeitar as casas quando estão em vasos. O exemplo mais comum é a samambaia.

Observe as imagens a seguir e veja como as folhas das pteridófitas são diferentes das folhas de plantas de outros grupos vegetais. Além das samambaias, outras espécies fazem parte do grupo das pteridófitas, como a avenca e a cavalinha.

Ao final da atividade, você pode realizar uma maquete da superfície de uma folha, dando ênfase para a posição das células que formam os estômatos. Uma maquete pode mostrar os estômatos fechados e outra mostrar os estômatos abertos.

Durante a realização da atividade ou no fechamento dela, destaque a importância do trabalho experimental, das analogias e da construção de modelos para a aprendizagem de conceitos e de processos de difícil visualização ou que depende de equipamentos inexistentes em um laboratório escolar.

Assista ao vídeo do link: https:// www.youtube.com/watch?v=BJ2rWy0JmG8 (acesso 10 maio 2022). O vídeo foi produzido para o curso de licenciatura em Biologia pela Univesp (Universidade Virtual do Estado de São Paulo). Esta é a aula 2 – Fisiologia vegetal. Nela você vai encontrar a descrição de um modelo de estômatos, semelhante ao que foi proposto na atividade.

Pteridófitas: as primeiras plantas com vasos condutores

A lignina é uma substância que, ao ser depositada na parede celular das plantas vasculares, aumenta a rigidez e a resistência à compressão. A celulose e a lignina estão entre os compostos orgânicos mais abundantes do planeta.

A presença da lignina nas paredes celulares permitiu às plantas terrestres um aumento no seu porte e o desenvolvimento de sistemas capazes de suportar grande quantidade de folhas na copa das árvores. Além disso, a lignina impermeabiliza a parede celular, o que facilita o transporte de água nos vasos condutores.

69

Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

EreborMountain/Shutterstock.com

Representação de estômatos no limbo de uma folha.

Fonte: RAVEN, P. H. et al Biologia vegetal. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Exemplos de pteridófitas: A. avenca; B. cavalinha.

estômatos

O ciclo de vida das pteridófitas possui duas fases: uma com estruturas pequenas e outra grande, ou seja, a planta como a conhecemos. Os esporos germinam e produzem os gametas masculino e feminino, os quais se unem e desenvolvem a planta grande, como uma samambaia. Nesta fase, as folhas das pteridófitas desenvolvem pequenas capsulas com muitos esporos. Dando continuidade ao ciclo de vida da planta. Você pode assistir ao vídeo no link: https://www.youtube.com/ watch?v=lKKXHloebcQ (acesso em: 7 set. 2022) e decidir se ele poderá ilustrar a sua aula sobre pteridófitas.

Glossário

Esporo: estrutura de reprodução assexuada presente no ciclo de vida de muitos organismos (fungos, musgos e samambaias, por exemplo). Os esporos não são gametas.

Existe grande variedade de samambaias, algumas medem mais de 10 m de altura e suas folhas, mais de 5 m. A samambaiaçu (ou samambaia-açu), encontrada na Mata Atlântica do Sudeste e do Sul do Brasil, é uma dessas plantas.

As pteridófitas são plantas vasculares, ou seja, têm vasos condutores para o transporte de substâncias. As células dos vasos condutores têm parede celular com grande quantidade de lignina e celulose, substâncias que dão rigidez ao tecido. Essa característica possibilita que as pteridófitas cresçam mais do que as briófitas. Muitas vezes, são encontradas estruturas marrons e arredondadas na superfície inferior das folhas das pteridófitas. São cápsulas cheias de esporos, que, quando maduros, caem no solo e germinam, dando continuidade ao ciclo de vida dessas plantas pela reprodução assexuada.

Aglomerados de esporos na superfície inferior de uma folha de samambaia e de uma avenca. Cada aglomerado tem, aproximadamente, 2 mm de diâmetro.

Assim como nos musgos, a reprodução sexuada das samambaias depende da água: o gameta masculino nada até encontrar o gameta feminino. As samambaias não formam sementes, flores ou frutos. Entre as pteridófitas, há mais de 12 mil espécies que vivem em florestas úmidas tropicais.

Samambaiaçu (Dicksonia sellowiana) é uma planta de crescimento lento que foi muito explorada para a produção de vasos e placas de xaxim.

Em grupo, leia o texto a seguir.

Samambaiaçu: espécie em risco

Em razão de sua intensa exploração comercial destinada à jardinagem e floricultura, o xaxim, conhecido como samambaiaçu-imperial (Dicksonia sellowianna), passou a integrar a lista de espécies da flora nacional ameaçadas de extinção. O aproveitamento econômico de seu tronco, como vaso e substrato para orquídeas e outras plantas, provocou a extração desenfreada dessa espécie das matas úmidas dos estados do Sudeste e do Sul do país. No ambiente natural, o tronco do xaxim forma um verdadeiro jardim botânico, pois nele se desenvolvem diversas samambaias, liquens e orquídeas. O problema é que o xaxim cresce muito lentamente: de 5 a 8 cm por ano, sendo necessários, portanto, quase 50 anos para obter um vaso de 40 a 50 cm de diâmetro.

A portaria com a lista das espécies da flora brasileira em risco de extinção foi publicada pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA) no Diário Oficial da União de n.245, em 18 de dezembro de 2014, e está disponível no link : https://www.ibama.gov.br/sophia/cnia/ legislacao/MMA/PT0443-171214.pdf (acesso em: 26 jun. 2022). Nela, a samambaiaçu foi classificada como espécie em perigo (EN). As mais de 2 mil espécies listadas nessa portaria ficam, assim, protegidas de modo integral, o que inclui a proibição de coleta na natureza, corte, transporte, armazenamento, manejo, beneficiamento e comercialização. As restrições citadas não se aplicam a exemplares cultivados em plantios devidamente licenciados, para finalidade de pesquisa científica ou de conservação das espécies, desde que autorizados pelo Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio). Discuta com seu grupo as questões a seguir. Depois, escreva as conclusões em uma folha e entregue-a ao professor.

1 | Por que a samambaiaçu, antigamente comum na Mata Atlântica, passou a ser considerada espécie em perigo de extinção?

2 | Debata com os colegas os argumentos a seguir a respeito da portaria do MMA.

I. A planta deveria continuar sendo extraída da natureza porque ela embeleza o jardim das pessoas. Sabe-se que jardins transmitem uma sensação de paz, importante para reduzir o estresse da vida moderna das grandes cidades.

II. A proibição total da extração da samambaiaçu do ambiente natural é necessária, caso contrário, essa espécie pode desaparecer do ambiente, o que seria prejudicial também para as várias espécies de orquídeas, liquens e outras samambaias que crescem no seu tronco.

Discuta essas duas posições com o grupo e argumente a favor da posição que a maioria dos colegas achar que é a correta. Resposta no Manual do Professor.

3 | Existe algum material que pode substituir os vasos e as placas de xaxins naturais? Faça uma pesquisa, se necessário. Sim, hoje, vasos e placas de xaxins são produzidos com fibras de coco provenientes de plantações comerciais.

Fórum – Samambaiaçu: espécie em risco

Acesse a portaria 245 publicada dm 18 de dezembro de 2014, disponível no link: http://www.ibama.gov. br/sophia/cnia/legislacao/MMA/ PT0443-171214.pdf e leia o caput que explica tecnicamente o que motivou a publicação e quais são as punições previstas na Lei no 9.605, de 12 de fevereiro de 1998, para as pessoas que a desrespeitarem. Desta forma você estará contribuindo para a formação cidadã dos seus estudantes, evidenciando a importância dos debates na construção das leis (projetos, portarias etc.) e reforça os princípios de uma sociedade democrática e republicana.

Auxilie os estudantes na condução da atividade oferecendo subsídios para a discussão em grupo. Fique atento para o desenvolvimento das Competências gerais 7 e 10 da Educação Básica e das Competências específicas 4, 5 e 8 de Ciências da Natureza.

Aproveite a atividade para avaliar as atitudes dos alunos durante o debate, no qual deve-se respeitar as diferenças de opiniões. Os resultados da discussão podem ser considerados como uma de suas avaliações da aprendizagem.

Resposta

2. Resposta pessoal. É provável que os grupos defendam a posição II e argumentem que deveria ser procurado um material para substituir os xaxins naturais (extraídos da samambaiaçu) e que proteger as espécies da extinção é uma atitude que favorece o ambiente natural e contribui para a preservação de muitas outras espécies.

Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Por causa da extração desenfreada, a espécie entrou na lista de espécies em perigo de extinção.

Gimnospermas: surgem as sementes

Par introduzir o estudo das gimnospermas você pode levar para a sala de aula imagens de diferentes espécies desse grupo vegetal, pode também providenciar ramos com folhas de pinheiros, estróbilos masculinos e femininos, bonsai de cipreste, semente de araucária (pinhão) e um objeto, decorativo ou não, que tenha sido feito com a madeira de um pinheiro. Desta forma os estudantes deverão se interessar mais pelo tema, principalmente se houver algum tipo de atividade econômica relacionada às gimnospermas na sua região.

Reprodução em gimnospermas

As plantas com sementes (Gimnospermas e Angiospermas) possuem ciclo de vida semelhantes. O vídeo disponível no link sugerido a seguir traz informações detalhadas do ciclo de vida dos pinheiros (araucárias, pinus, ciprestes etc.). Ao assistir esse vídeo você estará se preparando para responder possíveis dúvidas dos estudantes, uma vez que os pinheiros são plantas comuns no território nacional. A proximidade dos estudantes com esse tipo de planta estimula a curiosidade sobre suas características biológicas, como tipos de folhas, estróbilos masculinos e femininos, modo de reprodução, modo de polinização, papel ecológico etc. O vídeo foi produzido pelo Centro de Apoio à Educação à Distância da UFMG. https://www.youtube.com/watch?v=z9rrOO_ALII (Acesso em 10 maio 2022).

Se a região dos estudantes possuir plantações de gimnospermas ou atividade econômica relacionada aos pinheiros, como fábrica de móveis, de objetos de madeira, produção de papel e celulose etc., explore melhor o tema desse tópico e valorize os trabalhadores que atuam no setor.

Gimnospermas: surgem as sementes

As sementes são estruturas que protegem e nutrem o embrião até o momento da germinação. As plantas com sementes predominam na paisagem terrestre atual. Há cerca de 300 mil espécies vivas de plantas com sementes, das quais apenas 860 formam o grupo das gimnospermas, termo que significa “semente nua”, indicando a principal característica desse grupo de plantas, ou seja, a presença de sementes e ausência de frutos.

As gimnospermas são divididas em quatro grupos, e o principal deles é composto de árvores de grande porte, como os pinheiros e as sequoias. A maioria dos pinheiros alcança entre 24 m e 35 m de altura, enquanto as sequoias chegam a medir mais de 100 m de altura.

Os pinheiros são plantas vasculares. O transporte de água até as folhas e a sustentação do vegetal são feitos por vasos condutores enrijecidos pela lignina. Algumas adaptações dos pinheiros para diminuir a perda de água são os estômatos e a impermeabilização das folhas com uma camada de cera.

Reprodução em gimnospermas

Nos pinheiros, o gameta masculino desenvolve-se dentro de um grão de pólen, protegido da dessecação, que é transportado pelo vento até o ovário. Assim, os pinheiros não dependem da água para que ocorra a reprodução sexuada.

Nas araucárias, o embrião gerado no encontro dos gametas masculino e feminino desenvolve-se dentro de uma semente, conhecida como pinhão, que é comum na culinária de várias regiões do Brasil.

O pinheiro-do-paraná, também chamado de araucária, é um exemplo de gimnosperma. No detalhe, pinhões, que são as sementes do pinheiro-do-paraná. CParque Estadual de Palmas, Palmas (PR), 2022.

Zig Koch/Pulsar Imagens

JCLobo/Shutterstock com

Múltiplos Olhares

Tudo que você queria saber sobre plantas, de Sueli Ângelo Furlan. São Paulo: Oficina de Textos, 2007.

O livro esclarece o que são plantas exóticas, nativas, endêmicas e em risco de extinção. As plantas compõem a importante megadiversidade do Brasil. O leitor conhecerá fatos e curiosidades da história das plantas.

Múltiplos olhares – Tudo que você queria saber sobre plantas

Você pode recomendar que os estudantes procurem o livro na biblioteca da escola e façam, em grupo, a leitura dele. Peça que produzam um relato dos temas que mais chamaram a atenção.

Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Davi Augusto

Fabio Colombini

Fabio Colombini

Divulgação

Ciclo reprodutivo da araucária.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Cone produtor de grãos de pólen. Cone feminino, onde se desenvolve a semente.

Angiospermas: plantas com flores, frutos e sementes

As angiospermas são as plantas mais comuns no nosso ambiente, pois são utilizadas na alimentação humana e animal. O vídeo sugerido no link a seguir apresenta o ciclo reprodutivo das angiospermas. Assista-o e se prepare para responder possíveis questões que os estudantes apresentarão. https://www.youtube. com/watch?v=jDx6Z_KBy6w (acesso em 10 maio 2022).

Para introduzir o tema “Angiospermas” exiba para a turma um conjunto de imagens de estruturas representativas desse grupo vegetal. Diga aos estudantes que praticamente todos os alimentos de origem vegetal que consumimos são angiospermas: batata, arroz, trigo, mandioca, feijão, legumes, frutas etc., além de serem fontes primárias de medicamentos fitoterápicos e cosméticos.

Explique a importância da produção agrícola para a sociedade e valorize os trabalhadores rurais e outros trabalhadores envolvidos com a colheita, armazenagem, processamento e comercialização de produtos vegetais. Não permita que comentários depreciativos sobre os trabalhadores do campo sejam proferidos na sala de aula. Referir-se aos trabalhadores rurais como “caipiras”, “boias-frias” ou outras expressões desse tipo com o intuito de criticar o seu modo de vestir-se ou falar pode ser considerado uma ofensa.

Angiospermas: plantas com flores, frutos e sementes

As plantas frutíferas, aquelas que desenvolvem flores, frutos e sementes, estão classificadas no grupo das angiospermas, no qual há aproximadamente 300 mil espécies. Além de formarem flores, frutos e sementes, as angiospermas têm vasos condutores com lignina e estruturas nas folhas que as protegem da perda excessiva de água, como os estômatos e uma camada de cera.

Reprodução nas plantas com flores

As flores apresentam formas, cores e tamanhos diversos. Elas estão nos mais diferentes ambientes: em árvores e arbustos das florestas; em aguapé, elódea e vitória-régia nos lagos; e até em cactos nos ambientes secos.

As flores são os órgãos que apresentam as estruturas reprodutoras das angiospermas, com elementos masculinos e femininos, que podem ou não estar na mesma flor.

A imagem a seguir é de uma flor completa, ou seja, que tem os dois elementos reprodutivos (masculino e feminino).

antera

Estilete: filamento que liga o ovário a uma extremidade globosa e pegajosa (o estigma).

Pétala: geralmente, são os elementos coloridos e vistosos da flor, que atraem animais polinizadores.

Pedúnculo: haste que sustenta a flor.

Maracujá (A) e cactos (B) são exemplos de angiospermas: plantas com flores, frutos e sementes.

Imagem de uma flor de lírio.

estigma

Filete: filamento em cuja extremidade se encontra a antera

A polinização

Durante a reprodução das angiospermas é preciso que os grãos de pólen, que estão nas anteras das flores, sejam levados até o estigma. Esse processo é chamado de polinização

Algumas flores, como as do lírio, têm os grãos de pólen (elemento masculino) e o ovário (elemento feminino) na mesma flor, porém é pouco comum que elas façam a autopolinização, isto é, que o pólen de uma flor polinize o estigma da mesma flor. Quando o grão de pólen de uma flor atinge o estigma de outra flor, dizemos que houve polinização cruzada

O transporte de grãos de pólen pode ser feito por animais, como insetos, aves ou mamíferos. Nesses casos, em geral, as flores apresentam adaptações evolutivas que atraem esses animais.

Sugestão de atividade

Estudo do meio – Observação e exploração de flores e sementes

Existe algum horto florestal ou jardim botânico em sua cidade? Se houver, planeje um estudo do meio com os estudantes. Lá, eles poderão reconhecer diversos tipos de sementes e poderão identificar os componentes das flores de muitas plantas. É muito provável que encontrem também flores incompletas.

Não se esqueça de levar lupas para observar, papel e lápis para desenhar e máquina fotográfica para registrar as plantas analisadas.

Instrua os estudantes para não se dispersarem e não arrancarem as flores ou folhas das plantas. Os desenhos e as fotografias registrarão a visita.

Representação da autopolinização e da polinização cruzada.

Uma dessas características é a presença de néctar, líquido nutritivo produzido na base do pedúnculo das flores e fonte de alimento de muitos animais. As cores e os aromas das flores também são características que atraem animais polinizadores. Essas adaptações aumentam a chance de o grão de pólen ser levado de uma flor a outra da mesma espécie. Em muitas plantas, a polinização das flores depende do vento. Nesses casos, é comum que produzam muito pólen, aumentando a probabilidade de ele alcançar outras flores.

Flores de grama com cerca de 2 cm de comprimento. À esquerda, é possível ver os estames maduros (marrons); à direita, os estigmas plumosos que ajudam a segurar o pólen trazido pelo vento.

Depois da fecundação, ou seja, do encontro dos gametas masculino e feminino, o óvulo transforma-se em uma semente com um embrião dentro. O ovário, então, cresce, formando o fruto que envolve a semente.

Lembre-se que toda as vezes que os estudantes realizarem alguma atividade fora da escola, você e os dirigentes escolares deverão providenciar autorizações dos pais ou responsáveis legais dos estudantes.

Essa organização passa também pela contratação de veículos de transporte, seguro contra acidentes, profissionais autorizados a dirigir os veículos, entre outras obrigações legais.

75 Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Brian Hoffman/Alamy/FotoArena

Polinização por inseto. Abelha visitando uma flor.

Fórum – Co-evolução entre plantas e insetos

A questão do desmatamento em áreas naturais no Brasil é preocupante e é discutida pela sociedade civil e o governo. Evite emitir opiniões de cunho político ao discutir o tema desse Fórum, pois as conclusões finais e argumentações devem ser feitas pelos estudantes. Ter essa postura em sala de aula não significa dizer que o professor não pode ter opinião sobre temas socioambientais.

A aprendizagem se dá de modo significativo quando o pensamento é ativado por meio de questões reais, como nos casos apresentados para a discussão em grupo. Competências como capacidade de argumentação, análise de informações relevantes e civilidade nos debates são desenvolvidas na atividade e o professor como mediador tem um papel importante nesse processo.

FóRuM

Coevolução entre plantas e insetos

A polinização de alguns grupos de plantas depende de determinados insetos que visitam as flores em busca de alimento, o néctar das flores ou pólen, por exemplo.

Glossário

Gene: unidade fundamental da hereditariedade. São os genes que determinam a maior parte das características dos seres vivos. Irradiar: ampliar sua ocupação no ambiente; propagar. Probóscide: estrutura tubular oca, prolongamento do aparelho bucal de insetos sugadores, como borboletas, mariposas, pernilongos etc.

Os eventos de polinização isolados não explicam a diversidade de formas de insetos e de plantas conhecida hoje, mas a irradiação conjunta desses grupos pode explicar a distribuição atual de muitas plantas e animais. O que isso quer dizer? Muitas vezes, o aparecimento de determinado grupo de plantas foi acompanhado pelo surgimento de grupos de insetos associados a essas plantas.

É bem provável que essa interação entre insetos e angiospermas tenha atingido um alto nível de organização e diversidade. Insetos e angiospermas estão entre os grupos taxonômicos com a maior quantidade de espécies do planeta.

É importante destacar que, quanto mais atrativa for a flor, mais visitas ela receberá, consequentemente o número de sementes viáveis deverá aumentar e seus genes serão passados adiante. Desse modo, qualquer modificação nas flores que tornasse essas visitas mais frequentes ou mais eficientes seria uma vantagem evolutiva para a espécie em questão.

Considerando as informações dos últimos parágrafos, discuta as situações a seguir.

1 | O desmatamento do Cerrado vem ocorrendo em grande parte do nosso país, por isso a distância entre as árvores da mesma espécie estão aumentando. Suponha que uma espécie de árvore do Cerrado tenha coevoluído com uma espécie de mariposa que se alimenta do néctar da flor e, ao mesmo tempo, faz a polinização.

Qual pode ser a consequência dos desmatamentos para essas duas espécies (mariposa e árvore)?

2 | Outra situação preocupante é a aplicação de inseticida em plantações ao lado das matas remanescentes de Cerrado ou em áreas de preservação ambiental. Qual pode ser a consequência da aplicação indiscriminada de inseticida por agricultores em plantações ao lado de matas nativas, sejam elas de Cerrado, sejam de outro bioma?

Mariposa noturna polinizadora de flores tubulares de guamaru. Exemplo de coevolução. Observe o comprimento da probóscide da mariposa.

12 cm

Respostas no Manual do Professor.

3 | Que recomendações seu grupo faria para o Ministério do Meio Ambiente para garantir a sobrevivência das mariposas do Cerrado e das espécies de plantas polinizadas por elas?

Um mamífero polinizador

A grande maioria das mais de mil espécies de morcego conhecidas alimenta-se de flores, frutos, insetos e pequenos vertebrados; somente algumas espécies alimentam-se de sangue. Cerca de 250 espécies de morcego utilizam o néctar e o pólen para compor sua dieta alimentar. As flores visitadas por esses morcegos são grandes, produzem bastante néctar, têm pétalas pouco vistosas e em forma tubular; exalam odores característicos e, geralmente, só abrem à noite. Essas características das flores favorecem a polinização por morcegos, uma vez que esses animais têm olfato bastante desenvolvido, focinho alongado, língua comprida e hábitos noturnos.

Material necessário:

• uma flor de lírio (pode ser branco, amarelo ou outro tipo)

• uma tesoura de ponta redonda

• uma lupa

• um palito de dentes

Procedimento

A. Desenhe no caderno a parte externa da flor e identifique as pétalas e as sépalas. No caso do lírio, as sépalas, estruturas mais externas, são iguais às pétalas, estruturas mais internas.

B. Retire algumas pétalas. Com a tesoura, corte a flor: comece pelo pedúnculo – ramo que liga a flor ao caule –, de tal modo que o gineceu seja dividido ao meio no sentido do comprimento.

C. Com a lupa, observe a flor cortada e desenhe o interior do gineceu. Identifique o ovário, o estilete e o estigma. Use o palito de dentes para tocar o ovário.

D. Com o auxílio da lupa, identifique os óvulos que estão dentro do ovário e desenhe alguns deles. Fique atento para o modo como eles estão dispostos dentro do ovário.

E. Observe o componente masculino da flor (o estame) e desenhe o filete e a antera.

F. Com a lupa, observe os grãos de pólen que estão nas anteras. Utilize o palito de dentes para tocar as anteras.

Ao se alimentarem, uma parte do pólen fica presa nos pelos dos morcegos, que, ao visitar novas flores, deixam nelas o pólen responsável pela fecundação dos gametas femininos. Assista ao vídeo sobre polinização no link : https://www.youtube.com/watch?v=PM__ eH2_d2k (acesso em: 26 jun. 2022). Dê atenção especial à polinização por beija-flores, morcegos e abelhas.

1 | Por que é pouco provável que as flores polinizadas por morcegos sejam polinizadas por outros animais que também se alimentam principalmente de néctar, como abelhas e beija-flores? Animais como beija-flores e abelhas têm hábitos diurnos, por isso é pouco provável que possam polinizar flores que só abrem durante à noite. Os morcegos são animais de hábitos noturnos e polinizam, basicamente, flores noturnas.

Expansão de repertório – Um mamífero polinizador

Discuta com os estudantes a importância dos mamíferos polinizadores para as plantas com floradas noturnas. Além de morcegos existem pequenos roedores que realizam a polinização de muitas plantas.

Além do vídeo proposto para a atividade, selecione e exiba outros que mostram os morcegos como protagonistas. Muitas pessoas têm uma visão preconceituosa dos quirópteros e os vídeos podem reduzir essa impressão. Estes animais exercem importante papel ecológi-

co no ambiente e não merecem a fama de mau-agouro que lhe é atribuído por muitas pessoas.

Sugestão de Atividade

A estrutura interna de uma flor completa Esta atividade a seguir deve ser feita em grupo. Como é uma flor? Que estruturas ela possui? Você vai conhecer como eles são internamente; para isso, providencie os materiais necessários para fazer a atividade a seguir.

Responda:

1. O número de óvulos da flor do lírio é maior ou menor do que o número de grãos de pólen presente nas anteras?

O número de grãos de pólen é muito superior ao número de óvulos produzidos no ovário.

2. Escreva uma explicação para a conclusão à qual você chegou ao responder a pergunta anterior. Discuta com os colegas e o professor.

É provável que os estudantes relacionem o grande número de grãos de pólen produzidos ao aumento da possibilidade de polinização, pois os grãos de pólen precisam ser transportados até o estigma de uma outra flor.

Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Milan Zygmunt/Shutterstock.com

O pólen é transportado principalmente nos pelos da cabeça do morcego.

Expansão repertório de

Reveja

As atividades propostas nesse Reveja podem ser respondidas individualmente ou em duplas na sala de aula. Nos momentos de esclarecimento de dúvidas ou acompanhando o trabalho dos estudantes você estará observando como está se dando a aprendizagem dos temas trabalhados nas últimas aulas. Faça anotações que achar relevantes para incluir no seu relatório bimestral do monitoramento da aprendizagem da sua turma.

1 | Uma pessoa plantou musgos em um vaso de fibra de coco e procurou cuidar deles com todo esmero. O vaso foi deixado em um local iluminado, mas coberto, e, como os musgos vivem em ambiente úmido, passou a colocar água diariamente em sua base de apoio. O estudante jamais jogava água diretamente nas plantinhas, embora isso ocorra em locais descobertos quando chove.

Não, os musgos não se reproduzirão sexuadamente, pois teriam de receber água em suas folhas para que os gametas masculinos pudessem nadar até os gametas femininos que estão em outra planta.

Os musgos desse vaso conseguirão se reproduzir sexuadamente? Justifique sua resposta.

2 | Que característica do grupo das samambaias permite que algumas espécies tenham muitos metros de altura?

A presença de lignina na parede celular das células que compõem os vasos condutores garante a existência de samambaias altas.

3 | Quando uma flor é fecundada, o óvulo e o ovário desenvolvem-se e geram novas estruturas. Quais são essas estruturas?

O óvulo fecundado desenvolve-se formando a semente, e o ovário desenvolve-se formando o fruto.

4 | Qual é o processo pelo qual os grãos de pólen são levados para o estigma de uma flor da mesma espécie?

Processo de polinização, que pode ser autopolinização ou polinização cruzada.

5 | Um agricultor que cultiva laranjas pediu a um produtor de mel que levasse várias caixas de abelhas para a plantação na época da florada. As abelhas circulavam entre as flores das laranjeiras e voltavam para as caixas. Para o produtor de mel, isso foi vantajoso, pois aumentou a produção. Que vantagem isso pode representar para o produtor de laranjas?

Os órgãos das plantas e a fotossíntese

É fácil reconhecer os órgãos de muitas plantas: raiz, caule, folhas, flores, frutos e sementes. Mas é importante lembrar que nem todas as plantas têm caules e raízes, nem todas produzem sementes e só as angiospermas formam flores e frutos.

Gengibre.  Orquídea. Cacto.

5. Para o produtor de laranjas, pode representar a formação de mais frutos, já que as abelhas, ao visitar várias flores, fazem a polinização cruzada.

INÍCIO DE CONVERSA

Verifique se os estudantes reconhecem os caules e as folhas das plantas. Em algumas delas, é mais difícil perceber essas estruturas. Alguns caules são muito pequenos e

1 | Observe as imagens anteriores e identifique os órgãos de cada uma dessas plantas. É possível reconhecer folha e caule nas três imagens da página anterior?

subterrâneos, e sua forma é diferente do usual. Nos cactos, as folhas são modificadas em espinhos.

Raízes

As raízes são responsáveis pela fixação da planta e pela absorção de água e sais minerais, necessárias ao seu crescimento.

Estudos sobre a nutrição de plantas mostraram que há elementos químicos essenciais para o crescimento delas. Entre eles estão enxofre, nitrogênio, fósforo, magnésio, potássio, cálcio, ferro, manganês, zinco, entre outros. Todos esses elementos estão em pequenas quantidades nas plantas e são absorvidos do solo pelas raízes.

Há dois tipos básicos de desenvolvimento de raízes: pivotante e fasciculado

Início de conversa

Existe uma grande variedade de raízes, folhas, flores e frutos entre as Angiospermas. Durante o processo evolutivo, muitos desses órgãos sofreram modificações, e nem sempre são facilmente reconhecíveis, principalmente por estudantes do Ensino Fundamental. Além de apresentar as funções de raízes, caules, folhas e flores, o objetivo deste tópico é mostrar aos alunos algumas das formas mais comuns desses órgãos vegetais.

Para ilustrar essa aula, você pode levar para a classe muitos dos órgãos vegetais citados no livro-texto. Lembre-se apenas de que não se deve estimular a depredação de árvores e arbustos. Dê preferência a fotos e plantas cultivadas encontradas em floriculturas, mercados e feiras.

Raízes

No sistema pivotante há uma raiz principal bastante desenvolvida, da qual saem as ramificações. A maioria das árvores e muitos dos arbustos tem raízes desse tipo.

Ressalte que há dois tipos fundamentais de sistemas radiculares (axial e fascicular). No sistema radicular axial há uma raiz principal. Comente que as espécies com sistema radicular fasciculado são especialmente importantes na prevenção da erosão do solo, pois suas raízes atingem a pouca profundidade e aderem fortemente às partículas do solo.

No entanto, como as raízes podem apresentar diferentes adaptações dependendo do hábitat em que a planta vive, outros tipos de raízes podem ser considerados.

No sistema fasciculado, todas as raízes partem do caule e nenhuma delas é mais desenvolvida do que as outras. As raízes crescem e atingem tamanhos semelhantes.

Alho-poró.

Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Peça aos estudantes que, se possível, tentem reconhecer em cada foto qual é o tipo de sistema radicular (axial ou fasciculado) e qual é o tipo de raiz (tabular, micorriza, respiratória, haustório, entre outros). Por exemplo, as raízes das orquídeas possuem um sistema radicular fasciculado e são do tipo micorriza.

• BRITES, A. D. Raiz: órgão vegetal absorve nutrientes. UOL Educação. Disponível em: https:// educacao.uol.com.br/disciplinas/ ciencias/raiz-orgao-vegetal-absorve-nutrientes.htm#fotoNav=6. Acesso em 10 maio 2022. Texto resumido, sem ilustrações, mas com explicações sobre as características anatômicas dos sistemas radiculares.

• DORNELLES, C. Vida no mangue. Ciência Hoje das Crianças. Disponível em: http://chc.org.br/vida-no-mangue/. Acesso em 10 maio 2022.

Este texto da Ciência Hoje das Crianças trata de plantas do manguezal. Você pode apresentar as características dos manguezais em sala de aula.

Exemplos de raízes-escoras, tuberosas e de aeração

Algumas plantas com raízes muito superficiais, como é o caso do milho e da figueira, também têm raízes do tipo escora, que ficam acima do solo. Essas raízes ajudam na fixação e na sustentação da planta. O mesmo acontece com muitas plantas que crescem em terrenos moles ou pantanosos.

Muitas plantas têm raízes que armazenam substâncias nutritivas: são as raízes tuberosas Cenoura, batata-doce, beterraba, nabo e mandioca são alguns exemplos.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 80

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Chris Andrews Fern Bay/Shutterstock.com

Viktor Sergeevich/Shutterstock.com

Joa Souza/Shutterstock.com

Figueira.

Milho.

Beterrabas.

Cenouras

Mandiocas.

Um tipo de estrutura de suporte comum em árvores que habitam os manguezais são as raízes-escoras, também chamadas de respiratórias. Em torno do caule do mangue-vermelho ( Rhizophora mangle ), projetam-se “raízes” em várias direções, escorando a árvore no solo lamacento. Na região próxima ao solo, existem pequenos orifícios que absorvem oxigênio do ar e, quando penetram no solo, desenvolvem raízes verdadeiras.

(*) Na verdade, esses ramos são caules que crescem em direção ao solo e não para cima, como é usual. Dessa forma, eles dão suporte mecânico e auxiliam na obtenção de oxigênio por meio de pequenos orifícios chamados lenticelas

Caules

A água e os sais minerais absorvidos pelas raízes são transportados até as folhas pelos vasos condutores que compõem o caule. Além disso, os caules sustentam as folhas, fazendo com que elas recebam luz de maneira adequada. Portanto, as duas funções principais dos caules são o transporte de substâncias e a sustentação da parte aérea da planta.

Os caules podem ser aéreos, como o de uma palmeira, ou subterrâneos, como o da grama e o da cebola. Alguns caules armazenam substâncias nutritivas e são utilizados na alimentação. A cana-de-açúcar e a batata são alguns exemplos.

Algumas partes do caule são modificadas, formando estruturas com funções especiais. Uma das modificações do caule são as gavinhas, filamentos com capacidade de se enrolar em outras plantas ou em um objeto qualquer. As videiras (pés de uva), as aboboreiras e os chuchuzeiros têm gavinhas.

Caules

Excetuando-se as plantas aquáticas, cujos caules estão imersos na água, basicamente é possível reconhecer caules de dois tipos: aéreo ou subterrâneo.

Entre os tipos conhecidos de caules aéreos, mencione as palmeiras. Trata-se de um caule do tipo estipe, bem cilíndrico, sem ramificações, tendo no ápice uma coroa de folhas. Outro tipo de caule aéreo interessante para comentar em sala de aula é o cladófilo. Esse tipo de caule é caracterizado pela sua forma e função. Eles apresentam uma forma que lembra folhas (possuem clorofila e uma área aumentada para receber a luz necessária para a fotossíntese). Podemos observar esse tipo de caule em vários tipos de cactos, os quais apresentam cladófilo espesso e suculento. No caso dos cactos, as folhas verdadeiras são modificadas em espinhos duros, secos e não fotossintetizantes.

A maioria dos caules é aérea, situando-se entre as raízes e as folhas; porém, existem muitos caules subterrâneos: tubérculos, bulbos e rizomas.

Os tubérculos são caules dilatados que armazenam substâncias nutritivas e que possuem gemas (popularmente chamadas olhos) na sua superfície. As gemas são conjuntos de células com capacidade de germinar e produzir novos caules, novas flores ou folhas. A batata-inglesa é um exemplo de tubérculo.

Os bulbos são caules reduzidos, com uma única gema, e protegidos por folhas modificadas, as quais, geralmente, armazenam alimento. Cebola e lírio são exemplos de bulbos.

O rizoma é um caule subterrâneo com crescimento, em geral, horizontal. Normalmente ele é cilíndrico, com nós e entrenós, e possui reservas nutritivas. As plantas com rizomas costumam formar touceiras, uma vez que seu caule subterrâneo cresce lateralmente. A bananeira e o gengibre são plantas que possuem rizomas.

81

Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Raízes-escoras e de aeração da planta mangue-vermelho.

Gavinha em chuchuzeiro.

Folhas

Existe uma variedade muito grande formas de folhas na natureza e uma nomenclatura própria para se referir a cada uma delas. Além disso, existem muitas folhas incompletas, isto é, que não possuem todas as partes presentes em uma folha simples, padrão, como folhas sem pecíolo, por exemplo. Uma folha completa tem limbo, pecíolo, bainha e estípulas. A memorização dos nomes e a apresentação de cada tipo de folha seriam exaustivas aos estudantes.

Caso você prefira discutir esse tema, poderá pedir que desenhem as folhas que eles encontram no dia a dia ou mesmo que preparem um herbário. Após a apresentação dos desenhos ou do herbário, você poderá classificar cada folha segundo os critérios estabelecidos pelo estudo de anatomia externa dos vegetais: tipo de borda, tipo e forma do limbo, tipo de folha composta, por exemplo. Um livro sobre anatomia vegetal auxiliará o seu trabalho. Reprodução do

Folhas

A folha é um órgão cuja função básica é produzir alimento para a própria planta. Isso é possível porque a fotossíntese ocorre principalmente nas folhas.

Na natureza há folhas de formatos muito variados. Além disso, muitas passaram por transformações durante o processo evolutivo e desempenham diversas funções, como é o caso das folhas modificadas em espinhos

As estruturas coloridas que ficam ao redor das flores do bico-de-papagaio e da primavera (ou buganvília) são parecidas com pétalas, mas, na verdade, são folhas modificadas que contribuem para atrair animais polinizadores.

As substâncias nutritivas produzidas pelas folhas são transportadas até outras partes da planta pelos vasos condutores.

Há folhas que armazenam nutrientes. Esse é o caso das que formam o bulbo da cebola e os dentes de alho e envolvem o caule subterrâneo do lírio.

Entre tanta variedade, há também as plantas que não têm folhas. Nelas, a fotossíntese é realizada pelo próprio caule, como no aspargo.

Bico-de-papagaio. Primavera ou buganvília.

Alho.

Cebola em corte.

Cultivo de aspargos.

Analisando as folhas de uma árvore, notamos que elas estão dispostas de modo a receber o máximo de luz. A realização da fotossíntese depende da quantidade de luz recebida. Observe a imagem a seguir.

Expansão de repertório

A fotossíntese é um tema a ser tratado em vários anos da Educação Básica. Devido a sua complexidade, o assunto é apresentado aos poucos para os estudantes. Mais adiante trataremos de aspectos históricos que contribuíram para a compreensão do processo fotossintético.

Nesta atividade, chame a atenção dos estudantes para a importância da luz no processo de nutrição das plantas. Folhas mais expostas à luz (solar ou artificial) devem realizar mais fotossíntese do que aquelas que estão na sombra.

Considere que as folhas desse carvalho foram separadas em dois grupos: as folhas externas da copa e as folhas internas da parte inferior.

1 | Que grupo de folhas dessa árvore tende a apresentar maior taxa de fotossíntese? Justifique. As folhas da copa devem fazer mais fotossíntese, pois estão mais expostas à luz solar.

Flores

Já vimos que as flores são os órgãos reprodutivos das plantas angiospermas. Em geral, flores isoladas são produzidas nas terminações dos caules, ou seja, uma única flor surge na extremidade de um ramo. Isso acontece em laranjeiras, pessegueiros e em muitas outras plantas. Em outras espécies, várias flores ficam agrupadas na extremidade do mesmo ramo, formando as inflorescências, que variam muito em relação ao modo de as flores ligarem-se ao ramo e ao número de flores formadas. A margarida e o girassol, por exemplo, têm dezenas de flores no mesmo ramo.

Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Flores

Os exemplos apresentados são apenas uma amostra da diversidade de arranjos possível no agrupamento de flores que formam as inflorescências. Poderiam, ainda, ser mencionadas as inflorescências compostas, nas quais as flores se dispõem sobre diversos eixos. Entretanto, acreditamos que o principal objetivo ao tratar esse assunto no Ensino Fundamental é indicar a diversidade de formas que se encontra na natureza e as maneiras de estudar essa diversidade. Recomendamos que o tratamento desse item valorize o reconhecimento desses aspectos sem enfatizar detalhes morfológicos, mais adequados a outro nível de ensino.

Fórum – Medicamentos fitoterápicos

Um estudo interessante feito com a arnica brasileira pode enriquecer a discussão sobre os fitoterápicos. O coordenador do estudo alerta sobre a toxicidade de alguns princípios ativos da arnica para o fígado e sobre a extração indiscriminada e a destruição dos ambientes naturais da arnica brasileira.

Ajude os estudantes a realizarem a pesquisa sobre a importância do estudo das plantas usadas nas comunidades tradicionais brasileiras. Os links a seguir são fontes de pesquisa. Selecione trechos desses artigos, imprima-os e ofereça a eles para a realização do trabalho proposto nesta seção.

• https://revistapesquisa.fapesp.br/ protetor-solar-da-arnica/

• https://revistapesquisa.fapesp. br/ameaca-imprevista-a-etnobotanica/

• https://revistas.aba-agroecologia.org.br/rbagroecologia/article/view/22522/14257 (acessos em 10 maio 2022).

De acordo com a disposição das flores no caule, as inflorescências adquirem formas caracte

rísticas. Alguns tipos e seus esquemas florais estão representados a seguir.

Medicamentos fitoterápicos

As plantas não se locomovem, não têm sistema nervoso e não têm órgãos dos sentidos para perceber a presença de um herbívoro. Como, então, elas conseguem se proteger de lagartas, vírus, bactérias, vertebrados herbívoros e outros seres vivos que se alimentam delas?

As defesas das plantas podem ser físicas (presença de espinhos, folhas duras e indigeríveis, com as bordas cortantes) e químicas (produção de substâncias tóxicas e/ou de sabor desagradável). Em alguns casos,

UNIDADE 2 — Vida e evolução 84

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Exemplos de inflorescências e suas respectivas representações: 1. flamboaiã-mirim (cacho); 2. pimpinela-branca (umbela); 3. girassol (capítulo); 4. trigo (espiga).

Dedaleira.

as substâncias produzidas pelas plantas são utilizadas com finalidade medicinal. Nesse caso, são conhecidas como princípio ativo

A dedaleira (Digitalis purpurea), por exemplo, embora seja uma planta muito tóxica, é usada na medicina. A ingestão de partes dessa planta pode causar grave intoxicação e até levar à morte. Entretanto, o uso de seu princípio ativo em pequenas doses, quando extraído em laboratórios farmacêuticos e indicado por profissionais, é benéfico para pacientes com insuficiência cardíaca.

1 | De acordo com o texto, plantas tóxicas podem ser benéficas quando utilizadas para fins medicinais? Explique.

Sim. A capacidade de aprendizagem do ser humano permitiu que ele desenvolvesse técnicas de tratamento médico com as plantas tóxicas. Essas técnicas estão muito relacionadas ao uso delas pelas comunidades primitivas.

2 | Pesquise e discuta com seu grupo a importância das plantas utilizadas para fins curativos pelas comunidades tradicionais do passado e do presente.

Orientações no Manual do Professor.

Frutos

A estrutura que se desenvolve no ovário da flor é chamada de fruto. As sementes das angiospermas encontram-se dentro do fruto. Há frutos que têm apenas uma semente e outros que têm muitas.

Frutos

Utilize as informações do texto a seguir para mostrar o quanto os frutos estão na nossa vida, principalmente na alimentação. Se puder, exiba uma série de imagens com diferentes tipos de frutos secos e carnosos.

“Os resultados da fecundação que ocorre nas flores são o desenvolvimento dos ovários em fruto e dos óvulos, situados em seu interior, em sementes. Assim, muitas coisas que comemos e denominamos genericamente como legumes são, na verdade, frutos. Apesar de abobrinhas, pepinos, vagens, berinjelas e pimentões normalmente serem consumidos em pratos salgados, também são frutos como as laranjas, bananas e melancias. Basta verificar que essa estrutura é a que porta as sementes. Grãos de cereais, como milho, trigo e arroz também são frutos, pois são o resultado da maturação do ovário de uma só semente. [...] Há frutos que estão adaptados para a dispersão pelo vento, como o dente-de-leão. Esses frutos são leves e possuem uma estrutura plumosa facilmente levada por pequenos ventos.

Os frutos apresentam adaptações que aumentam as chances de as sementes espalharem-se pelo ambiente.

Há os frutos carnosos, que têm uma parte suculenta e nutritiva que atrai animais e lhes serve de alimento. Após ingerir os frutos, os animais liberam as sementes com as fezes, espalhando-as pelo ambiente.

Os frutos secos não têm parte suculenta, mas alguns deles se abrem, liberando as sementes. Isso acontece com os frutos da paineira, do urucum, da andiroba, da sibipiruna, do cedro-rosa, do feijoeiro, do mulungu e do ipê.

adaptação CAPÍTULO 3

Alguns frutos carnosos e saborosos são dispersados por animais. Os animais os comem e, quando defecam, lançam suas sementes prontas para germinar. Fazem isso porque precisam de recursos para sobreviver (água, alimentos), como a polpa gostosa dos frutos ou partes da semente que se destacam sem machucar o embrião. A obtenção desses recursos compensa o seu tempo e esforço de deslocamento ao buscar determinadas espécies ou tipos de frutos. Para as plantas também há vantagem, pois os animais se deslocam muito e espalham as sementes em muitos lugares diferentes.”

SANO, P. T.; MORI; L. (Org.). Biologia –Módulo6:Botânica . São Paulo: Universidade de São Paulo/São Paulo (Estado), 2004 Disponível em: http:// botanicaonline.com.br/geral/arquivos/ bmaterial7.pdf . Acesso em 10 maio 2022.

85

Diversidade de plantas: reprodução e

Tomates e laranjas têm muitas sementes em seu interior, enquanto pêssegos e abacates têm apenas uma semente.

Quando o dia está seco, a vagem do mulungu rompe-se e expulsa as sementes maduras que estão em seu interior.

Retomada do Panorama

Peça aos estudantes que citem frutos utilizados na alimentação. Discuta com eles a importância desta “novidade” evolutiva. Ressalte que o fruto, além de ser uma proteção a mais para o embrião alojado no interior da semente, pode ser atrativo para animais que carregam as sementes para locais distantes da planta-mãe. Compare as estruturas que protegem o embrião presente no interior da semente do pinhão com as estruturas que conferem proteção ao embrião presente no interior da semente do abacate, por exemplo. Se possível, peça a eles que tragam frutos e observem suas sementes com o embrião. Isso pode ser feito com vagens de feijões, por exemplo. Os estudantes observam a vagem, que é o fruto e, em seguida, retiram os feijões e colocam-nos na água. Após algumas horas, é possível abrir os feijões e observar o embrião dentro da semente.

Múltiplos olhares

É preciso tomar cuidado com algumas plantas que estão em vasos ou jardins, particularmente com as crianças. Além de proteções mecânicas como os espinhos e folhas cortantes, muitas plantas apresentam toxinas que, se ingeridas ou levadas à boca, podem causar intoxicações. O livro traz uma lista com essas plantas e os cuidados que devem ser tomados, caso haja um acidente.

Alguns frutos secos, como o dente-de-leão, têm estruturas adaptativas em forma de plumas, que facilitam a dispersão pelo vento. Outros apresentam adaptações, como ganchos, espinhos, pelos ou substâncias aderentes, como o carrapicho e o picão.

ReTOMADA DO PANORAMA

Retome as questões propostas na seção Panorama que iniciou esta unidade. Releia suas respostas e reformule-as se necessário.

Você já experimentou algumas das frutas da xilogravura de José Francisco Borges? São elas: caju, banana, acerola (ou ciriguela), graviola ou fruta-do-conde, jaca, abacaxi e goiaba. Fruta não é o mesmo que fruto. Para a Biologia, fruto é uma estrutura que protege as sementes, desenvolvida no ovário da flor. Fruta é um termo popular para designar frutos ou partes da planta que acumulam açúcar e são usados na alimentação humana.

Múltiplos Olhares

BOCHNER, Rosany et al. Plantas tóxicas ao alcance de crianças: transformando risco em informação. Rio de Janeiro: Rio Books, 2013.

Para conhecer algumas das plantas que causam intoxicação em seres humanos, leia o livro de autoria de Rosany Bochner e outros, publicado pela editora Rio Books, em 2013.

As informações contidas nesse livro resultam de estudos realizados pelas autoras. São descritas 23 plantas tóxicas comumente encontradas em espaços públicos, como praças e escolas. É possível encontrar também as características e a toxicidade dessas plantas, além das medidas de prevenção de acidentes que ocorrem principalmente com crianças.

Dispersão de sementes em fruto seco plumoso. Dispersão de frutos secos aderidos ao pelo de animais.

HisTóRiA DA CiêNCiA A NuTRiçãO DAs PlANTAs

Durante muito tempo, acreditou-se que as plantas retiravam seu alimento do solo por meio das raízes. Essa ideia prevaleceu até o século XVII, quando o pesquisador belga Jean Baptiste van Helmont (1577-1644) realizou um experimento que colocou em xeque essa concepção e nos ajudou a compreender a nutrição das plantas. Suas conclusões foram as seguintes:

• não é do solo que a planta retira seu alimento;

• a água deve ter um papel importante no processo de nutrição.

Já no século XVIII, mais conhecimentos sobre o ar e a queima de objetos revelavam semelhanças entre a respiração animal e as combustões. Os cientistas diziam que o ar que permitia a combustão era purificado (ou ar vital) e aquele que não permitia a combustão ou a respiração era viciado

Joseph Priestley (1733-1804), então, colocou um ramo vivo de hortelã em uma campânula em que o ar estava viciado pela queima de uma vela.

História da Ciência –A nutrição das plantas

O uso pedagógico da História da Ciência no ensino é importante para a formação crítica dos estudantes em relação ao modo como o conhecimento científico foi e continua sendo construído. O texto a seguir reproduz um trecho de um artigo publicado na versão online da PDE (Programa de Desenvolvimento Educacional) da responsabilidade da Secretaria de Educação do Estado do Paraná.

“O Uso da História da Ciência Como Estratégia de Ensino de Física

Explorar a História da Ciência em sala de aula, com recursos e metodologias que possibilitem aos alunos construírem o conhecimento científico de forma contextualizada, onde eles percebam que a ciência é mutável e instável e que por isso, o pensamento científico atual está sujeito a transformações.

[...]

Esquema da montagem do experimento de Priestley.

Dez dias depois, ele verificou que, dentro da campânula, outra vela poderia ser acesa. Concluiu, com essas observações, que a planta havia purificado o ar.

Trabalhos posteriores mostraram que essa purificação do ar só ocorria quando a planta era iluminada e se usavam partes verdes dos vegetais.

No início do século XIX, sabia-se que, na presença de ar viciado, água e luz, as plantas verdes purificavam o ar e produziam o próprio alimento. Essa ideia é representada pelo esquema:

ar viciado + água ar vital + alimento da planta luz

Fisiologista de plantas, o holandês Jan Ingenhousz (1730-1799) mostrou que a luz é essencial para a sobrevivência da planta. Quando iluminada, a planta produz oxigênio e, na escuridão, produz gás carbônico. Essas descobertas foram um grande passo para a compreensão da fotossíntese.

Diversos são os pesquisadores que defendem o uso da História da Ciência como estratégia de ensino, e entendemos que assim o fazem, pelo fato de a História da Ciência desmistificar a ideia de Ciência como verdade absoluta, mostrando-a como um processo construído e sistematizado ao longo do tempo e aberto para novas formulações.

Texto extraído do link : http://www. diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/ cadernospde/pdebusca/producoes_ pde/2014/2014_uem_fis_artigo_fabio_ rodrigo_lucisano.pdf (acesso: em 10 maio 2022)

Não, o conhecimento científico envolve o trabalho de muitos cientistas. Nesse pequeno fragmento na seção “História da Ciência”, podemos notar que os trabalhos de Van Helmont, Priestley, Jan Ingenhousz e de muitos outros pesquisadores auxiliaram a elucidar o processo da fotossíntese.

1 | Após a leitura do texto, você pode concluir que o conhecimento científico é produzido com base no experimento de um único cientista? Justifique sua resposta com exemplos disponíveis no próprio texto.

Davi Augusto

A fotossíntese

O conhecimento científico é construído a partir de um conjunto de ideias que explicam fenômenos ou processos, os quais podem ser confirmados ou refutados, se possível experimentalmente.

O que é considerado hoje como conhecimento científico pode não ser no futuro, isto é, uma determinada teoria ou explicação é provisória e pode ser substituída por outra. Em geral essa substituição se dá à luz de novos fatos, novos modos de explicar os experimentos, por meio de mudanças de paradigmas, ou o uso de novas tecnologias.

Instâncias como reunião de pesquisadores de uma mesma área em congressos contribuem para a definição do que a comunidade científica determina como aceitável em um determinado momento histórico.

O conhecimento popular ou do senso comum difere dos conhecimentos científicos, pois estes são pautados por procedimentos experimentais, testagem de hipóteses, construção de modelos e criação de teorias e princípios, enquanto as ideias do senso comum são transmitidas por meio do convívio social de acordo com crenças particulares. O conhecimento popular não precisa de um método ou etapas de confirmação para ser proferido por qualquer pessoa.

A fotossíntese

As plantas e os animais são seres vivos e, assim, têm várias características em comum; por exemplo, são formados por células, trocam substâncias com o ambiente, crescem e se reproduzem. Podemos dizer que a diferença mais relevante entre plantas e animais é a capacidade das plantas de realizar fotossíntese Na fotossíntese, as plantas usam substâncias simples e energia luminosa do ambiente para produzir os nutrientes de que necessitam para viver. Já os animais precisam comer outro ser vivo, ou parte dele, para sobreviver. Essa é uma característica que distingue as plantas dos animais. Os cientistas do século XIX constataram que, do mesmo modo que os animais, as plantas também respiram o tempo todo. A respiração e a combustão consomem gás oxigênio e produzem gás carbônico e, quando bem iluminadas, a produção de oxigênio pelas plantas supera o consumo dele na respiração. O excedente de oxigênio é, então, eliminado para o ambiente.

A clorofila

Com o avanço dos estudos sobre as células vegetais, observou-se que, no citoplasma delas, há uma estrutura chamada cloroplasto. No interior do cloroplasto há um pigmento verde que recebeu o nome de clorofila. A clorofila é capaz de absorver energia luminosa.

Folhas de espinafre. Em destaque: células de folha de espinafre. (Aumento aproximado de 4500 vezes e colorido artificialmente.)

Muitos cientistas trabalharam para que se pudesse compreender a nutrição vegetal como um todo. Hoje, sabemos que a fotossíntese é um processo pelo qual o gás carbônico e a água são transformados em nutriente (glicose) e gás oxigênio por meio da energia luminosa absorvida pela clorofila.

Simplificadamente, a fotossíntese pode ser representada pelo esquema:

UNIDADE 2 — Vida e evolução 88

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Expansão repertório de

Plantas carnívoras

Algumas espécies de plantas conseguem digerir animais para obter certos nutrientes, mesmo que a fotossíntese continue sendo sua principal fonte nutricional. Uma dessas plantas é a chamada papa-moscas, ou dioneia.

Em geral, essas plantas carnívoras são encontradas em terrenos pobres em compostos de nitrogênio, fósforo e potássio, essenciais para o desenvolvimento de qualquer vegetal. Os animais aprisionados por elas compensam a falta desses minerais no solo.

1 | Por que não é comum encontrarmos dioneia em solos adubados? Justifique.

Expansão de repertório –Plantas carnívoras

As plantas carnívoras vivem em solos com pouco nitrogênio disponível. Elas conseguem suprir a sua necessidade de nitrogênio capturando insetos, lesmas ou pequenos vertebrados. São exemplos de plantas carnívoras as nepentes, a drósera e a dioneia. Procure vídeos na internet que mostrem detalhes e características das plantas carnívoras. Evite vídeos que tratem essas plantas como monstros ou devoradoras assassinas. Uma sugestão é o vídeo do link: https://www.youtube.com/ watch?v=d0ofP3GJ8yI (acesso em 10 maio 2022)

Resposta:

Plantas medicinais

[...] A preocupação com a cura de doenças sempre se fez presente ao longo da história da humanidade.

[...]

No Brasil, o conhecimento das propriedades de plantas medicinais é uma das maiores riquezas da cultura indígena, uma sabedoria tradicional que passa de geração em geração.

[...] Suas práticas curativas e preventivas estão relacionadas com o modo como ele [indígena] percebe a doença e suas causas, sendo realizadas pelo pajé em rituais cheios de elementos mágicos e místicos.

[...]

Apesar de muitas plantas serem úteis ao homem, existem aquelas que produzem substâncias tóxicas ou venenosas. É preciso conhecer bem as características de cada planta para poder usá-la como remédio.

É comum se ouvir dizer que o uso das plantas medicinais se não fizer bem, mal não fará, porém não é bem assim. Sua utilização inadequada poderá trazer efeitos indesejados. [...]

[...]

GASPAR, Lúcia. Plantas medicinais. Pesquisa escolar. Recife: Fundação Joaquim Nabuco, 2009. Disponível em: http:// basilio.fundaj.gov.br/pesquisaescolar/index.php?option=com_content&id=627. Acesso em: 26 jun. 2022.

1 | Por que é importante estudar as práticas curativas e culturais dos indígenas brasileiros?

Porque as plantas utilizadas nas práticas curativas dos indígenas podem conter princípios ativos que poderão ser extraídos, purificados e transformados em medicamentos que curam ou amenizam o sofrimento de pacientes de todo o Brasil.

1. Em solo adubado, as outras plantas cresceriam muito, dificultando o desenvolvimento da dioneia, que é uma planta de pequeno porte. Em solos pobres, poucas plantas conseguem sobreviver, mas a dioneia e outras plantas carnívoras vivem nesses locais graças à capacidade de obtere nutrientes dos animais que capturam e digerem.

Fórum – Plantas medicinais

Acesse o link indicado na seção Fórum. Lendo o texto completo, você estará mais bem preparado para conduzir o debate com os seus alunos.

Valorizar outras formas de conhecimento é sinal de maturidade e de respeito à cultura de outros povos. A sociedade ocidental tem um grande conhecimento do corpo humano e produz um grande número de remédios para muitos males, mas os grupos indígenas, particularmente os do Brasil, apresentam outros hábitos culturais e também desenvolveram a sua forma de acumular e de transmitir o conhecimento para as novas gerações. Inclui-se nesse conhecimento aquele que trata da saúde e da cura das pessoas da comunidade.

89 Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Resposta Manual do Professor.

Robert Anaya Jr/Shutterstock.com

A dioneia, uma planta carnívora, faz fotossíntese e produz flores.

FóRuM

Infográfico – Reprodução Assexuada em plantas

A reprodução assexuada de plantas é vivenciada pelos estudantes no dia a dia, quando ele faz um vaso ou vê um adulto plantando uma estaca de manjericão ou de uma roseira, por exemplo. Dê exemplos regionais e conhecidos dos alunos quando falar de reprodução assexuada em plantas.

Muitas plantações comerciais são produzidas por meio de mudas de uma única planta-mãe. Isso significa que todas as plantas cultivadas são geneticamente idênticas e a produção de frutos deve ser a mesma por planta, caso o solo e as outras condições de cultivo sejam iguais.

REPRODUÇÃO ASSEXUADA EM PLANTAS

Para uma planta gerar descendentes, nem sempre é preciso haver a união de dois gametas, ou seja, eles podem ser produzidos assexuadamente. Nesses casos, os novos indivíduos são idênticos à planta-mãe.

Alguns tipos de reprodução assexuada, também chamada de vegetativa, em plantas estão nesse infográfico.

1 | Estolhos ou estolões: são caules longos e delgados que crescem na superfície do solo. Em um dos nós do estolho há a produção de raízes, um novo caule e folhas, uma nova planta.

2 | Caules subterrâneos ou rizomas: são caules que crescem sob a terra e, em cada nó dele, ocorre o desenvolvimento de raízes e a formação de uma nova planta com pequeno tubérculo. Embora estejam ligadas, a planta-filha vive independentemente daquela que a originou.

3 | Bulbos e tubérculos: caules subterrâneos que armazenam nutrientes desenvolvem gemas reprodutivas (batata-inglesa, por exemplo) ou pequenos bulbos ligados à planta-mãe, caso dos lírios e do alho, por exemplo).

UNIDADE 2 — Vida e evolução 90

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Estolão em morangueiro. Representação de estolão em morangueiro.

Fabio Colombini

A rapidez da reprodução vegetativa da tiririca por meio de caule subterrâneo tornou-a uma erva daninha em plantações.

Bulbos de lírio. Tubérculo de batata-inglesa.

4 | Brotos ou rebentos: são plantas que crescem a partir de gemas do caule subterrâneo de algumas plantas, como a bananeira.

Gema: tecido com intensa atividade celular capaz de gerar uma nova planta ou um novo ramo no caule.

Você pode propor para a classe a produção de um canteiro ou floreira com clones de uma planta. Isso é possível usando-se a capacidade que as plantas têm de produzir um novo ser sem a participação de gametas.

Rebentos nascidos da gema do caule da bananeira. A seta indica a gema lateral no caule da bananeira.

5 | Margens das folhas: algumas plantas produzem plantinhas nas margens das folhas. É o caso da folha-da-fortuna (Kalanchoe sp.) e da violeta-africana.

6 | Estaquia: método usado por agricultores para produzir mudas a partir de um pedaço do caule, principalmente. É um método artificial e muito eficiente.

91 Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Fabio Colombini

Mr.Somchai Sukkasem/Shutterstock.com

Estacas de caule de mandioca antes do plantio e estacas em germinação.

Decifrando a Ciência –A nutrição das plantas: um momento histórico

Durante as aulas, é possível explorar o que os estudantes pensam sobre as conclusões dos pesquisadores. Por exemplo, sobre os trabalhos de van Helmont, pode-se perguntar se eles, caso realizassem o experimento, fariam o mesmo que esse pesquisador ou mudariam algo. Pode-se questionar, também, se eles concordam ou discordam das conclusões, e por que.

Ao tratar de processos fisiológicos, como a fotossíntese e a nutrição vegetal, estaremos colaborando com a assimilação de um conceito fundamental para a Biologia: o conceito de ser vivo.

DeCiFRANDO CiêNCiAa

A nutrição das plantas: um momento histórico

Aristóteles e outros filósofos gregos, observando que os processos vitais dos animais eram dependentes dos alimentos que eles ingeriam, pensavam que as plantas retiravam todo seu alimento do solo.

Há mais de 350 anos, em um dos primeiros experimentos biológicos cuidadosamente planejados, o médico belga Jean Baptiste van Helmont (1577-1664) ofereceu a primeira evidência experimental de que o solo sozinho não nutria a planta. Ele cultivou uma pequena árvore de salgueiro em um pote de cerâmica e adicionava apenas água ao recipiente. Ao final de cinco anos, a massa do salgueiro tinha aumentado 74,4 quilogramas, enquanto a massa do solo tinha diminuído 57 gramas. Com base nesses resultados, Van Helmont concluiu que todas as substâncias da planta vieram da água e nenhuma do solo. Entretanto, as conclusões de Van Helmont foram amplas demais.

A execução de experimentos para testar uma ideia, teoria ou hipótese é prática comum em Ciências da Natureza.

O experimento planejado por Van Helmont tem as características básicas do trabalho dos cientistas: a preocupação com as variáveis e a tentativa de controlá-las.

Note que algumas questões sobre o experimento podem ser levantadas: Van Helmont verificou ou eliminou os seres vivos macroscópicos da terra? Será que o resultado seria o mesmo com vasos que contivessem terra de diferentes origens?

1 | O texto afirma que as conclusões de Van Helmont “foram amplas demais”. Justifique por que essa afirmação pode ser feita.

Porque hoje os cientistas sabem que, além da água, o gás

carbônico, a luz e os minerais também são responsáveis pelo crescimento das plantas.

2 | Considerando o experimento relatado, sugiram outras hipóteses que poderiam ser testadas para resolver a questão: “Como as plantas crescem?”.

Os estudantes podem propor hipóteses pelas quais os

componentes ambientais, além da água, poderiam ser testados; por exemplo: os gases atmosféricos, a luz e os minerais do solo.

3 | Se a hipótese dos filósofos gregos estivesse correta, qual deveria ser o valor esperado quando o solo do vaso de cerâmica fosse pesado após os cinco anos do experimento?

Se as plantas se “alimentassem” exclusivamente do solo, o valor medido na balança após os cinco anos seria a massa inicial do vaso de cerâmica com a terra menos os 74,4 quilogramas do salgueiro no final do experimento (massa inicial – massa final). Os estudantes poderão usar a terminologia popular para indicar a massa dos objetos do experimento. Esse tema será tratado em outro momento.

Fonte: RAVEN, Peter H. et al. Biologia vegetal. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014.

Esquema do experimento realizado por Van Helmont.

1 | Se em uma floresta houver redução do número de borboletas, abelhas e beija-flores, o que tende a acontecer com as árvores que produzem flores coloridas? Resposta no Manual do Professor.

2 | Considere as imagens a seguir.

Reveja

Respostas:

1. Menos flores serão polinizadas, diminuindo a quantidade de sementes produzidas. Assim, a geração de novas plantas será menor, prejudicando a população de árvores.

Escreva no caderno quais dessas estruturas são encontradas em:

a. angiospermas; Flores, sementes e folhas.

b. gimnospermas; Sementes e folhas.

c. pteridófitas. Folhas e esporos no verso das folhas.

3 | Identifique e escreva no caderno quais das afirmações a seguir são verdadeiras e quais são falsas.

a. Nas plantas, as folhas são os únicos órgãos capazes de realizar fotossíntese. falsa

b. As folhas transformadas em espinhos protegem os ramos do ataque de animais herbívoros. verdadeira

c. As principais funções das raízes das plantas são a fixação no solo e a absorção de água com sais minerais. verdadeira

d. As flores produtoras de néctar e com pétalas vistosas costumam ser polinizadas pelo vento. falsa

e. Todas as plantas têm raiz, caule, folha, flor e semente. falsa

4 | Copie no caderno esta tabela, completando-a com o que você estudou na unidade.

Órgão Principais funções

Fixação e absorção de água e sais minerais. caule Sustentação e transporte de água e nutrientes.

raiz

folha

flor

fruto

Realização da fotossíntese e troca de gases (gás carbônico e oxigênio).

Reprodução da planta (produção de gametas e desenvolvimento de sementes e frutos).

Proteção e dispersão das sementes.

Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Sri Defiajeng/Shutterstock.com Folhas. NPvancheng55/Shutterstock.com

Bukhta

Yurii/Shutterstock.com Flor.

9. Espera-se que os estudantes respondam que sim, pois a luz solar é necessária para que as plantas realizem a fotossíntese, ou seja, a luz solar é a fonte primária de energia para os produtores. É importante que ele complemente o raciocínio explicando que todos os animais (consumidores) dependem dos nutrientes orgânicos sintetizados pelos produtores.

10. A reprodução assexuada em plantas acontece quando um novo indivíduo é formado a partir de um caule, tubérculo, bulbo, raiz ou folha, sem a participação de gametas. Nesse caso, as plantas-filhas são geneticamente idênticas à planta-mãe.

Na reprodução sexuada, ocorre a formação e a união de gametas. Nesse caso, as plantas-filhas não são geneticamente idênticas à planta-mãe.

Ciências em ação –O crescimento da raiz

Antes de iniciar a atividade mostre aos estudantes sementes de algumas plantas leguminosas. Por exemplo, feijão, fava, soja, mulungu, sibipiruna etc. Estas sementes têm características comuns.

Discuta a hipótese proposta na atividade. Ouça as diversas opiniões e diga que vamos realizar um experimento para testar as hipóteses apresentadas.

A atividade pode ser realizada no laboratório de Ciências da escola ou em sala de aula. Você deve embeber os feijões com antecedência e oferecer essas sementes aos grupos durante a montagem experimental.

Você pode solicitar que, ao final, cada grupo prepare um pequeno relatório do experimento, o qual deverá ser recolhido e avaliado. Lembre-se que os estudantes estão aprendendo a produzir relatórios, portanto estabeleça quais serão os aspectos mais importantes que serão avaliados, como: descrição da montagem experimental, discussão sobre as hipóteses, detalhamento do procedimento, descrição dos resultados, discussão da conclusão etc. Selecione apenas dois desses aspectos para considerar na sua avaliação.

5 | Cite exemplos de modos de dispersão de sementes de angiospermas.

Pelo vento, presas aos pelos de mamíferos, carregadas pelas penas das aves, entre outros.

6 | Suponha que em uma fazenda haja duas árvores frutíferas da mesma espécie e o proprietário esteja interessado em vender os frutos. Ele observa que uma das árvores produz muito mais flores que a outra.

de frutos. Os estudantes podem ir além da resposta esperada e explicar que os polinizadores poderiam ser

Qual dessas árvores daria mais retorno financeiro ao fazendeiro? Explique.

A árvore que daria mais retorno ao fazendeiro é a que produz mais flores, pois os ovários das flores desenvolvem-se formando frutos. Quanto mais flores, maior será a produção atraídos para a árvore que produziu mais flores, aumentando, assim, a produção.

7 | “Se todos os insetos desaparecessem, muitas plantas também desapareceriam.”

Essa afirmação está correta? Por quê?

Sim. Porque muitas plantas dependem dos insetos para a polinização. Sem os insetos, não haveria a polinização de muitos tipos de flor nem produção de sementes.

8 | As flores do milho, da cana-de-açúcar e das gramas em geral não têm pétalas coloridas nem produzem néctar. Qual deve ser o agente polinizador de plantas desse tipo? Justifique.

Os estudantes podem explicar que o vento é o provável agente polinizador, pois as flores citadas não dispõem de recursos que atraem insetos polinizadores.

9 | “O Sol é a fonte de energia que mantém a vida no planeta Terra.”

Você concorda com essa afirmação? Justifique. Resposta no Manual do Professor.

10 | O que caracteriza a reprodução assexuada e sexuada em plantas? Resposta no Manual do Professor.

Ciênciasação em

O crescimento da raiz

Não é comum observarmos o crescimento das raízes de uma planta, pois elas geralmente estão no interior do solo. O caule, por sua vez, é mais fácil de ser observado, já que, geralmente, está acima do nível do solo. Em condições de laboratório é possível acompanhar o desenvolvimento de plantas e realizar testes biológicos, desde a germinação da semente até a produção de frutos. Uma questão que foi bastante estudada é: A raiz e o caule têm uma direção definida de crescimento?

Conheça a semente do feijoeiro. Dentro dela há um embrião que se desenvolve quando encontra um ambiente favorável para a germinação. Antes de iniciar a atividade, elabore sua hipótese: A direção do crescimento da raiz do feijoeiro depende da posição em que a semente é colocada na terra?

1 | Escreva sua suposição no caderno. Resposta pessoal.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 94

reduzido.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho

Sementes do feijoeiro.

Teste sua hipótese

Material:

• 1 copo transparente e reto de plástico ou de vidro

• 4 sementes de feijão embebidas em água desde a noite anterior

Procedimento

• 3 folhas de papel-toalha

• 1 caixa de sapatos sem a tampa

• água

A. Forre o interior do copo com uma folha de papel-toalha, de modo que ela envolva totalmente a parede interna do copo. Dobre-a, se necessário.

B. Amasse levemente as outras duas folhas de papel-toalha e coloque-as no interior do copo, sem tirar da posição a folha que reveste a parede interna do copo.

C. Umedeça todo o papel com água.

D. Coloque os quatro feijões (que foram embebidos em água) entre a parede do copo e a folha que reveste seu interior.

E. Arrume os feijões de modo que o hilo de cada um deles fique virado para um lado (direito, esquerdo, para cima e para baixo). A distância entre os feijões deve ser a mesma. Se necessário, utilize uma pinça para arrumá-los nas posições indicadas.

2 | Faça sua previsão: Para qual direção crescerá a raiz de cada semente? Resposta pessoal.

F. Molhe generosamente o papel-toalha. Os feijões devem ficar úmidos, mas não cobertos com água. Cubra o copo com a caixa de sapato e escreva nela o dia em que a montagem foi realizada.

G. Observe diariamente a montagem e, se necessário, umedeça o papel de filtro.

Esquema da montagem do experimento. Note que o hilo de cada semente está voltado para um lado.

H. Após quatro dias, os feijões deverão ter germinado e suas raízes já apresentarão alguns centímetros de comprimento. Se ainda não tiverem crescido, espere mais um dia. Observe os resultados e responda:

3 | Em qual sentido cresceu a raiz de cada uma das sementes? A posição de plantio da semente influencia o sentido do crescimento da raiz do feijoeiro?

Resposta no Manual do Professor.

4 | Por que você acha que a montagem ficou quatro dias no escuro? Será que o fator luminosidade poderia ser testado no experimento?

Resposta no Manual do Professor.

5 | O que você conclui sobre o sentido de crescimento da raiz das sementes de feijão? Suas hipóteses se confirmaram? Resposta no Manual do Professor.

Procure utilizar feijões novos para garantir a germinação deles. Você pode testar a capacidade de germinação de um pacote de feijões usando uma amostra de sementes, embebendo-as em água por 2 dias. Nesse intervalo de tempo a raiz já deverá estar despontando. Caso as raízes não comecem a crescer não utilize esse lote de feijões para a atividade.

A germinação do feijoeiro é bastante rápida, em poucos dias a raiz já terá crescido alguns centímetros. Durante a atividade, os estudantes perceberão que surgiram algumas manchas escuras no papel molhado. Esses pontos escuros são colônias de fungos que crescem sobre o papel umedecido. Peça para não mexerem nessas colônias de fungos, pois pode ser que algum deles seja alérgico aos fungos. Caso necessário, sugira que os estudantes utilizem luvas de látex descartáveis para manusear o material

Respostas:

2. Espera-se que os estudantes obtenham o resultado como o da imagem a seguir.

Os estudantes devem fazer previsões sobre o que acreditam que deve acontecer com a planta. Alguns poderão achar que o controle de crescimento da raiz do feijoeiro depende da posição em que a semente é posta para germinar. Outros poderão supor que existe algum fator que estimule o crescimento da raiz em determinada direção, independentemente da posição em que a semente é colocada para germinar

Você pode estimular a criatividade da turma sugerindo que cada grupo proponha um procedimento para testar o fator “iluminação” no crescimento das raízes do feijoeiro. Provavelmente, os estudantes sugerirão que o experimento deveria ser feito com dois lotes de sementes de feijão: um deles ficaria completamente no escuro e o outro ficaria iluminado.

3. Todas as raízes estão apontando para baixo, na direção do chão, embora cada semente tenha sido colocada em posição diferente. A posição das sementes durante a germinação do feijão não influencia o sentido do crescimento da raiz.

4. O copo fica no escuro porque a semente de feijão é plantada no solo, coberta por terra. A falta de luz não estimula a produção de clorofila e estimula a produção de raiz. A montagem do experimento não incluiu a luz como um elemento de pesquisa. No entanto, esse é um elemento do ambiente que pode ser testado. Para isso, o procedimento experimental teria de ser ampliado para contemplar esse fator ambiental.

5. Os estudantes deverão concluir que existe algum fator que influencia (estimula) o sentido do crescimento da raiz das sementes de feijoeiro.

95

Diversidade de plantas: reprodução e adaptação CAPÍTULO 3

Neste capítulo

Objeto do conhecimento:

• Mecanismos reprodutivos

Habilidade: EF08CI07

Temas para o desenvolvimento deste capítulo

• Características do ambiente marinho

• Adaptações ao ambiente marinho e ao ambiente terrestre

• Reprodução sexuada e assexuada em animais

• Fecundação interna e externa e animais hermafroditas

• Mecanismos reprodutivos e adaptações de invertebrados ao ambiente marinho

• Características adaptativas que permitiram a conquista do ambiente terrestre pelos animais

• Adaptações reprodutivas na conquista do ambiente terrestre pelos animais

• Mecanismos reprodutivos de animais vertebrados

• Animais ovíparos, vivíparos e ovovivíparos

• Ciclo de vida do Aedes aegypt e a transmissão de doenças virais

• Conhecimento científico versus pseudociência

A maneira de os seres vivos reproduzirem-se é uma questão que costuma ser formulada pelos estudantes, principalmente em relação aos seres vivos do seu convívio diário, como plantas, animais domésticos, insetos, animais aquáticos etc.

À medida que os estudantes estudam temas das Ciências da Natureza, os questionamentos vão se tornando mais complexos. Nos últimos anos do Ensino Fundamental, as perguntas incluem, em geral, elementos socioambientais ou a busca por generalizações: Que características permitem incluir seres tão diferentes, como as plantas e os animais, no grupo dos seres vivos? Todos os animais se reproduzem da mesma forma? Qual é a relação entre os animais e o ambiente em que eles vivem?

Neste capítulo, vamos discutir alguns dos principais mecanismos reprodutivos presentes no reino animal e relacioná-los às adaptações evolutivas dos seres vivos ao ambiente em que estão inseridos.

4 CAPÍTULO

DIVERSIDADE DE ANIMAIS E MECANISMOS REPRODUTIVOS

O ambiente aquático – composto de água doce, salobra ou salgada –abriga uma grande diversidade de seres vivos. No ambiente marinho, há desde organismos microscópicos até animais de grande porte, como a baleia-azul, que pode chegar a 30 metros de comprimento.

Os cientistas já descreveram, classificaram e estudaram muitos seres aquáticos, mas ainda há uma grande quantidade de espécies desconhecidas.

INÍCIO DE CONVERSA

Observe a imagem do recife de coral a seguir.

1 | Quantos tipos de ser vivo você consegue identificar nessa imagem?

Resposta pessoal. A depender da experiência do estudante, a identificação de organismos pode ser fácil ou difícil. Na imagem, é possível visualizar diferentes espécies de coral, de algas e de peixes.

O ambiente marinho

Para viver na água do mar, os animais devem estar adaptados às condições químicas e físicas do ambiente marinho.

A água do mar é uma mistura de água, sais minerais em concentrações elevadas e gases dissolvidos, entre eles estão o gás carbônico e o gás oxigênio. Viver em um ambiente tão salgado só é possível para seres que têm mecanismos de proteção e de controle da quantidade de sais no interior das células.

Adaptações dos animais marinhos

Cada espécie ocupa um hábitat na região costeira, no mar aberto ou no fundo do oceano. Os fatores abióticos são importantes na seleção natural das espécies que sobrevivem em determinada região do mar.

Início de conversa

Você pode sugerir aos estudantes que consultem os links que mostram a vida nos recifes de corais antes de eles responderem à questão. Existem recifes de corais no litoral brasileiro, em ilhas e em muitos outros países. Um dos recifes mais conhecido e mais extenso do mundo é a Barreira de Corais da Austrália. No Brasil, temos o Parque Nacional Marinho de Abrolhos, localizado no litoral da Bahia. Faça uma pesquisa de imagens dos organismos que vivem em Abrolhos e exiba o vídeo que está no em: https://www.youtube. com/watch?v=InVyJsPuEEg (acesso em: 10 maio

2022). Esse vídeo foi produzido pela ECO 360 com o apoio do Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio) e a Marinha do Brasil e mostra as espécies que vivem no parque e o trabalho dos monitores que recebem os visitantes.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Andre Seale/Pulsar Imagens

Recife de corais no Parque Nacional de Komodo, Indonésia, 2019.

Os fatores abióticos correspondem aos componentes físicos e químicos de um ecossistema que interferem na sobrevivência dos seres vivos, como luminosidade, temperatura, umidade, intensidade dos ventos, qualidade química da água, do solo e do ar, entre outros.

Adaptações dos animais marinhos

A relação entre as adaptações dos seres ao ambiente não é uma questão simples de ser entendida; por isso, os professores de Ciências da Educação Básica devem tomar cuidado com o modo de apresentar o tema aos estudantes e com a linguagem que emprega. O risco de reforçar concepções equivocadas sobre a evolução dos seres vivos é grande. Portanto, devemos:

A força das ondas que atingem as rochas dificulta a sobrevivência de grupos de animais marinhos que não conseguem se fixar no substrato

A seguir, alguns desses fatores abióticos do ambiente marinho.

Glossário

Substrato: superfície ou base que serve de suporte aos organismos.

• Concentração de gás oxigênio dissolvido na água: no ambiente terrestre, o gás oxigênio é abundante e raramente é fator limitante para a sobrevivência do ser vivo. Contudo, a disponibilidade do gás oxigênio dissolvido na água é menor e está associada à temperatura dela. A tabela a seguir mostra essa relação.

a) evitar passar a ideia de que a evolução é um processo causal e finalista ou um processo progressivo direcionado para a geração de seres mais “complexos”. Afirmações como: “Os organismos evoluem conforme suas necessidades” ou “o ser vivo tenta se adaptar às mudanças ambientais” indicam uma visão equivocada da evolução biológica. As expressões em destaque supõem que há a intenção de o ser vivo modificar-se enquanto o ambiente muda. Essa visão finalista deve ser evitada a todo custo em sala de aula;

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

(* quantidade de gás oxigênio dissolvido por litro de água)

Fonte: SCHMIDT-NIELSEN, K. Fisiologia animal : adaptação e meio ambiente. São Paulo: Santos Livraria Editora, 2002. p. 10.

Analise a tabela “Gás oxigênio dissolvido na água do mar” e responda às questões a seguir.

1 | O que acontece com a quantidade de gás oxigênio dissolvida na água conforme a temperatura aumenta? Com o aumento da temperatura, a quantidade de gás oxigênio dissolvida na água diminui.

2 | Em que locais há mais gás oxigênio dissolvido: na água dos polos do planeta ou na água dos trópicos?

Nas águas mais frias dos polos há mais gás oxigênio que nas águas quentes dos trópicos.

Expansão de repertório

A análise de tabelas é uma prática comum nas Ciências da Natureza. Peça aos estudantes que, primeiro, identifiquem o título da tabela e, depois, reconheçam as escalas ou unidades utilizadas. Eles devem procurar identificar as informações que a tabela traz e perceber se é possível reconhecer um padrão nos dados.

b) usar os termos “adaptação” e “evolução” sempre no contexto utilizado pela Biologia, evitando as conotações cotidianas que podem reforçar ideias científicas errôneas;

c) conhecer bem a teoria da evolução biológica. Embora não seja o propósito do Ensino Fundamental aprofundar questões de biologia molecular, o professor deve ter clareza das relações que se estabelecem entre a reprodução dos seres vivos, os conceitos da genética e a evolução biológica. Lembre-se de que a evolução é um conceito aplicado à população, e não a um organismo isoladamente, e que a variabilidade genética é uma condição para a ocorrência da evolução;

d) ter domínio do desenvolvimento histórico da teoria evolutiva, isto é, relacionar as ideias sobre a hereditariedade e a evolução apresentadas por cientistas do passado com as condições históricas (científicas, econômicas e sociais) do momento em que as explicações foram propostas. Enquadram-se nessas condições as teorias de Lamarck, Darwin e de outros cientistas.

A hereditariedade e a evolução por seleção natural serão estudadas no próximo volume desta coleção.

Diversidade de animais e mecanismos reprodutivos CAPÍTULO 4

Zona afótica: região do mar, abaixo da zona fótica até o leito do oceano, em que não há luz para a realização da fotossíntese.

Zona fótica: região do mar desde a superfície até a profundidade em que pode ocorrer a fotossíntese.

• Variação da temperatura: no mar, a variação de temperatura é pequena em grandes profundidades ou em regiões próximas dos polos. Nessas regiões, em geral, muitos animais morrem quando há uma pequena variação na temperatura da água. Entretanto, os animais que vivem na zona de marés suportam grande variação de temperatura.

• Luminosidade: em águas marinhas bastante transparentes, a luz chega a atingir cerca de 100 metros de profundidade – zona fótica. A luminosidade que atinge essa profundidade permite a realização da fotossíntese. Em profundidades maiores, a luz é ausente – zona afótica –, e os animais nesse local dependem de restos de organismos mortos. A luminosidade da água também é reduzida quando há excesso de material sólido em suspensão.

• O movimento da maré e das ondas marinhas: a maré é o movimento de subida e descida do nível da água do mar quando comparado com um ponto fixo da praia. Esse fenômeno ocorre com regularidade, e os seres vivos que estão na zona entre as marés ora estão cobertos pela água do mar, ora estão expostos ao ar. Para sobreviver nessas condições, os seres vivos devem suportar grandes variações de temperatura e a baixa umidade na maré baixa. As ondas do mar quebram com violência nos costões rochosos, e somente seres vivos que conseguem se prender à rocha e sobrevivem nessas condições. Animais como estrelas-do-mar, ouriços-do-mar, caramujos, mexilhões, ostras, algas, entre outros seres vivos, são encontrados nos costões rochosos e em outros locais atingidos pelas ondas.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 98

Para mais informações sobre o ambiente marinho, a fim de aprofundar o assunto sobre as características do hábitat que influencia a evolução dos seres vivos que vivem nele, leia o texto que pode ser consultado no link: https:// novaescola.org.br/conteudo/204/ por-que-a-agua-do-mar-e-salgada (acesso em: 30 ago. 2022). Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

A visibilidade é prejudicada devido ao material sólido em suspensão na água do mar.

Edson Grandisoli/Pulsar Imagens

Seres vivos expostos durante a maré baixa, em São Sebastião (SP), 2020.

• Salinidade: a composição química da água do mar é bem diferente da composição química do citoplasma das células da maioria dos seres vivos. Para se ter ideia, a água do mar tem, em média, 35 gramas de sais por litro de água, enquanto a quantidade de sais no interior das células dos seres vivos não costuma ultrapassar 0,9 grama por litro de água. Alguns animais apresentam características que os auxiliam a viver em locais com excesso de sais na água. Aves marinhas que engolem água do mar enquanto se alimentam têm glândulas de sal, que eliminam o excesso de cloreto de sódio ingerido. Essas glândulas ficam na área da cabeça das aves, e o sal é eliminado pelas narinas. Em alguns peixes, são as brânquias que eliminam o excesso de sal. As iguanas que vivem nas ilhas Galápagos eliminam o excesso de sal que ingerem ao se alimentarem de algas marinhas espirrando: elas expelem pelas narinas uma solução salina muito concentrada.

A observação dos fenômenos naturais e dos seres vivos no ambiente estimula a curiosidade dos estudantes, e muitas perguntas são, muitas vezes, levantadas nas aulas de Ciências. A curiosidade é um dos motores da criatividade, e ela surge quando os estudantes percebem a riqueza da diversidade dos seres vivos que estão à sua volta.

As adaptações de animais que excretam o excesso de sal ingerido junto com a água do mar, descritas nesta página, podem suscitar o interesse deles em conhecer outros exemplos. Nesse caso, proponha uma pesquisa com a temática: Adaptações de animais marinhos para excretar o excesso de sal ingerido.

Sugestão de link para a pesquisa: https://www.bioicos.org.br/post/ adaptacoes-dos-vertebrados-a-vidamarinha (acesso em: 3 set. 2022).

Podem ocorrer mudanças na composição da água do mar próximo à costa em várias situações, como o despejo de esgoto doméstico e industrial em córregos que chegam às praias, com o excesso de chuvas, com o derramamento de petróleo, quando resíduos sólidos são abandonados nas praias ou nos rios que deságuam no mar, entre outras.

99

Diversidade de animais e mecanismos reprodutivos CAPÍTULO 4

David Havel/Shutterstock.com

Davi Augusto

As glândulas de sal das gaivotas estão localizadas em uma depressão do osso do crânio da ave.

A iguana marinha elimina o excesso de sal que ingere pelas narinas.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Expansão de repertório – Adaptações de animais em ambientes salgados

Exiba o vídeo produzido pelo projeto Tamar que está em: http://tamar. org.br/tv.php?v=05 (acesso em: 10 maio 2022). Chame a atenção para alguns aspectos desse vídeo, como o esforço da tartaruga para chegar ao ponto mais alto da praia, o líquido espesso que elas eliminam no globo ocular e a vulnerabilidade das fêmeas e dos filhotes quando estão na areia.

As glândulas excretoras de sal na órbita ocular produzem um líquido espesso com alta concentração de cloreto de sódio. É por meio dessas glândulas que todas as espécies de tartarugas marinhas eliminam o excesso de sal que ingerem quando estão se alimentando.

Expansão repertório de

Adaptações de animais em ambientes salgados

Assista ao vídeo do link : http://tamar.org.br/tv.php?v=05 (acesso: 28 jul. 2022) e veja como as tartarugas marinhas desovam em praias brasileiras. Observe a cabeça das fêmeas que rastejam para construir o ninho para seus ovos. Note que um líquido viscoso escorre dos olhos desses animais.

Responda às questões a seguir. Para isso, pesquise sobre o tema em livros e sites confiáveis da internet.

1 | Como as tartarugas marinhas eliminam o excesso de sal presente na água do mar que ingerem?

As tartarugas marinhas eliminam o excesso de sal que ingerem pelas glândulas que estão na cabeça, cujos ductos desembocam nos globos oculares.

2 | Por que é importante para os animais que ingerem água do mar eliminar o excesso de sal?

Observe os seres vivos das imagens a seguir.

Porque o citoplasma das células não pode conter grande quantidade de sais minerais. O excesso de sal compromete o funcionamento normal das células.

3 | Quais desses seres vivos marinhos são capazes de viver em áreas de forte arrebentação das ondas? Justifique.

São capazes de viver em áreas de forte arrebentação as cracas, os mexilhões, o ouriço-do-mar e a ulva. Esses seres vivos têm fortes estruturas de fixação por meio das quais conseguem se prender à rocha ou a outro substrato.

4 | Por que não são encontradas algas em águas mais profundas?

Porque as algas são seres vivos fotossintetizantes e só conseguem sobreviver onde há luz suficiente para a realização da fotossíntese. Nas águas profundas, a luz não chega, portanto são totalmente escuras.

O excesso de despejo de produtos orgânicos – esgotos domésticos, resíduos de alimentos, rejeitos industriais, entre outros – modifica a composição da água da faixa litorânea.

Leia a reportagem a seguir.

Semace alerta para poluição em praias após chuvas e manchas de óleo no Ceará

A Superintendência Estadual do Meio Ambiente do Ceará (Semace) aponta que somente 18 praias estão adequadas para banho, neste fim de semana (29 e 30 de janeiro [de 2022]), em todo o Ceará. O boletim de balneabilidade aponta, contudo, para a poluição em praias após chuvas e manchas de óleo.

[...]

De acordo com o gestor ambiental da Geamo, Lincoln Davi, “a intensidade de chuvas podem contribuir para a deterioração da qualidade das águas das praias”.

“Grande quantidade de esgotos sem tratamento, lixo e outros detritos são carreados pelas águas através de galerias pluviais, córregos e canais de drenagem”, explica.

Alerta para Capital e Interior do Ceará

Com relação ao litoral Leste do Estado, atingido recentemente por óleo, [...] a Semace, como medida preventiva e primária, orienta a população a evitar banho nos locais atingidos pelo material.

[...]

Monitoramento

A Semace realiza as análises seguindo o padrão exigido pela Resolução n.. 274/2000 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama).

Vários fatores podem influenciar na qualidade das águas, tais como: ligações clandestinas de esgotos, ocorrência de chuvas (que levam sujeira para o mar através das galerias pluviais), condições de maré, presença de animais, disposição inadequada de resíduos sólidos, adensamento urbano próximo, e a presença de óleo.

SEMACEalerta para poluição em praias após chuvas e manchas de óleo no Ceará. Diário do Nordeste, Fortaleza, 29 jan. 2022. Disponível em: https://diariodonordeste.verdesmares.com.br/ceara/semace-alerta-para-poluicao-empraias-apos-chuvas-e-manchas-de-oleo-no-ceara-1.3186317. Acesso em: 28 jul. 2022. Discuta com os colegas as questões a seguir e, depois, responda-as.

1 | Por que as chuvas intensas pioram a qualidade da água das praias?

Porque a água das chuvas carrega para o mar muitos dejetos que estão nas ruas e nos rios próximos das praias, poluindo-as.

2 | No verão, a população de muitas cidades litorâneas aumenta muito em razão do turismo. Discuta quais são os i mpactos desse afluxo de turistas nessas cidades?

Resposta no Manual do Professor.

3 | Se seu grupo administrasse uma cidade com praias impróprias para o lazer, quais ações poderiam ser implementadas para melhorar a qualidade da água das praias?

Resposta no Manual do Professor.

Fórum

Nesta atividade, os estudantes são “colocados” em postos de relevância em uma cidade (autoridade executiva ou legislativa, por exemplo). Peça que reflitam sobre os deveres e direitos de quem administra uma cidade e os direitos e deveres de cada cidadão, pois vivemos em uma sociedade plural, cujos problemas devem ser discutidos por todos.

Discutam aspectos sociais e econômicos que podem afetar uma cidade com potencial turístico. Se por um lado os turistas são benéficos para a economia da cidade, principalmente para o setor de serviços, por outro, eles usufruem da infraestrutura da cidade que pode não ser adequada para receber tanta gente. Em períodos de chuva, a situação se agrava, pois, a quantidade de dejetos sólidos e de esgoto que podem chegar às praias aumenta. Estimule os estudantes a utilizar os conhecimentos científicos para propor soluções para o problema citado na reportagem e a assumir o papel de administradores da cidade.

Respostas

2. Os estudantes poderão realizar uma pesquisa sobre os efeitos no turismo em uma cidade cujo número de habitantes aumenta muito por alguns meses do ano.

Alguns prováveis impactos que eles devem citar: aumento da atividade econômica; aumento do número de empregos temporários; aumento do trânsito e do congestionamento na cidade (aumento da poluição atmosférica); aumento do consumo de energia elétrica e de combustível; aumento do consumo de água tratada; aumento da produção de resíduos sólidos (afeta a coleta de resíduos sólidos da cidade); aumento do volume de esgoto produzido, muitas vezes acima da capacidade de tratamento desse esgoto; sobrecarga na infraestrutura da cidade; sobrecarga nos hospitais da cidade; possíveis alagamentos em bairros que estão próximos aos riachos e ribeirões. Outros impactos poderão ser citados.

Alguns impactos são positivos para a economia da cidade e outros são negativos devido à falta de infraestrutura urbana.

3. Resposta pessoal. Provavelmente os estudantes citarão: melhoria da infraestrutura das vias públicas; melhoria do sistema de saneamento básico (distribuição de água tratada, coleta de esgoto e coleta de resíduos sólidos); ampliação e construção de Estações de Tratamento de Esgoto; limpeza de córregos e melhoria do controle e da fiscalização dos dejetos que nele são lançados, entre outras possíveis ações.

Fórum

Muitos municípios litorâneos são desprovidos de sistemas adequados para coleta, tratamento e disposição final dos esgotos. A presença de cursos de água afluindo diretamente para a praia (que, provavelmente, recebeu águas de córregos onde ocorre o lançamento de esgotos) é um indicativo das más condições de balneabilidade.

As chuvas contribuem para a deterioração da qualidade das águas das praias, que nesses episódios recebem uma grande quantidade de detritos, carregados pelas galerias de águas pluviais, pelos córregos e canais de drenagem. Assim, há um aumento considerável na densidade de bactérias nas águas litorâneas.

A compreensão de texto é um aspecto fundamental a ser trabalhado em sala de aula. Os textos podem ser muito úteis para que o estudante organize as ideias e estabeleça relação entre os dados oferecidos no texto e os conceitos já conhecidos. No final de uma leitura, é importante levantar questões referentes às ideias principais do texto e aos objetivos dessa leitura.

Consulte o link http://pnqa. ana.gov.br/Publicacao/ Resolu%C3%A7%C3%A3o_ Conama_274_Balneabilidade. pdf (acesso em: 10 maio 2022), leia o texto e, depois, faça um resumo dos principais critérios para a determinação da balneabilidade de águas salinas. Se a escola estiver próxima a uma grande represa ou a um grande lago, discuta aspectos da resolução que trata das águas doces.

Poluição atmosférica e a água do mar

Peça aos estudantes que ouçam o podcast do link: https://jornal.usp.br/ atualidades/acidificacao-do-oceanopode-extinguir-animais-marinhos/ (acesso em: 29 ago. 2022).

A pesquisadora Roberta Bonaldo discute a possibilidade de muitos animais marinhos morrerem se a concentração de gás carbônico na atmosfera continuar crescendo no ritmo atual.

4 | Após a leitura do texto, escreva uma frase para se referir a cada uma das imagens a seguir.

5 | Pesquise as doenças que podem acometer as pessoas que nadam em praias impróprias para o banho.

A faixa litorânea abriga uma grande variedade de organismos – algas, microrganismos e animais invertebrados, principalmente – que sofrem os efeitos da poluição. As pessoas que frequentam ou utilizam a região litorânea para fins de subsistência também são afetadas.

Alguns dos efeitos diretos da poluição nas praias são:

• contaminação e morte das espécies mais sensíveis às mudanças na composição e na qualidade da água;

• aumento da quantidade de microrganismos causadores de doenças que afetam os banhistas por causa da contaminação da água por esgoto;

• alteração na paisagem natural, uma vez que a poluição muda a coloração e a transparência da água e produz cheiros desagradáveis;

• alteração na teia alimentar da região devido ao crescimento excessivo de algumas espécies, principalmente de algas;

• redução da possibilidade de lazer da população.

Poluição atmosférica e água do mar

Glossário

Biomassa: quantidade de matéria orgânica que compõe o corpo dos organismos de uma região ou de um nível trófico.

Não é só a contaminação das águas litorâneas por resíduos orgânicos que afeta a vida marinha. O aumento da quantidade de gás carbônico lançado na atmosfera tem aumentado a dissolução desse gás na água do mar, provocando alteração em sua acidez.

Estima-se que, até 2100, a biomassa de animais marinhos deve ser reduzida em 17%, caso o lançamento de gás carbônico na atmosfera continue no ritmo atual.

A acidificação do ambiente marinho prejudica a formação das estruturas que protegem o corpo de muitos seres, como o esqueleto dos corais, a concha dos moluscos e a carapaça dos crustáceos, entre outros seres marinhos.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 102

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Vista da Praia de Iracema, em Fortaleza (CE), 2018.

“Língua negra”, córrego com resíduos de esgoto doméstico, na praia de Peruíbe (SP), 2018.

As principais doenças a que elas estão sujeitas são: gastroenterite (diarreia), disenteria, leptospirose, hepatite A, infecções de olhos, orelhas, nariz e garganta, entre outras.

4. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes percebam o contraste entre as imagens. Imagem A: essa praia aparenta boa balneabilidade, pois a água parece limpa, sem sinal de esgotos a céu aberto e com poucas pessoas na faixa de areia. Imagem B: a água dessa praia recebe água contaminada com esgoto doméstico.

Esqueleto de coral, composto de carbonato de cálcio.Concha do molusco marinho Patella caerulea, da Normandia, França. Estudos indicam que a acidificação dos oceanos pode provocar diversos danos aos seres vivos. Além de dificultar a produção de conchas, esqueletos de corais e demais estruturas que necessitam de carbonato de cálcio em sua composição, constatou-se que a acidificação da água reduz a capacidade reprodutiva de muitas espécies.

A reprodução das espécies é o que garante a manutenção das populações dos ambientes aquáticos e terrestres. Quando fatores como aumento da carga de poluição na água e da concentração de gás carbônico no mar, derramamento de petróleo, entre outros, atuam no ambiente, as populações atingidas reduzem ou aumentam demasiadamente, provocando desequilíbrio ambiental.

Fatores abióticos e bióticos atuam como “motores” da evolução das espécies. Porém, em casos de rápida mudança ambiental, a reprodução pode não acontecer, e a espécie pode ser eliminada da região.

Continuidade da espécie: reprodução

Para que uma espécie continue a existir, os indivíduos que formam a população devem se reproduzir. Esse processo garante a continuidade da espécie e ocorre desde o surgimento da vida no planeta, há cerca de 3,8 bilhões de anos.

Se um ser vivo se origina de outro ser vivo semelhante, como surgiu o ser primordial? Segundo uma das hipóteses mais aceitas para o surgimento da vida, a primeira forma de vida era muito simples e surgiu da matéria não viva. Naquela época, as condições e os gases da atmosfera terrestre eram muito diferentes dos atuais.

Continuidade da espécie: reprodução

O tema “Origem da vida no planeta Terra” é abordado pelos cientistas há muito tempo. Ideias e teorias foram se modificando e sendo superadas à medida que novas informações foram acrescentadas ao conhecimento científico acumulado pela humanidade. A teoria da geração espontânea dos seres vivos, por exemplo, foi debatida pelos cientistas durante séculos, e vários experimentos realizados no século XIX tornaram-se relevantes para a superação dessa ideia. A partir do final do século XIX, não se acreditava mais que vermes, ratos, insetos e outros animais pudessem se originar de algumas condições preestabelecidas.

Explicações sobre como se originou o primeiro ser vivo no planeta são apoiadas por pesquisas nas áreas de Química e Biologia. A formação de moléculas orgânicas é obtida em condições químicas e físicas similares ao do ambiente primitivo. A possibilidade de a vida ter se desenvolvido na Terra a partir de um ser semelhante a uma bactéria atual que chegou até aqui a bordo de algum meteorito é estudada por um ramo da Astronomia, chamado de Astrobiologia.

Diversidade de animais e mecanismos reprodutivos CAPÍTULO 4

Representação artística das condições do planeta quando surgiu o primeiro ser vivo.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Tipos de reprodução em animais

Peça à turma exemplos de espécies que se reproduzem sexuadamente. Provavelmente, muitos estudantes citarão animais com os quais convivem, como os domésticos e as plantas, estudadas no capítulo anterior.

Tipos de reprodução em animais

A maioria dos animais se reproduz por meio de gametas, ou seja, sexuadamente. Uma vantagem nesse tipo de reprodução é que a prole é um pouco diferente dos genitores. As pequenas diferenças são fundamentais para a evolução, pois, em face de uma mudança nas condições do ambiente, é mais provável que alguns indivíduos sobrevivam, e a espécie continue existindo.

Nesse tipo de reprodução, há um grande consumo de energia, tanto para a produção de gametas como para os procedimentos que garantem o acasalamento e o cuidado com a prole.

Glossário

Em relação ao tipo de desenvolvimento, muitas espécies apresentam desenvolvimento direto, isto é, os recém-nascidos são parecidos com os pais e crescem até a maturidade, quando, então, também se reproduzem. Em muitos grupos de animais, os recém-nascidos são muito diferentes dos genitores e são chamados de larvas. No ciclo de vida de muitas dessas espécies, há outra fase imatura, que precede a metamorfose, fase de grandes transformações para atingir a idade adulta. Insetos como mariposas, borboletas, moscas, besouros, vespas, abelhas, entre outros, têm um ciclo de vida semelhante ao da joaninha, representado na ilustração a seguir.

animal adulto (expectativa de vida é de alguns meses)

estágio de pupa (de 5 a 6 dias)

pequenos ovos amarelos são colocados na folha (ovos demoram para eclodir de 3 a 7 dias)

Ciclo de vida de uma joaninha, um tipo de besouro.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 104

estágio larval (de 2 a 4 semanas)

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Na reprodução assexuada, a prole é gerada sem o encontro de indivíduos de sexos diferentes. Uma vantagem desse tipo de reprodução é o fato de o organismo não precisar procurar um parceiro e haver um pequeno gasto de energia. Uma desvantagem é o fato de os descendentes serem geneticamente idênticos aos seus genitores e, em caso de doença ou mudança nas condições ambientais, a população pode ser dizimada.

Um exemplo de animal que se reproduz assexuadamente é a hidra. A maioria das espécies de hidras é marinha, algumas poucas vivem na água doce. Do mesmo grupo das águas-vivas, elas são pequenas e alimentam-se de pequenos animais capturados por seus tentáculos.

O principal modo de reprodução assexuada das hidras é o brotamento. Observe na imagem ao lado o broto que está unido à hidra mãe. Ele acaba se destacando e se tornando independente.

História da CiênCia

Leia o texto a seguir e anote as palavras e as expressões desconhecidas. Depois, em grupo, respondam às questões 1 a 4.

Febre amarela silvestre

[...]

Em 1934, a febre amarela silvestre apareceu na Bahia (Ilhéus), Amazonas, Pará (Ilha de Marajó), Bahia e Mato Grosso, dirigindo-se depois para o Sul e para Leste e ameaçando as regiões mais populosas do País. Em 1935 infiltrou-se nos Estados de Goiás, Minas Gerais e São Paulo, explodindo em vários municípios. No ano seguinte chegou ao Paraná e depois a Santa Catarina, salpicando, ainda, as áreas por onde havia passado. Em seguida, dirigiu-se para o Estado do Rio de Janeiro, onde penetrou em 1938, e, fechando o roteiro num ciclo de 7 anos, retornou em 1939, à área espírito-santense do Vale do Canaã, onde fora descoberta em 1932.

Este surto de febre amarela urbana e silvestre, que durou até 1940, passou como uma onda gigantesca por aqueles Estados, causando um número incalculável de mortes [...].

[...]

Nas regiões de matas, onde o Aedes aegypti não entra no ciclo da transmissão, a imunização pela vacina antiamarílica tornou-se a medida profilática de maior eficácia. Não somente protege os que vivem e trabalham expostos à infecção como também evita que o vírus atinja as cidades e povoados por intermédio das pessoas que, se não fossem vacinadas, estariam aptas a contrair a doença e [seriam] capazes, portanto, de levarem o vírus das matas para os centros urbanos, ocasionando, dessa forma, o que se chama urbanização do vírus.

Diante da importância que assumiu a vacinação antiamarílica, para ela teria de se voltar a atenção dos amarilologistas.

Antes, entretanto, em fins de 1927, [...] Stockes, Bauer e Hudson, da Fundação Rockefeller, fizeram uma descoberta de máxima importância, [...] provaram que o Macaco rhesus (*) é

História da Ciência –Febre amarela silvestre

O texto apresenta o estilo da época em que foi escrito. Explique aos estudantes o significado dos termos desconhecidos. Se necessário, use o dicionário.

Há muitos textos mostrando a importância da vacinação para controlar a disseminação de muitas doenças. A febre amarela, dengue, varíola e muitas outras doenças provocadas por vírus são combatidas com a vacinação da população. No Brasil, há relatos de vários surtos de febre amarela nos séculos XIX e XX. Você pode obter mais informações sobre a história das vacinas consultando os links (acessos em: 10 maio 2022):

• https://www.saude.sp.gov.br/ resources/cve-centro-devigilancia-epidemiologica/ publicacoes/febre_amarela_ web_2018.pdf;

• https://books.scielo.org/id/4nktq/ pdf/benchimol-9788575413951-07. pdf.

• https://www.archhealthinvestigation.com.br/ArcHI/article/ view/5251/7218.

• https://www.conass.org.br/vacinacovid19/.

Aproveite a leitura do texto dessa seção e discuta como foi combatida a epidemia da covid-19 na sua região.

105

Diversidade de animais e mecanismos reprodutivos CAPÍTULO 4

Essa hidra (hydra vulgaris) é um animal de água doce.

Febre amarela silvestre

Fecundação interna e externa

É difícil produzir imagens ou vídeos do momento da liberação de gametas de muitas espécies. Os animais marinhos que pouco se movimentam facilitam a observação do momento da liberação de gametas (óvulos e espermatozoides). Assista ao vídeo Vida de bolacha, disponível em: http://cifonauta.cebimar.usp.br/ video/282/ (acesso em: 10 maio 2022) –, que mostra desde o momento da liberação de óvulos e de espermatozoides da bolacha-do-mar (equinoderma) até a transformação da larva em adulto (metamorfose).

Faça a projeção do vídeo na sala de aula e discuta com os estudantes o ciclo de vida da bolacha-do-mar. A fecundação é externa e, dos ovos, nascem larvas, que vão se modificando até ocorrer a metamorfose para a fase adulta. Chame a atenção para o fato de as bolachas produzirem milhares de óvulos e muitos milhões de espermatozoides em cada período reprodutivo. As larvas e os filhotes, após a metamorfose, são muito pequenos. Compare o tamanho deles com o tamanho dos grãos de areia.

Resposta:

suscetível à febre amarela. A infecção foi transmitida do homem ao macaco e do macaco ao homem, tanto por meio de injeção de sangue infetado, como pela picada do Aedes aegypti alimentado em indivíduos doentes.

[...]

FRANCO, O. História da febre amarela no Brasil. Rio de Janeiro: Ministério da Saúde Departamento Nacional de Endemias Rurais, 1969. Disponível em: https://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/0110historia_febre.pdf. Acesso em: 1 jul. 2022.

(*) Um macaco de origem asiática, cujo nome científico é Macaca mulatta

1 | Faça um esquema do ciclo de vida do mosquito Aedes aegypti Resposta pessoal.

2 | Considerando o que você já estudou nas aulas de Ciências, responda às questões sobre o mosquito Aedes aegypti

a. Por que a fêmea precisa sugar sangue?

A fêmea precisa de uma fonte de proteína para completar o desenvolvimento de seu sistema reprodutor, por isso ela pica as pessoas (e outros animais) para conseguir a proteína de que necessita.

b. Que tipo de reprodução é realizado por esse mosquito?

A reprodução sexuada.

3 | Um novo surto de febre amarela ocorreu na Região Sudeste do final de 2016 até 2018 e atingiu a área urbana de muitas cidades. O mosquito Aedes aegypti foi o responsável pela infecção de muitas pessoas.

De acordo com o texto, qual é a forma de combate de um surto de febre amarela nas cidades?

A vacinação antiamarílica combate com eficiência a

Além

a

4 | Pesquise outras doenças transmitidas por picada do mosquito Aedes aegypti

Fecundação interna e externa

A fecundação – união do gameta feminino com o gameta masculino – pode ocorrer dentro do corpo da fêmea ou fora dele; nesse caso, a fecundação ocorre no ambiente em que a espécie vive. A fecundação de muitos grupos de peixes e de invertebrados aquáticos (marinhos e de água doce) é externa. A imagem ao lado mostra um evento raro de ser fotografado: um casal de trutas liberando óvulos e espermatozoides na água. A fecundação dessa espécie é externa.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 106

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

doença.

disso,

população pode colaborar reduzindo os criadouros de mosquitos Aedes aegypti em casa. A vacina contra a febre amarela é produzida no Brasil desde a década de 1940.

Além da febre amarela, a picada do mosquito Aedes aegypti pode transmitir dengue, zika e chikungunya.

Casal de trutas liberando gametas ao mesmo tempo.

Adaptações de animais aquáticos de fecundação externa

Quando a fecundação é externa, de modo geral, os ovos ficam desprotegidos na água ou presos em algum substrato. Muitos ovos, larvas ou filhotes são devorados por predadores. A estratégia reprodutiva de espécies como ouriço-do-mar, anfíbios, estrelas-do-mar e de muitos peixes e moluscos é a produção de centenas de milhares de óvulos pequenos com pouca reserva de energia em cada um deles e a produção de milhões de espermatozoides. Dessa forma, mesmo que haja uma predação intensa, existe mais chance de alguns filhotes chegarem à vida adulta e reproduzirem-se.

Observe as imagens a seguir.

Milhares de ovos de rã (anfíbio) presos na vegetação de uma lagoa.

Glossário

Cópula: união sexual entre o macho e a fêmea, a fim de facilitar a recepção dos espermatozoides pela fêmea. A cópula precede a fecundação do óvulo. Espécie exótica: espécie que vive fora de sua distribuição nativa. Elas costumam ser introduzidas pelo ser humano ou transportadas involuntariamente por meios de transporte (navios, veículos motores, aviões etc.).

Adaptações de animais aquáticos com fecundação externa

A espécie de molusco das imagens (Limnoperna fortunei), popularmente chamada de mexilhão-dourado, vive na água doce, não é originária da América do Sul, tem grande capacidade de proliferação e destaca-se pelo potencial de obstruir tubulações e equipamentos em instalações hidrelétricas e tubulações de captação de água para o abastecimento humano.

Leia o texto que está no link: http://www.ibama.gov.br/especiesexoticas-invasoras/mexilhaodourado (acesso em: 2 set. 2022). Você pode usar as informações que ele traz para ilustrar sua aula ou ler o texto para a turma e promover um debate sobre o risco que a fauna e flora brasileira correm devido à introdução de espécies exóticas (ou invasoras) no país.

Colônia de mexilhão dourado incrustada em uma bota que estava em um lago de água doce. Essa espécie exótica de molusco prolifera-se rapidamente. Sua fecundação é externa.

107

Diversidade de animais e mecanismos reprodutivos CAPÍTULO 4

Na maioria dos grupos de animais terrestre, como insetos e vertebrados, a fecundação é interna.

Cópula de répteis marinhos (tartaruga marinha).Cópula de répteis terrestres (iguana).

Fórum – Mexilhãodourado: monitoramento e controle no Brasil

Promova a leitura coletiva do texto desta seção. Depois da discussão, exiba o vídeo que trata dos problemas econômicos e ambientais causados pelo mexilhão-dourado. Disponível em: http://projetomexilhaodourado. com.br/invasao.html (acessos em: 10 maio 2022).

Respostas

2.

b) A estratégia é produzir milhares de óvulos com pequena quantidade de reserva de energia. Isso ocorre porque essa espécie, e a maioria das espécies de moluscos, passa pelo estágio larval, e sua larva cresce até sofrer metamorfose e se tornar adulto.

3. Além de provocar um desequilíbrio ecológico, prejudicando as espécies nativas, o mexilhão-dourado causa prejuízos econômicos, pois atrapalha o turismo da pesca esportiva, a criação de peixes em tanque-rede e prejudica as tubulações das usinas hidrelétricas.

4. Estimule os estudantes a pensar em uma proposta capaz de controlar a população de mexilhões. Mostre que eles já têm repertório científico suficiente para refletir sobre como agir nessa situação. Mesmo que as propostas sejam inviáveis na prática, o exercício da reflexão cumpre o objetivo da atividade, ou seja, usar conhecimentos científicos em propostas que reduzem prejuízos ambientais e econômicos.

Fórum

Leia o texto a seguir. Ele faz parte de uma cartilha publicada pela Companhia Energética de São Paulo (Cesp). Anote no caderno as palavras desconhecidas ou procure o significado delas em um dicionário da língua portuguesa.

Mexilhão-dourado: monitoramento e controle no Brasil

O mexilhão-dourado é uma espécie nativa da China que foi introduzida, acidentalmente na América do Sul, na década de 1990, trazido pelas águas utilizadas como lastro em navios cargueiros. No Brasil, inicialmente foi introduzido na bacia do Rio Prata, se espalhando pelas bacias dos rios Paraguai e Paraná, se dispersando pelo ambiente, subindo rumo às cabeceiras dos rios. [...]

A espécie representa uma ameaça por sua rápida e elevada reprodução e, por não ser natural do ambiente, não possuem “inimigos” naturais, como predadores, competidores e parasitas, que poderiam controlar o crescimento de suas populações. [...]

O crescimento descontrolado do mexilhão-dourado sobre superfícies das mais diversas estruturas, como metal, plástico, cimento e madeira, provoca interferência no fluxo e na vazão de água, podendo interferir no abastecimento de energia elétrica e de água, causando sérios prejuízos aos consumidores domésticos, agricultura, indústrias etc.

Além disso, o mexilhão também é prejudicial ao meio ambiente, pois, por ser uma espécie exótica, nativa de outras regiões, que se reproduz rápido e em grande quantidade, acaba provocando, por competição, a eliminação ou declínio de várias espécies nativas que ocupam os mesmos espaços e se alimentam dos mesmos recursos, tais como: partículas alimentares de organismos planctônicos e detritos orgânicos. Além disso, [por] viverem em grandes populações, quando morrem, as conchas e tecidos em decomposição dos indivíduos mortos causam diminuição do oxigênio, o que impacta na qualidade da água. MEXILHÃO-DOURADO: Limnoperna fortunei Companhia Energética de São Paulo (Cesp), São Paulo, 2021. Disponível em: https://www.cesp.com.br/wp-content/uploads/2022/03/Mexilhao.pdf. Acesso em: 28 jul. 2022. Discuta as questões a seguir com os colegas e, depois, responda-as.

1 | Por que a população do mexilhão-dourado aumenta rapidamente e em pouco tempo?

Essa espécie é exótica (não é originária do Brasil), por isso não tem predadores; além disso, sua fecundação é externa (gametas são lançados na água) e geram milhares de indivíduos em cada período reprodutivo.

2 | Qual das estratégias reprodutivas a seguir é utilizada pelo mexilhão-dourado? Justifique. Respostas no Manual do Professor.

a. Produção de poucos óvulos com grande quantidade de reserva de energia.

b. Produção de muitos óvulos com pequena quantidade de reserva de energia.

3 | O prejuízo causado pelo mexilhão-dourado atinge somente as populações de animais que vivem em rios e lagos de água doce? Resposta no Manual do Professor.

4 | Discuta com os colegas e proponha um modo possível de reduzir a população de mexilhão-dourado nos rios do Brasil.

Resposta pessoal. Os estudantes devem usar os conhecimentos científicos para propor algum tipo de controle da população de mexilhões-dourado. A proposta deve levar em conta aspectos ecológicos e econômicos, bem como a viabilidade de ser colocada em prática.

Adaptações de espécies com fecundação interna

A fecundação interna também ocorre em muitas espécies de peixes, como os tubarões. Os tubarões machos têm um órgão que possibilita a cópula, chamado clásper. Esse órgão copulador prende a fêmea enquanto ocorre a transferência de sêmen. Os ovos fecundados, protegidos por uma camada de proteína, são lançados no ambiente.

Pode ser que você já tenha encontrado os restos dessa camada de proteção de ovos de tubarão em uma praia.

Adaptações de espécies com fecundação interna

Utilize os vídeos sugeridos na seção Expansão de repertório para estimular os estudantes a se interessar pelos animais silvestres, ou seja, aqueles que não foram domesticados pelo ser humano. Os tubarões são mostrados em filmes e vídeos como seres agressivos que atacam as pessoas. São raros os casos de ataques de tubarões contra banhistas. Isso acontece porque o animal reconhece a pessoa como uma presa. A maioria dos tubarões, particularmente os menores, só ataca quando é importunada ou tocada involuntariamente. Aproveite os vídeos para procurar reduzir o preconceito de muitas pessoas a respeito dos tubarões.

Expansão repertório de

Algumas espécies de tubarão não expulsam os ovos no mar; elas os retêm dentro do corpo.

Assista a estes vídeos sobre a reprodução dos tubarões:

• Tubarões-bambu copulando. Disponível em: https://youtu.be/hPkDQov6ERw.

• Dois filhotes de tubarão-bambu nascem no Aquário de Santos. Disponível em: https://www.santos.sp.gov.br/?q=noticia/dois-filhotes-de-tubarao-bambu-nascemno-aquario-de-santos. Esse vídeo mostra o ovo de uma espécie de tubarão-bambu.

Acessos em: 28 jul. 2022.

Após a cópula, o macho segura a fêmea mordendo seu dorso ou uma das nadadeiras. Nessas regiões, a pele das fêmeas é mais grossa.

Fecundação interna em répteis e aves

Em aves e répteis a fecundação é interna. Esses grupos de animais produzem uma quantidade reduzida de ovos com grande reserva de substância nutritiva. Em geral, os ovos são encubados, e as aves protegem e alimentam os filhotes até que eles consigam sobreviver por conta própria.

Muitos répteis não encubam os ovos. As tartarugas marinhas depositam os ovos em um buraco cavado na praia e os cobrem com areia. Os filhotes que nascem correm até o mar, momento em que ficam vulneráveis. Nesse momento muitos filhotes são predados por aves e caranguejos, principalmente.

109 Diversidade de animais e mecanismos reprodutivos CAPÍTULO 4

Nick Upton/Nature PL/Fotoarena

CatbirdHill/Shutterstock.com

BMCL/Shutterstock.com

Alguns tipos de ovo de tubarões.

Animais hermafroditas

Alguns animais hermafroditas têm poucas chances de encontrar um companheiro potencial. As tênias, parasita de vertebrados que vive sozinha no intestino do hospedeiro, fecundam os próprios óvulos.

Outros hermafroditas podem se acasalar com outro indivíduo e trocar espermatozoides com ele ao mesmo tempo, ocorrendo, assim, uma fecundação mútua (é o caso das minhocas terrestres).

Todos os peixes-palhaço nascem machos. Eles vivem em pequenos grupos entre os tentáculos das anêmonas. O maior do grupo torna-se fêmea e, se ela for removida do grupo, o macho maior torna-se fêmea.

Assista aos vídeos em:

• https://www.youtube.com/ watch?v=7-Bhdp0rnFk;

• https://stringfixer.com/pt/ Cirripedia (acessos em: 10 maio de 2022).

Se possível, exiba os vídeos para a turma. Assistindo aos vídeos os estudantes conhecerão melhor as cracas que vivem nos costões rochosos ou em outros substratos.

Os pinguins são aves nadadoras que habitam o hemisfério Sul. Algumas particularidades dessas espécies são: costumam formar casais fixos que se encontram no local de reprodução do grupo; os genitores nadam muitos quilômetros a fim de conseguir alimento para os filhotes, que recebem cuidados até que consigam caçar por conta própria; o ovo ou o filhote recebe o cuidado de um dos pais ou de ambos em tempo integral. Geralmente, os pinguins produzem um ou dois ovos grandes e com muita reserva de energia.

A variedade de adaptações para a perpetuação das espécies é grande. São adaptações comportamentais, fisiológicas, anatômicas etc.

Animais hermafroditas

Animais hermafroditas são aqueles que têm órgãos de ambos os sexos, portanto são capazes de produzir tanto gametas femininos quanto masculinos. Muitas espécies de invertebrados, principalmente marinhos, são hermafroditas.

Algumas espécies têm os dois sexos ao mesmo tempo, por exemplo, parasitas como a tênia ou solitária e minhocas terrestres. Em outras espécies, o sexo do indivíduo muda de acordo com a época do ano ou de outros fatores.

Cracas são hermafroditas, ora o indivíduo é macho, ora é fêmea, e a proximidade dos indivíduos na colônia facilita a fecundação. Durante a reprodução, o macho reconhece o indivíduo fêmea e despeja os espermatozoides no ovário dele por meio de um órgão extensível, fecundando os óvulos.

Craca macho introduzindo o órgão copulador, que pode chegar a 5 cm, no ovário da craca fêmea vizinha.

blickwinkel/Alamy/FotoArena

Fabio Colombini

Postura de ovos da tartaruga-verde, espécie comum no litoral brasileiro.

O pinguim-de-barbicha faz seu ninho em terrenos rochosos.

Múltiplos Olhares

JAKIEVICIUS, Mônica. Vida no mar. São Paulo: DCL, 2004.

No livro Vida no mar, a autora apresenta ao leitor ambientes marinhos como praias, ilhas, recifes de coral, manguezais, matas de restinga e o próprio mar. O livro também aborda como são e vivem alguns seres vivos que habitam esses ambientes.

reveja

1 | Identifique as imagens que correspondem a espécies de

Reveja

Utilize as atividades dessa seção para avaliar a aprendizagem dos estudantes ou como revisão do conteúdo estudado até aqui.

Você pode também usar as atividades de modo independente e sugerir a eles que as respondam durante a aula que discute o tema referente a elas.

Diversidade de animais e mecanismos reprodutivos CAPÍTULO 4

moluscos.

Os moluscos estão representados nas imagens A, D, E e F.

a) Os ouriços-do-mar não conseguem sobreviver em ambientes mais secos e com grandes variações de temperatura. Logo, não é esperado encontrá-los na região que fica descoberta durante a maré baixa. A exposição à luz solar desidrataria esses animais.

b) Os ouriços-do-mar são abundantes na região que fica abaixo da linha da água na maré baixa, pois essa região fica permanentemente coberta por água. É possível encontrar alguns desses animais um pouco acima da maré baixa, pois os respingos das ondas garantem sua hidratação.

Desenvolvimento dos embriões nos animais

Os temas tratados nesta e na próxima página são mais próximos dos estudantes, pois muitos dos exemplos fazem parte da experiência de muitos jovens. O parto de animais domésticos (cães e gatos ou aves, principalmente) pode ter sido vivenciado por aquele que têm animais de estimação. Pergunte à turma se alguém já viu o nascimento de gatinhos ou cachorrinhos. Se houver, peça-lhe que conte o que viu e sentiu nesse momento.

2. Alguns dos principais fatores abióticos que interferem na vida dos animais do costão rochoso são o choque das ondas, a ação das marés, a temperatura e a umidade (estas últimas na área exposta à luz solar).

Leia o texto e responda às questões 2 e 3. No costão rochoso, vivem muitas espécies que estão sujeitas ao impacto das ondas do mar e à variação da maré, ou seja, ora os animais estão expostos ao sol e à baixa umidade, ora estão cobertos pela água.

2 | Quais são os fatores abióticos que influenciam os animais que vivem na área de arrebentação do costão rochoso?

3 | O ouriço-do-mar é um organismo que não apresenta características adaptativas que o protegem contra a desidratação, mas tem filamentos capazes de fixá-lo fortemente na rocha.

a. Em que região do costão rochoso você não espera encontrar ouriços-do-mar? Por quê?

b. Em que região os ouriços-do-mar devem ser abundantes? Justifique.

Desenvolvimento dos embriões nos animais

Os embriões desenvolvem-se por viviparidade, oviparidade ou ovoviviparidade

No caso dos animais vivíparos (do latim: vivus = vivo + parere = parir), o desenvolvimento do embrião ocorre dentro do corpo da mãe, que fornece os nutrientes necessários para seu crescimento. Esse tipo de desenvolvimento embrionário acontece em quase todos os mamíferos, exceto naqueles que botam ovos (ornitorrinco e equidna).

UNIDADE 2 — Vida e evolução 112

Reprodução

do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Resposta no Manual do Professor.

Onda do mar quebrando no costão rochoso na praia do Costão do Santinho, em Florianópolis (SC), 2019.

A ovoviviparidade (do latim: ovi = ovo + vivus = vivo + parere = parir) é uma adaptação em que os ovos ficam retidos no corpo da mãe e lá se desenvolvem até a eclosão. O embrião utiliza os nutrientes e obtém a energia de que precisa do estoque de alimento que está no ovo. Nesse modo de desenvolvimento embrionário, a fêmea não nutre o embrião. Esse sistema reprodutivo permite que ela proteja os ovos até a eclosão. A ovoviviparidade é comum em alguns grupos de serpentes, tubarões, lagartos, algumas espécies de peixes ósseos, entre outros.

Pergunte aos estudantes: O que pode ser feito para proteger espécies de aves ameaçadas de extinção?

Depois de ouvir as opiniões da turma, exiba o vídeo produzido pela Fundação Parque Zoológico de São Paulo, que está em: https://www. youtube.com/watch?v=WOo7SJ1fleA (acesso: 31 ago. 2022). Ele trata do nascimento de um animal ovíparo, cuja espécie está ameaçada de extinção.

Ao final, peça aos estudantes que discutam o que deve ser feito para evitar a extinção de espécies como a da arara-azul-de-lear.

Os animais ovíparos (do latim: ovi = ovo + parere = parir) depositam os ovos no ambiente ou em ninhos ou buracos no chão, e o embrião desenvolve-se fora do corpo da mãe.

Os ovos de animais ovíparos vertebrados aquáticos, como peixes e anfíbios, têm uma camada fina e permeável que não os protege contra o ressecamento.

Uma adaptação importante para a conquista do ambiente terrestre foi o desenvolvimento de ovos com casca resistente ao ressecamento. Os ovos dos peixes e dos anfíbios precisam de ambiente úmido para que os embriões se desenvolvam; já os ovos dos ovíparos vertebrados terrestres têm casca resistente à perda de água. Graças a adaptações desse tipo é que aves e répteis conseguiram total independência no ambiente aquático para se reproduzirem.

O embrião consegue se desenvolver dentro do ovo porque há uma fonte de nutrientes que garante o crescimento e a formação do filhote até o nascimento. Alguns animais ovíparos têm um comportamento parental de proteção dos ovos; outros, após a postura, não permanecem no local.

113

Diversidade de animais e mecanismos reprodutivos CAPÍTULO 4

Michael & Patricia Fogden/Minden Pictures/Fotoarena

As jararacas e as jiboias são serpentes ovovivíparas. Na imagem, serpente da espécie Bothrops nasutus

Jillian Cain Photography/Shutterstock.com

Cisne chocando os ovos em ninho de fibras vegetais.

Reprodução em animais invertebrados

Para enriquecer a aula sobre a reprodução de invertebrados, mostre outras imagens de animais dos filos representados: cnidário, porífero platelminto, nematelminto, anelídeo e molusco. Sempre que possível, use exemplos de animais que os estudantes conhecem e que são comuns na sua região. Dessa forma, a aula será mais dinâmica e ilustrativa.

Há muitos vídeos e imagens livres sobre esse assunto disponíveis em páginas da internet. Dê preferência aos links de institutos de pesquisa, como Embrapa, institutos federais ou estaduais de pesquisa e extensão, entre outros.

REPRODUÇÃO EM ANIMAIS INVERTEBRADOS

1 | Águas-vivas, corais, hidras e anêmonas são exemplos de animais do mesmo grupo de classificação. Na reprodução sexuada das hidras de água doce, milhões de espermatozoides são liberados na água. O óvulo, que está ligado ao corpo da fêmea, é fecundado e desenvolve um embrião que será liberado na água.

2 | As esponjas são animais que podem se reproduzir de forma assexuada ou sexuada. Para que a reprodução ocorra, há a liberação de óvulos e espermatozoides na água. Após a fecundação, começa a se desenvolver uma larva que se fixará em um substrato – como uma rocha, o esqueleto de um coral ou outro corpo sólido – e originará um novo indivíduo.

3 | As planárias são animais hermafroditas que também se reproduzem sexuadamente. Nesse processo, a reprodução é cruzada com fertilização interna, na qual os dois animais envolvidos têm alguns óvulos fecundados. Há, então, a deposição de ovos que, ao eclodirem, dão origem a pequenos indivíduos. Veja a ilustração a seguir.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

114 UNIDADE 2 — Vida e evolução

Água-viva comum no litoral do Sudeste. Filo: Cnidaria

cm Esponjas marinhas. Filo: Porifera

Planárias. Filo: Platelminto

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

4 | As lombrigas são parasitas de vertebrados e fazem parte do grupo composto de vermes cilíndricos. Em geral, as fêmeas são maiores do que o macho. Esses animais têm fecundação interna com formação de ovos, que são eliminados com as fezes do hospedeiro (incluindo o ser humano). As lombrigas passam por diversos estágios larvais até chegar à fase adulta.

5 | O processo de reprodução das minhocas terrestres é bem específico. As espécies são, em geral, hermafroditas e, durante a cópula, unem-se por meio de uma região produtora de muco chamada clitelo. Ocorre, então, a fecundação cruzada, em que ambos os animais têm óvulos fecundados como resultado da troca de espermatozoides e produzem um casulo cheio de ovos. Após a eclosão dos ovos, o desenvolvimento desses animais é direto.

6 | Os caramujos pertencem ao mesmo grupo de polvos, ostras, lulas e caracóis. Eles têm reprodução sexuada e sexos separados. A fecundação pode ser externa ou interna, e em muitos casos há a formação de uma larva que nada ativamente e fixa-se em um substrato para completar seu desenvolvimento até a fase adulta.

Faça uma pesquisa na internet e selecione imagens das espécies de invertebrados e os ovos que elas produzem. Dê preferência às imagens de vermes, anelídeos e moluscos. A ilustração da aula torna o tema mais interessante, pois estimula a curiosidade dos estudantes.

Diversidade de animais e mecanismos reprodutivos CAPÍTULO 4

Rattiya Thongdumhyu/Shutterstock.com

Lombriga (Ascaris lumbricoides). A fêmea é maior do que o macho. Filo: Nematelminto

Majna/Shutterstock.com

Minhocas durante o processo de fecundação cruzada. Filo: Anellida

Paul Williams/Nature PL/Fotoarena

Ovos-de-rosa do caracol Pomacea canaliculata em caule da planta, Pantanal, Brasil. Filo: Mollusca

Reprodução de insetos, equinodermas e vertebrados

Continue expondo para os estudantes imagens dos grupos de animais representados nas páginas 106 e 107: equinodermas, insetos, anfíbios, répteis, mamíferos e aves. Sempre que possível, use exemplos de animais conhecidos e comuns na sua região. Assim, a aula será mais dinâmica e ilustrativa. Aproveite as imagens para valorizar as características e os comportamentos dos vertebrados, como o tipo de corte, a construção de abrigos, como ninhos e tocas, o tipo de incubação dos ovos, o cuidado à prole etc.

REPRODUÇÃO DE INSETOS, EQUINODERMOS E VERTEBRADOS

Glossário

Pupa ou crisálida: estágio intermediário entre a larva e o adulto no desenvolvimento de insetos que passam por metamorfose.

1 | Insetos, aranhas, caranguejos, lacraias, entre outros, fazem parte do mesmo grupo de animais: os artrópodes. Eles têm sexo separados e fecundação interna. Os ovos produzidos são incubados, e esses animais podem passar por diversos estágios até chegar à fase adulta. No caso das borboletas, e de muitas outras espécies de insetos, as lagartas que eclodem dos ovos precisam passar por uma fase de pupa antes de atingir a fase adulta.

2 | A maioria das espécies de estrelas-do-mar tem sexos separados. Esses animais liberam milhões de gametas na água ao mesmo tempo, e a fecundação ocorre na água do mar, portanto ela é externa. Uma única fêmea é capaz de eliminar cerca de 2,5 milhões de óvulos. Muitas espécies têm uma fase larval, em que precisa se alimentar até conseguir acumular nutrientes suficientes para realizar a metamorfose e atingir a fase adulta.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

116 UNIDADE 2 — Vida e Evolução

Larva e pupa de joaninha.

Borboleta conhecida como oitenta-e-oito da espécie Diaethria eluina. Filo: Arthropoda (Artrópode).

Estrela-do-mar da espécie Oreaster reticulatus. Filo: Equinoderma

Sander Meertins/Alamy/Fotoarena chinahbzyg/Shutterstock.com

3 | Animais como peixes e anfíbios pertencem a outro grande grupo animais: os cordados. Os peixes podem ter fecundação interna ou externa, dependendo dos hábitos e das características de cada espécie.

Na reprodução dos sapos (anfíbio), por exemplo, o macho atrai a fêmea com seu coaxar. Próximo a um ambiente aquático, o macho vai “abraçar” a fêmea, e ambos vão liberar gametas juntos: a fêmea, libera centenas de óvulos, e o macho libera milhões de espermatozoides. A fecundação é externa, e os ovos ficam protegidos por um muco. Ao nascer, o girino, larva de sapos, desenvolve-se na água até atingir o estágio adulto, quando estará pronto para habitar o ambiente terrestre.

4 | A fecundação dos demais cordados (répteis, aves e mamíferos) é interna. Muitas espécies têm comportamento de corte (os machos dançam, cantam ou emitem sons), cujo objetivo é atrair ou deixar a fêmea receptiva para a fecundação. Em espécies que vivem em bandos, os machos disputam entre si a possibilidade de fecundar as fêmeas do grupo. Esse comportamento exige grande gasto de energia e pode deixar os participantes da contenda mais frágeis ou com ferimentos que podem levá-los à morte. A maioria das espécies protege os recém-nascidos até que consigam se alimentar e se proteger de forma independente.

117

Diversidade de animais e mecanismos reprodutivos CAPÍTULO 4

Mario Saccomano/Shutterstock.com

Sapos durante a reprodução. Filo: Chordata (cordado - anfíbio).

Danita Delimont/Shutterstock.com

Fragata macho fazendo a corte para atrair a fêmea. Filo: Chordata (cordado – ave).

David Osborn/Shutterstock.com

Elefantes-marinhos machos em disputa durante o período de acasalamento da espécie. Filo: Chordata (cordado – mamífero).

3,7

Expansão de repertório –Produção de um quadrosíntese

Esta atividade promove a interdisciplinaridade com o componente Língua Portuguesa, pois exige que os estudantes releiam o livro-texto e identifiquem informações relevantes para completar a tabela. Essas informações estão dispersas em várias páginas do livro-texto. Ela pode ser feita individualmente, como tarefa de casa, ou em duplas na sala de aula, sob sua supervisão.

Algumas habilidades da BNCC de Língua Portuguesa estão envolvidas na atividade, por isso realize-a com a colaboração do professor de Língua Portuguesa da turma.

O objetivo é ampliar e qualificar a participação dos estudantes nas práticas de estudo e pesquisa. Dessa forma, estimula-se o desenvolvimento de habilidades e aprendizagens de procedimentos envolvidos na leitura e produção de textos pertencentes a gêneros relacionados ao estudo, à pesquisa e à divulgação científica.

Ajude os estudantes a encontrar as respostas. O quadro preenchido é uma sugestão, já que pesquisas podem gerar respostas mais precisas. Você pode transformar a atividade em revisão do conteúdo do capítulo ou propor uma atividade de pesquisa sobre as características de um animal específico de cada grupo citado. Pode também considerar o resultado da atividade como uma avaliação da aprendizagem da turma.

Produção de um quadro síntese

A interpretação de textos científicos ou de divulgação científica é importante para a compreensão dos aspectos do conhecimento químico, físico e biológico. Nesta atividade, você trabalhará individualmente para completar a tabela a seguir.

Releia o texto do capítulo e copie o quadro no caderno. Complete os espaços livres com as informações solicitadas. Veja o modelo na primeira linha do quadro. Volte ao texto sempre que necessário.

Quadro síntese de temas estudados no capítulo

AnimalFecundação Tipo de desenvolvimento Fase larval Cuidado com a prole Uma característica reprodutiva esponja (porífero) externaindireto sim não Produz grande número de óvulos e espermatozoides.

caramujo de água doce (molusco) interna ou externa indireto para a maior parte das espécies sim não

mariposa (artrópode) interna indireto sim (larva e pupa) não

Os ovos são postos em ramo acima da água, evitando a predação de animais aquáticos.

Os ovos são resistentes ao dessecamento.

estrela-do-mar (equinoderma) externa indireto sim não Produz milhões de gametas.

tubarão (cordado – peixe) interna direto não não

sapo (cordado – anfíbio) externa indireto sim

Poucas espécies de sapos protegem os filhotes.

serpente ovípara (cordado – réptil) interna direto não não

asa-branca (cordado – ave) interna direto não

carneiro (cordado –mamífero) interna direto não

Protegem e alimentam os filhotes até que eles atinjam a independência.

Protegem e alimentam os filhotes até que atinjam a independência.

Os machos têm um órgão que possibilita a cópula.

O macho atrai a fêmea com o coaxar característico de cada espécie.

Os ovos são postos em locais protegidos, no buraco de um cupinzeiro, por exemplo.

A postura dos ovos é feita em ninho, onde eles serão chocados.

Os filhotes mamam até que consigam se alimentar de capim.

Expansão repertório de

DECIFRANDO CIÊNCIAa

A geração espontânea da vida

Glossário

Gaze: tecido fino de algodão com trama aberta usado em curativos.

Putrefação: processo de apodrecimento da matéria orgânica.

Desde os tempos mais antigos, sempre houve especulações sobre a origem da vida. A carne em putrefação gera larvas; pulgas e piolhos eram associados à umidade e à imundície, e parecia que a ação combinada do calor, da água, do ar e da putrefação poderia, espontaneamente, fazer surgir a vida. Mas no século XVII essa crença quase universal foi questionada, e Francisco Redi, médico da corte da Toscana, discutiu o assunto em suas “Experiências sobre a geração de insetos”, em 1668. Com rara intuição, Redi afirmou que as larvas que apareciam na matéria em putrefação eram introduzidas de fora, de alguma forma, e as experiências com tal material levaram-no à conclusão de que larvas e vermes vinham de ovos. Então, ele fez outras experiências, nas quais o material putrefato era coberto com uma gaze muito fina, e viu que os ovos haviam sido postos na gaze. Isso provou, conclusivamente, que as larvas não eram criadas pelo material em putrefação, embora, muito estranhamente, ele considerasse que os bichos podiam aparecer de modo espontâneo em frutos, vegetais e folhas.

RONAM, Colin A. A ciência nos séculos XIX e XX . Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2001. p. 19. (História ilustrada da Ciência, v. 4.)

1 | Sugira uma montagem complementar ao experimento de Redi para testar se o odor era um fator de atração das moscas. No caderno, faça um desenho dessa montagem. Resposta no Manual do Professor.

2 | A teoria da geração espontânea foi aceita pelos naturalistas durante muitos séculos, até “receitas” para a produção de animais foram feitas. O médico belga Van Helmont propôs a seguinte receita para a geração de ratos: Resposta no Manual do Professor.

“Enche-se de trigo e fermento um vaso, fechando-o com uma camisa suja, de preferência de mulher. Um fermento vindo da camisa, modificado pelo odor dos grãos, transformará em ratos o próprio trigo”.

a. Discuta essa receita com os colegas e sugira dois possíveis fatos que não foram considerados por Van Helmont.

b. Há algum motivo científico para considerar a camisa feminina favorecedora do surgimento dos ratos?

As conclusões de Van Helmont não se sustentam cientificamente, pois alguém que reproduzisse os procedimentos descritos em seus “experimentos” poderia encontrar resultados muito diferentes. Além disso, há falta de controles experimentais, e a experiência baseia-se em um juízo de valor devido ao uso de roupas femininas como material preferencial para a

Decifrando a Ciência – A geração espontânea da vida

Para obter mais informações sobre o tema “geração espontânea”, consulte os links (acessos em 10 de maio de 2022):

• http://www.ghtc.usp.br/server/pdf/lacpm-02.pdf

• http://www.invivo.fiocruz.br/cienciaetecnologia/a-vidase-renova/

• http://www.invivo.fiocruz.br/cienciaetecnologia/o-misterio-da-geracao-1-de-gansos-e-arvores/

• http://www.invivo.fiocruz.br/cgi/cgilua.exe/sys/start. htm?infoid=1025&sid=9

Relembre aos estudantes o tema pseudocientífico tratado no primeiro capítulo. A astrologia é uma pseudociência, à medida que faz “previsões” sobre o futuro das pessoas baseando-se na posição relativa dos planetas no Sistema Solar. O estudo dos zodíacos é muito antigo e foi importante para o desenvolvimento do conhecimento sobre os astros. A posição e a órbita dos corpos celestes, porém, não “controlam” o que acontecerá com os seres vivos que estão na superfície da Terra (Competência específica 1 de Ciência Naturais).

A “receita” para a produção de animais, proposta por Van Helmont e outros pesquisadores de sua época, não tem as características de um trabalho científico nos moldes em que é realizado atualmente. Podemos dizer que a interpretação dada por Van Helmont baseia-se em um “pensamento pseudocientífico”.

Respostas

1. Uma montagem de controle para testar se o odor de carne em decomposição atraía as moscas deveria incluir outro frasco com carne, porém, com tampa que vedasse totalmente o sistema, não permitindo a saída de ar. As moscas não são atraídas quando o frasco está totalmente fechado

a) 1. Como a montagem não era fechada, o pesquisador não percebia a chegada dos ratos adultos ao vaso, ele só percebia os filhotes depois de algum tempo. 2. Parece que Van Helmont não considerava o odor do fermento e da camisa suja como elementos que atraem ratos e que o trigo é um alimento para esses animais, que são muito ativos durante a noite.

b) Não há motivos científico para esse fato. Provavelmente, a condição social e de trabalho das mulheres na época fosse tal que a produção de suor e acúmulo de restos orgânico nas roupas era maior do que na roupa masculina.

3. A afirmação I: O período de translação é comprovado e medido de diversas maneiras por meio de critérios rigorosos típicos das Ciências da Natureza. Por outro lado, com a tecnologia atual, há evidências concretas de que o planeta Terra é esférico e não plano, como se pensava há muitos séculos.

2.

119 Diversidade de animais e mecanismos reprodutivos CAPÍTULO 4

Davi Augusto

Representação do experimento de Redi.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Reveja

Utilize as atividades propostas nessa seção para avaliar a aprendizagem dos estudantes ou como uma revisão do conteúdo estudado até o momento.

Você pode também utilizar as atividades de modo independente e sugerir a eles que as respondam durante a aula sobre o tema referente a elas.

Respostas

2. A reprodução sexuada ocorre com a união de um gameta feminino e um gameta masculino. Na reprodução assexuada, não há participação de gametas. Os animais que se reproduzem de forma sexuada gastam mais energia, pois precisam produzir células especiais (gameta) e, muitas vezes, encontrar um parceiro para a reprodução.

3. Reprodução sexuada, pois a união de metade da carga genética de cada genitor (gameta masculino e o feminino) possibilita a formação de novos arranjos do patrimônio genético da população. Isso significa que a chance de formação de filhotes com carga genética idêntica a dos genitores é muito pequena, enquanto na reprodução assexuada o descendente formado é geneticamente idêntico ao genitor.

4. a) A massa de ovos pequenos e envoltos em substância gelatinosa deve estar na água, pois essa camada não protege os ovos do ressecamento. É possível que, desses ovos pequenos, nasçam larvas. O grande número de ovos garante que alguns filhotes sobrevivam até a idade adulta. Os ovos podem ser de peixe ou de anfíbio.

b) Os poucos ovos grandes e com casca resistente estão em área seca, pois a casca deve evitar o ressecamento, e o material nutritivo do ovo possibilita o nascimento de um animal juvenil que poderá ser protegido pelos genitores. O animal adulto próximo aos ovos indica uma possível proteção do “ninho”. Os ovos devem ser de uma ave ou um réptil.

Sugestão de atividade

O esquema a seguir ilustra as relações evolutivas entre os animais, de acordo com as informações de que dispomos hoje. Os animais que surgiram no planeta há mais tempo estão mais abaixo no esquema, e os mais recentes, mais no topo. O parentesco evolutivo está representado pelas ramificações.

produção de ratos. Conclusões pretensamente “científicas”, baseadas em crenças e sem validação pela comunidade científica atual podem ser chamadas de pseudocientíficas.

3 | Qual das afirmações abaixo é um exemplo de pseudociência?

Resposta no Manual do Professor.

I. O planeta Terra é plano (terraplanismo), pois é assim que eu o vejo quando olho o horizonte.

II. A Terra gira ao redor do Sol em órbita definida e demora aproximadamente 365 dias e 6 horas para dar uma volta completa (movimento de translação).

REvEjA

A teoria da geração espontânea foi aceita durante muitos séculos por pensadores, naturalistas e filósofos, como Thales, Platão, Aristóteles, Galileu, Bacon, Descartes, Newton e muitos outros. Isso não significa que o processo de reprodução não era estudado. Na verdade, a reprodução era reconhecida como um modo de produção de descendentes. Os pensadores da Grécia Antiga descreveram em detalhes o processo reprodutivo de animais vivíparos e ovíparos, relacionando a cópula e a eliminação de sêmen pelo macho com as etapas do processo reprodutivo de animais.

1 | Um estudante afirmou que “somente as fêmeas dos mamíferos desenvolvem os embriões dentro do seu corpo, de modo que os filhotes nascem formados e semelhantes aos adultos”. Uma colega discordou dessa afirmação e deu exemplos de espécies cujos filhotes nascem prontos e sem fase larval.

a. Cite três exemplos de animais não mamíferos cujos filhotes nascem formados do corpo da fêmea.

Entre as espécies de diversos grupos não mamíferos estão as serpentes, os lagartos e os tubarões.

b. Como é chamado esse tipo de desenvolvimento embrionário?

Ovoviviparidade, quando os ovos desenvolvem-se dentro do corpo da fêmea e nascem formados.

2 | Explique a diferença entre reprodução sexuada e assexuada. Em qual delas o animal gasta mais energia? Resposta no Manual do Professor.

3 | Qual dos tipos de reprodução favorece o aumento da variabilidade genética da população? Justifique. Resposta no Manual do Professor.

4 | Visitando uma Área de Proteção Ambiental (APA), um grupo de estudantes observou dois tipos de ovo. A seguir, as características observadas. Respostas no Manual do Professor.

a. Muitos ovos pequenos, unidos entre si por uma substância gelatinosa e presos em pequenos ramos do ambiente. Os genitores não foram vistos nas proximidades da massa de ovos.

b. Poucos ovos grandes com uma casca resistente, que estão postos em meio a folhagens secas. Eles perceberam que um animal adulto estava por perto e concluíram que era um dos genitores.

Considerando essas características, o que se pode concluir a respeito da postura desses ovos e dos grupos de animais aos quais pertencem?

UNIDADE 2 — Vida e evolução 120

Reprodução

Analise o esquema e responda às questões de 1 a 3 no caderno.

2. Evolutivamente, os anelídeos são mais próximos dos moluscos ou dos nematódeos?

Os anelídeos são, evolutivamente, mais próximos dos moluscos.

3. Os moluscos, anelídeos e artrópodes têm um ancestral comum? Justifique.

1. Qual desses filos de invertebrados é o mais antigo?

O filo mais antigo é o das esponjas (porifera), pois ele está no ponto mais baixo do esquema e apresenta pouca diferenciação de tecidos.

Sim. Os moluscos, os anelídeos e os artrópodes têm um ancestral comum, pois são ramificações do mesmo tronco (ponto 5).

do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Quando a corte ocorre por vários dias, os machos gastam muita energia e ficam fragilizados. Em casos de disputas físicas, como as que ocorrem em várias espécies de mamíferos, os machos gastam mais energia e podem se ferir gravemente.

5 | O comportamento de corte, que acontece principalmente em espécies de aves e mamíferos, oferece ao “escolhido” a chance de se reproduzir. Quais são os pontos negativos quando a corte ocorre por vários dias ou os machos brigam entre si?

Ciênciasação em

Beber água do mar mata a sede?

É comum as pessoas estranharem como alguém que se perde no mar pode morrer de sede. Afinal, o náufrago está em um ambiente com muita água.

Reúnam-se em grupos e proponham uma resposta para as seguintes questões: Por que não devemos tomar água do mar? O que deve acontecer com nossas células se ingerirmos água do mar para matar a sede?

Para entender o efeito da água do mar nas células, vamos simular uma situação em que uma pessoa bebe água do mar. Para realizar o experimento, utilizaremos como modelo um tecido vegetal – um pedaço de pepino – que representará as células de um ser vivo não adaptado à vida no ambiente marinho.

Material por grupo:

• 2 pedaços de pepino cru sem casca de 7 cm × 1 cm × 1 cm

• 7 g de sal de cozinha (2 colheres de chá cheias)

Procedimento

• 2 copos

• água

• pires

A. Coloque 200 mL de água em cada um dos copos e acrescente a um deles os 7 g de sal de cozinha. Observação: as quantidades de água e sal devem ser seguidas para que a água salgada tenha concentração semelhante à água do mar.

Esquema do corte do pedaço do pepino.

B. Mergulhe totalmente um pedaço de pepino em cada um dos copos e aguarde um dia.

C. No dia seguinte, retire os pedaços de pepino dos copos, coloque-os em um pires e analise-os.

1 | O que aconteceu com os pedaços de pepino depois de ficarem um dia mergulhados nos copos com água doce e com água salgada?

O pepino mergulhado na água doce continuou com a mesma consistência e o tamanho original, já o pepino que ficou na água salgada diminuiu de tamanho (cerca de 1 cm) e está murcho (desidratado).

2 | O que aconteceria se um organismo aquático que vive na água doce fosse colocado no mar? A alta concentração de sal da água do mar desidrataria as células desse ser vivo, levando-o à morte.

3 | Relacione o experimento com o náufrago que se desidrata ao beber água do mar. A água do mar não é apropriada para o consumo humano, e sua ingestão pode causar problemas graves à saúde. A quantidade de sais dissolvidos nela é muitas vezes maior do que a quantidade de sais dissolvidos na água doce.

Assim como aconteceu com o pepino, a água do mar desidrata as células do corpo humano, podendo levá-las à morte.

Ciências em ação

Beber água do mar mata a sede?

Estimule os estudantes a responder às questões propostas no início da atividade com base no conhecimento que já têm.

Durante a discussão, diga que a resposta dada à questão-título da seção é uma hipótese que, provavelmente, será testada no decorrer da atividade.

Converse com os estudantes sobre as hipóteses apresentadas antes de preparar o experimento.

Na atividade, trabalhamos o processo de osmose. Esse conceito costuma ser estudado no Ensino Médio, porém, você pode explicar a eles o que aconteceu com as células do pepino que estavam no copo com água salgada sem utilizar o termo “osmose”. Leia o texto a seguir.

“Osmose

Nos seres vivos, existem membranas de vários tipos que mantêm mistura e soluções organizadas e separadas. Algumas substâncias devem ser capazes de passar através da membrana de modo que os nutrientes e os produtos do metabolismo possam ser distribuídos corretamente. Em outras palavras, essas membranas devem apresentar uma permeabilidade seletiva. Elas devem impedir a passagem de certas substâncias enquanto permitem a passagem de outras. Diz-se que tais membranas são semipermeáveis.

[...]

Quando uma membrana semipermeável permite a passagem apenas de moléculas de solvente, esse movimento é denominado osmose [...]

121

Quando a osmose ocorre, existe um fluxo de solvente através da membrana da solução mais diluída (ou do solvente puro) para a solução mais concentrada. Isso ocorre porque há uma tendência a se igualarem as concentrações das duas soluções em contato por meio da membrana.”

JESPERSEN, Neil D.; HYSLOP, Alison; BRADY, James E. Química: a natureza molecular da matéria. 7. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos editora (LTC), 2017. v. 1. p. 603.

Diversidade de animais e mecanismos reprodutivos CAPÍTULO 4

Dotta2

Neste capítulo

Objetos do conhecimento:

• Sexualidade

Habilidade: EF08CI08

Temas para o desenvolvimento do capítulo

• Tipos de hormônio, produção e ação no corpo humano

• Hormônios sexuais masculinos e femininos

• Diabetes

• Puberdade

• Integração dos sistemas nervoso e endócrino

Capítulo 5 –Transformações na puberdade

Neste capítulo, vamos conhecer o corpo do ponto de vista hormonal. Serão tratados temas que ajudam a entender como funciona o corpo humano: um organismo integrado e controlado pelos sistemas nervoso e endócrino.

Iremos abordar o que são hormônios, quais são os hormônios antagônicos que controlam a taxa de glicose no sangue, como atuam os hormônios sexuais na puberdade, o que são características sexuais secundárias, entre outros assuntos de interesse.

Nesta fase do aprendizado, os estudantes estão em processo de transformação física, psicológica e social: é a puberdade indicando a transição da infância para a fase adulta. As características sexuais secundárias estão em processo de desenvolvimento e o nível de curiosidade dos estudantes em relação ao corpo humano está no auge. Aprender nas aulas de Ciências como funciona o metabolismo na puberdade é fundamental para o autoconhecimento, o que pode contribuir para o desenvolvimento da autoestima

As transformações físicas, comportamentais e emocionais que acontecem na criança durante a passagem da infância para a adolescência afligem a ela e também aos adultos do convívio.

TRANSFORMAÇÕES NA PUBERDADE 5

CAPÍTULO

Quando nos assustamos, o corpo entende que estamos em uma situação de perigo, o que desencadeia uma série de reações.

INÍCIO DE CONVERSA

Analise a imagem a seguir e responda às questões.

2. Resposta pessoal. As possíveis respostas são: aceleração dos batimentos cardíacos, sudorese, arrepio, aumento da frequência respiratória, entre outros.

1 | Qual é a intenção do personagem que está com o saco de papel na mão?

2 | Descreva as sensações de seu corpo quando você leva um susto.

Hormônios e o funcionamento do corpo humano

O sistema endócrino

Glossário

Secretar: ação de expelir, eliminar para o exterior das células as substâncias produzidas no interior delas. As glândulas são órgãos secretores.

O corpo humano é um sistema complexo. Você já imaginou como é feito o controle de mais de 100 trilhões de células e dos órgãos que compõem o corpo? Nosso organismo conta com um sistema de controle formado pelos sistemas nervoso e endócrino. O sistema nervoso, entre outras funções, controla a comunicação entre órgãos, já o sistema endócrino auxilia-o nessa comunicação produzindo e liberando hormônios. Os hormônios são mensageiros químicos produzidos e secretados por células de determinados órgãos do corpo. Eles são transportados pelo sangue e agem nas células que têm receptores específicos para eles, são as células-alvo

UNIDADE 2 — Vida e Evolução 122

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Início de conversa

Auxilie os estudantes a interpretar a imagem de abertura do capítulo. O que irá provocar o susto? Por que, na opinião deles,a moça ficou assustada?

Conduza uma discussão e comente que as pessoas podem ser influenciadas pelo meio em que vivem. No caso da imagem, a pessoa que se assusta pode lembrar-se de alguma experiência na qual um barulho alto e repentino provocou uma sequência de fatos ruins, como uma buzina que antecede um acidente de trânsito.

O corpo reage numa ação integrada: o sistema nervoso identifica o estímulo (o som do saco de papel estourando) e, como resposta, desencadeia a produção de adrenalina, que acelera os batimentos cardíacos, arregala os olhos e disponibiliza mais energia para os músculos, mecanismo de proteção contra um perigo, que, nesse caso, nem sequer existe.

O personagem deseja dar um susto na menina.

As glândulas produtoras de hormônios estão em várias partes do corpo. A ilustração a seguir mostra a posição das glândulas produtoras de hormônios no organismo humano. Neste capítulo, vamos estudar algumas dessas glândulas e hormônios, com destaque para aqueles que regulam o desenvolvimento e o funcionamento do sistema reprodutivo.

hipotálamo hipófise

Hormônios são substâncias que atuam em órgãos específicos. Na figura apresentada, célula-alvo refere-se às células que estão no órgão de ação específica do hormônio e que sofrem a influência deste hormônio.

tireoide timo

adrenal pâncreas testículo ovário

O sistema nervoso e o sistema endócrino agem de maneira complementar, isto é, não há conflito entre os dois.

Todas as células que têm seu funcionamento alterado quando o hormônio está presente são chamadas de células-alvo.

As glândulas endócrinas são os órgãos responsáveis pela produção de grande parte dos hormônios e atuam mais lentamente se comparadas com o estímulo nervoso. Às vezes, o tempo entre a liberação do hormônio e a ação dele é de minutos ou até mesmo horas.

Analise o esquema a seguir. Nele, o hormônio produzido é a insulina.

célula-alvo do fígado

João Peterson

célula produtora de insulina

receptor de insulina insulina vaso sanguíneo receptor de insulina

O sistema endócrino

Existem três tipos básicos de hormônios, cuja classificação depende da sua composição química. O primeiro (o grupo mais numeroso) consiste nos hormônios formados por proteínas. O segundo corresponde aos derivados de aminoácidos, isto é, hormônios que possuem a estrutura básica de um aminoácido ligada a algum complemento químico. Já o terceiro, os esteroides, consiste em sua maioria de derivados do colesterol.

A classificação dos hormônios segundo a sua composição química é um tema complexo para o quarto ciclo do Ensino Fundamental. Os hormônios glicoproteicos (como folículo-estimulante e luteinizante) foram incluídos no grupo dos proteicos. As glicoproteínas correspondem a uma proteína ligada a um carboidrato. A membrana celular possui grande quantidade de glicoproteínas na sua estrutura.

célula-alvo do fígado

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Esquema do transporte da insulina produzida no pâncreas até as células-alvo do fígado.

Explore a imagem (Representação da localização das principais glândulas produtoras de hormônios do corpo humano), explicando para os estudantes que que existem glândulas em várias regiões do corpo. Pergunte se já conhecem algumas e o que sabem sobre elas. Mostre a eles outras figuras, caso você considere apropriado. Enfatize que as glândulas sexuais são diferentes em homens e mulheres. Nas mulheres são os ovários e nos homens são os testículos. Destaque que o pâncreas, além de secretar hormônios (e por isso faz parte desta imagem), também é um órgão do sistema digestório.

As glândulas endócrinas desempenham um papel fundamental no controle e na comunicação entre os órgãos. Explique para os estudantes a diferença de atuação entre o controle desempenhado pelo sistema nervoso e o exercido pelas glândulas endócrinas. Neste capítulo, apontamos essas diferenças e contamos um pouco da descoberta dos hormônios e de seu funcionamento. A história da ciência é um momento importante do capítulo para que os alunos compreendam como a ciência e tecnologia se desenvolvem e produzem conhecimento.

123

Transformações na puberdade CAPÍTULO 5

Representação da localização das principais glândulas produtoras de hormônios do corpo humano.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Múltiplos olhares – O colesterol

A composição química do colesterol não foi apresentada aos estudantes, uma vez que ela só é compreensível para quem domina os conceitos básicos da Química.

Ressalte com os estudantes que os vegetais são incapazes de produzir colesterol, os óleos extraídos deles também não o possuem. Essa é uma informação importante, pois auxilia a formar um cidadão que propagandas sobre alimentos com ou sem colesterol.

Sugestões de atividades

O colesterol é uma substância bastante conhecida da população, uma vez que o aumento desse composto no sangue pode provocar entupimento de artérias, principalmente as coronarianas, podendo causar enfarto do miocárdio.

Muitas pessoas fazem controle das porções de colesterol (LDL e HDL), por isso fazem exames de sangue periódicos. Aproveite o tema e proponha aos alunos uma pesquisa sobre o colesterol:

Pesquise e responda:

1. Quais são os tipos de substância que transportam o colesterol e o que eles fazem?

O LDL, que é uma substância que se deposita nas artérias e pode causar problemas cardiovasculares; e o HDL, que é outro tipo de substância, cuja função é transportar o colesterol das células para o fígado, onde ele é eliminado.

2. Quais são os fatores que devem ser levados em consideração na avaliação dos riscos de doenças cardíacas, no caso de pessoas com elevados níveis de colesterol?

Idade, sedentarismo, presença de outras doenças, hipertensão e tabagismo.

Os hormônios têm ações específicas. O infográfico apresenta um resumo da atuação dos principais hormônios no organismo, indicando o local onde são produzidos.

O hormônio circula pelo sangue até encontrar as células-alvo, que têm receptores capazes de se ligar a ele. Somente após a união com o receptor da célula-alvo é que o hormônio passa a agir.

Múltiplos Olhares

O colesterol

O colesterol, um composto químico abundante nas células animais, participa de importantes processos químicos, como a produção de vitamina D e de hormônios sexuais, entre outros. No entanto, se ingerido de forma excessiva, ele aumenta o risco de doenças cardiovasculares. Para conhecer melhor os efeitos dessa substância no corpo, veja as imagens a seguir e assista ao vídeo disponível no link : https://www.youtube.com/watch?v=FianuGSmcGA (acesso em: 2 jul. 2022).

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Representação do interior de uma artéria saudável, em que se observam os glóbulos vermelhos e o colesterol em níveis normais circulando.

Representação de uma artéria com aterosclerose, que é o endurecimento das paredes dos vasos causado pela deposição de gordura.

Os órgãos produtores de hormônio no corpo humano e suas principais funções

O hipotálamo, glândula localizada na base do cérebro, acima da hipófise, é formado por tecido nervoso. Além das funções típicas do sistema nervoso, o hipotálamo produz hormônios que agem no controle do funcionamento da hipófise.

O timo, órgão localizado entre os pulmões, é muito desenvolvido nas crianças, particularmente até a adolescência. Depois dessa fase, ele começa a se reduzir. Os hormônios produzidos pelo timo promovem o desenvolvimento de um dos tipos de células de defesa do nosso corpo – o linfócito T.

Fonte: GUYTON, A. C.; HALL, J. E. Tratado de fisiologia médica. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1997. p. 664.

Vips_s/Shutterstock.com

Vips_s/Shutterstock.com

Representação da localização do hipotálamo e da hipófise.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

A tireoide, órgão localizado no início da traqueia, produz hormônios que regulam o nível de metabolismo do corpo humano e, como os hormônios produzidos na hipófise e no pâncreas, estimula o desenvolvimento do corpo nos primeiros anos de vida, entre outras funções.

As glândulas adrenais (ou suprarrenais) situam-se sobre os rins e produzem a adrenalina, hormônio importante para a preparação do corpo diante de situações adversas. As adrenais também produzem uma pequena quantidade de hormônio sexual masculino (testosterona) quando comparada à quantidade produzida pelos testículos. Na mulher, a testosterona produzida nas adrenais é suficiente para estimular a libido e o aparecimento de pelos axilares e pubianos.

O pâncreas, além de participar do processo digestivo, produz dois hormônios relacionados ao metabolismo de glicose: a insulina e o glucagon.

A questão anatômica é de grande importância nessa etapa da escolarização, não tanto pela memorização das estruturas, mas sim pelo conhecimento que os estudantes terão sobre seus corpos. O estudo do sistema endócrino promove a ideia de que o corpo tem um funcionamento dinâmico e interligado. Essas ilustrações podem ser utilizadas nesse sentido, uma vez que há estruturas ligadas a outros sistemas. Por exemplo, o sistema reprodutor tem como órgãos os testículos e ovários; o sistema nervoso, o hipotálamo; e o sistema digestório, o pâncreas. Na perspectiva integradora que se quer desenvolver, o sistema endócrino figura como um sistema que interliga e comunica todos os outros sistemas.

Sugestão de sites:

• BATE-PAPO Alimentação Infantil – Endocrinologista Pediátrica. Cotidiano na TV. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=F1zX2T8xb4A (acesso em: 8 set.2022).

• ALBINO, Claudio. Hormônios e colesterol. Programa FlashMaringá. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=0QeuNwvD1f8 (acesso em: 8 set.2022).

Testículos e ovários são glândulas que produzem os hormônios responsáveis pelo desenvolvimento das características sexuais.

Infográfico – Os órgãos produtores de hormônios no corpo humano e suas principais funções

O infográfico possui muitas informações. Auxilie os estudantes a compreendê-lo utilizando a estratégia de ler o nome do hormônio e destacar o local de produção. Não há necessidade de exigir que eles decorem essas informações, mas é interessante exercitar o raciocínio lógico ao ler o infográfico. Por exemplo, você pode sugerir que eles reflitam sobre as possíveis consequências caso haja a supressão de uma das glândulas produtoras de hormônios.

Auxilie os estudantes a compreender, por meio das ilustrações, a localização dos principais órgãos responsáveis pela secreção de hormônios no corpo humano. Se julgar necessário, retome a representação completa da localização das principais glândulas produtoras de hormônios na página anterior.

• HORMÔNIOS. Novo Telecurso. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=ilFqMFH-ZRY (acesso em: 8 set.2022).

Representação da localização do timo e da tireoide.

Vecton/Shutterstock.com

Vecton/Shutterstock.com

Representação da localização das glândulas adrenais.

Vecton/Shutterstock.com

Representação da localização dos ovários e dos testículos.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Expansão de repertório – O bócio endêmico no Brasil

O bócio é uma doença bem controlada no Brasil em função da adição de iodo no sal de cozinha. Você pode lembrar os estudantes de que há outros alimentos que também apresentam elementos importantes para a saúde humana adicionados em sua composição.

Por exemplo, a Resolução no 344, de 13 de dezembro de 2002, da Anvisa, obriga os fabricantes de farinhas de trigo e de milho a adicionar ácido fólico e ferro para reduzir os índices de anemia ferropriva.

Essa é uma medida importante, pois ambas as farinhas são consumidas em larga escala pela população brasileira.

Destaque para os estudantes que as políticas públicas sobre saúde procuram manter a saúde coletiva, ou seja, de toda a população. Medidas como as citadas garantem gastos públicos menores com doenças que podem ser evitadas.

Sugestão de site: ABC.MED.BR. Bócio: o que é isso? Disponível em: https://www.abc.med.br/p/tireoide/316990/bocio+o+que+e+isso. htm (acesso em: 3 set. 2022).

Diabetes e hormônios

O diabetes é uma doença sistêmica, pois afeta órgãos de diferentes sistemas. Como o número de casos no Brasil tem aumentado, principalmente por conta de maus hábitos alimentares e sedentarismo, o diabetes deve ser tratado nas aulas de Ciências.

Inicie a conversa com os estudantes perguntando se sabem o que é diabetes e se conhecem alguém que tenha a doença. Por ser uma doença muito comum entre os brasileiros, este será um momento no qual eles poderão relatar experiências cotidianas e o conteúdo científico será importante para que eles compreendam esses fatos. É possível uma discussão sobre os hábitos das pessoas com relação aos alimentos e exercícios físicos. Discuta a foto dos alimentos, ressaltando que quando não há uma doença preexistente, não há problema em comer alimentos gordurosos, mas deve-se controlar a quantidade consumida diariamente.

Expansão repertório de

O bócio endêmico no Brasil

O bócio é uma doença endêmica causada pela falta de iodo na alimentação. Ela é caracterizada pelo aumento da glândula tireoide, localizada na região do pescoço.

O iodo é um elemento importante para a produção dos hormônios da tireoide: a tiroxina e a tri-iodotironina. Esses hormônios são essenciais, pois atuam no crescimento físico e neurológico e na manutenção do metabolismo basal do nosso corpo.

Você sabia que desde 1974 o governo brasileiro obriga as indústrias salineiras a iodar (inserir iodo) em todo sal destinado ao consumo humano e de outros animais? O Programa de Combate aos Distúrbios por Deficiência de Iodo no Brasil é uma das ações mais bem-sucedidas no combate ao bócio endêmico, não só por iodar o sal de cozinha, mas por manter a fiscalização constante desse processo nas empresas produtoras de sal.

Glossário

Taxa de metabolismo basal: quantidade mínima de energia necessária para manter as funções vitais do organismo em repouso.

O iodo está no solo em que são plantados os alimentos destinados ao consumo. Se o solo é pobre nesse componente, os alimentos ali produzidos também conterão baixas quantidades de iodo.

Então, ingerir bastante sal faz bem? Não! O consumo de sal deve ser moderado. O excesso de sal é muito prejudicial à saúde e pode trazer problemas como a hipertensão arterial. De acordo com o Ministério da Saúde, o consumo diário de sal recomendado é de 5 g. 1 | Qual é a principal vantagem de iodar o sal de cozinha? E a principal desvantagem do consumo de sal?

A vantagem de iodar o sal é evitar o bócio endêmico. A desvantagem do consumo de sal é que, em excesso, pode ser prejudicial à saúde.

Diabetes e hormônios

O diabetes é uma doença muito comum na população brasileira. Você já ouviu falar dela? Conhece alguém diabético? Há mais de um tipo de diabetes. O diabetes tipo 1 é uma doença causada pela dificuldade de o corpo controlar as taxas de glicose (açúcar) no sangue, ou seja, o organismo do paciente não consegue baixar, de maneira apropriada, a concentração de glicose no sangue após as refeições. Esse tipo de diabetes também é conhecido como diabetes infantojuvenil e é provocado pela insuficiência de insulina. O diagnóstico pode ser feito por meio de um exame de sangue.

Para saber mais sobre o assunto acesse o link https://www.youtube.com/watch?v=BvxoKdEq8Vw (acesso em: 12/05/2022), no qual, o dr. Drauzio Varella explica o funcionamento da insulina e as causas do diabetes.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Paciente com bócio endêmico.

Karan Bunjean/Shutterstock.com

Ground Picture/Shutterstock.com

Hábitos alimentares ruins e sedentarismo são riscos para a saúde.

Quem tem esse distúrbio precisa tomar doses diárias controladas de insulina a fim de manter os níveis normais de glicose no sangue – entre 90 mg/dL e 100 mg/dL (miligrama por decilitro).

Além do diabetes tipo 1, existe o diabetes tipo 2, que não está relacionado à produção de insulina e corresponde a aproximadamente 90% dos casos de diabetes. Esse tipo ocorre, em geral, em pessoas com mais de 40 anos, muitas vezes em razão dos maus hábitos alimentares, do estresse e do sedentarismo.

O indivíduo que tem diabetes tipo 2 produz insulina, muitas vezes, em quantidades satisfatórias, mas ele tem alguns agravantes, como a obesidade e o sedentarismo, que interferem na ação desse hormônio, o que causa a hiperglicemia. Como é um tipo de diabetes sem sintomas muito evidentes, seu diagnóstico pode ser demorado. Em muitos casos, a doença pode levar a uma série de complicações cerebrais e cardíacas. No diabetes gestacional, a hiperglicemia ocorre durante a gravidez. Geralmente, a glicose presente no sangue normaliza-se após o parto. No entanto, mulheres que têm ou tiveram diabetes gestacional correm mais risco de desenvolver o diabetes tipo 2 mais tarde, e isso também ocorre com os filhos.

História da CiênCia

Como foi a descoberta da insulina? No fim do século XIX, em 1889, dois cientistas alemães, Joseph von Mering e Oskar Minkowski, pesquisavam as funções digestivas do pâncreas de um cachorro. Para isso, retiraram o pâncreas do animal para ver o que acontecia. O tratador do cão informou que muitas moscas e formigas eram atraídas pela urina daquele animal.

Ao examinarem a urina do cão, encontraram alta taxa de glicose. Notaram, também, que os sintomas que o animal apresentava, em razão da falta do pâncreas, eram semelhantes aos do diabetes melito – uma doença humana grave que já era conhecida. Assim, concluíram que o pâncreas, além das funções digestivas, devia ter papel efetivo no metabolismo de glicose.

Na época, eles não conseguiram descobrir que substância estava envolvida na digestão da glicose.

Como foi provado que o pâncreas tinha alguma relação com o diabetes?

História da Ciência – A descoberta da insulina

Glossário

Hiperglicemia: excesso de glicose no sangue.

No fim do século XIX, na Alemanha, enquanto o estudante de Medicina Paul Langerhans estudava lâminas com cortes de tecidos pancreáticos ao microscópio, ele verificou uma profusão de grupos de células pancreáticas circundadas por vasos sanguíneos. Esses agrupamentos, que mais tarde receberam o nome de ilhotas de Langerhans (atualmente ilhotas pancreáticas), são os locais de produção da insulina (do latim, insula = ilha) e do glucagon.

A história da ciência é uma boa oportunidade para os estudantes compreenderem que a produção do conhecimento científico é gradativa. Dessa forma, eles ampliam seu olhar sobre o mundo e percebem que o conhecimento científico é produzido coletivamente e com a interação entre diversos grupos de pesquisadores.

Em 1921, os cientistas canadenses Frederick Banting e Charles Best descobriram que, se fosse extraído o pequeno tubo que liga o pâncreas ao intestino delgado, as células pancreáticas produtoras de enzimas digestivas degeneravam, enquanto as células produtoras do fator desconhecido nada sofriam.

127

Transformações na puberdade CAPÍTULO 5

a desCoberta da insulina

Pictorial Press Ltd/Alamy/Fotoarena

Charles Best (1899-1978), à esquerda, e Frederick Banting (1891-1941), à direita, em 1921, na Faculdade de Medicina da Universidade de Toronto, Canadá, com um dos primeiros cães diabéticos cuja a vida foi salva pela insulina.

Resposta:

1. Como o metabolismo dos outros mamíferos é semelhante ao nosso, os testes realizados neles auxiliam no desenvolvimento de medicamentos mais seguros e eficientes para o ser humano. No entanto, é importante destacar que os testes em animais devem ser analisados por Comissões de Ética, que avaliam a real necessidade deles. Quando possível, o uso de animais é vetado. Em alguns casos, é possível substituir os testes em animais por simulações computadorizadas ou tecidos orgânicos produzidos em laboratório.

A adrenalina

A adrenalina é um hormônio produzido pelas glândulas suprarrenais, que prepara o organismo para realizar atividades ou esforços físicos. A adrenalina, (ou epinefrina) é um hormônio e um neurotransmissor, pois também atua no sistema nervoso simpático. Para saber mais sobre os efeitos da adrenalina, acesse o site https://www.infoescola.com/ hormonios/adrenalina (acesso em: 3 set. 2022). Os efeitos da adrenalina sobre o sistema cardiovascular são considerados os mais importantes, pois mantêm a frequência cardíaca e a pressão arterial adequada, tanto em repouso como em condições de estresse. Reprodução

Banting trabalhava com Macleod, outro pesquisador da universidade, e Charles Best era assistente no laboratório de Banting. Os trabalhos desenvolvidos renderam a Banting e a Macleod o Prêmio Nobel de Fisiologia em 1923. Banting dividiu seu prêmio com Best, apesar de esse último não figurar como ganhador.

Ao observarem o pâncreas ao microscópio, eles perceberam dois tipos de célula que ficavam agrupados como se fossem ilhas. Por causa de sua aparência, esses conjuntos de células foram chamados de ilhotas pancreáticas, e uma das substâncias que essas células produzem recebeu o nome de insulina (do latim: insula = ilha).

pâncreas células produtoras de insulina

ducto

ductos

células produtoras de enzimas digestivas ilhota pancreática

Esse é um exemplo de que o conhecimento científico é produzido por meio da colaboração de muitas pessoas ao longo do tempo. As pesquisas a respeito de metabolismo são realizadas em mamíferos e, depois, em voluntários humanos.

1 | Faça uma pesquisa e responda: Qual é a importância de fazer testes em outros animais antes de oferecer um medicamento ao ser humano? Que direitos dos animais esses testes podem infringir? Orientações no Manual do Professor.

A adrenalina

Quando o organismo está sob estresse, uma liberação extra de adrenalina é lançada no sangue, preparando o corpo para algum enfrentamento ou para uma fuga (resposta de “luta ou fuga”). Nessa condição, ocorre o aumento dos batimentos cardíacos e da pressão arterial, a aceleração dos movimentos respiratórios (melhorando o suprimento de gás oxigênio para as células), a elevação do fluxo sanguíneo para o coração e o aumento da eficiência das contrações musculares (mais força muscular).

Todas essas reações ajudam a mobilizar recursos do organismo para uma emergência.

UNIDADE 2 — Vida e Evolução 128

reduzido.

do livro do Estudante em tamanho

Representação das células pancreáticas.

João Peterson

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

O doping e seus riscos

Certos hormônios, como os esteroides e a testosterona, apesar de proibidos, são utilizados para melhorar o desempenho de atletas, (conhecido por doping ) pois suprimem temporariamente a fadiga e aumentam o rendimento.

No entanto, o uso regular dessas substâncias pode provocar sérios problemas à saúde, como danos ao fígado e aos rins, incluindo câncer. Além disso, pode levar à dependência, agravando o problema do usuário.

Desde 1968, o Comitê Olímpico Internacional (COI) determinou que os competidores das olimpíadas devem fazer testes clínicos para detectar o doping. Se o doping for detectado, a entidade organizadora do torneio punirá o atleta, que pode ser excluído definitivamente de qualquer competição da modalidade esportiva que pratica.

As competições esportivas devem valorizar a ética e a competitividade, e o doping não condiz com essas condutas.

Fórum – O doping e seus riscos

O doping é um assunto muito discutido em épocas de competições esportivas. Com o objetivo de tornar as competições mais justas e que os atletas disputem em igualdade de condições, os comitês esportivos realizam exames, conhecidos como antidoping. Questione os estudantes se eles já ouviram algum caso e qual foi a consequência de um doping Além de aspectos morais e éticos, o uso de substâncias para melhorar o desempenho esportivo pode causar sérios problemas de saúde e até levar à morte.

O tema proposto pode ajudar os estudantes a apreciar e cuidar de si, do seu corpo e bem-estar, compreendendo que o conhecimento científico é essencial para esse cuidado.

Resposta:

Para melhorar o desempenho, alguns atletas utilizam substâncias ilegais que oferecem riscos à saúde.

Reúna-se com os colegas e respondam às questões a seguir.

Glossário

1. Os estudantes podem responder que um dos principais problemas é o prejuízo à saúde. Outro problema é que não é justa uma competição na qual um atleta tem vantagens sobre os outros não por suas características físicas ou por treinar mais, e sim por usar substâncias artificiais.

Resposta no Manual do Professor.

1 | Que problemas estão relacionados ao uso de drogas pelo atleta para melhorar seu desempenho?

2 | Suponham que o técnico de atletismo descubra que o atleta que ele treina está usando drogas anabolizantes urante uma competição. Apontem a atitude, entre as opções a seguir, que ele deve tomar e, depois, justifiquem a escolha de vocês.

a. Denunciar seu atleta para a organização da competição.

Anabolizante: substância semelhante à testosterona que aumenta as massas muscular e óssea.

b. Deixar o atleta competir e torcer para que o doping não seja percebido nos testes.

2. Espera-se que os estudantes apontem a alternativa a, mas discutam o caráter ético das duas opções que o treinador tem. Embora seja uma situação hipotética, o debate pode ajudar os estudantes a concluir que deve prevalecer a atitude ética.

129 Transformações na puberdade CAPÍTULO 5

REDPIXEL.PL/Shutterstock.com

Ciências em ação –

Hormônio antidiurético

A proposta da atividade é fazer com que os estudantes resolvam o problema de um teste realizado com ratos relativo ao efeito de um hormônio. Leia a atividade apontando a necessidade de realizar um controle para o experimento.

Ressalte que os experimentos com animais só podem ser realizados em locais apropriados e com as autorizações que previnem os maus – tratos no uso de cobaias e que, em hipótese alguma, tais experimentos devem ser realizados sem as devidas permissões e condições.

Ao responder às perguntas, indique aos estudantes que compreender os dados da tabela é fundamental para que eles cheguem a alguma conclusão. Saliente também qual é o hormônio envolvido no processo e sua ação no corpo, para que o argumento dos alunos esteja bem fundamentado.

A hipófise: o controle das glândulas produtoras de hormônios

A hipófise é uma glândula que controla o funcionamento de outras glândulas. Dessa forma, podemos evidenciar como é a integração entre os diferentes órgãos e sistemas do corpo. Explore com os estudantes essa integração mostrando, na imagem, as diferentes glândulas e suas diversas funções.

Ciênciasação em

Hormônio antidiurético

O hormônio antidiurético (ADH) tem como função aumentar a absorção de água nos rins, diminuindo a quantidade dela que é eliminada na urina. Esse é um hormônio muito importante, pois regula a quantidade de água no corpo, evitando que fiquemos desidratados.

Suponha um experimento no qual um pesquisador quisesse testar o efeito de uma droga no funcionamento do hormônio antidiurético.

Para isso, mediu o volume de urina de 10 ratos e identificou-os com os números de 1 a 10. Em seguida, administrou uma dose de hormônio antidiurético a cinco deles (ratos 1, 2, 3, 4 e 5) e mediu a quantidade de urina produzida pelos 10 ratos. Todos ficaram sem ingerir água depois da administração da droga.

A tabela a seguir mostra os valores encontrados durante o experimento hipotético. Quantidade de urina antes e depois de a droga ser administrada

1 | Comparando os ratos que receberam a dose de ADH com os que não a receberam, o que é observado no volume de urina produzido?

Os ratos que receberam a droga produziram um volume maior de urina, aproximadamente o dobro do que produziriam sem a administração da droga.

2 | A droga testada inibe ou estimula o funcionamento do hormônio antidiurético? Justifique a sua resposta.

A droga testada inibe o funcionamento do hormônio antidiurético, pois, se ele estivesse funcionando, não haveria perda de água pela urina. Seu efeito no corpo é diurético, ou seja, faz perder água.

Hipófise: o controle das glândulas produtoras de hormônios

Ao consideramos as ações das principais glândulas endócrinas do corpo humano, percebemos que há um funcionamento integrado. Sistemas de controle químico impedem que haja superprodução ou produção insuficiente de hormônios.

Em seres vivos multicelulares, como os vertebrados, grande parte das funções orgânicas é realizada ao mesmo tempo e em diferentes órgãos. A produção de alguns hormônios é controlada por hormônios chamados de liberadores, que levam a um aumento da produção hormonal, ou de inibidores, que provocam a diminuição da produção hormonal.

Hormônios liberadores e inibidores controlam as glândulas-alvo, isto é, controlam a produção hormonal de vários tecidos glandulares, garantindo a manutenção da saúde do indivíduo.

UNIDADE 2 — Vida e Evolução 130

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

A hipófise é responsável pela produção do hormônio do crescimento e pela regulação de várias glândulas, como a tireoide, as adrenais, os ovários e os testículos.

Expansão de repertório – O hormônio de crescimento

hipófise

ovários testículos tireoide adrenais

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Explore com os estudantes a tabela relacionando a produção hormonal com o período da vida no qual eles estão. Ressalte que o hormônio do crescimento também é produzido antes dos 5 anos de idade, mas a tabela não tem esse dado.

Produza um gráfico de colunas com as idades no eixo das abscissas e a concentração de hormônio no eixo das coordenadas. Essa é outra forma de representação para os dados da tabela.

A hipófise regula a produção hormonal de outras glândulas, como ovários, testículos, adrenais e tireiode.. Ela se localiza na base do cérebro.

O hormônio de crescimento (GH, do inglês growth hormone ) estimula a multiplicação das células e o aumento da produção de proteínas do corpo. Sua função é especialmente importante no crescimento dos ossos.

Expansão repertório de

O hormônio de crescimento

Mas será que depois que paramos de crescer, paramos também de produzir o hormônio de crescimento? Veja na tabela a seguir os níveis desse hormônio no sangue em diferentes faixas etárias.

Faixa etária

Concentração de hormônio do crescimento no plasma sanguíneo

De 5 a 20 anos

De 20 a 40 anos

De 40 a 70 anos

6 μg/L

3 μg/L

1,6 μg/L

As concentrações hormonais estão representadas em μg/L (lê-se micrograma por litro). 1 μg/L = 1/1 000 000g

Fonte: GUYTON, A.; HALL, J. E. Tratado de fisiologia médica. 11 ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006. p. 927.

1 | Em média, o que acontece com a quantidade de hormônio do crescimento em pessoas com mais de 40 anos, quando comparada à de uma criança?

A produção de hormônio de crescimento cai aproximadamente quatro vezes.

131 Transformações na puberdade CAPÍTULO 5

A criança cresce enquanto dorme?

Um bom sono garante um período de descanso para o corpo. A falta de sono ou um sono de pouca qualidade pode trazer problemas cardíacos, metabólicos, respiratórios e comportamentais.

Reveja

Discuta com os estudantes as diferentes respostas. Muitas vezes, eles escrevem textos semelhantes e não percebem que os conteúdos são os mesmos. Essa é uma ótima oportunidade para você ajudá-los a melhorar a expressão da escrita.

A criança cresce enquanto dorme?

Há uma variação na produção do hormônio do crescimento que ocorre ao longo do dia e que depende das atividades realizadas. Por exemplo, depois de um exercício muito intenso, a produção do hormônio diminui. Entretanto, essa produção aumenta consideravelmente durante as primeiras horas de sono profundo.

2 | Qual é a importância do sono para as crianças?

A produção de quantidades muito pequenas de hormônio de crescimento pode levar ao nanismo, enquanto a produção de quantidades muito elevadas pode causar o gigantismo.

reveja

1 | Observe a imagem a seguir e responda às questões.

UNIDADE 2 — Vida e Evolução 132

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

O sono é importante para o bom funcionamento do organismo.

2. O sono provê o descanso e estimula o crescimento, pois o hormônio de crescimento é produzido com mais intensidade nas primeiras horas do sono.

de transporte de hormônio pela circulação sanguínea.

João Peterson

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

a. Considerando o mecanismo de ação dos hormônios, identifique as células indicadas pelos números 1 e 2.

1 – célula secretora/célula produtora; 2 – célula-alvo.

b. Qual é o elemento essencial para o funcionamento da resposta na célula indicada pelo número 2?

Os receptores são fundamentais para a produção da resposta na célula-alvo. Somente após a ligação com o receptor é que o hormônio começa a agir.

2 | Observe a situação a seguir e responda às questões.

a. Qual é o hormônio liberado em situações de estresse e quais são seus efeitos no corpo humano?

b. Cite uma característica da insulina que justifique ela ser chamada de hormônio.

A insulina é produzida em um órgão (glândula) e age em células de outros órgãos (células-alvo).

Uma dose extra de adrenalina é liberada em situações de estresse e causa o aumento dos batimentos cardíacos e da pressão arterial, a aceleração dos movimentos respiratórios, o aumento de fluxo sanguíneo para o coração e o aumento da eficiência das contrações musculares.

3 | Cite uma semelhança e uma diferença entre o controle exercido pela célula nervosa e o exercido pelo hormônio.

Uma semelhança entre a célula nervosa e o hormônio é a função que exercem: ambos controlam o funcionamento de muitos órgãos. Uma diferença é a velocidade de resposta ao estímulo: a fibra nervosa responde rapidamente e o hormônio, lentamente.

4 | Qual é a função da adrenalina?

Resposta no Manual do Professor.

5 | Uma cientista descobriu uma nova substância no corpo de um animal. Como ela deve proceder para testar se essa substância é um hormônio?

Resposta no Manual do Professor.

6 | Suponha que o corpo de uma pessoa não seja capaz de produzir colesterol. Isso pode ser considerado uma vantagem ou uma desvantagem? Justifique a sua resposta.

Resposta no Manual do Professor.

7 | Suponha que exames laboratoriais do volume de urina foram realizados em três pacientes hipotéticos, identificados como A, B e C. Para a realização desses exames, a urina de cada paciente foi colhida durante 24 horas – o volume normal da urina em 24 horas varia de 600 mL a 2 000 mL. Observe a tabela.

Quantidade de urina por paciente

Paciente A 3 000 mL

Paciente B 1 200 mL

Paciente C 1 000 mL

a. Qual paciente, provavelmente, não está produzindo níveis normais de urina? Paciente A.

b. Qual hormônio possivelmente está faltando ou sendo produzido em baixas quantidades?

O hormônio antidiurético (ADH).

Transformações na puberdade CAPÍTULO 5

133

Respostas:

4. A adrenalina é um hormônio utilizado pelo corpo em situações de alerta; portanto, responsável pelas respostas de “fuga ou luta”. As principais reações são aumento da frequência cardíaca e respiratória e da pressão arterial; aumento do fluxo sanguíneo para o coração e elevação da eficiência das contrações musculares (mais força muscular).

5. A cientista deve observar se essa substância age no local em que é produzida ou em células-alvo, isto é, se age nas células de outros órgãos, que mudam de comportamento na presença dessa substância.

6. A não produção de colesterol pelas células do nosso organismo é uma desvantagem. Sem o colesterol, nosso corpo não consegue produzir hormônios muito importantes, como os sexuais (testosterona e progesterona).

PlutusART/Shutterstock.com

Desenvolvimento e puberdade

Segundo a BNCC, espera-se que os estudantes dos Anos Finais do Ensino Fundamental já sejam capazes de estabelecer relações mais profundas entre a ciência, a natureza, a tecnologia e a sociedade, o que significa lançar mão do conhecimento científico e tecnológico para compreender os fenômenos e conhecer o mundo, o ambiente, a dinâmica da natureza. Além disso, é fundamental que tenham condições de ser protagonistas na escolha de posicionamentos que valorizem as experiências pessoais e coletivas, e representem o autocuidado com seu corpo e o respeito com o do outro, na perspectiva do cuidado integral à saúde física, mental, sexual e reprodutiva. Isso implica dizer que o assunto “puberdade” é fundamental para garantir o cumprimento deste objetivo da BNCC.

Desenvolvimento e puberdade

Quando nascem, bebês são muito parecidos, independentemente do sexo.

A diferença física que nos permite identificar o sexo dos bebês é o órgão genital. Ao nascer, são os sistemas genitais feminino e masculino que diferenciam o sexo biológico. Os hormônios são responsáveis por essas diferenças que existem no nascimento.

No início de seu desenvolvimento, os embriões masculinos produzem testosterona, que induz a formação dos órgãos genitais masculinos. Na ausência da testosterona, ou seja, em embriões femininos, formam-se os órgãos genitais femininos.

Os órgãos genitais são o que chamamos de caracteres sexuais primários.

Bebês em berçário de maternidade. As características físicas são muito parecidas, independentemente do sexo.

Como ocorrem as transformações da infância para a idade adulta?

A partir da puberdade, o corpo passa a ter características bem diferentes. A puberdade é a fase da vida do jovem em que as características sexuais secundárias começam a aparecer por causa da ação dos hormônios sexuais, possibilitando a reprodução. Normalmente, a puberdade ocorre entre os 10 e os 14 anos.

Durante a infância, a altura de meninos e meninas é semelhante e algumas características do corpo são parecidas, assim como a distribuição dos pelos no corpo.

Desenvolvimento do corpo masculino

Algumas semanas após o nascimento, cessa a produção de testosterona, que só reinicia, geralmente, entre os 10 e os 13 anos. A partir daí, com o aumento rápido da produção desse hormônio pelos testículos, muitas mudanças ocorrem no corpo dos meninos.

A testosterona provoca o espessamento das pregas vocais e, com o passar do tempo, a voz tende a se tornar mais grave.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

crescimento da barba

voz torna-se grave

surgimento de pelos nas axilas, no peito e nas costas

crescimento dos pelos púbicos e desenvolvimento dos genitais

Desenvolvimento do corpo masculino

Uma curiosidade comum dos estudantes é: Como se forma um feto masculino? E um feto feminino?

O padrão masculino do desenvolvimento começa no início da gestação, estimulado por um gene exclusivo dos indivíduos do sexo masculino, presente no cromossomo Y, denominado SRY. Explique aos estudantes que a formação dos testículos é controlada por esse gene.

A atuação do SRY faz com que as células de Sertoli de Sertoli secretem um hormônio que um hormônio que contribui para o desenvolvimento das estruturas funcionais do sistema genital masculino: formação dos testículos; produção de testosterona; formação do epidídimo, do ducto ejaculatório, da glândula seminal, da próstata, dos túbulos seminíferos e das glândulas bulbouretrais.

Representação do sistema genital masculino.

Fonte: NETTER, F. H. Atlas de anatomia humana

Porto Alegre: Artes Médicas, 1996. v. 1 (lâminas 363 e 365).

A partir dos 13 ou 14 anos, começam a aparecer pelos nas axilas, no púbis, na face (a barba) e, às vezes, no peito e nas costas; além disso, os pelos de outras partes do corpo, como braços e pernas, tornam-se mais abundantes.

Após a puberdade, há acentuado desenvolvimento da musculatura no corpo dos rapazes, resultado do aumento da massa muscular.

As células do embrião feminino têm dois cromossomos X. Como não possuem o gene SRY, ocorre o desenvolvimento de órgãos genitais femininos.

O efeito da testosterona após a puberdade. As mudanças provocadas pela testosterona são facilmente percebidas na puberdade. Nas fotos, o ator estadunidense Jonathan Lipnicki com 6 anos, em 1996 (A), e 31 anos (B).

Transformações na puberdade CAPÍTULO 5

TeraVector/Shutterstock.com

João Peterson

Representação das mudanças determinadas pelas características sexuais secundárias do homem.

Kathy Hutchins/ Shutterstock.com

pênis

testículos

Estatura e crescimento dos ossos

Explique que a pelve feminina geralmente é mais larga que a masculina porque favorece a melhor acomodação do feto durante a gestação. Além disso, a pelve mais arredondada, em geral, facilita o parto. Porém, há diferentes corpos masculinos e femininos e existem mulheres que possuem pelve mais afuniladas, por exemplo. É importante ressaltar que durante a gravidez os hormônios também interferem no corpo da mulher, mudando formas e flexibilidade de ossos e músculos.

Mas essas mudanças corporais são iguais em todos os meninos? A resposta é não! Muitos fatores levam os meninos a terem tons de voz, distribuição de pelos e crescimento diferentes. Isso se deve às características genéticas herdadas dos pais e ao próprio desenvolvimento, que não é igual em todos.

Dois processos importantes que ocorrem na puberdade são o aparecimento do desejo sexual e o início da produção de espermatozoides – células reprodutivas masculinas.

Quando há desejo sexual, impulsos nervosos promovem a dilatação das artérias do pênis e, consequentemente, seu enchimento de sangue. Assim, durante a excitação, ocorre o aumento do tamanho e o endurecimento do pênis, ou seja, a ereção. O aumento da excitação e de estímulos pode proporcionar a ejaculação, isto é, a expulsão de sêmen.

O sêmen é uma mistura de espermatozoides com líquidos produzidos nas glândulas sexuais. No sêmen ejaculado são encontrados, normalmente, de 50 milhões a 200 milhões de espermatozoides por mililitro.

Estatura e crescimento dos ossos

Outro hormônio responsável pelas características sexuais secundárias é o hormônio do crescimento. Esse hormônio promove a transformação da cartilagem que fica na extremidade dos ossos em tecido ósseo, bem como a deposição de novas porções de cartilagem, fatores que contribuem para o crescimento dos ossos.

O aumento da produção de testosterona no início da adolescência intensifica esse crescimento, pois favorece a deposição de cálcio nos ossos. É comum que, durante a puberdade, o menino cresça muito rápido em estatura, fenômeno frequentemente identificado como “estirão da adolescência”. Nesse período, a testosterona e o hormônio do crescimento atuam em conjunto.

Entretanto, outra atuação da testosterona é promover a fusão das porções ósseas e cartilaginosas que existem nas extremidades dos ossos longos (como os dos braços e das pernas); como resultado dessa fusão, há a interrupção do crescimento desses ossos.

Sob a ação da testosterona, os ossos da pelve masculina mantêm-se mais estreitos e mais longos em comparação aos das mulheres. Sem a presença da testosterona, a pelve masculina teria o mesmo desenvolvimento que a feminina, que é mais larga e arredondada. A testosterona aumenta a resistência dos ossos, especialmente os da pelve. Esse fato possibilita que o corpo masculino tenha mais capacidade de sustentar carga.

Fonte: SOBOTTA, Johannes. Atlas de anatomia humana. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. v. 2. p. 268 e 271.

Suttha Burawonk/Shutterstock.com

A pelve masculina tem formato afunilado, enquanto a feminina é mais alargada.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

pelve masculina pelve feminina

A testosterona estimula o aumento da deposição de proteínas sob a pele. Em consequência, a pele fica mais espessa.

Por que temos espinhas durante a puberdade? A acne, uma característica comum da puberdade, está relacionada ao aumento da oleosidade da pele causada pela intensificação da atividade das glândulas sebáceas, especialmente as que se localizam na face. A produção de óleos por essas glândulas aumenta por causa da atuação da testosterona.

Expansão

O efeito da testosterona em mulheres

Adolescente com acne.

O desenvolvimento de ossos pélvicos não segue um padrão. Há uma série de fatores que interferem no seu desenvolvimento, por exemplo, a herança genética da pessoa e outros fatores, como alimentação e hábitos de vida.

repertório de 1. Não, a pelve desenvolve-se de acordo com a quantidade de testosterona e de hormônio de crescimento que cada pessoa produz. Além disso, varia de acordo com o sexo e as características genéticas de cada um.

Considerando o que foi estudado no último item, responda:

1 | Todas as pessoas desenvolvem os ossos da pelve da mesma maneira?

2 | Todas as pessoas têm acnes durante a adolescência?

O efeito da testosterona em mulheres

Como estudado anteriormente, o uso de testosterona e seus derivados naturais ou artificiais por atletas, com a intenção de melhorar o desempenho durante uma competição, é chamado de doping, uma prática proibida por diversos comitês esportivos no mundo todo.

A administração dessas substâncias resulta em aumento da massa muscular, o que pode melhorar o desempenho físico do atleta. Entretanto, além dos danos que esse hormônio pode causar ao fígado, as mulheres que o tomam estão sujeitas a efeitos masculinizantes, como aumento dos pelos da face, voz mais grave e interrupção da menstruação.

Acesse os links a seguir para obter mais informações a respeito dos perigos do uso de anabolizantes (acessos em: 2 jul. 2022):

• https://www.endocrino.org.br/10-coisas-que-voce-precisa-saber-sobre-uso-deanabolizantes-2/

• https://g1.globo.com/bemestar/noticia/2014/01/anabolizantes-dao-efeitos-colateraise-uso-indiscriminado-traz-risco-saude.html

Desenvolvimento do corpo feminino

A puberdade feminina, em geral, inicia-se por volta dos 10 anos e dura até a primeira menstruação, que ocorre por volta dos 11 ou 12 anos para a maioria das meninas. Em alguns casos, o início da puberdade acontece bem mais tarde, sem que haja nenhuma anormalidade nisso. Nesse período, constata-se o aumento da produção de vários hormônios relacionados ao processo de maturidade sexual, entre eles, o estrógeno.

Para abordar o assunto sobre a acne na adolescência, leia o texto disponível no link: https://www.sbp. com.br/especiais/pediatria-para-familias/adolescencia/acne-na-adolescencia/ (acesso em: 3 set. 2022).

Questione os estudantes se eles sabem quais são os efeitos provocados pelo uso de testosterona e seus derivados no corpo de mulheres. O uso desse tipo de anabolizante pode provocar principalmente tumores e distúrbios nas funções do fígado, mau funcionamento dos rins, retenção de líquido no organismo (inchaço), aumento da pressão arterial, aparecimento de acnes, queda de cabelo etc. Além de desencadear comportamentos alterados, como explosões de ira, agressividade e paranoia.

Transformações na puberdade CAPÍTULO 5

Não. As acnes acometem uma grande parte dos adolescentes, mas não é uma característica de todos eles.

Desenvolvimento do corpo feminino

Utilize a figura “Representação das mudanças determinadas pelas características sexuais secundárias da mulher” para evidenciar aos estudantes as diferenças corporais das meninas durante seu desenvolvimento no período da adolescência. Aponte o crescimento de pelos nas axilas e nas genitálias e explique que, nas zonas de atrito (axilas e virilhas), existem mais pelos, pois sua função é proteger as regiões de algumas lesões cutâneas, como a dermatite de contato (conhecida popularmente por assadura). Quanto ao alargamento dos quadris, comente a acomodação do bebê durante uma possível gestação.

O aumento da produção de estrógeno provoca o crescimento dos ovários, do útero, das tubas uterinas e da vagina. O estrógeno provoca também alterações no revestimento do útero e o aumento da parte externa do órgão genital (pudendo).

Esse hormônio é responsável ainda pelo início do crescimento do tecido glandular das mamas, que passam a ter o formato característico das mamas de mulheres adultas. A capacidade de produzir leite, entretanto, é uma característica que não se completa pela ação do estrógeno, pois também depende de outros hormônios.

cores não correspondem aos tons reais.

surgimento de pelos nas axilas formação de mamas alargamento dos quadris início da menstruação crescimento dos pelos púbicos e desenvolvimento dos genitais

Representação do sistema genital feminino.

Representação das mudanças determinadas pelas características sexuais secundárias da mulher.

O estrógeno estimula o crescimento dos ossos. Como esse hormônio começa a atuar nas meninas mais cedo que a testosterona começa a agir nos meninos, durante alguns anos as meninas são, em média, mais altas que os meninos. Entretanto, o estrógeno promove também o aumento da velocidade de calcificação da cartilagem de crescimento dos ossos, fazendo com que a interrupção do crescimento das meninas aconteça antes da que ocorre nos meninos.

O estrógeno também influencia o metabolismo e a deposição de gorduras, principalmente no tecido subcutâneo das mamas, das coxas e dos quadris. Em decorrência disso e por causa dos ossos mais largos na região pélvica das mulheres, o corpo feminino fica arredondado, acentuando a diferença em relação ao corpo masculino.

O estrógeno não tem efeito significativo no crescimento ou no espessamento dos pelos. O aparecimento de pelos no púbis e nas axilas e, em certos casos, de acne é decorrência da atuação de um hormônio semelhante à testosterona, produzido pela glândula adrenal.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As

Fonte: MOORE, K.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. p. 12.

As alterações no corpo da mulher ocorrem durante a puberdade. Nas fotos, a atriz Emma Watson aos 11 anos, em 2011 (A), e 29 anos, em 2019 (B).

Ciênciasação em

Crescimento na puberdade

Durante a puberdade, notamos mudanças significativas no corpo de ambos os sexos. Os gráficos a seguir registram a média de crescimento de crianças do primeiro ano de vida até o fim da adolescência.

Para ler os gráficos, devemos entender as unidades que eles apresentam. Note que ambos indicam, na linha horizontal (eixo x), a idade das pessoas. O gráfico da esquerda indica, na linha vertical (eixo y), a altura, em centímetros, de meninos e meninas. O gráfico da direita indica, no eixo vertical, a taxa de crescimento de ambos os sexos, em centímetros por ano. A taxa de crescimento é obtida dividindo-se o ganho de crescimento da pessoa pelo período de tempo correspondente. Por exemplo, se em dois anos uma criança cresceu 20 cm, sua taxa de crescimento nesse período é de 20 cm/2 anos, ou seja, 10 cm por ano.

Analise os gráficos e responda às questões.

Ciências em ação – Crescimento na puberdade

Durante a puberdade, as alterações físicas são intensas. Isso está relacionado a mudanças hormonais, promovidas, principalmente, pelos hormônios sexuais e do crescimento.

No gráfico, é possível perceber que há um aumento rápido da estatura de meninos e meninas na puberdade e que esse crescimento se estabiliza antes nas meninas do que nos meninos.

O hormônio do crescimento causa vários efeitos na puberdade, como aumento da taxa de síntese de proteínas nas células em geral, provocando o crescimento de quase todos os tecidos do corpo, ou seja, há aumento no tamanho e no número das células; aumento do consumo de energia.

A taxa de crescimento de meninos e meninas reduz ano a ano até o início da puberdade, período em que essa taxa volta a crescer por algum tempo. Note, no gráfico, que a fase mais intensa de crescimento se dá entre os 10 e 12 anos nas meninas e entre 13 e 15 anos nos meninos.

Fonte: IBGE. Pesquisa de orçamentos familiares 20082009 : antropometria e estado nutricional de crianças, adolescentes e adultos no Brasil. Rio de Janeiro: IBGE, 2010. Disponível em: https:// biblioteca.ibge.gov.br/ visualizacao/livros/liv45419.pdf. Acesso em: 2 jul. 2022.

139

Transformações na puberdade CAPÍTULO 5

Múltiplos olhares

Os dois livros sugeridos possuem uma linguagem divertida e informativa sobre a puberdade masculina e feminina. As ilustrações são bem-humoradas e os textos trazem uma linguagem próxima dos jovens de modo simples e esclarecedor.

A primeira menstruação

A primeira menstruação também é conhecida como menarca e pode ocorrer entre os 10 e 14 anos. Porém, algumas mulheres podem ter sua primeira menstruação antes ou depois dessa idade, isso porque cada corpo tem seu funcionamento próprio e há uma série de fatores (genéticos, fisiológicos e estilo de vida) que interferem na época da menarca.

É importante lembrar que até o momento da menarca outras transformações já estavam ocorrendo no corpo para que chegasse esse momento. Portanto, a menarca não é a única e nem a primeira manifestação da puberdade.

O aspecto e fluxo da primeira menstruação também varia de caso a caso, não há uma regra para isso. A menstruação é um aspecto normal da vida da mulher e deve ser tratado de modo a não causar preocupação, constrangimento ou medo. É sempre importante o acompanhamento de profissionais da saúde da mulher para busca de orientações mais precisas e aprofundadas sobre o assunto.

Em dupla, responda às questões.

1 | Qual é a idade em que meninas e meninos crescem mais rapidamente?

Para ambos os sexos, a maior taxa de crescimento ocorre no primeiro ano de vida.

2 | Qual é a faixa de idade em que as meninas crescem mais rapidamente que os meninos?

Aproximadamente, entre os 10 e 12 anos.

3 | De acordo com os gráficos, quem para de crescer primeiro, meninas ou meninos?

As meninas.

Múltiplos Olhares

O corpo dos garotos. Editora: Panda Books, 2006, de Jairo Bouer.

O corpo das garotas. Editora: Panda Books, 2005, de Jairo Bouer.

Há vários livros que discutem as alterações físicas na puberdade. Entre eles estão O corpo dos garotos e O corpo das garotas, ambos de autoria do médico e escritor Jairo Bouer.

O autor apresenta de forma bem-humorada um guia com informações que explicam as mudanças que acontecem na puberdade de meninos e meninas.

A primeira menstruação

Sob a influência dos hormônios sexuais, os ovários das meninas iniciam o amadurecimento dos primeiros ovócitos, o que indica que elas já têm condições físicas de gerar bebês.

Glossário

Fertilização: união do núcleo do espermatozoide com o núcleo do ovócito.

Ovócito: célula reprodutiva feminina, em estágio de desenvolvimento, que é liberada pelo ovário no momento da ovulação.

Entre as transformações que acontecem no corpo feminino está o crescimento de um tecido macio e ricamente vascularizado no interior do útero. A formação desse tecido prepara a mulher para uma possível gravidez. Quando não há a fertilização do ovócito por um espermatozoide, o tecido formado no útero sofre descamação e é eliminado pelo canal da vagina, ocasionando a menstruação. A primeira menstruação é chamada de menarca, e o período que vai do início de uma menstruação até o início da próxima é conhecido como ciclo menstrual

A decisão de gerar um filho depende não apenas do amadurecimento biológico dos órgãos reprodutores mas também da maturidade psicológica e emocional dos futuros pais.

UNIDADE 2 — Vida e Evolução 140

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Divulgação

Divulgação

deCiFrando CiênCia a

Venda de hormônios sintéticos da tireoide cresce 65% em cinco anos

A venda de hormônios sintéticos da tireoide cresceu 65% no período de 2008 a 2012, segundo um levantamento feito pela consultoria IMS Health, que analisa dados da indústria farmacêutica. [...]

O fenômeno [...] pode estar ligado ao crescente consumo do produto não só por quem sofre de disfunção na tireoide, mas por pessoas interessadas em emagrecimento rápido [...]. Médicos alertam que o uso indevido do hormônio compromete o organismo e tem efeito pouco duradouro.

[...]

“Esse hormônio [tireoidiano] é destinado a prover energia para os músculos. Mas, em excesso, consome esses músculos. Perde-se peso, sim. Mas não é um bom emagrecimento, porque a perda é de músculo, e não de tecido gorduroso”, explica [Laura Ward, presidente do Departamento de Tireoide da Sociedade Brasileira de Endocrinologia e Metabologia].

A preocupação maior é com as fórmulas manipuladas. “Alguns colegas [médicos] são criminosos; deveriam ser denunciados. Eles prescrevem o hormônio tireoidiano puro, o T3, que é o de maior atividade: acelera o coração, causa arritmia, pode levar à isquemia do miocárdio e até ao infarto”, afirma Laura.

[...]

De acordo com o especialista em treinamento esportivo Marcelo Ferreira Miranda, integrante do Conselho Federal de Educação Física, o uso indevido de hormônios da tireoide é uma prática simples de ser percebida pelos professores que atuam nas academias de ginástica.

“A pessoa sua muito, fica ofegante, tem aumento da pressão arterial e da frequência cardíaca. Nas avaliações regulares, aparece a perda de massa muscular”, diz. “[...] A orientação é que as pessoas busquem recursos naturais e saudáveis para emagrecer”.

THOMÉ, Clarissa. Venda de hormônios sintéticos da tireoide cresce 65% em cinco anos. O Estado de S. Paulo, São Paulo, 15 abr. 2013. Disponível em: https://www.estadao.com.br/noticias/geral,vendade-hormonios-sinteticos-da-tireoide-cresce-65-em-cinco-anosimp-,1020990. Acesso em: 2 jul. 2022.

Segundo médicos endocrinologistas, pessoas com excesso de peso devem avaliar se há algum distúrbio – como diabetes, alteração nos níveis de colesterol, hipertensão arterial, entre outros problemas – que comprometa a saúde antes de iniciar uma dieta.

A prática de atividade física regular e acompanhamento médico são fundamentais para a manutenção do peso e da saúde das pessoas que têm sobrepeso.

Glossário

Infarto: necrose (morte) de áreas de tecido de um órgão, originada pela oxigenação inadequada dele (infarto do miocárdio = ataque cardíaco). Isquemia: falta de sangue suficiente para irrigar um órgão em virtude da obstrução de vasos sanguíneos.

Quando bate, o coração contrai-se e bombeia sangue pelas artérias para o corpo todo. A força que o sangue bombeado imprime nas artérias é chamada de pressão arterial, cujo valor normal é 120 mmHg (milímetro de mercúrio). Uma pressão arterial acima de 140 mmHg é considerada hipertensão (pressão alta).

A pressão alta é responsável por grande parte dos derrames, dos infartos e das insuficiências renais.

Decifrando a Ciência – Venda de hormônios sintéticos da tireoide cresce 65% em cinco anos

Esta é uma atividade importante para que os estudantes possam compreender textos de divulgação científica. Leia o texto com eles. A leitura pode ser feita em voz alta por diferentes estudantes, cada um lendo um parágrafo. Esse é um exercício de linguagem que os ajuda a compreender melhor o texto. Destaque as palavras que eles não compreendem, construindo um glossário.

Para a compreensão de um texto, não é necessário somente o conhecimento linguístico. O conhecimento científico e a finalidade são fatores importantes para que os alunos entendam os textos.

Resposta:

2. Durante as pesquisas e o debate, os estudantes devem perceber que atividades físicas regulares, controle na alimentação, redução do consumo o consumo exagerado de alguns tipos de alimento, e acompanhamento de profissionais da saúde (médicos, nutricionistas, fisioterapeutas etc.) contribuem para uma vida saudável. Entretanto, em muitos casos, distúrbios metabólicos específicos devem ser tratados de modo adequado e com acompanhamento médico.

Transformações na puberdade CAPÍTULO 5

Reveja

Discuta com os estudantes as diferentes respostas. Muitas vezes, eles escrevem textos semelhantes e não percebem que os conteúdos são os mesmos. Essa é uma ótima oportunidade para você ajudá-los a melhorar a expressão da escrita.

Respostas:

1. As características sexuais primárias correspondem aos órgãos sexuais propriamente ditos (pênis e vagina), que diferenciam os sexos masculino e feminino. As características sexuais secundárias são aquelas que dão ao corpo a aparência comum a cada sexo: distribuição de pelos, gordura e músculos pelo corpo, barba, timbre de voz, entre outras.

5. Aumento da massa muscular, resultante da maior deposição de proteínas nos músculos; mudança na voz, que pode ficar mais grave; surgimento de pelos em várias regiões do corpo; aparência masculinizada. Além disso, elas estão sujeitas a doenças no fígado e a menstruação pode ser interrompida.

6. Eles aumentarão a massa muscular, mas podem ter lesões no fígado, e a produção de testosterona pode diminuir, o que os leva a produzir menos espermatozoides.

1 | A hipertensão, o diabetes e a obesidade podem ser associados a hábitos não saudáveis da população?

O sedentarismo, a má alimentação, o consumo de bebidas alcoólicas e o excesso de açúcar levam às doenças metabólicas, como hipertensão, diabetes e obesidade.

2 | Pesquise e discuta com os colegas: Quais são as principais atitudes que as pessoas devem adotar para manter uma vida saudável? Resposta no Manual do Professor.

reveja

1 | O que são características sexuais primárias e características sexuais secundárias?

Resposta no Manual do Professor.

2 | Por que é comum o aparecimento de acne na puberdade?

3 | Quais as glândulas que produzem testosterona e estrógeno?

A intensa produção de hormônios sexuais provoca o aumento da atividade das glândulas sebáceas da pele, que podem inflamar e ocasionar a acne. A testosterona é produzida em grande quantidade nos testículos e, em menor parte, nas adrenais, e o estrógeno é produzido principalmente nos ovários.

4 | Durante a infância, os corpos feminino e masculino não produzem estrógeno ou testosterona. No início da puberdade, esses hormônios são produzidos em grande quantidade. Qual é o estímulo para a produção de estrógeno e testosterona na puberdade?

A produção de estrógeno e testosterona ocorre na adolescência, quando os hormônios produzidos na hipófise estimulam o funcionamento das glândulas sexuais.

5 | A que consequências físicas e metabólicas estão sujeitas as mulheres que consomem testosterona sintética para melhorar o desempenho físico?

6 | Quais são as consequências para atletas masculinos que tomam testosterona sintética?

Ciênciasação em

Quais são os hormônios?

Em um laboratório, uma pessoa esqueceu-se de identificar dois hormônios relacionados ao metabolismo de carboidratos.

Os frascos com as substâncias estão identificados apenas com as letras A e B. Nesta atividade, você acompanhará um experimento hipotético e tentará descobrir quais são os dois hormônios que estão sem identificação verificando qual é a influência de cada um deles no metabolismo de glicose.

Para realizar este experimento hipotético, considere que os hormônios foram testados em 10 ratos sadios, que não apresentavam problemas no metabolismo de glicose. EsSa é uma importante característica para garantir que nenhuma outra doença poderá afetar os resultados do experimento.

Atenção: a situação proposta nesta atividade é hipotética; portanto, não é comum em laboratórios científicos. Em situações reais, há um controle experimental eficiente, e uma possível identificação de hormônios não exige testes com animais. Além disso, há uma questão ética que regulamenta o uso de animais vivos em experimentos.

Resposta no Manual do Professor.

Resposta no Manual do Professor.

Procedimento

Considere que:

A. os ratos foram mantidos em jejum por 12 horas;

B. em seguida, foram injetados neles, por via subcutânea e em diferentes intervalos de tempo, os hormônios A e B, que atuam no metabolismo dos carboidratos;

C. após a administração dos dois hormônios, as taxas de glicose no sangue foram medidas nos 10 ratos e as médias foram transferidas para um gráfico.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Resultados

Considere que o gráfico ao lado apresenta as alterações da taxa de glicose no sangue dos animais em decorrência da inoculação de cada um desses hormônios.

Em duplas, respondam:

1 | O que aconteceu depois da inoculação do hormônio A?

A taxa de glicose aumentou.

2 | O que aconteceu depois da inoculação do hormônio B?

A taxa de glicose diminuiu.

3 | Qual seria o hormônio B? E qual órgão produz esse hormônio?

O hormônio B, produzido pelo pâncreas, é a insulina.

4 | Faça uma pesquisa para responder qual seria o hormônio A e em que órgão ele é produzido.

O hormônio A seria o glucagon, que também é produzido também pelo pâncreas.

Ciências em ação –Quais são os hormônios?

Aproveite o momento para trabalhar a questão da ética em relação aos testes com animais em laboratórios. Esse é um assunto polêmico, que pode suscitar opiniões contrárias ou a favor. Ambos os posicionamentos têm seus pontos relevantes a serem observados e respeitados.

Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.

Curva glicêmica dos ratos após receberem os hormônios

taxa de glicose Inclinação de A Inclinação de B

Fonte: dados fictícios.

tempo

Reitere a importância da discussão e reflexão a respeito desse tema e ofereça aos estudantes as leituras a seguir:

• ABREU, Katia. De que jeito vive um rato de laboratório? Mundo Estranho. Disponível em: https://super.abril.com.br/mundo-estranho/ de-que-jeito-vive-um-rato-de-laboratorio/ (acesso em: 3 set. 2022).

• RNAM. O que um cientista sente ao sacrificar seus animais. Disponível em: http://scienceblogs.com. br/rnam/2009/12/o_que_um_cientista_sente_ao_sa/ (acesso em: 3 set. 2022).

143 Transformações na puberdade CAPÍTULO 5

Representação dos ratos testados no experimento hipotético.

Representação de injeção de hormônio em rato no experimento hipotético.

Neste capítulo

Objeto do conhecimento:

• Mecanismos reprodutivos

• Sexualidade

Habilidades: EF08CI09, EF08CI10 e EF08CI11

Temas para o desenvolvimento deste capítulo:

• A produção de gametas no ser humano

• Fecundação e formação do zigoto

• O ciclo menstrual

• Gravidez e gestação

• Gravidez na adolescência

• Aleitamento materno

• Menopausa e andropausa

• Infecções Sexualmente Transmissíveis (IST)

• Aids, papiloma, sífilis e gonorreia

• Métodos anticoncepcionais

Capítulo 6 –Maturidade e reprodução

Início de conversa

É importante discutir com os estudantes os diferentes aspectos envolvidos no processo de amadurecimento, incentivando-os a reconhecer que a maturidade sexual não é o único fator que prepara o jovem para a reprodução. Comente que cada corpo é único e que, apesar de sermos todos humanos, há grandes variações no processo de puberdade, e isso é normal.

6 CAPÍTULO

MATURIDADE E REPRODUÇÃO

As transformações características da puberdade estão, de uma forma ou de outra, relacionadas aos hormônios sexuais e marcam o período de desenvolvimento que leva ao amadurecimento das funções reprodutivas. Ao final desse amadurecimento, pode-se dizer que homens e mulheres estão biologicamente prontos para a reprodução.

Muitas das transformações características da puberdade estão associadas aos hormônios testosterona, nos meninos, e estrógeno, nas meninas.

INÍCIO DE CONVERSA

Observe na imagem um grupo de jovens.

As diferenças entre os sexos acentuam-se na puberdade.

1 | Todas as pessoas desenvolvem as características da puberdade na mesma idade?

O desenvolvimento biológico de cada pessoa é diferente. O amadurecimento das funções reprodutivas pode ocorrer em épocas diferentes.

2 | As características aparecem iguais para todos?

Não. As características são diferentes também. Exemplos: há pessoas com mais ou menos pelos espalhados no corpo, o timbre da voz pode ser mais grave ou mais agudo em alguns meninos.

3 | Que órgãos produzem os hormônios testosterona e estrógeno?

Testículos e ovários, respectivamente.

4 | Por que esses hormônios começam a atuar mais intensamente na puberdade?

Porque nessa fase essas glândulas amadurecem.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 144

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

A maturação sexual

Tanto a testosterona como o estrógeno são hormônios produzidos pelas glândulas sexuais masculinas e femininas – testículos e ovários, respectivamente. O estímulo dessas glândulas depende de dois outros hormônios produzidos na hipófise: o hormônio luteinizante (do inglês luteinizing hormone , LH) e o hormônio folículo-estimulante (do inglês follicle-stimulating hormone, FSH).

Veja o esquema a seguir.

FSH

Homem

Mulher FSH

testículos (glândulas sexuais) produção de testosterona

A maturação sexual Biologicamente, a maturidade sexual está relacionada à possibilidade de reprodução. Entretanto, neste capítulo, é importante mencionar que, embora o corpo esteja pronto para a função reprodutiva, há outros fatores que precisam ser considerados no processo de amadurecimento para a reprodução. Aspectos psicológicos, sociais, econômicos e culturais também compõem o que cada grupo social entende por maturidade.

ovários (glândulas sexuais)

produção de estrógeno

Esquema de controle da produção dos hormônios testosterona (no homem) e estrógeno (na mulher). O início da produção de LH e FSH é estimulado por uma região do cérebro.

Os gametas masculinos

A formação dos espermatozoides ocorre nos testículos de modo contínuo após a puberdade e é desencadeada pela ação combinada do hormônio testosterona, hormônio luteinizante (LH) e hormônio folículo-estimulante (FSH).

Os espermatozoides formados nos testículos podem ficar armazenados no epidídimo e no ducto deferente. A glândula seminal e a próstata secretam líquidos ricos em substâncias nutritivas que contribuem para a manutenção da atividade dos espermatozoides.

Ducto deferente: nomenclatura atual para o canal deferente. Glândula seminal: nomenclatura atual para a vesícula seminal.

A gravidez de adolescentes é um problema que preocupa a sociedade. A maternidade precoce, na maioria das vezes, interrompe a escolarização da mãe, dificulta sua inserção no mercado de trabalho e, em boa parte dos casos, acarreta problemas de natureza psicológica relacionados à construção da identidade, à aceitação de responsabilidades e ao amadurecimento para assumir o papel de mãe. Problemas semelhantes acontecem com os rapazes, uma vez que a responsabilidade de constituir uma família pode levá-los, muitas vezes, a abandonar os estudos e entrar no mercado de trabalho mesmo sem uma formação específica.

O hipotálamo é a área do cérebro que começa a estimular testículos e ovários a produzir os respectivos hormônios sexuais.

Os gametas masculinos

Esta parte do capítulo trata dos aspectos anatômicos e estruturais do sistema genital masculino. Explore a imagem mostrando aos estudantes os órgãos que compõem o sistema genital masculino. Durante a puberdade, o sistema genital desenvolve-se em função das mudanças fisiológicas do corpo.

JOHN WALSH/SPL/FotoArena

Espermatozoides vistos por meio de microscopia óptica, com aumento de 2 300 vezes.

Glossário

Os gametas femininos

Discuta com os estudantes a produção dos gametas e comente a importância do óvulo e do espermatozoide para a formação de um ser vivo. Aponte o aspecto curioso sobre o maior gasto energético das mulheres para produzir os gametas, já que seus óvulos, em relação aos espermatozoides, são maiores e ricos em nutrientes. Explique que um homem libera em média 350 milhões de espermatozoides por ejaculação, enquanto a mulher, normalmente, libera um óvulo por mês. Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Zigoto: célula resultante da união dos gametas masculino e feminino.

O gameta masculino, chamado de espermatozoide, é uma célula composta de cabeça e um flagelo que permite a sua movimentação em meio líquido. Dentro do núcleo, o espermatozoide carrega o material genético do homem, que, em conjunto com o material genético contido no ovócito da mulher, formará o zigoto

Os gametas femininos

Representação do sistema genital masculino. Em detalhe, um espermatozoide.

Representação do sistema genital feminino.

O processo de formação dos óvulos (célula reprodutiva feminina) começa nos ovários antes de as meninas nascerem, enquanto ainda estão na fase embrionária. Esse processo é interrompido durante toda a infância e, a partir da puberdade, algumas dessas células voltam a se desenvolver.

Durante a vida reprodutiva da mulher, a cada período de aproximadamente um mês, uma dessas células pode continuar seu processo de desenvolvimento, formando um ovócito, que é o gameta feminino. São os hormônios LH e FSH que estimulam o desenvolvimento do ovócito até que ele seja eliminado do ovário e entre na tuba uterina (veja a ilustração abaixo).

A formação do óvulo só acontece quando há a fecundação do ovócito por um espermatozoide.

O ciclo menstrual

A liberação dos ovócitos só ocorre quando um conjunto de alterações torna o útero preparado para receber um possível embrião

As alterações no interior do útero e a liberação dos ovócitos são controladas por um conjunto de hormônios.

Os hormônios produzidos pela hipófise (LH e FSH) atuam nos ovários estimulando também a produção dos hormônios ovarianos, como estrógeno e progesterona

A atuação combinada desses quatro hormônios leva aos diferentes eventos do ciclo menstrual, que ocorrem nos ovários e no útero.

O QUE ACONTECE NOS OVÁRIOS

Embrião: em seres humanos, estágio do desenvolvimento entre a fecundação e a oitava semana de gestação. Folículo: conjunto de células que circundam e protegem o ovócito durante todo o seu desenvolvimento até sua liberação na tuba uterina.

O ciclo menstrual envolve uma série de hormônios. Nesta parte do capítulo, não trataremos do ciclo detalhadamente. Comente com os estudantes a função do ciclo e os principais hormônios envolvidos neles. É comum que eles tenham muitas dúvidas sobre esse assunto. Faça uma caixa e peça-lhes que escrevam as dúvidas sobre esse assunto. Recolha as dúvidas e prepare suas aulas com base nelas. Muitas dessas perguntas serão respondidas no capítulo.

Infográfico – O que acontece nos ovários

Com o estímulo provocado pelo LH e pelo FSH, inicia-se o desenvolvimento de folículos nos ovários.

Durante o ciclo menstrual, há uma série de modificações no ovário para a produção dos óvulos. Explore o infográfico ressaltando suas explicações de acordo com as imagens. Isso facilita a compreensão dos detalhes do processo pelos estudantes.

A cada ciclo menstrual, um folículo desenvolve-se, formando um ovócito, que é liberado na tuba uterina.

Quando um dos folículos completa seu desenvolvimento, o ovócito é liberado. Esse momento é denominado ovulação. O ovócito entra na tuba uterina e é transportado até o útero.

Glossário

Início do desenvolvimento do folículo

Joao Peterson

Joao Peterson

O folículo amadurece e segue para a tuba uterina.

Joao Peterson

O que acontece no útero

Aproveite a oportunidade para falar sobre a cólica menstrual ou dismenorreia. Explique que, quando o óvulo não é fecundado, há liberação de prostaglandina, substância que faz o útero contrair para eliminar uma parte do endométrio (camada interna do útero que cresce para nutrir o embrião) em forma de sangramento, o que provoca a dor pélvica durante a menstruação.

O que acontece no útero

Em cada ciclo menstrual, o útero desenvolve um tecido que reveste seu interior.

A camada interna do útero, chamada endométrio, é estimulada pelo estrógeno e pela progesterona produzidos no ovário. Esse estímulo resulta na multiplicação das células do endométrio, formando um tecido bastante vascularizado, que pode atingir de 5 mm a 6 mm de espessura.

A ovulação é um evento importante. Durante esse processo, há alteração nas concentrações do estrógeno e da progesterona, hormônios produzidos nos ovários. Aproximadamente doze dias depois da ovulação, os níveis de estrógeno e progesterona caem acentuadamente.

Sem o estímulo desses hormônios, o endométrio para de crescer e entra em processo de descamação. Assim, os vasos sanguíneos do endométrio rompem-se, causando um sangramento na camada que reveste o útero. Essa massa de células e sangue é expelida para o exterior com a ajuda de contrações do útero, caracterizando o fluxo menstrual.

O corpo-lúteo, material do folículo que sobra no ovário após a ovulação, é o responsável pela produção da progesterona, outro hormônio relacionado ao ciclo menstrual. Ele provoca o espessamento do endométrio, a camada que reveste o útero.

A interpretação do infográfico deve ser feita a partir do folículo primário. Você deve considerar que os estágios ocorrem sucessivamente. O esquema é uma forma de representar o que acontece com os ovários das mulheres em cada ciclo menstrual.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 148

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Representação do ciclo menstrual mostrando o desenvolvimento do endométrio.

corpo lúteo

O endométrio cresce, formando uma camada muito vascularizada.

endométrio espessado

Como todos esses acontecimentos se repetem sempre na mesma sequência, dá-se ao conjunto o nome de ciclo menstrual.

A ovulação ocorre 14 dias antes da menstruação seguinte. Em um ciclo de 28 dias, a ovulação ocorrerá no meio do ciclo, mas nem todas as mulheres têm ciclos menstruais de 28 dias. O primeiro dia em que começa a menstruação é considerado o primeiro dia do ciclo menstrual.

A fertilização

Todas as alterações que ocorrem durante o ciclo menstrual preparam o corpo da mulher para a reprodução.

A ovulação libera o ovócito, e o desenvolvimento do endométrio fornece condições adequadas para o início do desenvolvimento de um embrião. Mas, para que se forme o embrião, é necessário que o ovócito seja fecundado por um espermatozoide. Caso isso não ocorra, acontece a menstruação.

Nos seres humanos, a fertilização ocorre, geralmente, por meio da relação sexual. Estímulos psicológicos e físicos fazem aumentar o fluxo sanguíneo nas artérias do pênis, levando-o à ereção. O sêmen ejaculado no interior da vagina é impulsionado até o útero e chega às tubas uterinas. É na tuba uterina que acontece a fertilização, isto é, a união dos núcleos dos gametas feminino e masculino.

Os espermatozoides introduzidos no corpo da mulher mantêm-se vivos por até 72 horas; os ovócitos, depois de liberados pelo ovário, vivem cerca de 24 horas. Quando espermatozoides vivos encontram um ovócito vivo, eles o rodeiam, mas apenas um deles o penetra.

Múltiplos Olhares

se une ao núcleo do ovócito.

O que é fertilização in vitro? Assista ao vídeo de reportagem sobre fertilização in vitro, disponível no link a seguir, e responda às questões.

• Fertilização in vitro : indicações e complicações: https://youtu.be/cDb_HN5GJ-M (acesso em: 20 ago. 2022).

1 | Em que situações a fertilização in vitro pode ser indicada?

2 | Quais são os riscos da fertilização in vitro? Resposta no Manual do Professor.

Os riscos são gravidez múltipla (gêmeos, trigêmeos ou mais) e a prematuridade dos recém-nascidos.

A fertiliza ção

Use o tema para explicar a improvável polispermia em humanos. Explique que, após a entrada do espermatozoide no ovócito, a zona pelúcida (camada espessa que envolve o ovócito) muda sua conformação molecular. Isso ocorre por causa de uma enzima chamada acrosina (presente no capuz acrossômico do espermatozoide), que a torna impermeável a outros espermatozoides, impedindo a entrada de outros gametas masculinos no mesmo ovócito.

A alteração da zona pelúcida, além de impedir a aderência de outros espermatozoides, faz com que qualquer espermatozoide que tenha iniciado a ligação com o ovócito se desprenda.

Múltiplos Olhares – O que é fertilização in vitro?

A tecnologia da reprodução é um assunto muito comum na mídia. O vídeo mostra como essa técnica funciona e quais são seus riscos. Pergunte aos estudantes se eles conhecem esse tipo de técnica. Faça uma pesquisa com eles para saber se a técnica é oferecida pelo Sistema Único de Saúde e qual é o custo desse tipo de tratamento.

Resposta

1. Nos casos em que a fecundação natural não ocorre em razão de algumas condições de saúde do homem e da mulher, como endometriose, obstrução das tubas uterinas, diminuição na qualidade de óvulos e varicocele.

Representação da fertilização, momento em que o núcleo de um espermatozoide

Rost9/Shuttestock.com

Fórum – A decisão da mulher quanto a engravidar

É muito importante deixar claro que optar por ter um filho é uma decisão do casal e que isso envolve vários aspectos (amadurecimento, estrutura financeira etc.). Além disso, essa decisão é de extrema responsabilidade, pois envolve uma vida que será colocada no mundo e que precisa de muitos cuidados, tanto no sentido físico como no emocional. Por fim, os estudantes também precisam ter clara a ideia de que a formação de uma criança exige muita dedicação de seus responsáveis para que ela cresça e desenvolva-se de maneira saudável e feliz.

Organize a turma em grupos para que possam discutir o tema do Fórum. Durante a atividade, você poderá iniciar com os estudantes o levantamento de questões relativas à gestação na puberdade e seus efeitos tanto para a mulher quanto para seu parceiro.

É possível que surja na discussão o tema “formação de famílias não convencionais”, formadas por pessoas do mesmo sexo. As crianças dessas famílias nem sempre são adotadas, podendo ser filhas biológicas de um dos membros do casal. O tema deve ser tratado sem preconceitos, por isso é importante a mediação do professor durante o debate.

Uma questão que também pode aparecer e merece atenção é a possibilidade de adoção de crianças e bebês abandonados ou órfãos. Muitas crianças que vivem em abrigos, públicos ou privados, estão à espera de pessoas interessadas em adotá-las.

A gestação

Deixe os estudantes debaterem e expressarem a opinião deles sobre a gravidez. Explique-lhes os diferentes tipos de partos. Eles podem pesquisar esse assunto. Lembre-lhes de que a cirurgia de cesariana foi inventada por povos africanos muito antes de o Ocidente desenvolver essa técnica.

A decisão da mulher quanto a engravidar

Após o amadurecimento dos órgãos reprodutores, a mulher, do ponto de vista biológico, já é capaz de ter filhos. Mas que outros aspectos ela deve considerar antes de decidir engravidar?

Quais dos fatores a seguir você acha que são mais relevantes no momento que a mulher decide engravidar? Discuta-os com os colegas.

1 | Relacionamento estável.

2 | Independência financeira suficiente para criar os filhos.

3 | Conclusão do período de estudos e da formação profissional dos futuros pais, além de ambos estarem empregados.

4 | Aquisição de uma moradia.

5 | Casamento, independentemente da idade e das condições financeiras dos pais. A discussão deve acontecer de forma crítica e em grupos. Defenda seu ponto de vista com argumentos a favor ou contra para cada uma das condições citadas e estabeleça uma escala de importância para elas. Orientações no Manual do Professor.

A gestação

Depois da fertilização, o embrião desloca-se em direção ao útero e, iniciando as transformações, acomoda-se no endométrio, de onde receberá nutrição.

A nutrição fornecida pelo endométrio é suficiente apenas para os primeiros dias, período em que se forma a placenta. Depois, é por meio da placenta que o embrião receberá nutrientes e gás oxigênio e eliminará suas excretas na circulação sanguínea da mãe.

O período que decorre entre a fertilização e o nascimento do bebê é chamado de gravidez ou gestação, e dura, na espécie humana, aproximadamente 40 semanas.

Nesse período, os níveis dos hormônios estrógeno e progesterona mantêm-se altos e não ocorre nem ovulação nem menstruação. Ao longo desse tempo, o útero distende-se, ocupando grande parte da cavidade abdominal.

No momento do nascimento, o colo do útero dilata-se e as contrações uterinas expulsam o bebê pelo canal vaginal.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Bass Tatiana/Shutterstock.com

útero bebê

bexiga urinária uretra

cordão umbilical vagina antes da gestação 9 semanas16 semanas24 semanas 32 semanas

Representação da da anatomia durante a gravidez, com destaque à distensão do útero.

Fórum

Gravidez na adolescência

A gravidez na adolescência é um tema polêmico que gera vários debates na sociedade. Em geral, acarreta uma série de consequências, principalmente para as mães, como a dificuldade em continuar os estudos, em ingressar no mercado de trabalho, entre outros problemas.

É importante ressaltar também que há diferenças sociais que determinam trajetórias mais difíceis para mulheres muito vulneráveis (sem alimentação adequada, moradia, saúde etc.).

Além disso, a falta de informação e acesso aos serviços de saúde afetam mulheres mais pobres. Não podemos esquecer que há diferenças biológicas e emocionais na gravidez não planejada entre jovens de 10 a 14 anos e de 15 a 19 anos.

Há também jovens que querem ter filhos e, nesse sentido, é necessário garantir o direito reprodutivo deles para essa condição e oferecer informação e atendimento de saúde adequado.

Pensando nessas informações, discuta com os colegas as seguintes questões:

a. As consequências da gravidez na adolescência são as mesmas para as mulheres e para os homens?

b. Jovens entre 10 e 14 anos estão em processo de crescimento e muitas mudanças corporais ainda estão ocorrendo. Se uma gestação ocorre nessa fase, vocês acham que ela afeta a saúde da gestante?

c. Como vocês acham que a informação pode ajudar a evitar uma gravidez não planejada?

Orientações no Manual do Professor.

Múltiplos Olhares

O pré-natal

O pré-natal auxilia na manutenção da saúde tanto da gestante como do feto. Ele inclui uma série de exames e atividades – como exames de sangue e de imagem (ultrassom), apoio psicológico e ginecológico, orientações nutricionais, atividade física e planejamento para a chegada do bebê – que ajudam o médico a acompanhar a saúde da gestante e do bebê.

O pré-natal é muito importante para a detecção precoce de problemas que possam afetar a saúde da mãe e do bebê. Esse acompanhamento é um direito da gestante e pode ser obtido nos centros de saúde.

Para entender melhor o que é um pré-natal, assista ao vídeo disponível em: https:// tvcultura.com.br/videos/60998_qual-a-importancia-do-pre-natal-momento-papo-de-mae. html (acesso em: 5 jul. 2022).

1 | Qual é a finalidade do pré-natal? De que ele é composto?

Fórum – Gravidez na adolescência

A gravidez na adolescência é um dos assuntos controversos que devemos discutir na escola. A gravidez precoce e não intencional pode ter consequências muito complicadas em termos biológicos, emocionais e sociais.

Tratar desse assunto em sala de aula é fundamental para a construção de uma reflexão sobre uma vida sexual e reprodutiva saudável. Dados da Organização Mundial da Saúde (OMS) de 2011 indicam que a gravidez e o parto precoces podem ter sérias consequências sociais e de saúde. Eles são a segunda causa de morte no mundo entre meninas menores de 19 anos. As complicações no parto e a falta de uma assistência de saúde de qualidade são duas das principais causas de morte entre as adolescentes.

A gravidez precoce e não planejada pode estar vinculada a uma série de fatores, principalmente à violência sexual. Portanto, esse é um assunto que tem potencial de gerar polêmica. De qualquer modo, essa é uma ótima oportunidade para desenvolver nos estudantes uma série de habilidades. O material produzido pela Unesco –Orientações técnicas internacionais de educação em sexualidade: Uma abordagem baseada em evidências – sugere que, nesta faixa etária, sejam trabalhadas atividades que estimulem os estudantes a evitar o estigma e a discriminação motivados por diferenças. Assim, neste Fórum, você pode discutir com eles o que é discriminação, preconceito e intolerância relacionados à gravidez na adolescência. É possível também refletir sobre as consequências dessas discriminações relacionadas ao gênero. O objetivo dessas discussões é mostrar aos estudantes que o acolhimento é uma responsabilidade de todos. Além disso, tais casos devem ser tratados de acordo com sua especificidade e peculiaridade, sempre respeitando a saúde e o bem dos jovens.

Múltiplos olhares – O prénatal

O texto do Ministério da Saúde, disponível no link http://bvsms.saude.gov.br/bvs/dicas/90prenatal.html (acesso em: 3 set. 2022) traz informações importantes sobre o pré-natal, sua importância, vantagens e principais objetivos. Esse texto poderá o auxiliar a preparar as discussões em aula.

151 Maturidade e reprodução CAPÍTULO 6

Climatério, menopausa e andropausa

A menopausa ocorre em mulheres com idade entre 45 e 55 anos. Casos de menopausa antes de 45 anos ou depois de 55 anos são pouco comuns. Nesse período de vida da mulher, a menstruação cessa porque os ovários reduzem paulatinamente a produção de hormônios sexuais até chegar a um valor muito baixo. A menopausa só é considerada completa quando a mulher fica um ano sem menstruar.

A perda da capacidade de produção dos estrógenos causa geralmente mudanças na fisiologia do corpo da mulher, incluindo fogachos (ondas de calor), caracterizados por rubor da pele e intensa sudorese, dores de cabeça, irritabilidade, insônia, fadiga, ansiedade e diminuição da resistência e da calcificação dos ossos. Apenas 15% das mulheres que têm esses sintomas necessitam de tratamento. Em geral, a administração diária de estrógeno em pequenas quantidades reduz muito os sintomas.

A andropausa é detectada pela redução gradual dos níveis da testosterona e acompanha o envelhecimento, que pode estar associado a uma significante diminuição da qualidade de vida dos homens. Esse distúrbio atinge de 10% a 30% dos homens com mais de 60 anos. Os sintomas da andropausa não são tão visíveis nos homens como os sintomas da menopausa nas mulheres.

Ambos os sexos podem repor os hormônios sexuais que estão com a produção reduzida e, para melhorar a qualidade de vida, devem manter a atividade física.

Climatério, menopausa e andropausa

A menopausa e a andropausa são, respectivamente, manifestações de um período da vida da mulher e do homem relacionadas ao processo de envelhecimento e são marcadas por mudanças fisiológicas específicas. Nas mulheres, por volta dos 50 anos (pode ocorrer mais precocemente ou tardiamente), manifestam-se alguns sintomas, causados pelas variações hormonais típicas desse período, que podem ocasionar uma série de flutuações no ciclo menstrual. Nessa fase de transição, conhecida como climatério, é comum que o período entre um ciclo menstrual e o outro fique mais espaçado.

Atividades físicas são importantes para a manutenção da saúde de pessoas idosas.

A menopausa é o momento da última menstruação, e só é confirmada depois de a mulher passar 12 meses sem menstruar. É provocada pela redução na produção dos estrógenos. A falta desses hormônios sexuais femininos pode interferir em aspectos fisiológicos, o que leva à falta de ovulação, diminuição da lubrificação do canal vaginal e do desejo sexual.

A andropausa é menos evidente, ou seja, não há um momento bem definido para a queda da produção hormonal masculina. As alterações provocadas pela diminuição progressiva dos hormônios sexuais, particularmente da testosterona, podem originar disfunção erétil, diminuição dos testículos, ejaculação fraca e diminuição do desejo sexual.

Dimensões da sexualidade

A sexualidade é uma parte da vida humana muito importante ao longo do nosso desenvolvimento. Durante nossa vida, vão ocorrendo mudanças em nosso corpo e na forma de nos relacionarmos com as outras pessoas.

Definir sexualidade não é simples, portanto, utilizamos uma definição elaborada pela Organização Mundial de Saúde (OMS), presente no documento Sexual health and its linkages to reproductive health: an operational approach, de 2017, que pode ser consultado em: https://www.who.int/health-topics/ sexual-health#tab=tab_1 (acesso em: jul. 2022).

Há vários fatores que afetam a expressão da sexualidade. Converse sobre as diferentes manifestações da sexualidade que são expressas por jovens de diferentes culturas e países, mostrando que o que se espera em termos de comportamento varia muito. No entanto, apesar dessa variabilidade estar condicionada há outros aspectos da vida das pessoas, é fundamental que os estudantes respeitem as diferenças.

A Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (Unesco), publicou em 2019 um material intitulado Orientações técnicas internacionais de educação em sexualidade: Uma abordagem baseada em evidências, que você pode usar para fazer suas escolhas pedagógicas. As orientações estão baseadas no atendimento à Agenda 2030 de Desenvolvimento Sustentável e procura ajudar os professores e as escolas a construir currículos mais inclusivos, equitativos e de qualidade. Você pode acessar esse material em: https://www.unfpa.org/sites/default/files/pub-pdf/369308por. pdf (acesso em: jul. 2022).

O Ministério da Saúde também tem disponível um bom material para discussão sobre a saúde sexual e reprodutiva dos brasileiros, que pode ser consultado no site: https:// bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/saude_sexual_saude_reprodutiva.pdf (acesso em: jul. 2022).

Dimensões da sexualidade

O trabalho pedagógico relacionado às múltiplas dimensões da sexualidade humana (biológica, sociocultural, afetiva e ética) depende de muitas escolhas realizadas pela equipe pedagógica de uma escola. Os professores devem estar atentos aos aspectos que promovam a dignidade, a saúde e o bem-estar de todos os estudantes. Para isso, os materiais didáticos e a construção do currículo devem contemplar as demandas da comunidade. Deve-se garantir também uma educação que ofereça igualdade no acesso à informação, o respeito e a não discriminação.

O trabalho pedagógico deve desenvolver nos estudantes as habilidades que os auxiliem a tomarem decisões responsáveis e saudáveis. Essas habilidades serão importantes para que eles construam relações respeitosas com seus parceiros, amigos e sua família dentro e fora da escola.

A sexualidade humana é resultado de um conjunto de fatores.

singh srilom/Shutterstock.com

Sergio Pedreira/Pulsar Imagens

Fábio Colombini

Rubens Chaves/Pulsar Imagens

ardni/Shuttestock.com

Reveja

Esse é um momento de sistematização dos conhecimentos aprendidos até o momento. Faça a correção coletiva das atividades de modo que os estudantes troquem as respostas entre si. A troca de respostas amplia as possibilidades de aprendizagem, pois eles podem errar ou acertar com os colegas. Isso aumenta a confiança deles durante o processo de aprendizagem.

Definir sexualidade não é simples, a Organização Mundial da Saúde oferece a seguinte definição, organizada por médicos e especialistas na área da saúde:

A sexualidade é um aspecto central do ser humano ao longo da vida e engloba sexo, identidades e papéis de gênero, orientação sexual, erotismo, prazer, intimidade e reprodução. A sexualidade é vivenciada e expressa em pensamentos, fantasias, desejos, crenças, atitudes, valores, comportamentos, práticas, papéis e relacionamentos. Embora a sexualidade possa incluir todas essas dimensões, nem todas são sempre experimentadas ou expressas. A sexualidade é influenciada pela interação de fatores biológicos, psicológicos, sociais, econômicos, políticos, culturais e fatores éticos, legais, históricos, religiosos e espirituais.

OMS. Sexual health and its linkages to reproductive health: an operational approach. Organização Mundial da Saúde, Genebra, Suíça, [2020]. Tradução nossa. Disponível em: https:// www.who.int/health-topics/sexual-health#tab=tab_1. Acesso em: 23 jul. 2022. Como dito na definição, há muitos fatores que podem influenciar a expressão da sexualidade e esses fatores interagem entre si, produzindo manifestações diversas dessa expressão. O modo de as pessoas interagirem e demonstrarem afeto e respeito pelas múltiplas expressões da sexualidade é parte importante de nossa vida afetiva e emocional, e o respeito é a chave para um convívio civilizado. Compreender que todos têm direito à expressão de sua sexualidade é fundamental para a construção de interações mais saudáveis entres as pessoas. É importante entender que o comportamento esperado em relação à expressão da sexualidade muda entre as culturas e ao longo da vida da mesma pessoa. Uma parte da expressão da sexualidade é a vida sexual e, nesse ponto, é preciso compreender que o acesso à informação de qualidade, o acompanhamento de profissionais de saúde e a conversa com a família podem garantir uma vida pautada em escolhas e decisões que ajudem a pessoa a ter saúde e bem-estar.

reveja

1 | Cite uma função dos líquidos que compõem o sêmen e são produzidos pelas glândulas seminais e pela próstata.

Entre outras funções, a parte líquida do sêmen nutre os espermatozoides e mantém sua viabilidade.

2 | Quais são os hormônios femininos envolvidos no ciclo menstrual?

Hormônios ovarianos: progesterona e estrógeno; hormônios da hipófise: FSH (hormônio folículo-estimulante) e LH (hormônio luteinizante).

3 | Qual é a função do corpo-lúteo que se forma do folículo após a ovulação?

O corpo-lúteo produz a progesterona, necessária para o espessamento da camada que reveste o interior do útero.

4 | Por que a mulher grávida não ovula nem menstrua?

Durante a gravidez, os níveis de estrógeno e progesterona mantêm-se altos, o que impede a ovulação e a menstruação.

5 | A expressão da sexualidade não é igual para todos em todos os lugares do mundo. Por quê?

A expressão da sexualidade é uma interação de fatores biológicos, culturais, sociais e afetivos, por isso essa multiplicidade de expressões.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 154

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Sistema genital e saúde

A atividade sexual envolve um conjunto de decisões necessárias para a manutenção da saúde e para que a gravidez ocorra na época desejada.

Há vários métodos que podem ser utilizados para o planejamento familiar, ou seja, para que a gravidez ocorra quando planejada.

São exemplos de métodos anticoncepcionais: preservativos masculino e feminino (conhecidos também como “camisinha”), dispositivo intrauterino (DIU), pílula (anticoncepcional hormonal), diafragma, espermicidas, entre outros. A escolha do anticoncepcional a ser usado deve ser feita com o auxílio e a orientação de um médico. É importante lembrar que os preservativos masculino e feminino previnem as infecções sexualmente transmissíveis (IST).

Métodos contraceptivos

Se a intenção é evitar a gravidez, as possibilidades de métodos são muito variadas, e uma série de questões devem ser levadas em consideração, entre elas podemos destacar:

• a eficácia do método – todos os métodos anticoncepcionais têm uma taxa de falha que é calculada a partir do número de gravidezes não desejadas entre os usuários nos primeiros 12 meses de uso;

• os efeitos secundários – muitas vezes, os métodos podem provocar alergias ou outras consequências para a saúde do usuário, por isso é importante sempre buscar orientação médica;

• a reversibilidade – o método pode ser reversível, ou seja, a fertilidade pode ser recuperada;

• a disponibilidade – se é de fácil acesso, já que há alguns métodos caros e outros que são distribuídos gratuitamente pelos sistemas públicos de saúde;

• a aceitabilidade – está relacionada à confiança no método e à aceitação das condições de uso;

• a facilidade de uso – o modo de usar deve ser bem compreendido para ser utilizado corretamente;

• a proteção contra IST – se o método oferece proteção contra IST, protegendo, assim, a saúde de quem o usa.

Glossário

Espermicida: substância química que imobiliza e destrói os espermatozoides.

Sistema genital e saúde

Discutir os métodos contraceptivos disponíveis é muito importante para a saúde pública. Inicie a conversa com os estudantes perguntando se eles conhecem os métodos contraceptivos, quais são e como funcionam. A técnica de ter uma caixa na qual eles depositem, sem se identificar, suas dúvidas é uma boa alternativa para que você possa responder às dúvidas mais comuns.

Métodos contraceptivos

Ao abordar as características sexuais femininas e masculinas, você deve apresentar os diferentes métodos anticoncepcionais: pílula, dispositivo intrauterino (DIU), espermicida, diafragma, camisinha feminina e masculina.

O preservativo de látex, a camisinha, é um dos métodos anticoncepcionais mais eficientes, além de prevenir o contágio de infecções sexualmente transmissíveis. Enfatize esse aspecto e aponte outras vantagens do preservativo masculino: ele é um método barato e independe de prescrição médica.

Se achar conveniente, mostre aos estudantes o preservativo masculino, a pílula e outros métodos de anticoncepção.

Tipos de métodos

No link disponível em https://brasilescola.uol.com.br/saude-na-escola/ principais-metodos-contraceptivos. htm (acesso em: 3 set. 2022) estão detalhados os métodos contraceptivos mais comuns disponíveis, classificados de acordo com seu tipo (métodos comportamentais, de barreira, hormonais e definitivos). Informações detalhadas sobre os tipos de métodos contraceptivos são importantes para que você possa escolher quais deles deverão ser aprofundados em suas aulas.

Tipos de método

Os métodos contraceptivos podem ser classificados em reversíveis ou irreversíveis. Um método reversível é aquele que, após a interrupção de uso, a fertilidade é recuperada. Já nos irreversíveis, uma vez adotados, a fertilidade não é recuperada. Veja na tabela a seguir as descrições de cada método.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 156

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Andrey_Popov/Shutterstock.com

New Africa/Shutterstock.com

Diafragma.

DIU (dispositivo intrauterino).

MikhalchukStudio/Shutterstock.com

Cartela de pílulas anticoncepcionais.

Preservativo masculino e feminino.

Adesivo contraceptivo.

Métodos O que é? Exemplos

abstinência periódica e natural

Reversíveis

Evitam a gravidez mediante a auto-observação de sinais e sintomas que ocorrem no organismo feminino ao longo do ciclo menstrual. Os métodos baseiam-se no período fértil da mulher, e, nesse período, deve-se evitar as relações sexuais, caso o desejo seja evitar a gravidez. Não protegem de IST.

barreira Utilizam uma barreira mecânica ou química que impede os espermatozoides de chegarem aos óvulos. Protegem contra IST.

hormonal Utiliza drogas (hormônios) injetáveis ou orais que afetam o ciclo menstrual. Não protegem de IST.

Expansão de repertório – A eficácia dos métodos contraceptivos

tabelinha e análise do muco cervical

preservativos masculino e feminino e diafragma

pílula anticoncepcional, implantes e injeções

intrauterino Utilizam um dispositivo colocado no interior do útero para evitar a gravidez. Não protegem de IST. dispositivo intrauterino (DIU)

cirúrgico feminino Cirurgia que fecha as tubas uterinas e impede o encontro com o espermatozoide. Não protege de IST. laqueadura

Explore a tabela explicando para os estudantes como entender os valores apresentados em porcentagem. Apesar de o assunto ser comum em Matemática e de eles, nesta etapa da escolarização, já conhecerem esse tipo de representação e quantificação, essas explicações são importantes para melhorar a compreensão da tabela.

Irreversíveis

Expansão repertório de

cirúrgico masculino Cirurgia que corta o canal deferente, impedindo que os espermatozoides sejam eliminados pela ejaculação. Não protege de IST.

A eficácia dos métodos contraceptivos

vasectomia

A tabela a seguir apresenta a eficácia dos métodos contraceptivos. A taxa de falha corresponde a gravidezes indesejadas para cada 100 gestações computadas. O método foi utilizado corretamente, ou seja, de acordo com protocolos e orientações médicas.

Fonte: HOSPITAL Israelita Albert Einstein. Métodos contraceptivos: Você conhece todas as suas opções? Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, 2017. Disponível em: https://www.einstein.br/noticias/noticia/metodoscontraceptivos. Acesso em: 27 jul. 2022. BRASIL. Ministério da Saúde. Saúde sexual e reprodutiva. In: Cadernos de Atenção Básica. Brasília, DF: Ministério da Saúde, 2013. Disponível em: https://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/ saude_sexual_saude_reprodutiva.pdf. Acesso em: 27 jul. 2022.

Após a análise da tabela, responda às questões a seguir em dupla.

1 | Quais métodos contraceptivos correspondem à taxa de falha mais elevada?

A tabelinha, o preservativo feminino e o diafragma.

2 | Quais métodos correspondem à menor taxa de falhas?

Os contraceptivos injetáveis, o DIU, as pílulas, a laqueadura e a vasectomia.

3 | Dos métodos que você apontou nas questões anteriores, quais protegem das IST?

Os preservativos masculino e feminino.

Maturidade e reprodução CAPÍTULO 6

História da ciência – A história do preservativo

Os preservativos são métodos muito eficientes de prevenção de uma série de IST. Lembre aos estudantes de que os preservativos são distribuídos gratuitamente em postos de saúde pelo SUS. Há uma série de panfletos e fôlderes que podem ser adquiridos nesses locais gratuitamente e distribuídos para eles.

História da CiênCia

a História do preservativo

Leia o texto a seguir sobre a história do preservativo e depois responda à questão.

Posto como um dos grandes ícones do mundo contemporâneo, a camisinha ou preservativo é uma das mais conhecidas formas de prevenção contraceptiva existentes no mundo. [...]

Apesar de tanta notoriedade, o preservativo é uma espécie de “novidade antiguíssima”. Há mais de três mil anos, os chineses fabricaram uma primeira versão feita a partir da combinação do papel de seda e a aplicação de óleos lubrificantes. [...]

Entre os gregos, relatos mitológicos e históricos falam do uso de bexigas natatórias de peixes [...].

[...] Ao longo do século XIX, a descoberta dos usos da borracha e o processo de vulcanização permitiram que os preservativos fossem mais resistentes e maleáveis. [...]

Em 1930 temos a fabricação das primeiras camisinhas descartáveis produzidas, a partir do emprego do látex. [...]. A partir da década de 1960, a impopularidade da camisinha se ampliou com a comercialização das pílulas anticoncepcionais. Com isso, as doenças sexualmente transmissíveis galoparam até os finais da década de 1970.

O triunfo do preservativo só aconteceu na década seguinte [...].

SOUSA, Rainer Gonçalves. História do preservativo. História do mundo, [s. l.], [2020]. Disponível em: http://www.historiadomundo.com.br/curiosidades/ historia-do-preservativo.htm. Acesso em: 27 jul. 2022.

1 | Por que a camisinha popularizou-se a partir da década de 1980? Faça uma pesquisa, se necessário.

A possibilidade de evitar a gravidez utilizando pílulas anticoncepcionais tornou o preservativo (a camisinha) impopular em alguns países. Mas, como as pílulas não previnem infecções sexualmente

Preservativo do século XIX feito na Inglaterra com tecido animal (membrana do intestino).

transmissíveis, o receio de contrair doenças sexuais, principalmente depois da disseminação do vírus HIV, popularizou o uso da camisinha.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

New Africa/Shutterstock.com

As infecções sexualmente transmissíveis (IST)

Infecções Sexualmente Transmissíveis (IST) podem ser causadas por vírus, bactérias ou outros agentes. As IST eram conhecidas como DST (Doenças Sexualmente Transmissíveis), porém essa terminologia saiu de uso, pois muitas vezes a pessoa pode ter umas dessas infecções sem apresentar sintomas da doença.

As IST podem ser transmitidas pelo contato sexual sem o uso de preservativo com uma pessoa que esteja infectada e também durante a gestação, parto ou amamentação da mãe para o bebê.

Elas representam um sério risco à saúde. Alguns exemplos de IST são: aids, verruga genital (HPV), herpes genital, sífilis, gonorreia, uretrite por clamídia, entre outras.

Na presença de qualquer sintoma (coceira, inflamação, corrimento, infecção, entre outros), um médico deve ser consultado.

Síndrome da imunodeficiência adquirida

A síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS) é uma doença causada pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV). Esse vírus pode ser transmitido pelo contato sexual; pelo uso compartilhado de seringa; pela transfusão de sangue contaminado; da mãe infectada para o bebê durante a gravidez; no parto e durante a amamentação.

O vírus HIV infecta um tipo de célula de defesa do organismo (o linfócito), diminuindo a imunidade do organismo. Uma pessoa com HIV pode não apresentar sintomas por vários anos. Esse é um estado que requer muita atenção, pois, muitas vezes, a pessoa pode transmitir o vírus sem saber que está infectada.

As Infecções Sexualmente Transmissíveis (IST)

Essas são algumas das IST mais comuns que tratamos no Livro do Estudante. Explore as imagens lembrando que algumas delas, como as dos vírus, são representações, e não imagens reais desses seres vivos.

Há vários outros tipos de IST, as que foram escolhidas para tratarmos nesta parte do livro foram a aids, a sífilis, o HPV, a gonorreia e as clamídias. Você pode incluir outras IST na aula de acordo com a curiosidade dos estudantes.

Você também pode ir a um posto de saúde ou visitar as páginas das secretarias de saúde públicas e obter mais informações sobre essas infecções. Em algumas cidades, há centros de referência em IST que promovem palestras e distribuem materiais informativos. Esses centros também fazem testagem para várias IST e oferecem acompanhamento para tratamentos.

Você pode visitar o site da secretaria de saúde do município de São Paulo para conhecer melhor o assunto. Consulte o link https://www. prefeitura.sp.gov.br/cidade/secretarias/saude/istaids/ (acesso em: 30 ago. 2022).

Síndrome da imunodeficiência adquirida

A aids é uma doença causada pelo vírus HIV (vírus da imunodeficiência humana). Os primeiros casos surgiram no início dos anos 1980. Milhões de pessoas (homens, mulheres e crianças) já morreram até o momento. A aids é uma doença que não está associada a um grupo sexual especificamente, mas revela problemas do atendimento à saúde em regiões em que há grande concentração de infectados e poucos recursos e medicamentos para tratamento, ocasionando muitas mortes que poderiam ser evitadas.

O vírus ataca as células brancas do sangue (linfócito CD4+), que são responsáveis pela defesa do organismo a uma série de doenças. Ao ficar desprotegido, o corpo pode ser infectado por agentes que normalmente seriam combatidos e que, neste caso, não estão atuando. Assim doenças simples podem ser devastadoras e levar a pessoa infectada a óbito.

159 Maturidade e reprodução CAPÍTULO 6

Representação 3D do vírus da imunodeficiência adquirida (HIV).

Cartaz de campanha nacional de prevenção à aids, divulgado em 2021 em todo o Brasil.

As formas mais comuns de transmissão são: sexo vaginal, anal e oral sem camisinha, além de compartilhamento de seringas, objetos cortantes e perfurantes não esterilizados.

A mãe infectada pode transmitir essa doença ao filho durante a gravidez ou durante o parto e a amamentação.

A aids não é transmitida por:

• aperto de mão;

• relações sexuais com camisinha;

• masturbação mútua;

• beijos;

• picada de insetos;

• compartilhamento de roupas de cama e banho, talheres, copos, assentos de transporte público ou banheiros públicos.

Para obter mais informações, consulte os sites (acessos em: 30 ago. 2022):

• https://www.msf.org.br/o-que-fazemos/atividades-medicas/hivaids/?utm_source=adwords_ msf&utm_medium=&utm_campaign=aids_comunicacao&utm_ content=_exclusao-saude_ brasil_39923&gclid=CjwKCAjw6raYBhB7EiwABge5KmLiAc2QxFxWxe31-_VJkDCHlXQVbpgu2vzjAowTToM8-jVwpgTb7hoCVOoQAvD_BwE&playlist=295237c&video=ddd8121;

• https://www.saude.pr.gov.br/Pagina/HIVAids

Sífilis

A sífilis é uma IST muito antiga, há relatos de pacientes com sífilis que datam de séculos. Se trata de uma IST que tem cura e tratamento: Como é causada por uma bactéria, o uso de antibióticos tem se mostrado eficaz no tratamento.

A transmissão da sífilis ocorre por via sexual ou congênita. Como é uma doença de evolução silenciosa, muitas vezes a pessoa não sabe que está contaminada e pode transmitir a bactéria causadora da sífilis.

As melhores formas de prevenção são o uso de preservativos durante a relação sexual e o acompanhamento de mulheres grávidas para que a transmissão congênita não ocorra, pois podem provocar muitos problemas para o feto.

Sífilis

A sífilis é uma doença causada pela bactéria Treponema pallidum, e sua transmissão pode ocorrer pelo contato sexual sem proteção com pessoas infectadas. Pode também ser transmitida durante a gravidez (transmissão congênita) para o bebê, podendo acarretar muitos problemas graves de saúde para a mãe e o bebê.

O tratamento é feito com antibióticos, que são muito eficientes. É preciso, porém, que o diagnóstico seja feito o quanto antes. A sífilis é uma doença que tem várias fases. Nas fases iniciais, o tratamento tem mais sucesso e e as sequelas são menos graves.

HPV (Papiloma Vírus Humano)

O papiloma vírus humano (HPV) é um vírus que faz aparecer verrugas na pele e nas mucosas oral, genital e anal, e está associado ao câncer nessas regiões (principalmente no colo de útero).

A transmissão ocorre por via sexual, e o tratamento químico ou cirúrgico age nas lesões, que podem ter ou não verrugas, causadas pelo vírus.

O uso de preservativos e a vacinação em idade que precede a vida sexual ativa (em meninas e meninos) servem para prevenir e evitar a propagação do vírus.

Para obter mais informações sobre a sífilis, você pode consultar o site: https://www.saude.mg.gov.br/sifilis (acesso em: 30 ago. 2022).

HPV (Papiloma Vírus Humano)

O HPV é uma doença causada por um vírus que pode provocar câncer de útero e de pênis. O HPV é uma IST, portanto, sua via de transmissão mais conhecida é a sexual. No entanto, a transmissão também pode ocorrer pelo compartilhamento de objetos cortantes e perfurantes não esterilizados e contaminados pelo HPV. A transmissão mãe/feto também é comum.

No órgão sexual masculino, as verrugas características do HPV são mais perceptíveis. Nas mulheres, porém, essas verrugas muitas vezes estão no colo do útero e necessitam de um exame específico (Papanicolau) para de-

Treponema pallidum (bactéria causadora da sífilis). Aumento de aproximadamente 6 000 vezes.

Alfred Pasieka/Science Photo Library/Fotoarena

Vírus HPV em representação 3D.

Kateryna Kon/Shutterstock.com

Gonorreia e clamidíase

Gonorreia e clamidíase são infecções causadas por bactérias, que podem acometer os órgãos genitais, a garganta e os olhos.

Os principais sintomas são dor durante as relações sexuais, corrimentos ou coceiras.

Assim como as demais infecções estudadas até aqui, a transmissão ocorre por via sexual sem o uso de preservativos. O tratamento é realizado com antibióticos.

Prevenção combinada

A prevenção contra as IST é muito importante para o controle da disseminação de infecções na população.

Uma estratégia que merece destaque é a prevenção combinada ao HIV e a outras infecções virais. Na prevenção combinada, é dada atenção a vários aspectos para o controle da infecção, ou seja, são realizados diferentes tipos de abordagem direcionados para a prevenção. Essa combinação de ações está centrada na pessoa, em seus grupos sociais e na sociedade em que se inserem. Analise a imagem da página seguinte.

tectá-lo.

O uso de preservativos durante a relação sexual (oral, anal ou vaginal) é indispensável para evitar a transmissão da doença. É preciso que os parceiros informem se são portadores do HPV, pois isso pode facilitar o tratamento e garantir uma vida saudável.

Existe vacina contra o HPV. São duas doses oferecidas gratuitamente pelo SUS e podem ser aplicadas em meninas de 9 a 14 anos e em meninos de11 a 14 anos. Elas são muito seguras.

Como a vacina previne mais de um tipo de HPV, a vacinação é importante mesmo que a pessoa já tenha HPV, pois evita que ela contraia outro tipo de HPV.

Para encontrar mais informações sobre o HPV, consulte o site da Secretaria Municipal de Brasília em: https://www.saude.df.gov.br/hpv (acesso em: 30 ago. 2022).

Fórum – Prevenção combinada

Para aprofundar o assunto sobre a prevenção combinada, é interessante usar como exemplo as estratégias de prevenção combinada contra o vírus HIV. Em um texto disponível no link https://www.prefeitura. sp.gov.br/cidade/secretarias/saude/ istaids/index.php?p=245395 (acesso em: 3 set. 2022) do site da Secretaria de Saúde de São Paulo, são elencadas as possibilidades que existem para que a população possa fazer uso da prevenção combinada. Utilize o texto como fonte de informações e também como ferramenta para a sala de aula.

Ministério da Saúde/Governo Federal

Campanha de vacinação contra o HPV, 2014.

Fórum

Resposta

1. A prevenção combinada é uma estratégia muito eficiente, pois considera que a doença tem aspectos que ultrapassam as questões biológicas. Os aspectos sociais relativos ao estigma e ao preconceito direcionados aos doentes é outro ponto que requer atenção para que essas pessoas não sejam negligenciadas. Já os aspectos comportamentais facilitam o acesso a uma grande quantidade de informações que podem salvar a vida dessas pessoas e evitar a transmissão da doença.

Expansão de repertório –Vacinação: hepatite e HPV

Estimule os estudantes a refletir sobre a importância da vacinação de modo mais amplo e sobre a vacinação que pode prevenir as IST. O texto a seguir pode ampliar seu repertório sobre a vacina contra o HPV. Essa vacina veio acompanhada de muita polêmica quanto aos efeitos colaterais dela. No entanto, ela é um excelente e eficaz aliada contra a disseminação da doença.

A prevenção biomédica trata de questões como a exposição ao vírus e o controle dele. A prevenção comportamental visa melhorar o acesso às informações sobre esse assunto. Já a prevenção social atenta-se para os aspectos relacionados ao preconceito e a outras questões socioculturais.

Organizem grupos para discutir com os colegas a questão a seguir.

1 | Qual é a vantagem da abordagem da prevenção combinada? Argumente para defender seu ponto de vista. Resposta no Manual do Professor.

Expansão repertório de

Vacinação: hepatite e HPV

Leia o trecho da reportagem a seguir.

Importância da vacina na fase adulta é tema do “Saúde sem Complicações”

[...] o professor Fernando Bellissimo Rodrigues, do Departamento de Medicina Social da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP) e membro da Comissão de Controle de Infecção Hospitalar do Hospital das Clínicas da FMRP (HCFMRP), ambos da USP.

[...] Bellissimo alerta [para] a importância da vacinação, principalmente em adultos. “Muitas pessoas acreditam que isso é coisa de criança e a partir da adolescência não tomam mais.” Os índices de vacinação variam de acordo com a doença e a vacina. Por exemplo, a última campanha de gripe atingiu entre 70% e 80% e a da hepatite B, por exemplo, teve cobertura de 15% a 20%.

Na fase adulta, entre as mais importantes estão a de difteria e tétano, hepatite B, gripe, sarampo, caxumba e rubéola. Entretanto, dependendo do estado de saúde e local de moradia da pessoa, podem-se agregar outras. Exemplos são os diabéticos, que precisam tomar a de pneumonia, e pessoas que moram em área de risco de febre amarela, que devem tomar a vacina correspondente à doença.

Sobre a vacina contra HPV, ele conta que, quanto mais cedo for ofertada, maior a chance de vacinar crianças que ainda não foram expostas ao vírus, por isso é ideal a aplicação antes da iniciação sexual. “Pode ser que o efeito seja nulo, mas não é contraindicada.”

A vacina contra HPV é oferecida para meninas de 9 a 15 anos e, recentemente, também para meninos. O professor afirma que a ampliação para homens pode evitar a infecção de suas parceiras e de homossexuais. [...]

GREPI,

UNIDADE 2 — Vida e evolução 162

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

G. Importância da vacina na fase adulta é tema do “Saúde sem Complicações”. Jornal da USP, São Paulo, 2017. Disponível em: https://jornal.usp.br/radio-usp/radioagencia-usp/importancia-da-vacina-na-fase-adulta-e-tema-dosaude-sem-complicacoes/. Acesso em: 27 jul. 2022.

Mandala da prevenção combinada ao HIV.

A respeito do texto, discuta em grupo as questões a seguir.

1 | Segundo o texto, por que os adultos não se vacinam com frequência?

2 | Por que é importante vacinar contra o HPV antes da iniciação sexual?

3 | Quais das doenças citadas no texto não são IST?

Quanto mais cedo as pessoas se vacinarem, maiores as chances dela de não ser exposta ao HPV, daí a importância de vacinar os jovens antes da exposição sexual.

Pneumonia, difteria, tétano, hepatite B, gripe, sarampo, caxumba e rubéola.

Expansão repertório de

Produzindo painéis sobre IST

Até o momento você recebeu diversas informações sobre as IST, agora é hora de colocar em prática o que aprendeu.

A proposta é elaborar um painel sobre uma IST contendo, de forma criativa, a descrição do que é IST, sua forma de transmissão, o tratamento e os sintomas. Trabalhem em grupos e preparem o mesmo material de duas formas: uma versão digital, procurando usar os recursos disponíveis na escola, e uma versão em cartolina, conforme descrito a seguir.

Planejando o painel

Façam um plano detalhado. Antes de começar a montagem do painel, é necessário decidir quais informações serão incluídas e como apresentá-las. Vocês usarão uma cartolina na posição vertical. Imaginem uma linha que divida ao meio (também verticalmente) a cartolina. Reservem a porção superior do painel para escrever o título (que será uma IST escolhida por você ou pelo professor). Escrevam também o nome e a série dos integrantes do grupo. Reservem uma faixa de aproximadamente 20 cm de altura para essa parte.

Produzindo painéis sobre IST

A produção de um painel é uma construção coletiva que exige dos estudantes uma grande interação, favorecendo o desenvolvimento de competências importantes, como a de trabalhar em equipe, além de motivá-los.

A proposta é trazer um painel cujo tema seja as IST. Além de ser um tema que interessa muito os estudantes, é uma ótima oportunidade de ampliar o debate sobre a prevenção das IST na escola.

Propomos uma série de etapas para a confecção dos painéis, mas você pode incluir, substituir ou retirar alguns dos passos para melhorar o andamento das atividades na sua escola.

Segundo o texto, muitos adultos pensam que vacinas são apenas para crianças.

Joao Peterson

Esboço do papel sulfite em branco

Antes de inserir as informações, façam um esboço em papel sulfite branco. Isso vai ajudá-los na organização do trabalho.

Ao criar o esboço, planejem o tamanho das fontes que usarão. Isso facilitará o restante do processo de criação. Construindo o texto. Depois de escolher o tema do painel, vocês poderão colocar as seguintes informações: agente causador da infecção, formas de transmissão, sintomas e tratamentos.

Usem títulos e subtítulos. Evite textos muito longos. Os leitores devem ser capazes de entender o tema do trabalho à primeira vista.

Escolham o título do projeto. O título deve chamar a atenção e explicar o assunto do projeto. Sejam criativos!

Não usem letras muito pequenas. As pessoas devem conseguir lê-los mesmo não estando muito perto.

Usem ilustrações. Incluam no painel itens visuais, como fotos, gráficos, tabelas e diagramas. Não se esqueçam de fazer as legendas. Imprimam gráficos coloridos, principalmente para aqueles cujos itens ou variáveis precisam de diferenciação. Caso não tenham acesso a uma impressora colorida, usem canetinhas ou giz de cera para colorir esses gráficos. Os textos e títulos do painel devem conter linguagem e termos técnicos. Caso necessário, incluam no trabalho um glossário de termos.

Peçam a orientação do professor para definir o que pode ser feito e o que não é pertinente. Peçam-lhe também para mostrar um modelo de um painel que ele considera muito bom.

Comuniquem o trabalho!

Exponham o painel no local indicado pelo professor e reservem um horário para apresentar a produção de vocês a todos da escola. Vocês podem fazer uma sessão na qual cada grupo tem um tempo para apresentar seu painel e um tempo para perguntas.

Verifiquem com o professor qual é a possibilidade de a versão digital do painel ser publicada em uma plataforma na internet ou na página da escola, caso ela exista.

Avaliação

Vocês podem utilizar a ficha a seguir para avaliar as apresentações dos grupos e a versão digital dos trabalhos, se houver.

Critérios de avaliação

Critério

estética da apresentação

conceitos científicos criatividade

UNIDADE 2 — Vida e evolução 164

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Comentário

Exemplo de composição de painel.

deCiFrando CiênCiaa

Aleitamento materno

Estudos demonstram que o aleitamento materno exclusivo até o sexto mês de vida pode evitar, anualmente, mais de 1,3 milhão de mortes de crianças menores de 5 anos nos países em desenvolvimento. Leia o texto a seguir, publicado na página do Fundo das Nações Unidas para a Infância – Unicef Brasil.

Os bebês até os seis meses não precisam de chás, sucos, outros leites, nem mesmo de água. Após essa idade, deverá ser dada alimentação complementar apropriada, mas a amamentação deve continuar até o segundo ano de vida da criança ou mais.

A mortalidade neonatal é calculada pelo número de mortes para cada mil bebês nascidos vivos que acontecem até 28o dia de vida. Já a mortalidade infantil é calculada pelo número de mortes para cada mil bebês nascidos vivos que acontecem até o primeiro ano de vida.

Amamentar os bebês imediatamente após o nascimento pode reduzir a 22% a mortalidade neonatal – aquela que acontece até o 28o dia de vida.

O aleitamento materno na primeira hora de vida é importante tanto para o bebê quanto para a mãe, pois auxilia nas contrações uterinas, diminuindo o risco de hemorragia. E, além das questões de saúde, a amamentação fortalece o vínculo afetivo entre mãe e filho.

Os textos de divulgação são uma excelente oportunidade para os estudantes entenderem o que os cientistas descobriram. A leitura do texto, porém, precisa da mediação do professor. Há uma série de terminologias específicas da Ciência que você deve ajudá-los a conhecer para que possam compreender melhor os textos de divulgação.

Amamentação garante saúde ao bebê e à mãe Bebês que são amamentados ficam menos doentes e são mais bem nutridos do que aqueles que ingerem qualquer outro tipo de alimento.

Utilizar substitutos do leite materno, como fórmulas infantis ou leite de outros animais, pode ser um grande risco para a saúde do bebê. Isso ocorre principalmente quando os

165

Maturidade e reprodução CAPÍTULO 6

shurkin_son/Shutterstock.com

O aleitamento materno é um direito da mãe e do bebê.

Reveja

Esse é um momento de sistematização dos conhecimentos aprendidos até o momento. Faça a correção coletiva das atividades de modo que os estudantes troquem as respostas entre si. A troca de respostas amplia as possibilidades de aprendizagem, pois eles podem experimentar, errar e acertar com os colegas. Isso aumenta a confiança deles durante o processo de aprendizagem.

pais não podem comprar os substitutos na quantidade necessária ou quando a água que utilizam para preparar o alimento não é limpa o suficiente.

[...]

Todas as mães têm o direito de amamentar seus filhos. No trabalho, em casa e até quando estão privadas de liberdade, elas têm direito a alimentar o seu filho no peito. O aleitamento materno é também um direito da criança. Segundo o artigo 9o do Estatuto da Criança e do Adolescente, é dever do governo, das instituições e dos empregadores garantir condições propícias ao aleitamento materno.

[...]

UNICEF BRASIL. Aleitamento materno. Unicef Brasil, Brasília, DF, [2020]. Disponível em: https://www.unicef.org/brazil/aleitamentomaterno. Acesso em: 27 jul. 2022.

Em regiões em que o saneamento básico é precário, morrem mais recém-nascidos do que em áreas com boas condições sanitárias.

1 | Quais podem ser as situações de perigo para os bebês nas áreas sem saneamento básico, quando:

O leite materno tem qualidades insuperáveis, pois contém anticorpos, vitaminas e nutrientes em quantidades suficientes e necessárias para o desenvolvimento saudável do recém-nascido. Estudos mostram que o leite de cada espécie de mamífero é único e, quando usado como alimento por uma espécie diferente, não substitui integralmente o leite produzido pela fêmea da própria espécie.

a. Nas áreas sem saneamento básico, o maior risco está na precariedade de recursos para a manutenção da higiene, deixando o bebê exposto a infecções.

a. a mãe produz quantidade suficiente de leite para amamentar seu bebê?

b. a mãe não produz quantidade suficiente de leite para amamentar seu bebê?

reveja

1 | Indique um método contraceptivo que pode evitar as IST.

o preservativo feminino são métodos contraceptivos que evitam as IST.

2 | Os métodos contraceptivos que contêm hormônios para evitar a gravidez utilizam dois hormônios femininos que controlam o ciclo menstrual. Quais são eles?

O estrógeno e a progesterona.

3 | Considere o calendário ao lado, que indica o início da menstruação de uma mulher que tem um ciclo menstrual regular de 32 dias. O primeiro dia da menstruação em junho está assinalado com um círculo vermelho.

O provável dia da próxima menstruação dessa mulher é 12 de julho, ou seja, 32 dias após o início da última menstruação.

a. Qual é o dia provável da próxima menstruação?

b. Qual é o dia previsto para que ocorra a ovulação?

A ovulação dela está prevista para 28 de junho, ou seja, 14 dias antes da menstruação.

c. Se essa mulher tiver uma relação sexual no dia 27 de junho, ela poderá ficar grávida? Justifique sua resposta.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 166

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Sim, pois o dia mais provável de sua ovulação é 28 de junho. Muitos espermatozoides ainda estarão vivos quando ocorrer a ovulação (dia seguinte ao da relação sexual).

O preservativo masculino e

b. Nessa condição, o risco à saúde do bebê é maior, pois a probabilidade de contaminação da água utilizada no preparo da mamadeira aumenta, elevando as chances de o bebê adquirir infecções.

Ciênciasação em

Estudando o ciclo menstrual

Que relação há entre a variação nas taxas de estrógeno e progesterona no organismo e os eventos que ocorrem no útero em cada ciclo menstrual? Como calcular o provável dia da ovulação? Quando o ciclo menstrual não tem 28 dias, a ovulação não ocorre na metade do ciclo. Por exemplo, em mulheres com o ciclo de 31 dias, a ovulação ocorre 14 dias antes do início do próximo ciclo, ou seja, 17 dias após os primeiros sinais de menstruação.

Nesta atividade, você ajudará uma mulher a descobrir quais foram os dias prováveis em que ela ovulou.

Procedimento

A. Analise o calendário a seguir. As marcações em vermelho são os registros dos primeiros dias da menstruação de uma mulher. Essas marcações foram feitas durante seis meses.

Ciência em ação –Estudando o ciclo menstrual

Caso seja necessário, dê atenção individual aos estudantes, pois a interpretação de gráficos complexos que representam variáveis diversas ao mesmo tempo não é trivial. Note que eles precisam interpretar uma tabela, relacionar os gráficos de taxas de dois hormônios (progesterona e estrógeno) e, ainda, associar essa variação com as alterações que ocorrem no interior dos ovários (desenvolvimento do folículo primário até a degeneração do corpo-lúteo) e no interior do útero (espessamento do endométrio). São processos que ocorrem concomitantemente e se inter-relacionam.

Peça aos estudantes que realizem a atividade individualmente (como tarefa de casa, por exemplo). Depois, eles poderão, em pequenos grupos, discutir as respostas encontradas para cada uma das sete questões propostas.

1 | O ciclo menstrual dessa mulher é regular? De quantos dias é a duração do ciclo menstrual dela?

2 | Quando ocorrerá a próxima ovulação dessa mulher? Justifique.

A menstruação é o acontecimento mais evidente das alterações do ciclo menstrual. Entretanto, também ocorrem alterações nos ovários e nas concentrações de hormônios, e todas estão relacionadas e acontecem simultaneamente.

Na figura abaixo, estão representadas as alterações hormonais, do endométrio e do ovário no período de desenvolvimento do ovócito.

No momento da discussão da atividade em sala de aula, você poderá projetar os gráficos, os esquemas de desenvolvimento do endométrio e do folículo primário em uma tela. Com a visualização dos processos representados na imagem, as conclusões serão mais facilmente compreendidas.

Resposta

2. A ovulação, de modo geral, ocorre 14 dias antes do início da menstruação. Se a menstruação estiver prevista para iniciar em 16 de setembro, então a ovulação, provavelmente, ocorrerá em 2 de setembro.

Sim, essa mulher tem um ciclo menstrual de 24 dias.

Joao Peterson

Resposta no Manual do Professor.

ovulação

ciclo do óvulo folículo óvulo hormônios ovarianos estrogênio

progesterona ciclo uterino

fase folicular fase lútea

menstruação proliferação do endométrio

dias:0 7 14 28

B. Analise os gráficos e o esquema do desenvolvimento do folículo do ovário e responda às questões.

3 | Que evento perceptível marca o primeiro dia do ciclo menstrual?

O início da menstruação (sangramento).

4 | No dia da ovulação, a concentração de estrógeno é alta ou baixa?

No dia da ovulação, a concentração de estrógeno é baixa.

5 | O que acontece com o endométrio quando os níveis de estrógeno e de progesterona abaixam acentuadamente ao final do ciclo?

Quando os níveis de progesterona e estrógeno diminuem, ocorre a menstruação, período em que a camada externa do endométrio é eliminada.

Atenção: Durante a menstruação, a região genital está mais sujeita a infecções, pois há uma diminuição da barreira protetora vaginal, e o sangramento favorece o desenvolvimento de microrganismos. Nesse período, a higiene corporal deve ser feita com mais frequência, com ducha externa nos genitais. O uso de absorventes íntimos internos (tampão) é uma medida higiênica e de conforto, entretanto eles devem ser trocados, no máximo, a cada 4 horas.

UNIDADE 2 — Vida e evolução 168

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Fonte PINHEIRO, Pedro. Ciclo menstrual: como ocorre a menstruação. MD Saúde, Rio de Janeiro, 2022. Disponível em: https://www.mdsaude.com/ginecologia/menstruacao/ ciclo-menstrual/. Acesso em: 27 jul. 2022.

MATÉRIA E ENERGIA

Nesta unidade

A BNCC nesta unidade

Competências gerais: 1, 5

Competências específicas de Ciências da Natureza: 3, 4

Objeto do conhecimento:

• Fontes e tipos de energia

• Transformação de energia

• Cálculo de consumo de energia elétrica

ANORAMA

Observe as imagens. Elas mostram equipamentos comuns no dia a dia das pessoas.

• Circuitos elétricos

• Uso consciente de energia elétrica

Habilidades: EF08CI01, EF08CI02, EF08CI03, EF08CI04, EF08CI05, EF08CI06

Temas para o desenvolvimento desta unidade

• Fontes renováveis e não renováveis de energia.

• Fogo: primeira fonte de energia para o ser humano.

• Risco de acidentes domésticos com eletricidade.

• A geração de energia elétrica: a matriz energética do Brasil

• Energia eólica.

• Calor transformado em movimento.

• Usina termelétrica e termonuclear.

• Energia fotovoltaica – energia solar.

• Usina hidrelétrica.

Churrasqueira a carvão. Lanterna de pilhas.

Responda.

1. Os estudantes podem citar metais em todos os equipamentos e plásticos no fogão, no liquidificador e na lanterna. A churrasqueira não tem componentes de plástico.

1 | Cite um dos materiais com que cada um desses equipamentos foi produzido.

2 | Considerando o que você já aprendeu nas aulas de Ciências, cite os tipos de energia que fazem esses equipamentos funcionarem.

O fogão e a churrasqueira funcionam à custa de energia térmica; o liquidificador e a lanterna funcionam à custa de energia elétrica.

3 | Em sua opinião, de onde vem a energia que faz esses equipamentos funcionarem?

Resposta pessoal.

Panorama

As questões propostas pretendem levar os estudantes a expor suas ideias sobre materiais e tipos de energia que estão relacionados ao funcionamento de equipamentos presentes em seus cotidianos.

Espera-se uma diversidade de respostas nas três questões. As questões 1 e 2 são mais direcionadas a materiais que compõem os equipamentos e os tipos de energia neles envolvidos. A questão 3 solicita uma opinião, o que acarreta uma grande diversidade de respostas: alguns podem dizer que a energia vem do gás, do carvão, da rede elétrica e das pilhas; outros podem dizer que vem do petróleo, das usinas elétricas, das árvores e das pilhas (baterias).

Deixe que eles se manifestem livremente. Não se preocupe em corrigi-los nesse momento, pois no decorrer do capítulo terão a oportunidade de reverem suas respostas no item Retomada do Panorama, momento em que será importante discutir as respostas no sentido de levar os estudantes a perceberem que, qualquer que seja o tipo de energia utilizada, a origem é uma só: a natureza.

• Uso consciente da energia: consumo responsável e economia.

• Eletrostática.

• Transformações químicas e a produção de energia elétrica.

• Corrente elétrica, isolantes e condutores elétricos.

• Efeitos térmico e magnético da corrente elétrica.

• Efeito da corrente elétrica no corpo humano: choque elétrico.

• Transformações de energia em equipamentos domésticos.

• Consumo de energia elétrica por aparelhos eletrodomésticos.

• Circuitos elétricos.

• Circuitos série e paralelo.

• Construção de circuitos elétricos.

• Instalações elétricas residenciais.

• Riscos relacionados ao uso da energia elétrica em residências.

Energia: fontes, tipos e usos CAPÍTULO 7 169

kaanturker/Shutterstock.com

Sergey yakubovskiy/Shutterstock.com

Fogão a gás.

Liquidificador.

Davizro Photography/Shutterstock.com

Tricky_Shark/Shutterstock.com NisanatStudio/Shutterstock.com

Neste capítulo

Objeto do conhecimento:

• Fontes e tipos de energia

• Uso consciente de energia elétrica

Habilidades: EF08CI01, EF08CI05, EF08CI06

Temas a serem desenvolvidos neste capítulo:

• Fontes renováveis e não renováveis de energia

• Fogo: primeira fonte de energia para o ser humano

• Risco de acidentes domésticos com eletricidade

• A geração de energia elétrica: a matriz energética do Brasil

• Energia eólica

• Calor transformado em movimento

• Usina termelétrica e termonuclear

• Energia fotovoltaica – energia solar

• Usina hidrelétrica

• A primeira usina hidrelétrica do Brasil

• Uso consciente da energia: consumo responsável e economia

• Eletrostática

Capítulo 7 - Energia: fontes, tipos e usos

Esse capítulo está dividido em duas seções: a primeira trata dos tipos de energia e dos recursos naturais que são as suas fontes; a segunda seção trata da geração e do uso sustentável da energia elétrica.

Início de conversa

Procure fazer com que os estudantes se manifestem na sala de aula sobre suas respostas a essa questão. Elas indicam o grau de importância que os alunos dão à energia e é bem possível que os principais transtornos variem entre os estudantes, dependendo de suas atividades do dia a dia. Para alguns, o principal transtorno é não poder recarregar a bateria do celular; para outros é ter que tomar banho frio no inverno; para outros, ainda, é não ter como esquentar a comida ou utilizar o computador, entre outras possibilidades.

7 CAPÍTULO

ENERGIA: FONTES, TIPOS E USOS

INÍCIO DE CONVERSA

O consumo de energia na sociedade moderna é tão intenso e usual que, muitas vezes, não nos damos conta da presença dela, exceto quando falta.

1 | Quais são os principais transtornos que a falta de energia traz para você? Cite pelo menos dois. Resposta pessoal.

Tipos de energia e recursos naturais

Tipos de energia

Em nosso dia a dia, convivemos com diferentes tipos ou formas de energia: térmica, química, elétrica, sonora, luminosa e cinética. Também estamos cercados de equipamentos que convertem uma forma de energia em outra.

São exemplos: o aspirador de pó, o ventilador e o liquidificador, que convertem energia elétrica em energia cinética (energia do movimento); o fogão a gás e a churrasqueira a carvão, que transformam, por meio da combustão, a energia química armazenada nos combustíveis (gás e carvão) e no comburente (oxigênio) em energia térmica e energia luminosa (chama); as lâmpadas, que transformam energia elétrica em energia luminosa; o ferro de passar roupas elétrico, que transforma energia elétrica em energia térmica; o rádio, que transforma energia elétrica em sonora.

Trabalhador em indústria siderúrgica – produção de aço. Pindamonhangaba (SP).

Aparelhos domésticos que usam eletricidade.

A energia luminosa pode ter diversas fontes, como a energia solar (A) ou a emitida por uma lâmpada (B)

As transformações de energia realizadas por equipamentos domésticos e industriais ocorrem, basicamente, a partir de duas formas de energia que entram em nossas casas: a energia elétrica, que chega pela rede de distribuição, e a energia química, que chega com os combustíveis como GLP (gás liquefeito de petróleo), carvão vegetal, lenha e outros. Temos também as pilhas e baterias, que são dispositivos que geram energia elétrica a partir de energia química.

Expansão repertório de

Elaborando um infográfico: produção de luz e calor ao longo do tempo

Em grupos, organizem-se e pesquisem como, ao longo da história, os seres humanos produziam luz e calor para viver; como e quando descobriram o fogo; como era a vida deles antes disso; e como a energia elétrica foi descoberta e utilizada.

Para realizar a pesquisa, utilizem a internet e busquem por fontes confiáveis que tratam da história do ser humano. Solicitem a ajuda do professor para interpretar as informações obtidas.

Após terem pesquisado o material, elaborem um infográfico (representação visual dessas informações, em forma de gráficos, fotografias, desenhos e texto). Para isso, vocês podem utilizar um programa de edição de texto ou de apresentações gráficas.

Nesse processo, é importante ilustrar com imagens pertinentes e que representem as informações do texto.

Depois, apresentem a versão final do seu infográfico para a turma.

Tipos de energia

Esse texto procura mostrar aos estudantes alguns exemplos de transformações de energia que ocorrem em seu cotidiano. Peça a eles que organizem esses exemplos em um quadro-resumo como o exemplificado a seguir. Eles podem acrescentar ao quadro outros exemplos além dos citados no texto.

Equipamento Transformações de energia

VentiladorElétrica → cinética

Fogão Química → térmica + luminosa

Lanterna de pilhas Química → elétrica → luminosa

Expansão de repertório

Ajude os estudantes a encontrarem páginas confiáveis na internet. Uma delas está disponível em: https://www.notibras.com/site/descoberta-do-fogo-trouxe-evolucao-e-vantagens-mas-deixou-algo-queimando/ (acesso em: 3 set. 2022).

Para a apresentação do trabalho de pesquisa, ajude os estudantes a escolherem um programa de preparação de apresentação. Alguns deles são: Powerpoint; Prezzi; Word; Libreoffice etc. Algumas páginas úteis para a pesquisa sobre a descoberta da pilha elétrica estão disponíveis em:

• https://mundoeducacao.bol.uol. com. 8.pdf (acesso em: 3 set. 2022).

Você poderá utilizar a atividade como uma avaliação do bimestre ou trimestre. Avalie o envolvimento de cada estudante na atividade, o trabalho realizado no processo e o trabalho final apresentado para a classe.

171

Energia: fontes, tipos e usos CAPÍTULO 7

Science Source/Fotoarena

O domínio do fogo significou uma grande mudança de hábitos para os grupos humanos.

Recursos naturais: renováveis e não renováveis

Na discussão do texto apresentado nesse item deve ficar claro para os estudantes que todos os materiais e energia que utilizamos têm uma única fonte: a natureza.

Na comparação entre os dois tipos de recursos naturais, é importante salientar que o uso indiscriminado e em quantidades cada vez maiores, tanto dos recursos naturais não renováveis como dos recursos naturais renováveis, tem consequências ambientais.

Recursos naturais: renováveis e não renováveis

Todos os materiais e a energia que utilizamos, tanto para nossa sobrevivência quanto para o nosso modo de vida, têm sua origem na natureza: ou seja, provêm de recursos naturais.

A cada instante, árvores são cortadas para a produção de papel, móveis, carvão vegetal, lenha e outros produtos; minérios são extraídos das jazidas para a produção de metais, cal, cimento, pilhas e baterias; petróleo é extraído e refinado para a obtenção de combustíveis e matérias-primas para a Indústria Química, que produz plásticos, tintas, solventes, corantes e tantos outros materiais.

Acrescentamos a essa lista, ainda, os milhares de animais que são sacrificados para fornecer carne e couro, além dos que são criados para fornecer ovos, leite e derivados; a cana-de-açúcar, que é utilizada para a produção de etanol e de açúcar; a água, utilizada em irrigação, para o abastecimento das cidades e para o funcionamento de usinas hidrelétricas.

Entre os recursos naturais há aqueles que, uma vez retirados e utilizados, podem ser repostos, como vegetais (pelo plantio) e animais (pela criação). A água é outro exemplo de recurso que pode ser reposto pelo ciclo hidrológico.

Os recursos que podem ser repostos são chamados de recursos naturais renováveis

Por outro lado, há recursos naturais que, uma vez extraídos e utilizados, não podem ser repostos na natureza em curto prazo. É o caso do petróleo e dos minérios. A quantidade desses recursos é finita, ou seja, tem fim. Assim, quanto mais são extraídos, mais rapidamente os estoques se esgotarão. Esses recursos são chamados de recursos naturais não renováveis

UNIDADE 3 — Matéria e Energia 172

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

A energia eólica e a energia hidrelétrica são recursos renováveis. A. Complexo eólico, Cerro Chato em Santana do Livramento (RS), 2020. B. Usina hidrelétrica em São José da Barra, Furnas (MG), 2022.

A. Jazida de minério de ferro em Parauapebas (PA), 2020. B. Plataforma para extração de petróleo na Baía de Guanabara, no Rio de Janeiro (RJ), 2021.

Embora os recursos renováveis possam ser repostos, eles também podem vir a faltar, assim como os recursos não renováveis. Algumas razões para isso são:

• Mudanças climáticas que podem provocar alterações ambientais, como secas prolongadas e enchentes.

• O consumo desses recursos pode se tornar maior do que a capacidade de reposição.

• A utilização de muitos dos recursos renováveis requer o uso de materiais e equipamentos, como máquinas colheitadeiras, tratores, caminhões, arados, fertilizantes minerais do tipo NPK (nitrogênio-fósforo-potássio) e outros, que são fabricados a partir de recursos naturais não renováveis. Estes, mais cedo ou mais tarde, se esgotarão.

• Para obter os recursos renováveis é necessário criar animais, plantar vegetais e armazenar água, e tudo requer muito espaço. Com o crescimento das cidades, há menos espaços disponíveis para essas finalidades. Por razões como essas, é fundamental fazer uso consciente e sustentável dos recursos naturais, sejam eles renováveis ou não renováveis.

Ação cidadã: cuidados com a eletricidade

Tendo em vista a importância da energia elétrica e o fato dessa forma de energia ser proveniente tanto de recursos renováveis como de recursos não renováveis, precisamos utilizá-la da forma mais eficiente possível, evitando desperdícios. Além disso, o uso correto da energia elétrica permite evitar acidentes, muitas vezes fatais.

Você e seus colegas podem contribuir para esse uso consciente em suas casas e em sua comunidade escolar. Para isso, em grupos, vocês vão produzir um folheto explicativo (folder ) em papel, contendo as seguintes informações sobre a energia elétrica:

1. Importância da energia elétrica no dia a dia.

2. Como evitar acidentes com eletricidade.

Procurem fazer um folheto chamativo, com ilustrações e textos curtos, de fácil leitura. Para produzir esse folheto vocês devem:

A. Coletar informações sobre os assuntos que serão tratados no folheto. Algumas dessas informações podem ser obtidas nos seguintes sites:

• Riscos de choques elétricos. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Disponível em: http://www.ufrrj.br/institutos/it/de/acidentes/eletric.htm. Acesso em: 13 jul. 2022.

• Eletricidade. Fiocruz. Disponível em: http://www.fiocruz.br/biosseguranca/Bis/virtual%20tour/hipertextos/up2/eletricidade.html. Acesso em: 13 jul. 2022. Outras informações que considerarem necessárias podem ser obtidas em sites de busca na internet.

B. Escolher quais informações são mais importantes para incluir no folheto.

C. Compor o folheto, estabelecendo o espaço que será ocupado por cada tipo de informação.

D. Escrever os textos e elaborar as ilustrações necessárias.

Fórum - Ação cidadã: cuidados com a eletricidade

Essa atividade é muito significativa para estimular a participação dos estudantes como protagonistas de uma ação social fundamentada em conhecimentos que adquirem durante sua vida escolar. Nesse contexto, o papel do professor é fundamental no sentido de ser um orientador do trabalho, auxiliando nas dúvidas, propondo ideias, novas fontes de pesquisa, mas deixando que as decisões sobre o que escrever e como ilustrar o trabalho fique a critério dos estudantes.

É também interessante que seja feita uma avaliação conjunta do trabalho, considerando itens como: dificuldades encontradas, conhecimento adquirido, satisfação pessoal em realizar o trabalho, perspectivas de aprimoramento e outros itens que venham a ser propostos.

173 Energia: fontes, tipos e usos CAPÍTULO 7

FóRuM

Resposta:

2. Procure auxiliar os estudantes, fazendo uma revisão final do trabalho para que não haja erros e facilitando o contato deles com a direção da escola.

Reveja

Resposta:

2. Algumas respostas possíveis: trocar as lâmpadas por modelos mais econômicos, como as de LED; pintar os cômodos com cores mais claras e aproveitar a luz natural sempre que possível.

1. Resposta pessoal. O debate é um momento de conclusão da atividade. Nele, os estudantes podem emitir opiniões a respeito do uso e dos cuidados com a rede elétrica de

E. Uma vez produzido o folheto, seu grupo deverá apresentá-lo aos demais grupos da classe.

Após as apresentações, discutam entre os grupos.

1 | Façam um debate sobre o tema, destacando os pontos mais importantes do trabalho.

2 | Utilize o folheto que você e seu grupo produziram para divulgar na comunidade escolar os cuidados que devemos ter com a eletricidade. Para isso, vocês podem preparar algumas cópias para afixar em painéis na escola ou pedir autorização à diretoria para publicar o folheto no site e nas redes sociais da escola. Peçam ao professor para auxiliá-los nessa tarefa.

1 | Copie o quadro seguinte em seu caderno e classifique as fontes de geração de energia de acordo com o recurso natural utilizado.

FonteRenovávelNão renovável

2 | Leia o aviso ao lado e responda à questão.

A iluminação tem grande influência no consumo de energia das residências, escolas e outros espaços. Cite três maneiras de diminuir o consumo de energia elétrica com a iluminação

Resposta no Manual do Professor.

3 | Energia química é uma forma de energia que chega em nossas casas por meio:

a. da luz solar e das pilhas.

b. da luz solar e da rede de distribuição de eletricidade.

c. do GLP (gás liquefeito de petróleo) e das pilhas.

d. do GLP (gás liquefeito de petróleo) e da rede de distribuição de eletricidade.

Alternativa c

4 | Que formas de energia estão envolvidas quando:

a. uma lanterna a pilhas está acesa? Química, elétrica e luminosa.

b. uma vela está acesa? Química, térmica e luminosa.

c. um alimento é preparado em um fogão a gás? Química e térmica.

UNIDADE 3 — Matéria e Energia 174

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

casa e da escola.

Geração e uso sustentável de energia elétrica

A força das águas, dos ventos, a energia do sol e os recursos fósseis são exemplos de fontes utilizadas na geração de eletricidade.

Atualmente, o Brasil utiliza diferentes formas de geração de energia elétrica. O conjunto das diferentes fontes utilizadas por um país é chamado de matriz energética. A composição da matriz energética é fruto de pesquisas científicas e desenvolvimento de tecnologias.

Cada tipo de geração de energia possui características específicas, com vantagens e desvantagens. Isso está relacionado ao impacto ambiental que produzem, aos custos de investimento, à segurança, à viabilidade técnica e ao impacto social da presença da usina em determinada região.

O Brasil é um dos países que mais gera energia elétrica do mundo, e sua matriz energética é composta, principalmente, da energia proveniente das hidrelétricas.

Geração e uso sustentável de energia elétrica.

Os vídeos listados a seguir podem ajudar a abordar os temas trabalhados nessa seção do capítulo.

A série “Na trilha da Energia” é composta por cinco episódios que abordam o histórico, o funcionamento e os desafios enfrentados pela geração de energia elétrica em diferentes formas de produção.

Episódio 1 disponível em: https:// www.youtube.com/watch?v=hlngGO1Ldhw

Episódio 2 disponível em: https:// www.youtube.com/watch?v=Fep9EZk02wc

Analise o gráfico a seguir. A unidade MW (megawatt) corresponde a 1 milhão de watts (1 000 000 W).

Glossário

Watt (W): medida de potência de um equipamento elétrico.

174 367 MW*

*A potência total da matriz não inclui a impostação.

* A potência da matriznão inclui importação

Diversidade da geração de energia elétrica no Brasil. A previsão para o futuro é que a energia solar será uma fonte significativa na geração total de energia elétrica consumida no país.

Fonte: Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel).

1 | Em dupla, discutam o motivo de as hidrelétricas participarem da maior parte da matriz energética do Brasil. Porque existe abundância de rios e represas no Brasil. Esse potencial de geração de energia foi bastante explorado em nosso país.

Episódio 3 disponível em: https:// www.youtube.com/watch?v=EWlQmrLNSNQ

Episódio 4 disponível em: https:// www.youtube.com/watch?v=lrOsOCj8DcQ

Episódio 5 disponível em: https:// www.youtube.com/watch?v=OdYt2Y3HbNk; (acessos em 3 set. 2022).

Expansão de repertório

Auxilie os estudantes a interpretarem o gráfico apresentado. Procure dar ideia da grandeza megawatt comparando com a potência de algum aparelho que conhecem. Por exemplo, um megawatt, que é igual a um milhão de watts (1 000 000 W), corresponde à potência de 2 000 secadores de cabelo, cada um com potência de 500 W.

É possível que tenham dúvidas sobre o que seja energia undi-elétrica. Esclareça que é a energia elétrica obtida pelo movimento das ondas do mar.

175

Energia: fontes, tipos e usos CAPÍTULO 7

Reinaldo Vignati

Formas de geração de energia

Em geral, as formas de geração de energia elétrica envolvem um mesmo mecanismo, baseado na utilização de uma turbina que ativa um gerador de energia elétrica. Dentre as formas mais difundidas se encontram a energia eólica, a energia proveniente das termoelétricas, as usinas termonucleares, as hidrelétricas e a energia fotovoltaica.

Energia eólica

A energia eólica é proveniente dos ventos. As torres com equipamentos capazes de transformar a energia de movimento do ar em energia elétrica são chamadas de aerogeradores ou geradores eólicos. No Brasil, existem aerogeradores instalados em vários estados, como Rio Grande do Sul, Pernambuco, Ceará, Rio Grande do Norte, Bahia, Santa Catarina, Rio de Janeiro, Sergipe e outros.

Os locais onde estão instalados conjuntos de aerogeradores são chamados de parques eólicos.

Os geradores eólicos somente podem ser instalados em regiões onde a velocidade dos ventos é superior a 25 km/hora e a uma altura de 50 metros da superfície, para que a energia eólica seja aproveitável.

UNIDADE 3 — Matéria e Energia 176

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Parque eólico Rei dos Ventos, em Galinhos (RN), 2020.

Luís Salvatore/Pulsar Imagens

Fonte: JORNAL JÁ. Capacidade instalada e número de parques por estado. 18 jun. 2020. Disponível em: https://www.jornalja.com. br/ambiente/uma-itaipu-movida-a-vento-brasil-completa-16gw-de-energia-eolica/capacidade-instalada-e-numero-de-parques-porestado/. Acesso em: 26 jul. 2022.

A energia do vento precisa ser suficiente para movimentar o sistema de geração de eletricidade (gerador elétrico). A energia elétrica produzida é distribuída por meio de fios metálicos e chega até os consumidores. Essa energia é usada em motores, lâmpadas, computadores, televisores, rádios, equipamentos industriais e muitos outros.

A construção e o funcionamento dos aerogeradores provocam poucos danos ambientais e menos poluição quando comparados com outros sistemas de geração de eletricidade. Além disso, as terras utilizadas para a instalação dos aerogeradores podem ser utilizadas para a agricultura ou criação de animais.

Algumas questões ainda são um desafio para a geração e distribuição da energia eólica. A instalação dos parques e usinas eólicas altera a paisagem natural e pode afetar a fauna local, principalmente as aves. Além disso, é preciso considerar a intermitência do vento. Por isso, algumas regiões não são ideais para a exploração desse tipo de energia.

Apesar disso, a produção de energia elétrica a partir dos ventos pode ser muito importante como um complemento a outras formas de produção energia.

Energia eólica

Auxilie os estudantes a interpretarem os dados dessa imagem, pois ela traz grande quantidade de informações mostradas em diferentes formas.

A tabela da esquerda mostra a quantidade de parques produtores de energia elétrica por meio eólico, pode-se dizer que cada parque é uma “usina eólica”. Além da quantidade de parques, a tabela também mostra a capacidade de geração de energia elétrica em cada estado. Faça uma comparação com a capaci dade de geração de energia da Usina Hidrelétrica de Itaipu, que é de 14 GW (1 GW corresponde a 1 000 MW).

O mapa mostra a localização dos estados que compõem a tabela. Aqui pode-se explorar a distribuição dos parques pelos estados e questionar o porquê da concentração dos parques na Região Nordeste. Essa predominância se deve ao regime de ventos dessa região, constantes durante o ano e com intensidade que não varia de forma substancial. Destaque o fato de que no Rio Grande do Sul também existe grande quantidade de parques, o que se dá também pela constância dos ventos na região.

O gráfico na parte inferior da imagem mostra que houve um crescimento acentuado na capacidade de geração de energia elétrica por meio dos parques eólicos a partir de 2012 e que esse crescimento tem se mantido na mesma proporção desde então. Isso pode ser constatado porque, a partir de 2014, o gráfico se apresenta praticamente como uma reta ascendente.

Auxilie os estudantes a interpretarem o gráfico. Primeiro, é importante ressaltar que os dados sobre a capacidade instalada estão expressos em MW (megawatt) e que cada MW corresponde a 1 000 000 W. Para que eles percebam melhor o significado das barras do gráfico, é interessante escolher um ano representado, por exemplo 2007, e solicitar que meçam o tamanho da barra menor (nova), o tamanho da barra maior do ano anterior (2006) e somem os dois valores. Em seguida, devem medir o tamanho da barra maior de 2007 e compará-lo com a soma obtida: notarão que é o mesmo valor. Ou seja, o valor da barra correspondente ao acumulado em determinado ano corresponde ao valor acumulado no ano anterior somado com o que foi acrescentado.

Energia: fontes, tipos e usos CAPÍTULO 7

No gráfico a seguir podemos verificar a distribuição dos parques eólicos no Brasil.

Múltiplos olhares

O livro sugerido para leitura, caso a biblioteca da escola não o possua, pode ser facilmente encontrado à venda no mercado eletrônico, por preços variados, dependendo do vendedor e de ser novo ou usado.

Termoelétricas

O princípio de funcionamento de uma usina termoelétrica é relativamente simples, porém sua construção e operação envolve uma engenharia um tanto sofisticada. Para se ter uma ideia mais detalhada do funcionamento de uma usina termoelétrica, assista ao vídeo preparado pela organização Learn Engineering Team, em português, disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=kzIjqZy6r2c (acesso em: 3 set. 2022).

Expansão de repertório

Auxilie os estudantes a interpretarem o infográfico. Pergunte a eles quais são as mudanças de estado físico da água envolvidas no funcionamento da usina e qual é a transformação química que nela ocorre. Com isso, eles retomarão conceitos desenvolvido em anos anteriores.

Ajude-os a obter a informação para responder à questão 1. Você pode entrar em contato com a companhia que fornece a eletricidade para o município e conseguir a informação. Pode também fazer uma pesquisa no site da empresa e identificar a termelétrica da sua região ou enviar uma mensagem (ou telefonar) para a secretaria municipal responsável pela iluminação pública do município.

Se a resposta para a questão 1 for negativa, pesquise uma ttermoelétrica que exista no estado em que você mora, obtenha informações como localização, fonte de água que refrigera as caldeiras, capacidade de produção, tipo de combustível consumido etc. e faça uma exposição dialogada sobre ela. Caso seja possível, exiba imagens dessa termoelétrica para a classe.

Múltiplos Olhares

Vários autores. Ciência hoje na escola: volume 12 – Eletricidade São Paulo: Global, 2001.

O volume aborda conceitos científicos importantes na área de Física e trata dos aspectos sociais e econômicos envolvidos na geração de eletricidade no Brasil e no mundo. O tema permite uma abordagem interdisciplinar que envolva as disciplinas de Ciências, Matemática, Geografia e História. Apresenta também atividades e orientações para a construção de uma bússola.

Termoelétricas

Nas termoelétricas, a energia elétrica é produzida a partir da queima de combustíveis como óleo diesel, carvão ou gás natural. O calor gerado é um importante elemento para a movimentação das turbinas nessas usinas.

Expansão repertório de

Como o calor é transformado em energia de movimento?

O vapor a alta pressão gerado a partir da energia liberada pela combustão faz uma usina termoelétrica funcionar, como podemos ver no esquema abaixo.

A. A água é aquecida por meio da queima de combustíveis.

B. O vapor gerado tem alta pressão e move a turbina.

C. A turbina, por sua vez, movimenta o gerador que produz energia elétrica.

D. A energia elétrica produzida pode, então, ser transmitida para os consumidores.

E. O vapor de água é resfriado e comprimido em um condensador e retorna à caldeira.

Esquema de funcionamento de uma termoelétrica.

1 | Pesquise se existe alguma termoelétrica próxima do seu município.

2 | Em caso afirmativo, qual é a origem da água que refrigera as caldeiras? Resposta pessoal.

UNIDADE 3 — Matéria e Energia 178

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Consulte a página da empresa fornecedora de energia elétrica do seu município.

entrada de água

Vantagens e desvantagens das usinas termoelétricas

Uma vantagem desse sistema é que o gerador pode funcionar de maneira contínua, sem que seja necessário interromper sua operação para repor água na caldeira. Entretanto, a água utilizada para resfriar o vapor d’água é devolvida ainda aquecida a um rio ou mar próximo, o que causa impacto ambiental na região.

A água quente devolvida ao ambiente pode alterar as condições de existência da flora e fauna do local de despejo, interferir diretamente na sobrevivência dos organismos ou no ciclo reprodutivo das espécies.

Apesar da alta produtividade dessa forma de geração de energia elétrica, a principal crítica é em relação à alta emissão de gases do efeito estufa (CO2) e outros gases que causam poluição, além da possibilidade de formação de chuvas ácidas.

O combustível fóssil pode ser substituído pela queima de biomassa, como a do bagaço de cana que sobra nas usinas produtoras de açúcar e álcool.

Usina termonuclear

A produção de energia elétrica por meio de usinas termonucleares segue quase o mesmo princípio das termoelétricas.

De modo simplificado, podemos dizer que a energia é gerada pelo processo de fissão (quebra) de átomos de materiais radioativos.

O reator nuclear é um dispositivo importante nessas usinas. Trata-se de uma câmara de resfriamento que controla a energia gerada no processo de fissão, além de ser blindado contra a radiação.

Vantagens e desvantagens das usinas termoelétricas

Na discussão desse item com os estudantes, será interessante abordar também as chamadas bandeiras tarifárias, que todos nós pagamos na conta de luz quando há necessidade de acionamento das usinas termoelétricas. As autoridades governamentais justificam essa cobrança pelo fato de a energia gerada por essas usinas ser mais cara do que a gerada pelas hidrelétricas.

O texto disponível em: https://www. enejr.com.br/post/entendendo-o-que-s%C3%A3o-as-bandeiras-tarif%C3%A1rias?gclid=EAIaIQobChMIl_ u2kZfb9wIVM-VcCh0L9AU3EAAYASAAEgJZ3vD_BwE (acesso em: 3 set. 2022), elaborado pela ENEjr (Empresa Júnior de Engenharia de Energia), explica o que são essas bandeiras.

Usina termonuclear

O termo “energia nuclear” causa temor a muitas pessoas, que o associam a armas e a acidentes nucleares. Essas pessoas são contrárias a qualquer utilização dessa forma de energia. Outras pessoas, entretanto, acreditam que as vantagens do uso de energia nuclear superam as suas desvantagens e são plenamente favoráveis a seu uso.

Tendo em vista essa controvérsia, você pode organizar um debate entre os estudantes sobre o tema “Energia nuclear – sim ou não?”.

Uma sugestão para realizar esse debate é propor a seguinte situação fictícia: Eles farão o papel de vereadores de um município litorâneo no qual há um projeto de instalação de uma central termonuclear. Cada grupo de estudantes fará o papel de um vereador

Procure organizar a classe de modo que metade dos grupos seja contra e a outra metade seja a favor da instalação da Central Nuclear.

Marque uma data para o debate e oriente os estudantes a buscarem argumentos para defenderem suas posições no dia do debate.

Estabeleça, juntamente com a turma, as regras para a realização do debate como, por exemplo, o tempo destinado a cada fala, réplica e tréplica, se necessário.

Outros aspectos que devem ser considerados são o respeito às opiniões dos colegas e a cordialidade.

179 Energia: fontes, tipos e usos CAPÍTULO 7

Gerson Gerloff/Pulsar Imagens

Complexo termoelétrico de Candiota (RS), 2020.

BlueRingMedia/Shutterstock.com

Funcionamento de um reator nuclear.

Energia fotovoltaica

Para complementar o estudo desse item, você poderá sugerir a leitura do artigo Vantagens e desvantagens da Energia Solar, disponível em:

• https://mundoeducacao.uol.com. br/geografia/vantagens-desvantagens-energia-solar.htm (acesso em: 13 mai. 2022).

Para subsidiar seu trabalho e aprimorar seu conhecimento, sugerimos que você leia o artigo publicado pelo BNDES (Banco Nacional do Desenvolvimento Econômico e Social) intitulado A energia Solar no Brasil Esse artigo traz uma série de informações sobre os tipos de aproveitamento da energia solar, além de dados sobre seu uso no Brasil. Disponível em: https://www.bndes.gov.br/wps/ portal/site/home/conhecimento/ noticias/noticia/energia-solar (acesso em 13 maio 2022).

O calor produzido pela fissão nuclear (núcleo dos átomos) é utilizado para aquecer a água, e o vapor produzido aciona as turbinas que movimentam o gerador de energia elétrica. Em seguida, o vapor precisa ser resfriado e condensado para retornar à caldeira; por isso, é necessária uma fonte de água (rio ou mar) próximo à instalação dessas usinas.

O combustível utilizado é, em geral, o urânio, que é abundante e basta uma pequena quantidade do material para gerar grande quantidade de energia elétrica.

A principal desvantagem da utilização de usinas termonucleares é que elas geram muitos resíduos radioativos, também chamados de “lixo nuclear”. Esses resíduos precisam ser armazenados por muitos anos e com muita segurança para evitar acidentes, o que gera um alto custo com tecnologia. O investimento é inevitável, pois, apesar do risco de acidentes ser baixo, o resíduo nuclear tem um alto poder de contaminação.

Energia fotovoltaica

A fonte da energia fotovoltaica é a energia solar, que é convertida em energia elétrica por painéis fotovoltaicos. Estes são feitos a partir de materiais semicondutores à base de silício. Quando são atingidos pelos raios solares, eles geram energia elétrica.

O painel solar

1. O painel fotovoltaico, ou painel solar, produz energia elétrica a partir da luz do Sol que o atinge.

2. O inversor fotovoltaico converte a energia dos painéis solares para que possa ser usada na residência.

3. A energia convertida pelo inversor é distribuída pelo quadro de energia elétrica, reduzindo o consumo da rede elétrica da distribuidora de energia local.

4. A energia pode ser utilizada pelos eletrodomésticos ligados à tomada ou para iluminação.

5. A energia elétrica produzida e não utilizada pode retornar para o sistema público de distribuição elétrica. Nesse caso, o consumidor/produtor de eletricidade fica com um crédito, que é descontado quando receber e utilizar a eletricidade da rede de energia local.

— Matéria e Energia 180

Usinas nucleares de Angra dos Reis (RJ), 2022.

Esquema básico da geração de eletricidade por meio das placas fotovoltaicas.

Apesar de produzir poucos impactos ambientais, a energia fotovoltaica tem baixa produtividade e um alto custo, o que limita a sua implementação em larga escala. Por isso, ela é explorada principalmente em regiões rurais ou isoladas, em iluminação pública ou atendimentos domésticos.

Entretanto, o custo de produção de energia elétrica por esse processo tem diminuído nos últimos anos e o Brasil é um país com alta incidência de radiação solar, o que justifica a exploração desse tipo de energia para a produção de eletricidade.

Energia hidrelétrica

O carregador solar portátil permite operar e carregar baterias de equipamentos eletrônicos como celulares, câmeras digitais, entre outros.

Atualmente, no Brasil, a maior parte da energia elétrica provém de hidrelétricas. A geração de energia nas usinas ocorre a partir do movimento da água em queda. Assim, é necessário utilizar um grande volume de água para acionar o gerador de energia elétrica.

Para construir uma usina hidrelétrica é necessário ter uma barragem para represar grandes volumes de água, uma queda-d’água e uma casa de máquinas, onde se localiza o gerador de energia elétrica.

Energia hidrelétrica

Sendo essa a principal fonte de energia elétrica no Brasil e tendo em vista que sua construção exigiu grandes áreas para represamento da água, é interessante discutir, além de aspectos econômicos e ambientais, o que isso significou para a história de vida das pessoas que habitavam os bairros, cidades e zona rural que foram totalmente submersos, deixando de existir.

Ficaram no fundo das represas igrejas, lojas, residências, galpões, escolas, pontos de atração turística etc.

casa de máquinas

A usina hidrelétrica é formada pelo reservatório de água represado e pelos dutos que levam a água até a casa de máquinas. Usina Hidrelétrica de Xingó no Rio São Francisco, em Piranhas (AL), 2019.

A água que se encontra no reservatório é represada e mantida a uma certa altura acima da casa de máquinas. Então, ela é transportada por dutos até a casa de máquinas, atingindo as turbinas com grande velocidade e movimentando o gerador, que produz a energia elétrica. A eletricidade produzida é, então, distribuída à população por meio de linhas de transmissão.

181

Energia: fontes, tipos e usos CAPÍTULO 7

Tales Azzi/Pulsar Imagens

Você pode sugerir que a turma se organize em grupos e que cada grupo que escolha uma usina hidrelétrica brasileira e faça uma busca de fotos sobre como era o local antes da instalação da usina e como é atualmente. Cada grupo deve apresentar seu trabalho aos demais.

Esse trabalho pode compor a avaliação bimestral dos estudantes.

Funcionamento de uma usina hidrelétrica

1. A barragem tem o objetivo de conter o fluxo de água e permite a formação do reservatório.

2. Os sistemas de captação e adução de água são formados por túneis, canais ou condutos metálicos que têm a função de levar a água até a casa de força. É nessa instalação que estão as turbinas, que convertem a energia cinética em energia elétrica por meio dos geradores.

3. Por último, há o vertedouro. Sua função é permitir a saída de água sempre que a quantidade for maior que a necessária para o armazenamento ou geração de energia.

A desvantagem da utilização dessa fonte de energia é que, para a construção de uma usina hidrelétrica, é necessário represar o curso de um rio para a formação de um grande reservatório de água. A área alagada pode conter florestas nativas onde vivem muitas espécies de plantas e animais, campos de cultivo, de criação de gado, ou, até mesmo, cidades. Apesar dos levantamentos realizados para preservar a fauna e a flora da região, o ecossistema é prejudicado, as comunidades ribeirinhas que vivem dos recursos naturais dos rios são atingidas e famílias que residem na região são deslocadas para outros lugares.

A construção da Usina de Belo Monte foi interrompida em 2011 em razão de protestos realizados por indígenas e ambientalistas, mas sua construção foi retomada em 2013. Na fotografia, é possível observar o estado da construção em janeiro de 2014.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

UNIDADE 3 — Matéria e Energia 182

Fonte: ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica.

Delfim Martins/Pulsar Imagens

A geração da energia em usinas hidrelétricas pode sofrer interferência das condições climáticas. Assim, em períodos de estiagem – quando a chuva é escassa –, pode haver redução da produção de energia elétrica.

Devido às características das extensas bacias hidrográficas do Brasil, do baixo nível de emissão de gases do efeito estufa e do custo-benefício da produção, essa é a principal fonte da matriz energética brasileira.

HistóRiA dA CiêNCiA

As PRiMeiRAs usiNAs HidRelétRiCAs NO BRAsil

[...]

Em meados do século XIX, a geração de renda no país se baseava na cultura do café voltada para a exportação, em um primeiro momento no Rio de Janeiro e na etapa seguinte, em São Paulo. Neste contexto, se inserem o crescimento populacional e das cidades, levando a uma expansão da indústria de construção civil e da oferta de infraestrutura urbana e as primeiras iniciativas de uso da energia elétrica no país.

Em 1883 entrou em operação a primeira usina hidrelétrica no país localizada no Ribeirão do Inferno, afluente do rio Jequitinhonha, na cidade de Diamantina, Minas Gerais (MG). A eletricidade gerada seria destinada ao fornecimento de força motriz aos serviços de mineração.

As primeiras usinas hidrelétricas no Brasil

Ao final da atividade, você pode explorar as respostas dos estudantes, deixando evidente que praticamente todos os tipos de geração de energia elétrica podem oferecer algum risco à população e ao meio ambiente. E que a ciência e o desenvolvimento tecnológico buscam formas de reduzir os riscos de acidentes.

Em 1885, entrou em operação a Usina Hidrelétrica da Companhia Fiação e Tecidos São Silvestre, no município de Viçosa, também em Minas Gerais e, em 1887, a Usina Hidrelétrica Ribeirão dos Macacos, no mesmo estado.

Em 05 de setembro de 1889 foi inaugurada a Usina Hidroelétrica Marmelos Zero, no rio Paraibuna, em Minas Gerais. Construída pela CME (Companhia Mineira de Eletricidade) a usina foi idealizada por Bernardo Mascarenhas, um empresário que doou um terreno às margens do rio Paraibuna para a CME com a intenção de ter a sua futura fábrica têxtil abastecida pela usina.

SOITO, J. L. S. Amazônia e a expansão da hidroeletricidade no Brasil: vulnerabilidades, impactos e desafios. Tese de doutorado, Rio de Janeiro, UFRJ/COPPE, 2011. Disponível em: http://www.ppe.ufrj.br/index.php/pt/publicacoes/teses-edissertacoes/2011/611-amazonia-e-a-expansao-da-hidroeletricidade-vulnerabilidades-impactos-e-desafios. Acesso em: 12 jul. 2022.

183

Energia: fontes, tipos e usos CAPÍTULO 7

Historic Collection/Alamy Stock Photo/Fotoarena

Bernardo Mascarenhas, (1847-1899).

F. Soucasaux. Coleção Particular Gustavo Neto/Fotoarena

Usina de Marmelos Zero em 1903. Em 1989, a Usina de Marmelos foi transformada em museu Fotografia de 2014.

Resposta:

1. Os estudantes devem escolher um dos modos de geração de energia elétrica e descrever um tipo de perigo (ao ambiente ou às pessoas) e propor um modo de reduzir os riscos. Por exemplo, as pessoas que trabalham com eletricidade, principalmente com os fios de alta voltagem, podem sofrer choques e morrer. Um modo de evitar esses acidentes seria o uso de equipamentos de segurança, como luvas, ferramentas com isolamento etc.

Usina undi-elétrica

Essa usina é a única do Brasil e ainda funciona em caráter experimental. Ela transforma o movimento das ondas do mar em energia elétrica.

Ela é diferente de uma usina maremotriz, que transforma a energia das altas e baixas das marés em energia elétrica.

Sugira aos estudantes que assistam ao vídeo disponível em: https:// www.youtube.com/watch?v=KWeeVygrfHo (acesso em: 3 set. 2022), que explica com mais detalhes o funcionamento da usina undi-elétrica.

Assim como ocorreu com muitas outras inovações tecnológicas, a desconfiança de algumas pessoas sobre a segurança da Usina de Marmelos era grande. Elas achavam que a alta voltagem da turbina poderia soltar descargas de raios elétricos capazes de matar pessoas. Com o tempo, a geração de energia elétrica foi se estabelecendo, as cidades começaram a ser iluminadas por lâmpadas incandescentes e as usinas se expandiram graças às condições favoráveis para a instalação desse tipo de geração de energia.

1 | No texto, fica evidente que a população, inicialmente, tinha receio em relação à implementação das usinas hidrelétricas. Escolha um tipo de usina geradora de energia elétrica e escreva que perigo ela pode oferecer ao meio ambiente e às pessoas e como evitá-lo. Resposta no Manual do Professor.

Usina undi-elétrica

A usina undi-elétrica transforma a energia das ondas do mar em energia elétrica.

As ondas do mar movimentam os flutuadores, que sobem e descem continuamente. Nesse movimento, os braços dos flutuadores acionam bombas que jogam água para um compressor. Ao sair do compressor, a água aciona uma turbina acoplada a um gerador de eletricidade, como mostra a ilustração seguinte.

Essa usina é considerada experimental e a energia elétrica por ela gerada é pouco significativa na matriz energética brasileira. Ela, entretanto, abre perspectivas para a possibilidade de implantação de outras usinas desse tipo em locais do Brasil.

Renata Mello/Pulsar Imagens

Usina undi-elétrica no porto de Pacém é primeira da América Latina. São Gonçalo do Amarante (CE), 2012.

João Peterson

quebra-mar do porto braço boia

eixo

bomba

turbina e gerador

As diferentes fontes de energia

A energia elétrica é amplamente difundida no Brasil e no mundo. A facilidade no seu transporte ajudou muito a sua expansão e o desenvolvimento da sociedade.

Água, ventos, energia nuclear, energia do Sol e recursos fósseis estão entre as fontes utilizadas para a geração de energia elétrica.

Cada modo de geração de energia tem características próprias e demanda estrutura e investimentos diferentes. Logo, a realidade de uma região e suas características ambientais, climáticas e sociais devem ser levadas em consideração quando uma usina de geração de energia elétrica vai ser construída.

Em grupos, discutam as questões a seguir.

1 | Reflitam sobre as características da sua região. Qual modo de geração de eletricidade é mais adequado à sua localidade? Resposta pessoal.

2 | Como você justificaria a escolha que fez na questão anterior?

3 | Quais são as principais desvantagens desse tipo de geração de energia? Como isso poderia ser amenizado?

Alguns argumentos que podem ser utilizados pelos estudantes podem estar relacionados aos custos para construção das usinas, o impacto causado ao meio ambiente e às populações que vivem no entorno, entre outros.

O consumo sustentável de energia elétrica

A energia elétrica permite a realização de diversas atividades diárias, mas sua produção tem um grande impacto para o meio ambiente, além de impactar financeiramente o consumidor e o país.

Para evitar gastos desnecessários com energia elétrica, é importante assumir hábitos sustentáveis em nossa rotina, tanto na escola como em casa.

Alguns desses hábitos são: levar em consideração o consumo de energia elétrica ao adquirir um equipamento elétrico ou eletroeletrônico, de modo que esteja de acordo com as necessidades de quem irá utilizá-lo; desligar da tomada equipamentos que possuem o sistema stand-by quando estiverem fora de uso, pois o funcionamento desse sistema utiliza energia elétrica mesmo quando o equipamento estiver desligado, mas conectado à tomada; evitar banhos prolongados com chuveiro elétrico; não deixar aparelhos de TV e rádio ligados quando ninguém estiver assistindo.

Um dos principais usos da energia elétrica está relacionado à iluminação dos ambientes. Atualmente, há diferentes tipos de lâmpada disponíveis no mercado: incandescentes, halógenas, fluorescentes e LED. Cada uma utiliza uma tecnologia diferente.

Fórum – As diferentes fontes de energia

Peça para os estudantes apresentarem suas escolhas ao restante da classe e promova uma discussão sobre as vantagens e desvantagens dessas escolhas. Deve ficar claro que a fonte ideal varia conforme as características de cada região – a melhor para um local pode não ser para outro. Por exemplo, não adianta investir em energia eólica em um local em que não há vento.

Respostas:

1. Para esta questão, é importante estimular os estudantes a pensarem nas características do relevo, da economia da região e os impactos que essa obra pode causar no município e arredores.

2. Espera-se que os estudantes utilizem alguns elementos para embasar a sua resposta, como as características ambientais da sua região, como os ventos, disponibilidade hídrica ou incidência do Sol, além de outros aspectos relativos às características do tipo de geração de energia escolhida, como dependência climática, segurança e quantidade de investimento necessário.

185

Energia: fontes, tipos e usos CAPÍTULO 7

Resposta no Manual do Professor.

Expansão de repertório –

Tecnologia e economia

É fundamental, neste momento da aula, que você ajude os estudantes na interpretação da tabela. À primeira vista, o número de informações na tabela pode gerar insegurança. Porém, a análise dos diversos elementos da tabela vai facilitar sua compreensão. Isole as variáveis (consumo em Watts; tempo de vida útil; custo anual em reais; potencial de iluminação) e analise-as e, após isso, faça um apanhado geral das informações apresentadas.

Para responder à questão 1, é necessário realizar a proporção entre o consumo de uma lâmpada em relação ao consumo da outra. Ou seja: essa lâmpada de LED é 10 vezes mais econômica do que a lâmpada incandescente correspondente 100 W/ 10 W.

Respostas:

3. O custo anual de uma lâmpada incandescente é muito superior ao da lâmpada de LED, tanto financeiro como em gasto de watts. Uma lâmpada de LED economiza até 95% do consumo de uma lâmpada incandescente com a mesma capacidade de iluminação.

Com o menor consumo em potência (watts) em iluminação, é possível reduzir a produção de energia elétrica nas usinas, acarretando diminuição da poluição ambiental, principalmente de termelétricas, que gastam grande quantidade de combustíveis.

Expansão repertório de

Tecnologia e economia

A tabela a seguir mostra algumas informações importantes sobre a eficiência das lâmpadas. Nela podemos conferir o consumo de energia elétrica por unidade de tempo, medida em watts (W), a durabilidade de cada tipo de lâmpada e a economia no consumo de energia, comparada com o consumo da lâmpada incandescente.

Eficiência energética de diferentes tipos de lâmpadas. Cada linha corresponde a lâmpadas com a mesma capacidade de iluminação.

Fonte: ECOSOLI. 10 supervantagens de uma lâmpada LED. 8 jan. 2019. Disponível em: https://www.ecosoli.com.br/blog/10-vantagens-de-uma-lampada-led. Acesso em: 25 jul. 2022.

1 | Analise a tabela e calcule quanto uma lâmpada de LED é mais econômica em relação a uma lâmpada fluorescente de mesma capacidade de iluminação.

As lâmpadas LED consomem metade da energia consumida por uma lâmpada fluorescente; portanto, a economia é de 50%.

2 | A partir das informações apresentadas na tabela, indique por que o uso da lâmpada de LED é mais indicado.

O uso da lâmpada de LED é mais indicado porque ela tem maior eficiência energética, uma vez que utiliza menos energia elétrica quando comparada aos outros tipos de lâmpada para a mesma quantidade de lumens. Além disso, tem vida útil maior.

3 | Leia a notícia publicada pela Agência Brasil, órgão da Empresa Brasileira de Comunicação (ECB), em junho de 2016.

Resposta no Manual do Professor.

Venda de lâmpadas incandescentes está proibida no país a partir de hoje

A partir de hoje (30), está proibida a venda de lâmpadas incandescentes no Brasil. O Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) começa a fiscalizar amanhã (1o), por meio dos institutos de Pesos e Medidas (Ipem) estaduais, estabelecimentos comerciais que ainda tenham à disposição lâmpadas incandescentes com potência de 41 watts (W) até 60 W. Quem não atender à legislação poderá ser multado entre R$ 100 e R$ 1,5 milhão.

GANDRA, A. Venda de lâmpadas incandescentes está proibida no país a partir de hoje. Agência Brasil. Disponível em: http://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2016-06/inmetro-inicia-fiscalizacao-no-varejo-de-lampadasincandescentes-de-41-w-60-w. Acesso em: 12 jul. 2022. Considerando as informações da tabela de eficiência energética das lâmpadas, cite um motivo econômico e um ambiental para justificar a proibição da produção e venda de lâmpadas incandescentes.

UNIDADE 3 — Matéria e Energia 186

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Eficiência energética dos aparelhos

O uso de aparelhos elétricos que apresentam maior eficiência energética, além de diminuir o consumo de energia elétrica, possibilita economia na conta de energia. Por isso, é muito importante ficar atento tanto ao consumo dos aparelhos como a alternativas que possibilitem diminuir o gasto energético com a mesma eficiência.

Para auxiliar nessa tarefa existe o selo Procel (Programa de Nacional Conservação de Energia Elétrica), que auxilia o consumidor na hora de optar por um aparelho elétrico ou eletrônico. Ele indica quais aparelhos consomem menos energia elétrica dentro de uma mesma categoria.

Para a mesma capacidade e características, um aparelho classificado como “A” é considerado mais eficiente e econômico, e o “G”, o menos adequado.

Indica o tipo de equipamento

Indica o nome do fabricante

Indica a marca comercial ou logomarca

Indica o modelo/a tensão

A letra indica a eficiência energética do equipamento

Eficiência energética dos aparelhos

Oriente os estudantes a compararem equipamentos elétricos com base nos selos Procel. Eles podem, por exemplo, escolher um mesmo equipamento de marcas e características diferentes. Para isso, podem entrar em um site de busca e digitar “Selo Procel (nome do equipamento) imagens”. Assim, se digitarem “Selo Procel ventiladores imagens, aparecerão vários selos de diferentes tipos ventiladores (de mesa, de teto, de parede etc.) de diferentes fabricantes.

Você pode impulsionar essa pesquisa perguntando: Se você quisesse comprar um ventilador (ou outro equipamento), qual produto escolheria? Por que escolheria esse produto?

Indica o consumo de energia em kWh/mês

Etiqueta energética de um aparelho certificado pelo selo Procel.

O selo Procel auxilia o consumidor na hora de adquirir ou substituir um aparelho eletroeletrônico.

187

Energia: fontes, tipos e usos CAPÍTULO 7

Rita Barreto/Fotoarena

Selo do Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica.

Joa Souza/Shutterstock.com

Hábitos que possibilitam economia de energia elétrica

No desenvolvimento desse item, você pode solicitar aos estudantes que reflitam sobre cada comportamento para economia de energia elétrica e se o seguem ou não em sua casa.

Hábitos que possibilitam economia de energia elétrica

Alguns pequenos hábitos rotineiros podem ser modificados sem alterar o conforto em nossas casas ou na escola. Economizar energia elétrica é um hábito sustentável que reduz desperdícios e gastos desnecessários. O consumo racional envolve a escolha de opções que tenham máximo desempenho com menor consumo possível.

Para isso, é importante atentar-se a alguns comportamentos diários. Confira as dicas a seguir.

1 | Desligue os aparelhos elétricos e eletrônicos da tomada quando eles não estiverem sendo utilizados. Essa prática pode economizar até 20% de energia elétrica, pois quando os aparelhos ficam em stand-by (modo de espera) continuam gastando energia.

2 | Evite pintar as paredes dos cômodos com cores escuras, pois isso aumentará a necessidade de utilizar lâmpadas com maior capacidade de iluminação e consumirá mais energia elétrica.

3 | Evite utilizar a função descongelamento do micro-ondas. Retire os alimentos do freezer com antecedência, para diminuir o uso do aparelho.

4 | Escolha lâmpadas de LED para a iluminação dos ambientes. Elas têm maior eficiência energética, além de maior vida útil. Ao sair de um ambiente, desligue as lâmpadas.

UNIDADE 3 — Matéria e Energia 188

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

5 | Ao usar chuveiros elétricos, evite banhos demorados e opte pela posição verão em épocas em que a temperatura ambiente é maior. Isso possibilita uma economia de até 30% de energia elétrica.

6 | Opte pelos equipamentos que apresentam eficiência energética indicada no selo Procel. Isso garante que o produto esteja entre os mais eficientes do mercado, ou seja, gaste menos energia elétrica do que produtos semelhantes.

RetOMAdA dO PANORAMA

7 | Aproveite a luz natural sempre que possível.

1 | Releia as respostas que você deu no início desta Unidade. Com base no que aprendeu até este momento, você modificaria a resposta que deu à questão 1? Ou seja, você alteraria a relação de materiais com que foram feitos os equipamentos ilustrados?

2 | Verifique também sua resposta à questão 2, sobre os tipos de energia que fazem esses equipamentos funcionarem. Sua resposta está correta ou deve ser modificada?

3 | Por fim, verifique sua resposta à questão 3. Você mantém a mesma resposta após os estudos que realizou sobre recursos naturais renováveis e não renováveis? Faça as modificações que achar necessárias.

Esse é o momento dos estudantes retomarem as respostas que formularam no início dessa unidade. Estimule-os a realizar essa tarefa, comparando as ideias que tinham naquele momento com as que têm agora. Eles devem perceber que essa é uma atitude corriqueira em Ciências.

189

Energia: fontes, tipos e usos CAPÍTULO 7

Procel

KPG-Payless/Shutterstock.com

Reveja

As respostas dos estudantes às questões propostas podem ser consideradas para a avaliação bimestral.

Respostas:

2.

a) Evitar sobrecarregar a rede utilizando vários aparelhos em um mesmo ponto de energia elétrica, seja com o uso de extensão ou de adaptadores.

b) Utilizar protetor de tomadas para evitar acidentes, principalmente com crianças.

c) Não soltar pipas ou brincar perto de cabos elétricos.

3. Apesar das usinas nucleares serem projetadas para suportar fortes ventos, há riscos relacionados às características radioativas do material utilizado para a geração de energia elétrica. Podem ocorrer vazamentos em casos de intensos alagamentos causados por tempestades que acompanhem o furacão e levem à submersão da usina.

RevejA

1 | Analise o mapa a seguir, que representa a produção de energia elétrica a partir de uma fonte de recurso natural renovável.

a. Qual tipo de geração de energia elétrica está, provavelmente, representado nos dados apresentados na imagem? Energia eólica.

b. Quais são as condições ambientais necessárias para a instalação dessas usinas?

É necessário que a região possua ventos constantes com velocidade suficiente para geração de energia eólica, como no litoral de estados da região Nordeste.

2 | As imagens abaixo apresentam situações em que há risco de acidentes envolvendo energia elétrica. Analise cada uma delas e identifique como esse risco pode ser evitado. a. b.

Respostas no Manual do Professor.

3 | Leia a manchete abaixo:

Usinas nucleares na rota do furacão Florence nos EUA reacendem fantasma da explosão de Fukushima

Disponível em: https://g1.globo.com/mundo/noticia/2018/09/13/usinas-nucleares-na-rota-de-furacaoflorence-nos-eua-reacendem-fantasma-da-explosao-de-fukushima.ghtml. Acesso em: 12 jul. 2022.

Por que a passagem de furacões coloca em risco as regiões em que há usinas nucleares geradoras de energia elétrica?

Resposta no Manual do Professor.

4 | Que partes são comuns a todos os tipos de usinas geradoras de energia elétrica?

Em todas elas há uma turbina acoplada a um gerador elétrico.

UNIDADE 3 — Matéria e Energia 190

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Fonte: ANEEL.

deCiFRANdO CiêNCiAa Como

evitar acidentes com energia elétrica

7 dicas para evitar acidentes com energia elétrica

Acidentes com energia elétrica são a causa de muitas fatalidades no país, e o que causa estes acidentes costuma ser, geralmente, imprudência ou desconhecimento de procedimentos básicos de segurança.

[...]

Utilizar um protetor de tomada de plástico para evitar que a criança coloque os dedos ou insira objetos na entrada é barato, e garante uma proteção essencial de forma simples. [...]

Até mesmo nas operações mais simples, como trocas de lâmpada ou pequenos reparos em interruptores, desligar a chave de energia da sala onde você irá realizar alguma manutenção é um procedimento extremamente simples [...].

[...]

Com tantos eletrodomésticos e aparelhos eletrônicos, o uso de “Ts”, ou do chamado Benjamin, é uma solução comum em muitas casas e empresas, onde se vê diversos aparelhos ligados de forma arriscada em uma mesma tomada. Evite sobrecarregar as saídas de energia, para proteger as pessoas, os aparelhos e o próprio imóvel de acidentes elétricos.

[...]

O velho ditado [o barato sai caro] é extremamente verdadeiro quando o assunto é manutenção de uma rede elétrica. A melhor opção é sempre fazer a manutenção adequadamente, e consertar os defeitos o quanto antes.

[...]

7 dicas para evitar acidentes com energia elétrica. Portal da energia Disponível em: http://portaldaenergia.com/7-dicas-para-evitaracidentes-com-energia-eletrica/. Acesso em: 12 jul. 2022.

Às vezes, um texto se baseia em informações científicas, porém não as explicita, como é o caso desse texto. Quais os efeitos de um choque elétrico?

Os principais efeitos que uma corrente elétrica (externa) produz no corpo humano são queimaduras e fibrilação ventricular, que pode levar à morte.

Fibrilação ventricular é uma arritmia cardíaca, ou seja, as fibras musculares do coração se contraem desordenadamente, o que impede a circulação normal do sangue. Se a pessoa não for socorrida rapidamente, ela morre.

Além do choque elétrico na fiação residencial, há também o choque estático, que ocorre ao encostarmos em um corpo carregado naturalmente. Isso é comum acontecer nos períodos mais secos do ano. Pode ocorrer ao tocarmos em uma maçaneta, por exemplo.

A descarga elétrica atmosférica (raios) costuma causar a morte da pessoa atingida.

1 | Pesquise na internet e descubra: quantos casos de acidentes com eletricidade ocorrem no Brasil, em média, por ano? Resposta pessoal.

Decifrando a Ciência –Como evitar acidentes com energia elétrica

Realizando busca sobre o tema na internet, os estudantes conseguirão dados atualizados. O site o Inpe (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) traz informações atualizadas. O link direto para o assunto está disponível em: http://www.inpe.br/noticias/noticia.php?Cod_Noticia=5770 (acesso em: 3 set. 2022).

Em relação à questão 1, oriente os estudantes para essa busca, sugerindo conjuntos de palavras-chave, do tipo: eletricidade – acidentes – Brasil. Aparecem como resultado diversas páginas da internet. Entre essas páginas, oriente-os a dar preferência àquelas de instituições públicas, universidades, institutos de pesquisa e órgãos ligados à saúde.

191

Energia: fontes, tipos e usos CAPÍTULO 7

gualtiero boffi/Shutterstock.com

Comente que a descoberta dos fenômenos elétricos se deu há mais de vinte e cinco séculos, mas que a produção de energia elétrica em larga escala e a compreensão de que a eletricidade é algo intrínseco à própria matéria são muito recentes. A primeira usina geradora de energia elétrica foi instalada em 1882, em Nova York, nos Estados Unidos, portanto há pouco menos de 150 anos. A descoberta do elétron é mais recente ainda, pois se deu em 1897, por Joseph John Thomson (1856-1940).

Nessa atividade é tratado o fenômeno da eletricidade estática, ou seja, a eletricidade que fica restrita ao próprio objeto.

Os átomos e moléculas que constituem um objeto têm estruturas diferentes, as quais lhes conferem diferentes propriedades, entre elas a intensidade da força de atração que exercem sobre os elétrons que se encontram nas camadas mais externas.

Quando dois objetos são atritados, as camadas mais externas dos átomos e/ou moléculas de suas superfícies se tornam próximas, o que pode propiciar a transferência de elétrons de um objeto para o outro, se a intensidade da força de retenção dos elétrons mais externos por seus átomos e ou moléculas for muito diferente. Se inicialmente os objetos estavam eletricamente neutros, essa transferência de cargas os desequilibra, fazendo com que um deles fique com excesso de elétrons e o outro com falta.

É necessário ressaltar que nem sempre se consegue eletrizar dois objetos ao atritá-los, pois, como já foi afirmado, é necessário que ambos possuam diferentes capacidades de retenção dos elétrons. Além disso, não é possível manter eletrizado um objeto metálico segurando-o com a mão. O corpo humano e o objeto metálico são bons condutores de eletricidade, o que facilita a troca de cargas entre o objeto e o corpo da pessoa que o está segurando o objeto metálico, neutralizando eletricamente o objeto.

Por isso, se colocarmos o canudinho em contato com um objeto metálico, por exemplo, a estrutura de uma janela, as cargas elétricas fluirão entre o canudinho e a janela, descar-

Ciênciasação em

Fenômenos elétricos ao nosso redor

Os primeiros estudos sobre a eletricidade de que se tem conhecimento remetem ao século VI a.C., com Tales de Mileto (624-558 a.C.). Tales percebeu que, após esfregar um pedaço de âmbar na pele de um animal, o âmbar passava a atrair pequenos objetos, como pedaços de palha. Muito tempo se passou desde aquelas primeiras observações até o desenvolvimento tecnológico dos aparelhos elétricos atuais.

Organizem-se em grupos, providenciem os materiais necessários para esta atividade e observem a presença da eletricidade além dos equipamentos eletrônicos.

Material:

• canudos plásticos (mantenha os canudos na embalagem plástica)

• folhas de papel-toalha

Procedimento

• pedaços pequenos de papel

• tesoura com pontas arredondadas

A. Pegue o canudo por uma extremidade utilizando as pontas dos dedos. Evite tocar em todo o comprimento dele.

B. Segure uma folha de papel-toalha bem seca na outra mão. Se a sua mão estiver suada ou o dia muito úmido, isso prejudicará a atividade.

C. Esfregue fortemente o papel no canudo em toda sua extensão. Comece pelo ponto mais próximo dos seus dedos até atingir a outra ponta do canudo.

D. Repita o procedimento C, por seis vezes, pelo menos. Não se esqueça de segurar o canudinho bem firme para que o papel-toalha tenha contato intenso com ele.

E. Coloque o canudo em contato com uma das paredes da sala de aula. Observe e anote o que acontece.

F. Com a tesoura, corte uma tira de papel (pode ser qualquer papel) em pequenos pedacinhos. Quanto mais fina a folha de papel e menores os pedacinhos, melhor.

G. Esfregue um novo canudinho no papel-toalha do mesmo modo como você fez anteriormente.

H. Lentamente, aproxime a extremidade livre do canudinho dos pedaços de papel picado. Observe e anote o que ocorreu.

Responda.

1 | O que aconteceu com o canudinho quando você o aproximou da parede?

O esperado é que o canudo tenha “grudado” na parede (a forma mais adequada para se referir ao fenômeno observado é dizer que o canudo e a parede “se atraíram”).

2 | O que você observou ao aproximar o canudinho dos papéis picados?

3 | Você acha que um canudo que não foi esfregado no papel-toalha causaria o mesmo fenômeno?

Os pedaços de papel picado foram atraídos pelo canudinho. Resposta pessoal. Espera-se que o estudante tenha compreendido a necessidade de esfregar o canudinho no papel para que a atração ocorra e que deduza que o mesmo não ocorreria se isso não fosse feito.

4 | Faça uma pesquisa para explicar as causas dos fenômenos observados.

Resposta no Manual do Professor.

regando o canudinho e fazendo com que ele não “grude” na janela. Se o estudante passar a mão pelo canudinho eletrizado, este perderá o excesso de cargas e, ao ser novamente colocado em contato com a parede, não ficará mais grudado.

Veja que nesse processo, os objetos rapidamente perdem suas cargas elétricas, o que impossibilita a produção de energia elétrica em larga escala. Por esse motivo, a geração de energia elétrica nas usinas é feita por meio de um processo diferente, a indução eletromagnética.

Resposta:

4. Todo objeto possui cargas elétricas positivas e negativas. Normalmente, os objetos se encontram eletricamente neutros, ou seja, possuem a mesma quantidade de cargas elétricas positivas e negativas. Ao se atritar o canudinho com a folha de papel, ocorre a passagem de cargas elétricas de um objeto para o outro, fazendo com que os dois fiquem eletrizados. Essa presença de cargas no canudinho faz com que, ao ser colocado em contato com a parede, ele atraia as cargas opostas existentes na parede. Como ocorre atração entre cargas opostas, o canudinho fica grudado na parede. O mesmo ocorre no caso dos pedacinhos de papel picado.

Ciências em ação –Fenômenos elétricos ao nosso redor

João Peterson

8CAPÍTULO

ENERGIA E EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS

É cada vez maior a dependência do ser humano em relação à energia elétrica. Além do intenso uso desse tipo de energia nas residências, ela está presente nos transportes coletivos, como trens e metrôs, nos caixas eletrônicos, nos semáforos que controlam o trânsito e no próprio ato de dar partida no motor de um automóvel.

Neste capítulo

Objeto do conhecimento:

• Transformação de energia

• Cálculo de consumo de energia elétrica

• Circuitos elétricos

• Uso consciente de energia elétrica

Habilidades: EF08CI02, EF08CI03 e EF08CI04

Temas a serem desenvolvidos neste capítulo:

• Transformações químicas e a produção de energia elétrica

• Corrente elétrica, isolantes e condutores elétricos

• Efeitos térmico e magnético da corrente elétrica

• Efeito da corrente elétrica no corpo humano: choque elétrico

• Transformações de energia em equipamentos domésticos

• Consumo de energia elétrica por aparelhos eletrodomésticos

• Circuitos elétricos

• Circuitos série e paralelo

• Construção de circuitos elétricos

• Instalações elétricas residenciais

INÍCIO DE CONVERSA

1 | De onde é possível obter a energia elétrica que utilizamos no cotidiano?

Geração, transmissão, transformação e consumo da energia elétrica

Nas residências, utiliza-se a energia elétrica para o funcionamento de diversos dispositivos. Ela pode ser obtida por meio de pilhas e baterias ou nas tomadas.

Início de conversa Resposta

1. Em pilhas e baterias e por meio do fornecimento das companhias de eletricidade (nas tomadas de casa).

É provável que os estudantes citem aquilo que costumam ouvir nos meios de comunicação e tem sido bastante divulgado por eles: por exemplo, que a energia elétrica é gerada nas usinas hidrelétricas e termelétricas. Alguns podem citar, ainda, as usinas eólicas; contudo, é menos provável que as usinas solares sejam mencionadas.

• Riscos relacionados ao uso da energia elétrica em residências

A sociedade moderna usa diferentes fontes de energia na produção industrial, no transporte de mercadorias e pessoas, na prestação de serviços, na comunicação entre as pessoas, na iluminação, no lazer e no conforto pessoal, entre tantas outras situações. Sem dúvida, uma das energias mais utilizadas é a energia elétrica. Sem ela, muitas das tarefas cotidianas que realizamos ficariam prejudicadas, pessoas não poderiam ser tratadas em hospitais, a inovação científica e tecnológica não aconteceria, a comunicação entre as pessoas não seria tão rápida, a conservação dos alimentos seria mais difícil etc.

Saber como funcionam os aparelhos elétricos, como economizar eletricidade, como calcular o consumo de um aparelho eletrodoméstico, como é o circuito elétrico de uma casa etc. permite ao cidadão tomar decisões pessoais e coletivas que dizem respeito às prioridades energéticas da sociedade.

Energia e equipamentos elétricos CAPÍTULO 8 193

Meios de transporte como o metrô podem ser movidos a energia elétrica. Istambul, Turquia, 2020.

Resposta no Manual do Professor.

Geração, transmissão, transformação e consumo de energia elétrica

Embora sejam fontes de energia para os eletrodomésticos nas residências, as tomadas não são dispositivos que produzem energia elétrica, como as pilhas e baterias. Enfatize para os estudantes que a energia elétrica disponível nas tomadas é produzida nas usinas geradoras – que podem ser hidrelétricas, térmicas, eólicas, solares ou nucleares – e levada até as residências por um complexo sistema de transmissão e distribuição.

História da Ciência – A pilha de Alessandro Volta

Entre o final do século XVIII e o início do século XIX, os experimentos com eletricidade de Benjamin Franklin e Luigi Galvani tiveram relativo sucesso na comunidade não científica. Os circos levavam para toda a Europa as novidades da entidade recém-descoberta, que andava nas nuvens e corria pelos fios de pipa, podia ser armazenada em garrafas, fazia mover pequenos objetos e até provocava contrações em tecidos mortos (de pequenos animais a cadáveres). Há uma suposição de que esses trabalhos inspiraram Mary Shelley a escrever o livro Frankenstein

De todo modo, o mais interessante é que já havia grande conhecimento acumulado sobre a eletricidade e seus efeitos quando o elétron foi identificado por J. J. Thomson, quase um século depois, como a partícula portadora de carga negativa.

As pilhas e as baterias podem ser de vários tipos e fornecem a energia elétrica necessária para o funcionamento de relógios, tablets , smartphones , computadores portáteis, brinquedos, eletrodomésticos, entre outros equipamentos. Nelas, a energia elétrica é resultado de transformações químicas.

As baterias e as pilhas são, em geral, colocadas no interior do equipamento a que fornecem energia elétrica, ficando próximas do local de consumo.

Já a energia disponível nas tomadas é gerada em uma usina que pode estar a milhares de quilômetros de distância, de modo que é necessário transportá-la desde as usinas até as tomadas, o que é feito por meio das linhas de transmissão.

História da CiênCia

Em 1786, Luigi Galvani (1737-1798), médico, físico e filósofo italiano, fazia experimentos com rãs e verificou que um animal, embora morto, em alguns momentos se contraía. Detalhando suas observações, Galvani percebeu que as contrações ocorriam quando os músculos da rã eram tocados com um instrumento feito de dois metais diferentes. Ele propôs, então, que o corpo da rã continha uma carga elétrica que denominou “eletricidade animal”, a qual perdurava mesmo depois da morte.

Entretanto, foi o físico Alessandro Volta (1745-1827), compatriota de Galvani, quem deu uma explicação mais plausível ao fenômeno. Ele descobriu que alguns metais, se combinados a um líquido, produzem eletricidade.

Para comprovar sua teoria, em 1800, Volta montou uma “pilha” de discos de zinco e cobre, alternados e entremeados por discos de feltro embebidos em solução de ácido sulfúrico diluído em água.

Essa foi a primeira vez que se obteve uma fonte capaz de fornecer energia elétrica por um tempo maior do que alguns segundos.

1 | Qual foi a relação que Galvani sugeriu ao perceber o efeito das contrações do animal ao tocá-lo com metais diferentes? Galvani propôs a existência de “eletricidade animal”, responsável pelas contrações em animais mortos.

2 | Qual foi a importância da invenção da pilha elétrica por Alessandro Volta para o estudo da eletricidade? A possibilidade de se obter energia elétrica por um tempo maior permitiu que os cientistas estudassem os fenômenos elétricos com mais detalhes.

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Tamanhos, tipos e usos de pilhas e baterias são muito variados.

a pilHa de alessandro Volta

The Print Collector/ Heritage Images/Science Photo Library/Fotoarena

Alessandro Volta e a representação da pilha que ele construiu. Gravura de c. 1870.

Condutores e isolantes

Para transportar energia elétrica, é necessário que haja uma corrente elétrica nos fios das linhas de transmissão, ou seja, um fluxo ordenado de cargas elétricas que atravessa esses fios.

Porém, não é possível estabelecer corrente elétrica em todos os materiais. Aqueles em que o fluxo de cargas elétricas é produzido com facilidade, como os metais, são chamados de condutores elétricos; os outros, nos quais não é possível produzir um fluxo de cargas elétricas, como o plástico, são chamados de isolantes

Esses materiais são ainda denominados bons condutores e maus condutores. A propriedade de os materiais conduzirem ou não corrente elétrica é influenciada pela temperatura e pela umidade a que estão submetidos.

Os condutores podem existir nos três estados físicos da matéria. Nos condutores sólidos, são os elétrons que se deslocam pelo seu interior quando nele se estabelece uma corrente elétrica. Já nos condutores líquidos e gasosos, o fluxo de cargas elétricas se dá pelo deslocamento tanto de elétrons quanto de íons.

Os materiais metálicos, como cobre e alumínio, são os condutores sólidos mais comumente utilizados. Exemplos de condutores líquidos são as soluções salinas, como cloreto de sódio dissolvido em água. Já os gases ionizados são os condutores gasosos, presentes, por exemplo, nas lâmpadas de vapor de sódio.

Nas linhas de transmissão e nas instalações elétricas residenciais e industriais, utilizam-se fios de material condutor (em geral, cobre e alumínio) revestidos por material isolante, cuja função é evitar acidentes, como choques elétricos em seres vivos e curtos-circuitos.

Efeitos da corrente elétrica

Ao circular por um material condutor, a corrente elétrica produz alguns efeitos, como o aquecimento do condutor. Há situações em que esse aquecimento pode ser útil, mas, em outras, ele é inconveniente.

Nas linhas de transmissão de energia elétrica, o aquecimento dos fios é um problema, pois implica perda de energia. Então, essas linhas são construídas de modo que se tenha o menor aquecimento possível.

Condutores e isolantes

A classificação dos materiais em condutores e isolantes é simplista, pois a condução depende de uma série de fatores. Por exemplo, o ar é considerado isolante elétrico, mas quando submetido a uma grande diferença de potencial elétrico pode tornar-se condutor, como acontece nos raios. No entanto, nesse nível de ensino não é conveniente abordar esses aspectos.

Efeitos da corrente elétrica

A corrente elétrica produz outros efeitos além dos discutidos no texto. Consideramos que os efeitos citados são os essenciais para esse nível de ensino, uma vez que são suficientes para explicar o funcionamento de grande parte dos aparelhos usados cotidianamente pelos estudantes.

A descoberta do efeito magnético da corrente elétrica foi um marco na integração entre os saberes do magnetismo e da eletricidade. A demonstração do experimento de Oersted é muito simples e tem grande efeito.

195

Energia e equipamentos elétricos CAPÍTULO 8

A camada plástica isolante impede a passagem da corrente elétrica do fio para o exterior, em caso de contato.

O aquecimento dos fios das linhas de transmissão de energia elétrica reduz a eficiência do sistema. Itatinga (SP), 2021.

Você pode realizar o mesmo procedimento de Oersted. Para isso, faça uma bobina com várias voltas de um fio de cobre envernizado e providencie um ímã em forma de barra, com os polos nas extremidades do comprimento (ímãs em disco costumam ter os polos nos planos, o que dificulta a atividade).

Com o circuito ligado, movimente a bússola para “mapear” o campo magnético criado. Inverta a polaridade dos fios e observe o que ocorre com a bússola. Essa demonstração responde à questão: a corrente elétrica gera campo magnético.

Professor, caso haja dificuldade no mapeamento do campo magnético, verifique se há compatibilidade entre a tensão elétrica das pilhas e o tamanho da bússola, isto é, para uma bússola pequena com a caixa feita de alumínio, é possível utilizar uma ou duas pilhas do tipo AA (pequenas), que fornecem de 1,5 V a 3 V, para que a agulha magnética se movimente. Mas, se a bússola for maior, a tensão também deverá ser maior e, nesse caso, os fios de ligação devem ser mais grossos.

A corrente elétrica também provoca um efeito magnético Quando se aproxima uma bússola de um fio percorrido por corrente elétrica, ocorre um desvio na direção de sua agulha magnética, de forma semelhante ao que acontece quando se aproxima um ímã. Esse fenômeno foi descoberto pelo físico dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851) em 1820.

Orientações da agulha de uma bússola quando não há corrente elétrica circulando no fio (A) e quando se estabelece uma corrente elétrica no fio (B).

Ao verificar que a corrente elétrica produzia efeitos magnéticos, os cientistas consideraram a possibilidade de o fenômeno inverso também ocorrer, ou seja, que seria possível gerar corrente elétrica por meio do magnetismo.

Durante muito tempo, o químico e físico britânico Michael Faraday (1791-1867) tentou produzir esse efeito, até que, em 1831, verificou que, ao aproximar um ímã de um anel metálico, surgia neste uma corrente elétrica. Quando cessava a aproximação do ímã, cessava também a corrente elétrica que percorria o anel.

Faraday percebeu ainda que, ao afastar o ímã do anel, surgia uma corrente elétrica em sentido contrário ao da que se estabelecia quando o ímã era aproximado. A comprovação desse fenômeno, denominado indução eletromagnética, permitiu a construção de geradores de energia elétrica, como os utilizados nas usinas hidrelétricas.

Ao aproximar (A) ou afastar (B) o ímã de uma de uma espira metálica fechada, surge nesta uma corrente elétrica. Quando o ímã fica parado (C), não há corrente elétrica. Nas três situações, a corrente elétrica pode ser avaliada por um equipamento chamado amperímetro.

UNIDADE 3 — Matéria e Energia 196

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Hans Christian Oersted, em retrato pintado por Christian Albrecht Jensen, possivelmente na década de 1840.

Michael Faraday, em fotografia feita em 1861.

A vantagem desses geradores é uma maior quantidade de energia elétrica do que a obtida nas pilhas. A partir dessa descoberta, foi possível a construção de usinas geradoras de energia elétrica, bem como sua distribuição em grande escala. A maior parte da energia elétrica que recebemos em casa é gerada com base nesse princípio.

Choque por eletricidade

É uma perturbação de natureza e efeitos diversos que se manifesta no corpo humano quando por ele circula uma corrente elétrica. O choque elétrico acontece porque o corpo humano se comporta como um condutor elétrico, possibilitando a passagem da corrente elétrica [...].

EFEITOS NO ORGANISMO

• Inibição dos centros nervosos, inclusive dos que comandam a respiração produzindo parada respiratória;

• Alteração no ritmo cardíaco, podendo produzir fibrilação ventricular e uma consequente parada cardíaca;

• Queimaduras profundas, produzindo necrose do tecido;

• Alterações no sangue provocadas por efeitos térmicos e eletrolíticos da corrente elétrica;

• Perturbação no sistema nervoso;

• Contração dos músculos do tórax, causando dificuldade respiratória e perda de consciência.

• Paralisia temporária dos órgãos respiratórios, resultando em incapacidade de respirar.

• Queima de tecido na entrada e pontos de saída (principalmente de tensões mais elevadas).

• Fraturas causadas por espasmos musculares.

• Morte.

EMERGÊNCIA IMEDIATA

• Desligar o sistema elétrico;

• Não tocar no acidentado em hipótese alguma enquanto ele estiver submetido a choque elétrico, se tocar, estará se submetendo aos mesmos efeitos do choque que ele;

• Chamar socorro.

[...]

CHOQUE por eletricidade. Polícia Militar do estado de Goiás. Disponível em: https://www.cepmgnn.com/choque-eletrico?lang=pt. Acesso em: 17 ago. 2022. Pesquise.

1 | No texto, estão listados vários efeitos que um choque elétrico pode causar no ser humano. Pesquise e redija um texto explicando por que os choques elétricos podem causar diferentes efeitos no corpo humano. Resposta no Manual do Professor.

Expansão de repertório –Choque por eletricidade

Oriente os estudantes a respeito dos perigos envolvidos na manipulação de equipamentos elétricos. Enfatize que mesmo um choque com baixas voltagens pode produzir danos graves, uma vez que esses danos dependem da condição da pessoa submetida ao choque. Enfatize que o socorro a uma pessoa que recebeu choque deve ser feito com muito cuidado, pois quem realizar o socorro também pode levar um choque. Preferencialmente, esse socorro deve ser feito por pessoas especializadas.

Na maioria das fontes, os estudantes encontrarão os efeitos do choque em função da intensidade da corrente elétrica no corpo. Não se preocupe com os valores, apenas mostre que, quanto maior a intensidade da corrente, mais graves serão os efeitos.

Resposta

1. O efeito do choque elétrico no corpo humano depende principalmente da intensidade da corrente elétrica que circula pelo corpo. Ele pode causar um simples formigamento até o óbito. Outras variáveis são o tempo a que a pessoa é exposta ao choque, as condições de saúde dela e o caminho que a corrente elétrica percorre dentro do corpo.

197

Energia e equipamentos elétricos CAPÍTULO 8

Expansão repertório de

Transformações da energia elétrica nos aparelhos

Para iniciar esse assunto, proponha aos estudantes que elaborem uma relação dos aparelhos elétricos de sua residência e o tipo de energia que deles se obtém. Faça no quadro de giz uma síntese dos resultados e inicie a discussão desse tema.

A transformação de energia nos equipamentos elétricos não é única. Quando um liquidificador, por exemplo, é posto em funcionamento, ele emite energia sonora e aquece-se, produzindo, portanto, tipos de energia que não estão ligados à sua finalidade. Explicite aos estudantes que as transformações discutidas no texto se referem exclusivamente à finalidade do aparelho.

Use a imagem para mostrar que, mesmo em equipamentos que utilizam o efeito Joule, a energia elétrica transforma-se em um tipo de energia que não está relacionado à finalidade do aparelho. Na imagem, as resistências do aquecedor estão brilhando, portanto, emitindo luz, que é uma forma de energia.

Produtores de movimentos

Há dois tipos de motores elétricos, os que funcionam com corrente alternada, ligados nas tomadas, e os que funcionam com corrente contínua, que usam pilhas. Os de corrente contínua apresentam um ímã em seu interior e os de corrente alternada não o têm. Não é conveniente, nesse nível de ensino, discutir os tipos de corrente elétrica dos dois diferentes motores.

Transformações da energia elétrica nos aparelhos

Os efeitos da corrente elétrica propiciaram a invenção de equipamentos que deles se utilizam para produzir transformações de energia e realizar tarefas que nos auxiliam no cotidiano ou que nos proporcionam entretenimento.

Aquecedores

Existem aparelhos cuja finalidade é produzir aquecimento por meio do efeito Joule, que é o nome que se dá ao fenômeno da transformação da energia elétrica em calor quando um condutor é percorrido por uma corrente elétrica. Nesse grupo, encontram-se o chuveiro, a torradeira, a torneira elétrica, o aquecedor de ambiente, o ebulidor e o ferro de passar roupas, entre outros.

Todos esses equipamentos possuem um dispositivo, conhecido como resistência, na qual ocorre a transformação da energia elétrica em energia térmica.

Em um chuveiro deseja-se esquentar a água. Por isso, constroem-se os chuveiros elétricos de modo que a água a ser aquecida entre em contato com a resistência e a energia térmica, produzida pela passagem da corrente elétrica pela resistência, seja aproveitada para esse fim.

Nos aquecedores de ambiente, as resistências ficam em contato com o ar, pois é este que se deseja aquecer.

Produtores de movimentos

Outros equipamentos são destinados a produzir movimentos, geralmente de rotação, e, para isso, utilizam um motor elétrico. A transformação de energia que ocorre nesses equipamentos é de elétrica em mecânica. Fazem parte desse grupo, entre outros, o ventilador, o liquidificador, a batedeira, a furadeira e o secador de cabelos.

Na resistência de um chuveiro elétrico ocorre a transformação de energia elétrica em energia térmica.

Greg Salibian/Folhapress

Aquecedor de ambiente com três resistências.

resistências

resistência

O funcionamento dos motores elétricos está baseado no efeito magnético da corrente elétrica.

Da mesma forma que uma bússola colocada próxima a um fio condutor percorrido por corrente elétrica fica sujeita a uma força que muda a direção da agulha, um fio condutor percorrido por corrente colocado próximo a um ímã também fica sujeito à ação de uma força.

Não é difícil encontrar motores elétricos danificados em lojas de reparo de eletrodomésticos. Tente obter um desses motores, que funcionam com corrente alternada, que seria descartado e o desmonte para mostrar as peças internas aos estudantes. Se for possível conseguir um motor de corrente contínua, muito usado em carrinhos de brinquedo, mostre os dois tipos, destacando as diferenças entre eles.

Esquema de um motor elétrico simples. Uma espira colocada entre os dois polos de um ímã, quando percorrida por corrente elétrica, fica sujeita a um par de forças que a fazem girar.

Os motores elétricos utilizados nos aparelhos eletrodomésticos não possuem um ímã, mas dois conjuntos de fios enrolados, um rotativo (rotor) e um estacionário (estator). Esses dois elementos são montados de maneira adequada e colocados no interior de uma carcaça, com as outras partes que compõem o motor. Ao ligar o motor, a corrente elétrica atravessa esses dois elementos e a interação entre eles produz a rotação.

Há aparelhos que se utilizam de mais de um efeito da corrente elétrica. O secador de cabelos, por exemplo, utiliza o efeito magnético, para o funcionamento do motor do ventilador, e o efeito térmico, para o aquecimento do ar soprado pelas pás do ventilador.

199

Energia e equipamentos elétricos CAPÍTULO 8

Steve Cymro/Shutterstock.com

Prostock-studio/Shutterstock.com

força magnética

comutador corrente elétrica bateria

rotação escovas

Emissores de radiações

As radiações eletromagnéticas são classificadas de acordo com sua frequência: as de menor frequência são as ondas de rádio, seguidas pelas micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios x e raios gama, essas últimas são as de maior frequência. As características e aplicações dessas ondas serão estudadas no 9o ano. Portanto, você não precisa detalhar as características dessas radiações, apenas explicite que são uma forma de energia.

Há mais informações sobre a radiação eletromagnética e suas aplicações em: https://sesieducacao.com. br/brasil/texto.php?id=1012 (acesso em: 11 jun. 2022).

Embora o forno de micro-ondas seja utilizado para aquecimento, seu funcionamento não se baseia no efeito Joule, como os chuveiros e demais aquecedores, mas na absorção da radiação eletromagnética pelas moléculas de água. Daí ele não ser colocado na categoria de aquecedores.

Há no cotidiano dos estudantes outros equipamentos que produzem radiações eletromagnéticas. Os smartphones emitem micro-ondas, que são utilizadas para transmitir as mensagens, os aparelhos de controle remoto emitem radiação infravermelha, assim como os equipamentos que se comunicam pela tecnologia bluetooth. Optamos por não citar esses equipamentos como emissores de radiação porque ela não é facilmente percebida, mas você pode abordar esse assunto, se considerar conveniente.

Emissores de radiações

Há equipamentos elétricos que convertem energia elétrica em algum tipo de radiação, como é o caso da lâmpada de vapor metálico.

As lâmpadas de vapor metálico são constituídas por um tubo de vidro, no interior do qual existe um gás inerte (argônio, neônio, criptônio e/ou xenônio) e o vapor de um ou vários metais (índio, tálio, sódio e/ou mercúrio) à baixa pressão. Em cada extremidade do tubo há um eletrodo. Quando a lâmpada é ligada, uma corrente elétrica se estabelece de um eletrodo para o outro. Ao colidirem com os átomos do vapor dos metais, os elétrons transferem energia para esses átomos, os quais, posteriormente, a emitem na forma de radiação.

As lâmpadas de LED são compostas por diodos emissores de luz, cuja abreviação em inglês é LED, de light-emitting diode

O diodo é um dispositivo eletrônico composto pela união de duas pastilhas de materiais semicondutores de tipos diferentes, um positivo (P) e outro negativo (N), que, unidos, formam o que é chamado de junção P-N. Nessa junção se estabelece um obstáculo para o deslocamento dos elétrons, denominado barreira de potencial, que faz com que a corrente elétrica possa circular em apenas um sentido.

Quando o diodo é ligado de forma adequada, os elétrons conseguem ultrapassar a barreira de potencial da junção, passando do lado “N” para o lado “P” e estabelecendo uma corrente elétrica pelo diodo. Durante essa passagem de um lado para outro, os elétrons emitem energia em forma de radiação, que pode ser visível ou não.

e Energia 200

UNIDADE 3 —

Dkai/Shutterstock.com

Barry Paterson/Shutterstock.com

Nas lâmpadas, a energia elétrica é convertida em radiação visível.

Lâmpadas de LED em diversos formatos.

radiação do forno de micro-ondas pode causar queimaduras se incidir diretamente nele. Por isso, o forno de micro-ondas sempre desliga quando sua porta é aberta.

Expansão repertório de

Outro aparelho eletrodoméstico que emite radiação é o forno de micro-ondas. Em seu interior há um dispositivo, chamado magnetron, que, a partir da energia elétrica, produz radiação na forma de micro-ondas. Ao ser lançada no interior do forno, essa radiação incide no alimento, fazendo vibrar as moléculas de água nele presente, o que ocasiona o aumento de temperatura e o aquecimento do alimento.

Mas a radiação de micro-ondas não faz vibrar as moléculas de vidro ou plástico; por isso, é necessário que o que se deseja aquecer nesse tipo de forno contenha água.

Embora o vidro não tenha moléculas de água em seu interior, as vasilhas desse material aumentam de temperatura quando colocadas no aparelho de micro-ondas para aquecer os alimentos nelas contidos.

1 | Por que isso ocorre?

O vidro não é aquecido pela radiação de micro-ondas, mas por condução, pois está em contato com os alimentos.

Emissores de ondas sonoras

Aparelhos que emitem sons, como as caixas acústicas, o fazem por meio de alto-falantes, nos quais a energia elétrica é transformada em energia mecânica, na forma de ondas sonoras. Os alto-falantes mais comuns são constituídos por uma bobina, um cone, em geral de papelão, e um ímã ou eletroímã. Quando a corrente elétrica, associada ao som que foi transformado em sinal elétrico, passa pela bobina do alto-falante, ela gera um efeito magnético que, na presença do ímã, faz a bobina vibrar.

Como a bobina e o cone estão unidos, os movimentos da bobina são transmitidos para o cone. Este, por sua vez, faz vibrar o ar que se encontra em contato com ele, produzindo as ondas sonoras. Esse tipo de alto-falante também está presente na maioria dos fones auriculares, porém em tamanho reduzido.

A quantidade de energia transformada nos aparelhos sonoros depende da sua finalidade. Uma caixa acústica utilizada em um show musical precisa transmitir muita energia para que o som se torne audível em um espaço enorme. Já os fones auriculares destinam-se a um ambiente muito menor, o meato acústico externo (canal auditivo), exigindo pouquíssima energia.

Expansão de repertório

A radiação de micro-ondas aquece os alimentos porque a água neles contida absorve a energia da radiação emitida pelo forno. Por estarem em contato com o recipiente de vidro, os alimentos transferem calor para eles pelo processo de condução. É o mesmo que ocorre quando se coloca água quente em um copo, depois de algum tempo o copo se aquece por receber calor da água.

Emissores de ondas sonoras Rigorosamente, esses equipamentos transformam energia elétrica em energia mecânica, pois as ondas sonoras transportam uma forma de energia mecânica, uma vez que estão associadas à movimentação de partículas do meio. Optamos por não incluir no mesmo tópico os eletrodomésticos que produzem energia mecânica, os que têm motores e os que emitem ondas sonoras, porque esses equipamentos são usados para diferentes finalidades.

Energia e equipamentos elétricos CAPÍTULO 8

Como o corpo humano contém água, a

Esquema simplificado de um alto-falante.

Davi Augusto

Consumo de energia nos aparelhos elétricos

Aproveite esse cálculo e comente o elevado consumo de energia elétrica pelos equipamentos que produzem calor por meio do efeito Joule, como é o caso dos chuveiros, aquecedores de ambiente, ferro de passar, ebulidores, torneiras elétricas, entre outros. Chame a atenção para a importância do consumo consciente da energia elétrica. Para isso, explique a necessidade de não demorar no banho quando se usa equipamentos elétricos para o aquecimento da água e a necessidade de se buscar a utilização de equipamentos elétricos mais eficientes em termos de consumo de energia elétrica.

Obtenha mais informações de como economizar energia elétrica nas residências em: https://www.cemig. com.br/usina-do-conhecimento/23dicas-para-economizar-na-conta-deluz/ (acesso em: 11 jun. 2022). Reprodução do

Consumo de energia nos aparelhos elétricos

A energia elétrica consumida por um equipamento não é integralmente transformada no tipo de energia a que ele se destina.

Em um liquidificador, por exemplo, o objetivo é que a energia elétrica seja transformada em energia mecânica de rotação. Porém, após um tempo de funcionamento, o equipamento se aquece, por transformar a energia elétrica em energia térmica. Diz-se, então, que ocorreu “perda” de energia, pois parte da energia consumida pelo aparelho não foi utilizada para a finalidade a que se destina.

Denomina-se a energia consumida pelo aparelho de energia total a que é efetivamente transformada no tipo de energia que é objetivo do aparelho de energia útil

A quantidade de energia consumida pelo aparelho, por unidade de tempo, é denominada potência total. A unidade de medida da potência é watts, cujo símbolo é W, e esse valor geralmente é informado no manual de instruções ou no próprio equipamento. Para calcular a quantidade de energia elétrica consumida por um equipamento, basta multiplicar a potência desse aparelho pelo tempo que ele permanece em funcionamento.

Tomemos como exemplo a energia elétrica consumida por um chuveiro elétrico durante um banho, supondo que a potência do chuveiro seja de 3 000 W e que ele fique ligado por 6 minutos. Para calcular a energia consumida, multiplica-se a potência do chuveiro (3 000 W) pelo tempo de funcionamento (6 minutos).

A produção do som nos fones auriculares internos (A) e externos (B) ocorre da mesma forma, diferindo apenas as dimensões dos alto-falantes usados.

Nos televisores ocorre transformação de energia elétrica em energia radiante (a luz proveniente da tela) e em energia sonora (o som vindo dos alto-falantes).

No entanto, a energia consumida é geralmente calculada em kWh (quilowatts-hora), de modo que a potência do equipamento deve ser usada em kW, e o tempo, em horas. Para transformar watts em quilowatts, deve-se dividir o valor em watts por 1 000; e para transformar minutos em horas, deve-se dividir a quantidade de minutos por 60.

Assim, a energia consumida por esse chuveiro, nesse banho, é 3000 6 6 60 × = 3 × 0,1 = 0,3 kWh.

Esse processo de cálculo pode ser aplicado a qualquer aparelho. Sabendo-se a potência e o tempo de funcionamento dos aparelhos elétricos de uma residência, é possível estimar o consumo de energia elétrica de cada um deles bem como sua participação no consumo total de energia da família.

Suponha, por exemplo, que em uma residência sejam consumidos 200 kWh de energia elétrica em um mês. Nela moram três pessoas, e cada uma utiliza um chuveiro elétrico de potência 4 000 W uma vez ao dia, durante 5 minutos, para o banho.

Utilizando-se o processo de cálculo mostrado, pode-se calcular o consumo mensal desse chuveiro.

O tempo total de uso do chuveiro em um mês, considerando que este tenha 30 dias, é 5,0 min × 3 usos por dia × 30 dias, o que resulta em 450 minutos, ou 7,5 horas.

O consumo de energia elétrica é 4,0 kW × 7,5 h, ou seja, 30 kWh por mês. Esse valor equivale a 15% da energia elétrica consumida mensalmente nessa residência.

Vamos agora considerar que nessa mesma residência se utilize uma televisão de potência 50 W durante 6 horas por dia. O consumo de energia elétrica dessa televisão em um mês será de 9 kWh, o que corresponde a 4,5% do consumo mensal de energia elétrica da residência.

Comparando os dois resultados, nota-se que, embora utilizado por um tempo diário menor, o chuveiro tem participação maior no consumo de energia elétrica na residência por ter uma potência muito maior que a da televisão. Portanto, é preciso lembrar que o consumo não depende apenas da potência do aparelho, mas também do tempo que é utilizado.

reVeja

1 | Como ocorre a produção de energia elétrica nas pilhas?

Nas pilhas, ocorrem as reações químicas que ocasionam o deslocamento de elétrons, o qual gera corrente elétrica.

2 | Qual é o critério utilizado para classificar um material em condutor ou isolante?

O material é classificado em condutor ou isolante de acordo com a sua propriedade de conduzir ou não corrente elétrica.

3 | Em que forma de energia é transformada a energia elétrica em cada um dos aparelhos abaixo?

a. Televisão

c. Ventilador de mesa

Reveja

Utilize os resultados das atividades 7 e 8, junto com o resultado do consumo de energia por um chuveiro elétrico mostrado no texto, para comparar o consumo desses equipamentos e reforçar a necessidade de se utilizar com parcimônia os equipamentos de aquecimento.

b. Tablet

d. Ebulidor elétrico

a) Mecânica (som) e eletromagnética (luz).

b) Eletromagnética (luz) e mecânica (som).

c) Mecânica (movimento).

d) Térmica.

203

Energia e equipamentos elétricos CAPÍTULO 8

Respostas

5. A quantidade de energia elétrica que se pode obter em pilhas e baterias é muito limitada, o que não possibilita sua distribuição em grande escala. A descoberta da indução eletromagnética permitiu a construção de geradores de energia elétrica de grande porte, que possibilitaram a distribuição de energia de modo eficiente e economicamente viável.

9. Consumo do ferro de passar: 800/1000 × 30/60 ×10 = 4,0 kWh, o que corresponde a 2% do consumo mensal da residência.

Consumo das lâmpadas:

10/1000 × 5,0 × 30 = 1,5 kWh, o que corresponde a 0,75% do consumo mensal da residência.

Circuitos elétricos

Após ser gerada nas usinas, a energia elétrica é levada até os locais de consumo pelas linhas de transmissão, as quais transportam a energia em alta tensão, da ordem de centenas de milhares de volts, desde as usinas geradoras até as cidades, geralmente por longas distâncias. Aí chegando, a energia passa por uma subestação onde transformadores abaixam a voltagem para valores da ordem de dezenas de milhares de volts. Em seguida, a energia vai para a rede de distribuição, por meio da qual será levada por cabos até as ruas. Esses cabos são os que se observa nos postes espalhados pela cidade. Antes de a energia chegar às residências, os transformadores diminuem novamente a voltagem para 127 e 220 volts.

Tipos de circuitos elétricos

Os circuitos elétricos que fazem parte de equipamentos sofisticados, como televisores e smartphones, são extremamente complexos e não serão abordados aqui. O objetivo é compreender o funcionamento das instalações elétricas residenciais, nas quais os circuitos elétricos são muito mais simples. Portanto, serão estudados somente elementos que têm dois polos de ligação, como lâmpadas, chuveiros e interruptores.

4 | O que é indução eletromagnética?

É a geração de corrente elétrica em um condutor em forma de anel quando há movimento relativo entre esse anel e um ímã.

5 | Por que só foi possível a distribuição de energia elétrica para a população depois da descoberta da indução eletromagnética por Faraday?

Resposta no Manual do Professor.

6 | Os aparelhos eletrodomésticos convertem energia elétrica em outras formas de energia, mas há um aparelho que recebe energia elétrica e devolve também energia elétrica. Pesquise que aparelho é esse.

É o transformador (converte 220 V em 110 V ou 110 V em 220 V). O carregador de celular (conversor, fonte) transforma a energia elétrica (110 V ou 220 V) em energia elétrica de baixa voltagem (geralmente, as saídas são de 5 V ou 6 V).

7 | Calcule a energia elétrica consumida, em quilowatts-hora, por uma lâmpada de LED de potência 12 W que permanece acesa por 5 horas.

Energia consumida = 12/1 000 × 5 = = 0,012 × 5 = 0,06 kWh.

8 | Um ferro elétrico de passar roupas tem potência de 1 200 W e foi utilizado por 20 minutos. Calcule a energia elétrica consumida pelo ferro nesse intervalo de tempo, em quilowatts-hora.

20 min equivalem a 0,33 hora

1 200 W equivalem a 1,2 kW Assim, 0,33 × 1,2 = 0,40 kWh.

9 | Em uma residência, cujo consumo mensal de energia elétrica é de 200 kWh, utiliza-se um ferro de passar roupas de potência 800 W durante 30 minutos dez vezes por mês e cinco lâmpadas de 10 W que ficam acesas, cada uma, 5 horas por dia. Calcule, em porcentagem, a participação do ferro de passar e do conjunto das lâmpadas no consumo mensal de energia elétrica dessa residência. Resposta no Manual do Professor.

Circuitos elétricos

Além de serem usados nas linhas de transmissão e de distribuição de energia elétrica, os fios condutores são necessários para levar a energia elétrica a diversos lugares das residências. É por isso que existe um conjunto de fios metálicos interligando as lâmpadas e as tomadas das casas à rede elétrica da distribuidora, formando um verdadeiro caminho para a energia elétrica.

Tipos de circuito elétrico

A palavra circuito remete a um caminho fechado, pelo qual é possível se deslocar continuamente e voltar ao ponto de partida, de modo que o final do caminho é também o seu início. Um circuito elétrico é um caminho fechado (ou vários) que pode ser percorrido pela corrente elétrica. Os circuitos elétricos são compostos de uma fonte de energia elétrica, como um gerador, uma pilha ou uma bateria, e de elementos que transformam a energia elétrica em outra forma de energia, como uma lâmpada, um aquecedor e um ventilador, entre outros dispositivos. Podem existir, ainda, elementos de controle, como um interruptor para ligar e desligar uma lâmpada. Os fios condutores que transportam a energia elétrica também são parte do circuito.

Circuito série

Não são discutidas todas as características dos circuitos série e paralelo, apenas as necessárias para que os estudantes compreendam o funcionamento básico das instalações elétricas residenciais.

Há duas grandezas físicas importantes quando se analisa um circuito elétrico: a corrente elétrica e a diferença de potencial elétrico. Essa segunda grandeza está relacionada com a energia elétrica que é fornecida às cargas elétricas e é popularmente chamada de voltagem, pois sua unidade de medida é o volt, cujo símbolo é V.

O comportamento dessas grandezas nos circuitos elétricos permite classificá-los em dois tipos: série e paralelo. A maioria dos circuitos é formada por combinações de circuitos série e paralelo, denominados de circuitos mistos.

Circuito série

Nesse tipo de circuito elétrico, todos os elementos que o compõem estão ligados uns aos outros em sequência, formando um único caminho para a passagem da corrente elétrica.

Em um circuito série, a corrente elétrica tem o mesmo valor em todos os elementos que o compõem, enquanto a diferença de potencial, ou voltagem, fornecida pela fonte de energia se divide entre os demais elementos do circuito. O valor da diferença de potencial, em geral, será diferente entre os elementos em razão de suas características próprias. Desse modo, se todos forem exatamente iguais, a voltagem também será igual em todos.

Uma aplicação muito comum do circuito série são os cordões com lâmpadas utilizados nas iluminações natalinas.

205

Energia e equipamentos elétricos CAPÍTULO 8

Exemplos de circuitos elétricos. Eles podem conter de poucos elementos (A) a centenas ou milhares deles (B)

Circuito série.

Nos cordões de iluminação natalina existem lâmpadas associadas em série.

Circuito paralelo

Para mais detalhes sobre os tipos de circuito, consulte: http://gtmre.ufsc.br/moodle/course/view. php?id=14&section=0 (acesso em: 11 jun. 2022).

Ciências em ação –Circuitos série e paralelo

Essa atividade será mais bem aproveitada se os estudantes a realizarem em grupo. Caso não haja disponibilidade de material, ela pode ser realizada na forma de demonstração. Qualquer que seja a forma, estimule os estudantes a responder às questões e procure verificar o nível de compreensão deles a respeito do tema. Caso haja dificuldades de compreensão, retome os pontos duvidosos para que sejam esclarecidos.

Circuito paralelo

No circuito paralelo, cada elemento tem seus dois terminais ligados aos dois terminais de todos os outros elementos do circuito, de modo que existem diversos caminhos que a corrente elétrica pode percorrer.

Em um circuito paralelo, a diferença de potencial tem o mesmo valor em todos os elementos que compõem o circuito, que é a mesma da fonte de energia.

Circuito paralelo.

Já a corrente elétrica fornecida pela fonte de energia se divide entre os demais elementos do circuito, de modo que a soma das correntes elétricas de cada elemento é igual à corrente elétrica fornecida pela fonte. O valor da corrente elétrica, em geral, será diferente entre os elementos em razão de suas características próprias. Assim, se todos forem exatamente iguais, a corrente elétrica também será igual em todos.

Ciênciasação em Circuitos série e paralelo

A utilização de circuitos elétricos é corriqueira em nossa vida. Eles podem ser simples, como os que são utilizados para acender e apagar manualmente as lâmpadas, ou muito complexos, como os que fazem funcionar um computador ou um smartphone Nesta atividade são explorados os circuitos série e paralelo.

Material:

• 4 pilhas tipo AA

• 2 suportes para duas pilhas AA

• 3 LEDs verdes ou vermelhos

• 1 metro de fio tipo cabinho 0,5 mm2 ou 0,75 mm2

Procedimento

• placa de madeira macia ou de isopor de aproximadamente 20 cm × 20 cm

• tachinhas

• tesoura com pontas arredondadas

Peça auxílio a um adulto para realizar os procedimentos A e B

A. Corte 8 pedaços de fio com cerca de 12 cm de comprimento.

B. Usando a tesoura, descasque cerca de 1 cm de cada lado do fio.

C. Monte, na placa de madeira ou isopor, o circuito representado na figura ao lado, que é um circuito série. Use as tachinhas para unir os fios e os LEDs.

Observação: Os LEDs precisam ser ligados corretamente. O polo positivo, que é o de maior comprimento, precisa ser ligado do lado positivo da pilha, como indicado ao lado.

1 | Quais LEDs acendem? Todos.

D. Desligue o primeiro LED e observe o que acontece com os outros.

2 | O que ocorre com os LEDs? Todos apagam.

3 | Por que isso ocorre?

Ao desligar um dos LEDs, deixa de existir um caminho fechado para o estabelecimento da corrente elétrica, a qual deixa de passar pelos LEDs, e, portanto, apagam-se.

E. Ligue novamente o primeiro LED e desligue o segundo. Em seguida, ligue novamente o segundo e desligue o terceiro.

4 | O que ocorreu? Nos dois casos todos os LEDs apagaram.

F. Monte o circuito representado na figura a seguir, que é um circuito paralelo. Veja que agora estão sendo utilizadas apenas duas pilhas.

5 | Quais LEDs acendem? Todos.

G. Desligue o primeiro LED e observe o que acontece com os outros.

6 | O que ocorre com os LEDs? Os dois continuam acesos.

7 | Por que isso ocorre?

Ao desligar um dos LEDs, continuam existindo caminhos fechados para o estabelecimento da corrente elétrica por meio dos outros dois LEDs, que, portanto, permanecem acesos.

H. Ligue novamente o primeiro LED e desligue o segundo. Em seguida, ligue novamente o segundo e desligue o terceiro.

8 | O que ocorreu? Apenas o LED que é desligado se apaga. Pode-se concluir que no circuito série todos os elementos são dependentes uns dos outros e no circuito paralelo todos funcionam de maneira independente.

Energia e equipamentos elétricos CAPÍTULO 8

207

Instalações elétricas residenciais

Uma instalação elétrica residencial é composta de vários circuitos, de modo a dividir entre eles a potência elétrica utilizada na residência. Como exemplo, podemos citar o caso dos chuveiros elétricos, que, por terem potência elevada, normalmente têm um circuito exclusivo para seu funcionamento. Não discutiremos esses detalhes no texto, mas o professor pode abordá-los se considerar interessante.

Enfatize para os estudantes que os conhecimentos aqui abordados são superficiais, que qualquer manipulação de circuitos elétricos nas residências deve ser efetuada por pessoas especializadas e que eles, em nenhuma hipótese, devem mexer no circuito elétrico de suas residências.

Instalações elétricas residenciais

Uma instalação elétrica residencial é um conjunto de fios e outros componentes que, juntos, formam um circuito elétrico. Esse circuito permite levar a energia elétrica fornecida pela distribuidora à residência para que todos os equipamentos elétricos que necessitam dela possam ser utilizados.

A instalação mais frequentemente utilizada é a de baixa tensão, na qual a energia é fornecida com voltagens entre 75 V e 1 000 V por meio de fios, denominados fase e neutro. O fio fase é energizado, ou seja, é ele que fornece a energia para a instalação; o fio neutro tem a finalidade de completar o circuito elétrico.

O tipo de voltagem fornecida à residência depende da potência total dos equipamentos nela utilizados. Nas residências brasileiras predominam dois tipos de fornecimento: o monofásico, feito por dois fios (fase e neutro), com voltagem de 127 V, e o bifásico, feito com três fios (dois fases e um neutro), com voltagens de 127 V e 220 V.

Há outro fio, denominado fio terra, que não vem da rede de distribuição de energia. Ele é instalado na própria residência e ligado diretamente a uma barra de cobre fincada no chão da área externa da casa. Sua função é de proteção, evitando que possíveis problemas nos aparelhos elétricos causem choques nos seus usuários.

Nos quadros de distribuição de energia, são colocados disjuntores, dispositivos cuja função é desligar o circuito se a corrente elétrica ultrapassar um valor predeterminado, evitando que os fios dos circuitos se aqueçam demasiadamente, o que poderia provocar um incêndio na residência.

Quadro de distribuição da instalação elétrica de uma residência. Note que se trata de uma ligação bifásica, pois os fios que chegam da distribuidora são dois fases e um neutro. O fio terra não vem da distribuidora, ou seja, tem origem na própria residência.

UNIDADE 3 — Matéria e Energia 208

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

Com base no quadro de distribuição, a instalação é dividida em tantos circuitos quanto forem necessários para a alimentação das lâmpadas, das tomadas de uso geral e específico e para os equipamentos com alimentação exclusiva. Essa divisão é necessária para que o valor da corrente elétrica não atinja valores elevados em um mesmo circuito.

Sobrecarga elétrica

Ressalte que, quando se trata de eletricidade, a segurança deve ser sempre observada com rigor, porque ela é muito perigosa. A quantidade de incêndios iniciada por instalações elétricas inadequadas é preocupante e merece muita atenção. Por esse motivo, a orientação sobre o risco do uso inadequado da eletricidade deve ser constante.

Circuito elétrico com duas lâmpadas, dois interruptores e duas tomadas. Nos circuitos elétricos residenciais, as lâmpadas são ligadas em série com o interruptor. Dessa forma, só haverá corrente pela lâmpada quando também houver corrente pelo interruptor, ou seja, quando o interruptor impede a passagem da corrente, a lâmpada apaga, e, quando ele permite a passagem da corrente, ela acende.

As tomadas e cada conjunto de lâmpada e interruptor são ligados em paralelo, de modo que a diferença de potencial em todos é a mesma, e a corrente total é a soma das correntes em cada elemento do circuito.

As tomadas brasileiras têm três pinos. O pino central é ligado ao fio terra, e os laterais são ligados aos fios fase e neutro. As tomadas funcionam como uma fonte de energia, pois, quando o plugue de um aparelho é ligado a ela, o circuito elétrico é fechado, isto é, completa-se um caminho entre os elementos internos do aparelho e a rede de fornecimento de energia elétrica.

Com a passagem da corrente elétrica pelo aparelho, este começa a realizar o trabalho a que se destina: um chuveiro aquece a água, um televisor emite luz e som, um ventilador gira as pás, entre outros.

Sobrecarga elétrica

O uso de extensões de tomadas é muito comum. Em princípio, esse uso não é um problema, mas devem ser observadas todas as medidas de segurança.

As extensões são dispositivos em que várias tomadas estão ligadas em paralelo, o que permite conectar diversos aparelhos em uma mesma tomada da instalação elétrica da residência.

O Anuário da Associação Brasileira para a Conscientização dos Perigos da Eletricidade (Abracopel) de 2022 informa que, em 2021, houve 1 585 acidentes de origem elétrica no Brasil, resultando em 761 mortes. Em 2020, foram 1 502 ocorrências, que resultaram em 764 óbitos. Ainda segundo o documento, os casos são variados e muitos ocorreram em situações cotidianas, grande parte deles dentro de casa.

Energia e equipamentos elétricos CAPÍTULO 8

Fórum – Uso seguro da eletricidade nas residências

Como essa atividade exige muito trabalho, ela pode ser realizada por toda a turma, que se dividirá para cumprir tarefas como elaboração do roteiro, gravação das entrevistas, apresentação do vídeo, contato com profissionais de segurança, entre outras. A pesquisa inicial pode ser feita por todos os estudantes, e a tarefa de compilar os riscos e como evitá-los pode ser tarefa de alguns deles.

Páginas úteis para a pesquisa (acessos em: 6 jun. 2022):

• https://www.agenciaminas. mg.gov.br/noticia/acidentescom-energia-eletrica-aumentamno-brasil-veja-orientacoes-paraevita-los;

• https://www.copel.com/site/ educacao/eergia-eletrica-semriscos/;

• https://www.cemig.com.br/usina-doconhecimento/20-dicas-para-evitaracidentes-com-a-eletricidade-emcasa/.

Acompanhe o processo de trabalho dos estudantes e apoie-os sempre que necessário. Tanto o processo de produção como o vídeo finalizado devem ser considerados na avaliação da aprendizagem do bimestre.

Decifrando a Ciência –Avanços no entendimento sobre materiais supercondutores

Use o texto para destacar a importância da pesquisa científica para o desenvolvimento tecnológico, pois é ela que serve como base para a geração de conhecimento. Tudo o que hoje é utilizado pela população – trem, smartphone, ponte, etc. – foi, em algum momento, objeto de pesquisa.

Cada tomada de uma instalação elétrica tem uma corrente máxima que pode passar por ela. Quando se usa uma extensão, possibilita-se que mais equipamentos sejam ligados a essa mesma tomada, aumentando a corrente elétrica que passa por ela.

Se uma extensão com vários equipamentos ligados for conectada a uma tomada, e isso estabelecer no circuito uma corrente acima da máxima calculada para ele, um aquecimento começa a ocorrer, o que é muito perigoso. Esse processo em que ocorre um excesso de corrente elétrica em um circuito é denominado sobrecarga elétrica. Muitos incêndios em residências iniciam devido ao uso inadequado das extensões.

Para usá-las adequadamente, é necessário verificar se as potências dos equipamentos ligados não são elevadas e se outras tomadas nas quais há aparelhos ligados não fazem parte do mesmo circuito elétrico.

Uso seguro da eletricidade nas residências

Todos os anos ocorrem centenas de acidentes envolvendo eletricidade nas residências, muitos deles causando mortes.

Pesquise em sites, livros e revistas sobre os riscos associados ao uso doméstico da eletricidade. Elabore uma lista desses riscos e de como evitá-los.

Reúna-se em grupo com alguns colegas para comparar as relações elaboradas por cada um e redigir uma mais ampla.

Em seguida, vocês vão produzir um vídeo alertando a comunidade escolar sobre os riscos envolvidos no uso inadequado da eletricidade nas residências.

Produza o roteiro com os colegas, elencando as informações que serão apresentadas e a forma como isso será feito. Se possível, entreviste um especialista em segurança e pessoas de seu convívio social que conheçam o assunto para incluir no vídeo.

Use o smartphone para gravar o vídeo e depois o apresente aos demais grupos.

Avanços no entendimento sobre materiais supercondutores

[...]

Imagine um futuro com baterias que não precisem de carregamento, carros elétricos a preços mais acessíveis, motores elétricos altamente eficientes e energia elétrica mais barata devido à facilidade em sua transmissão e armazenamento. Conquistar um conhecimento mais aprofundado sobre o fenômeno da supercondutividade é a chave para esta verdadeira revolução tecnológica, que teria impacto potencial em todo tipo de equipamento elétrico. Isso porque a supercondutividade é a propriedade que permite a certos materiais conduzirem corrente elétrica sem resistência e, portanto, sem perda de energia. No Brasil, cerca de 7,5% da energia elétrica é perdida na transmissão e distribuição, já que os materiais desses sistemas dissipam parte da energia, por exemplo, na forma de calor. Também

UNIDADE 3 — Matéria e Energia 210

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

carros elétricos, mesmo sendo muito mais eficientes que [...] carros comuns movidos a combustão, ainda perdem até 15% da energia durante o carregamento das baterias.

Tendo em vista a importância deste campo, o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) [...] tem atuado ativamente para avançar na compreensão do fenômeno da supercondutividade.

Uma das frentes de pesquisa nesta área busca desenvolver novas ferramentas para o estudo experimental do fenômeno físico da supercondutividade com o auxílio dos raios X superpotentes gerados pelo Sirius.

Isso porque, embora os materiais supercondutores tenham sido descobertos em 1911 – e já sejam amplamente utilizados, como, por exemplo, em aparelhos de ressonância magnética e equipamentos científicos –, a ciência ainda não compreende completamente a sua ocorrência. “Um entendimento geral acerca do fenômeno da supercondutividade é, possivelmente, a maior questão em aberto na área da Física da matéria condensada”, pondera Narcizo Marques Souza Neto, pesquisador e chefe da Divisão de Matéria Condensada e Ciência dos Materiais do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS/CNPEM).

Outro desafio da área, em que o CNPEM tem atuado, é a busca por materiais supercondutores que operem a temperaturas cada vez mais próximas da temperatura ambiente. Isso porque, atualmente, uma grande limitação para o uso de materiais supercondutores em larga escala é a necessidade de serem mantidos a temperaturas baixíssimas, muito próximas do zero absoluto (–273,15 °C), o que exige sua associação a grandes infraestruturas de resfriamento. Assim, um material supercondutor capaz de operar em temperatura ambiente permitiria um custo extremamente baixo para todas as aplicações de eletricidade, já que não haveria perdas devido à resistência elétrica.

Sirius é um equipamento científico de grande porte, localizado na cidade de Campinas (SP), que produz um tipo especial de luz, chamada luz síncrotron. Essa luz é utilizada para investigar a composição e a estrutura da matéria em suas mais variadas formas, com aplicações em praticamente todas as áreas do conhecimento.

Nem sempre é necessário conhecer completamente um fenômeno físico para utilizá-lo em aplicações tecnológicas. Isso não significa que o conhecimento do fenômeno seja superficial, mas que ainda faltam detalhes a serem melhor compreendidos.

Há fenômenos naturais que só se manifestam sob condições específicas. No caso da supercondutividade, ela só ocorre a baixíssimas temperaturas. Recentemente se conseguiu reproduzir esse fenômeno a temperaturas pouco abaixo de 0 °C, mas foi necessário submeter o material a uma pressão quase 2 bilhões de vezes maior do que a pressão atmosférica ao nível do mar.

AVANÇOS no entendimento sobre materiais supercondutores. CNPEM – Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, 15 mar. 2022. Disponível em: https://www.lnls.cnpem.br/ciencia/pesquisadores-do-cnpem-avancam-no-entendimento-sobremateriais-supercondutores/. Acesso em: 19 jul. 2022.

1 | Qual é a dificuldade de utilizar materiais supercondutores com a finalidade de reduzir a perda de energia elétrica devido ao aquecimento nas linhas de transmissão de energia?

Os materiais só apresentam a característica de supercondutividade a temperaturas muito abaixo de 0 °C, e é impossível resfriar os cabos das linhas de transmissão a essa temperatura.

A pesquisa é tão importante para o desenvolvimento tecnológico, social e econômico do país que foi considerada na Constituição Federal. O texto do artigo 218 discorre sobre a importância de se promover e incentivar o desenvolvimento científico, a pesquisa, a capacitação científica e tecnológica e a inovação como forma de fomentar o bem público e o progresso.

Comente que o uso do conhecimento científico em áreas de tecnologia ocorre mesmo antes de haver consenso na comunidade científica em relação à teoria ou modelo explicativo do conhecimento utilizado.

211

Energia e equipamentos elétricos CAPÍTULO 8

Reveja

As questões deste Reveja podem ser discutidas com a turma em uma aula, pois diversos conceitos são trabalhados nelas.

Outra possibilidade é solicitar aos estudantes que respondam às questões em uma folha à parte. Dessa forma, você pode utilizá-las como uma das avaliações do bimestre.

reVeja

1 | Um circuito elétrico necessita ter ao menos dois componentes. Quais são eles? Cite dois exemplos de cada.

Uma fonte de energia elétrica, por exemplo, pilha, bateria e gerador a combustível; e um elemento que transforma energia elétrica em outro tipo de energia, por exemplo, lâmpada, chuveiro, televisor e ventilador.

2 | Das figuras a seguir, quais representam circuitos elétricos?

(A), (C), (D) e (F). Em (B), não há um caminho fechado e, em (E), não há uma fonte de energia.

3 | Nos circuitos representados nas figuras, a bateria fornece 6 V, e as lâmpadas são idênticas. Qual é a voltagem em cada lâmpada em cada um dos circuitos?

Resposta: (A) circuito paralelo, a voltagem é a mesma em todos os elementos: 6 V; (B) circuito série, a voltagem se divide entre os elementos e, como as lâmpadas são iguais, divide-se igualmente em 2 V.

4 | Na figura estão representados os postes de entrada de energia elétrica em duas residências. Quais são as voltagens disponíveis em cada uma delas?

Em (A), há apenas dois fios, portanto um é fase e o outro neutro, o que só fornece 127 V. Em (B), há três fios, portanto dois são fases e um neutro, o que fornece 127 V e 220 V.

UNIDADE 3 — Matéria e Energia 212

Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.

5 | Existe um tipo de interruptor, denominado interruptor paralelo, que é uma chave dupla constituída por um polo e dois terminais, como mostrado nas figuras.

Terminal A

Polo Polo

Terminal B

Terminal A

Resposta:

6. A ordem em que as tomadas e a lâmpada aparecem no circuito é irrelevante. O importante é que estejam todas em paralelo. Já o interruptor deve estar em série apenas com a lâmpada, e o conjunto assim formado deve estar em paralelo com as tomadas.

Terminal B

Com a chave em uma posição, liga-se o polo ao terminal A, e, com a chave na outra posição, a ligação é entre o polo e o terminal B. Analise o circuito a seguir.

a. Na situação representada na figura, interruptor A na posição 1 e interruptor B na posição 4, a lâmpada está acesa ou apagada?

O que acontece com a lâmpada, em cada caso a seguir, se os interruptores forem acionados na seguinte sequência, sem mudar o que foi acionado anteriormente:

b. O interruptor A passa para a posição 2. A lâmpada acende.

c. O interruptor B passa para a posição 3. A lâmpada apaga.

d. O interruptor A volta para a posição 1. A lâmpada acende novamente.

e. O interruptor B volta para a posição 4. A lâmpada apaga novamente.

f. Esse tipo de circuito existe na sua casa? Para que ele é usado?

6 | Uma pessoa deseja ligar um televisor, um computador, um monitor e uma lâmpada em um cômodo da casa. Ela deseja também instalar uma lâmpada que será acesa e apagada por um interruptor.

Porém, esse cômodo dispõe apenas de uma tomada, e a pessoa terá de montar um circuito elétrico que deve ter três tomadas, uma para cada aparelho, para a lâmpada e para o interruptor. As tomadas e a lâmpada devem receber a voltagem da rede elétrica, que virá da tomada existente no cômodo, e a lâmpada deve ser ligada ou desligada pelo interruptor sem afetar os outros aparelhos.

Admitindo que a tomada do cômodo suporta a ligação de todos os equipamentos desejados, desenhe o circuito elétrico de que essa pessoa necessita. Resposta no Manual do Professor.

213

Energia e equipamentos elétricos CAPÍTULO 8

Davi Augusto

Resposta pessoal. Esse circuito é usado para acender ou apagar a lâmpada em dois locais diferentes, como em dois lados de um cômodo ou nos dois lados de uma escada.

Apagada.

Ciências em ação –Construindo uma pilha

Essa atividade pode ser realizada como demonstração para a classe ou em duplas – essa opção é a mais vantajosa para os estudantes, mas toma mais tempo.

Depois de ler a relação de material e o procedimento, peça que, antes de realizarem o experimento, respondam às seguintes questões:

a) Qual a é função do papel higiênico embebido em sulfato de cobre?

b) Por que devemos limpar as lâminas metálicas?

c) Como se distinguem as placas de zinco e de cobre?

d) O que se espera que aconteça nessa demonstração?

e) Observe que o polo positivo da lâmpada de LED (fio longo) está ligado ao cobre, e o polo negativo (fio curto), ao zinco.

f) A literatura informa que, em condições análogas em que a demonstração será feita, a diferença de potencial oferecida pela reação entre cobre e zinco é de 1,20 V, um valor bastante próximo da voltagem nominal da lâmpada (1,5 V).

Como até este momento os estudantes ainda não estudaram estrutura atômica e ligações químicas, o que se espera é apenas que associem a geração de energia elétrica à ocorrência de transformações químicas. Veja um exemplo dessas transformações na representação seguinte, em que são mostradas duas lâminas de metais diferentes: zinco e cobre. Essas lâminas são imersas em um meio iônico, por exemplo, uma solução aquosa de sulfato de cobre (CuSO4). Nessa transformação, átomos de zinco da lâmina de zinco perdem elétrons, que são capturados, na superfície dessa lâmina, por íons de cobre (Cu2+), presentes na solução aquosa de sulfato de cobre. Como resultado, ocorre deposição de cobre metálico na lâmina de zinco. Ao mesmo tempo, os átomos de zinco, ao perder elétrons, transformam-se em íons (Zn2+), que vão para a solução aquosa.

A reação global que ocorre é: sulfato de cobre + zinco → sulfato de zinco + cobre

Ciênciasação em Construindo uma pilha

As pilhas são sistemas que permitem obter energia elétrica por meio de transformações químicas. Neste experimento, você montará uma pilha e observará seu funcionamento.

Material:

• par de luvas de borracha (cirúrgicas) descartáveis

• 2 lâminas de cobre de 2 cm × 10 cm, aproximadamente

• 2 lâminas de zinco de 2 cm × 10 cm, aproximadamente

• 30 mL de solução aquosa de sulfato de cobre em frasco conta-gotas (solução de cor azul; concentração 10 g/100 mL)

• esponja de aço

• 2 tiras de papel higiênico, cada uma medindo cerca de 2 cm x 20 cm

• LED que funcione com uma pilha do tipo AA (comprada em loja de material eletrônico)

• 2 pedaços de fio elétrico fino medindo 20 cm (cerca de 2 cm de cada extremidade deverão estar descascados; servem fios telefônicos de cor cinza)

• 2 pedaços de fita isolante de 3 cm cada um

Material usado no experimento.

Procedimento

A. Limpe bem, com a esponja de aço, as quatro lâminas metálicas até que fiquem brilhantes.

B. Conecte cada um dos terminais do LED à extremidade descascada de cada fio.

C. Prenda, com a fita isolante, um dos fios em uma das lâminas de zinco e o outro em uma das lâminas de cobre.

D. Dobre cada tira de papel higiênico de modo que elas fiquem aproximadamente do mesmo tamanho das lâminas metálicas.

E. Com o auxílio de um conta-gotas, embeba cada uma das tiras de papel higiênico em solução de sulfato de cobre, mas não as encharque; elas devem ficar apenas bem molhadas.

F. Faça a montagem indicada na figura a seguir e aperte as lâminas externas.

Quando as placas são ligadas por um fio metálico externo, parte dos elétrons perdidos pelos átomos de zinco desloca-se para o fio, enquanto os elétrons do fio deslocam-se para a lâmina de cobre, onde são capturados pelos íons de cobre da solução. Portanto, estabelece-se um fluxo de elétrons pelo fio, ao qual se denomina corrente elétrica, e, então, ocorre a deposição de cobre metálico na placa de cobre, enquanto a placa de zinco é corroída.

Todas as pilhas comerciais, alcalinas ou não, encontradas no mercado têm esse princípio de funcionamento: ocorrem transformações químicas em que algum componente perde elétrons e o outro ganha elétrons. Entretanto, nessas pilhas as transformações ocorrem em compartimentos separados para que a energia possa ser mais bem aproveitada, reduzindo a perda na forma de calor.

G. Separe as lâminas metálicas do papel e observe-as atentamente.

Em relação ao item F, responda:

1 | O que você observou depois de comprimir as lâminas externas? O LED acendeu.

2 | Após algum tempo de funcionamento do conjunto que você preparou, o que passa a acontecer com o brilho do LED? O brilho vai diminuindo.

Com relação ao item G, responda:

3 | Ocorreu transformação química? Em que você se baseou para responder a essa pergunta?

Sim, pois houve mudança de cor nas lâminas.

Atenção: Ao final, descarte adequadamente os resíduos nas respectivas lixeiras de recicláveis (metal, vidro e papel).

Energia e equipamentos elétricos CAPÍTULO 8

Davi Augusto

Referências

BRYSON, B. Corpo: um guia para usuários. São Paulo, Companhia das Letras, 2020.

Com uma linguagem popular, o autor trata de temas de interesse para todas as idades: o corpo humano. Além de aspectos históricos, há explicações sobre o funcionamento de órgãos dos diversos sistemas que compõem o nosso corpo.

GRUPO de Reelaboração do Ensino de Física. Física 3: Eletromagnetismo. São Paulo: EDUSP, 1998.

GUYTON, A. C.; HALL, J. E. Tratado de fisiologia médica. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1997.

HALL, J. E. Tratado de fisiologia médica. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017.

A fisiologia do corpo humano é abordada de forma muito completa nesta bela e clássica obra. Ela é dividida em 15 unidades e 85 capítulos, que vão desde o funcionamento da célula, passando pela fisiologia das membranas e tratando dos mais diferentes sistemas e órgãos.

HEWITT, P. G. Fundamentos de Física Conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2009.

HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M.; REIS, L.B. Energia e meio ambiente. 3 ed. São Paulo, Cengage, 2017.

LONGHINI, M. D.; GOMODE. H. A.; LUIZ, T. M. OLHE – Observatório Local do Horizonte da Escola: uma proposta para o ensino de Astronomia. Jundiaí: Paco Editorial, 2016.

MOORE, K.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004.

OLIVEIRA FILHO, K.S.; SARAIVA, M. F. O. Astronomia e astrofísica. São Paulo: Livraria da Física, 2017.

POUGH, F. H.; JANIS, C. M.; HEISER, J. B. A vida dos vertebrados. São Paulo: Editora Atheneu, 2008. Diferentes aspectos da vida dos vertebrados são tratados neste livro: a evolução, a ecologia, a anatomia e a biogeografia.

PUTZ, R; PABST, R. (ed.). Sobotta atlas de anatomia humana. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. Esse atlas oferece uma descrição e ilustrações sobre os diversos órgãos do corpo. A coleção é composta por volumes que descrevem de modo preciso órgãos e sistemas em seus detalhes.

RAVEN, P. H.; EVERT R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 8 ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2014.

Os autores trazem os mais recentes avanços do campo da Biologia dos vegetais. Esse compêndio aborda, em profundidade, a anatomia e a fisiologia das plantas.

REECE, J. B. et al. Campbell Biology. 10. ed. San Francisco: Benjamin Cummings, 2013.

RONAM, C. A. A ciência nos séculos XIX e XX. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2001.

SCHMIDT-NIELSEN, K. Fisiologia animal: adaptação e meio ambiente. São Paulo: Santos Livraria Editora, 2002.

URRY, L.; CAIN, M. L.; WASSERMAN, S. A.; MINORSKY, P. V.; ORR, R. B. Biologia de Campbell. 12 ed. Porto Alegre: Artmed, 2022.

Este livro trata de todos as áreas da Biologia, desde a célula até a biosfera. Com um texto didático e imagens de qualidade, é um bom material de consulta para estudantes universitários e professores da Educação Básica.