Amplitude - Ciências - 9

Ana Maria Pereira

Carlos Eduardo Pinto

Mônica Waldhelm

Sandro Fernandes

Walmir Thomazi Cardoso

Ensino Fundamental – Anos Finais

Componente curricular: Ciências

Ana Maria Pereira

• Mestre em Educação

• Licenciada em Ciências Biológicas

• Professora do Ensino Fundamental, do Ensino Médio e do Ensino Superior

Carlos Eduardo Pinto

• Mestre em Ciências do Meio Ambiente

• Licenciado em Química

• Professor do Ensino Médio e do Ensino Superior.

Mônica Waldhelm

• Doutora e Mestre em Educação

• Licenciada em Ciências Biológicas

• Professora do Ensino Fundamental, do Ensino Médio, do Ensino Superior e de pós-graduação em Ensino de Ciências

Sandro Fernandes

• Mestre em Ensino de Física

• Licenciado em Física

• Professor do Ensino Médio e de pós-graduação

Walmir Thomazi Cardoso

• Doutor em Educação Matemática e mestre em História das Ciências

• Bacharel e licenciado em Física

• Professor da FCET-PUC-SP, pesquisador no GHTC-USP e professor colaborador da pós-graduação – HCTE-UFRJ

ENSINO FUNDAMENTAL ANOS FINAIS

COMPONENTE CURRICULAR

CIÊNCIAS

MANUAL DO PROFESSOR

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)

Amplitude : ciências, 9 : ensino fundamental : anos finais / Ana Maria Pereira...[et al.]. --

1. ed. -- São Paulo : Editora do Brasil, 2022. -(Amplitude ciências)

Outros autores: Carlos Eduardo Pinto, Mônica Waldhelm, Walmir Thomazi Cardoso, Sandro Fernandes

ISBN 978-85-10-09346-0 (aluno)

ISBN 978-85-10-09347-7 (professor)

1. Ciências (Ensino fundamental) I. Pereira, Ana Maria. II. Pinto, Carlos Eduardo. III. Waldhelm, Mônica. IV. Cardoso, Walmir Thomazi. V. Fernandes, Sandro. VI. Série.

22-113155

CDD-372.35

Índices para catálogo sistemático:

1. Ciências : Ensino fundamental 372.35

Cibele Maria Dias - Bibliotecária - CRB-8/9427

© Editora do Brasil S.A., 2022

Todos os direitos reservados

Direção-geral: Vicente Tortamano Avanso

Diretoria editorial: Felipe Ramos Poletti

Gerência editorial de conteúdo didático: Erika Caldin

Gerência editorial de produção e design: Ulisses Pires

Supervisão de design: Dea Melo

Supervisão de arte: Abdonildo José de Lima Santos

Supervisão de revisão: Elaine Silva

Supervisão de iconografia: Léo Burgos

Supervisão de digital: Priscila Hernandez

Supervisão de controle de processos editoriais: Roseli Said

Supervisão de direitos autorais: Marilisa Bertolone Mendes

Supervisão editorial: Rodolfo Marinho

Leitura crítica: Bruna Potenza, Felipe Teixeira, Gustavo Kaneto

Projeto gráfico: APIS design e Talita Lima

Capa: Estúdio Siamo

Imagem de capa: Mimadeo/Shutterstock.com e Tunatura/Shutterstock.com

Licenciamentos de textos: Cinthya Utiyama, Jennifer Xavier e Renata Garbellini

Controle de processos editoriais: Bruna Alves, Julia do Nascimento, Rita Poliane, Terezinha de Fátima Oliveira e Valéria Alves

Concepção, desenvolvimento e produção:

Triolet Editorial & Publicações

Diretoria executiva: Angélica Pizzutto Pozzani

Gerência editorial: Priscila Cruz

Coordenação editorial: Tayná de Paula

Edição de texto: Ana Carolina de Almeida Yamamoto, Ariel R. Cardoso, Daniel Hohl, Dino Santesso, Juliana Biscardi, Gabriela Damico, Tatiana Gregório

Assistente editorial: Isabella Thebas

Preparação e revisão de texto: Janaina Felix (coord.), Ana Cristina Garcia, Arnaldo Arruda, Brenda Morais, Bruna Paixão, Caroline Bigaiski, Célia Carvalho, Daniela Pita, Elani Souza, Érika Finati, Flávia Gonçalves, Gloria Cunha, Helaine Albuquerque, Janaína Silva, Lara Milani, Leandra Trindade, Luciana Moreira, Luciene Lima, Luciene Perez, Malvina Tomaz, Márcia Leme, Márcia Nunes, Mari Rita Camarini, Maria Luiza Simões, Mariana Góis, Míriam dos Santos, Nayra Simões, Nelson Camargo, Patricia Cordeiro, Paulo Teixeira, Roseli Simões, Thaís Domingues, Thiago Passos, Vinicius Oliveira

Coordenação de arte e produção: Ana Onofri, Wilson Santos

Edição de arte: Wilson Santos Ilustrações: Adriano Loyola, Allmaps, Conexão, Dayane Raven, Dawidson França, Denis Cristo, Dotta, Fabio Nienow, Formato Comunicação, Luis Moura, Luiz Lentini, Maps World, Osni Oliveira, Paula Haydee Radi, Paulo César Pereira, Paulo Nilson, Peterson Mazzoco, Raitan Ohi, Reinaldo Vignati, Selma Caparroz, Studio Caparroz, Tarcísio Garbellini, Vagner Coelho

Iconografia: Amanda Felicio, Daniela Chahin Barauna, Enio Lopes e Pamela Rosa

1a edição, 2022

Rua Conselheiro Nébias, 887

São Paulo/SP – CEP 01203-001

Fone: +55 11 3226-0211

www.editoradobrasil.com.br

Carta ao professor

Colega professor, É com alegria e muita satisfação que apresentamos esta nova coleção de Ciências.

Com nossa ampla experiência em sala de aula, sabemos da importância de um bom livro didático como suporte à aprendizagem dos estudantes e ao trabalho docente. Assim, procuramos sugerir situações propícias a um trabalho pedagógico diversificado, capaz de estimular a curiosidade dos estudantes e seu desejo de aprender, pois acreditamos que a aprendizagem e a alegria podem – e devem – caminhar juntas na escola.

Sem pretensão de dar conta do rol de todos os conhecimentos produzidos pelas Ciências e de todas as suas aplicações, optamos por fazer escolhas curriculares que julgamos significativas, contemplando as exigências da BNCC (Base Nacional Comum Curricular) e investindo na autonomia intelectual dos estudantes para viabilizar a ampliação das aprendizagens além dos limites da escola. Assim, buscamos problematizar a realidade, trazendo questões contemporâneas como contexto para articulações interdisciplinares e teórico-práticas, favorecendo a construção e a ampliação de conceitos e o desenvolvimento de competências e habilidades tanto cognitivas como socioemocionais.

Com vistas a uma educação integral e emancipadora, procuramos ampliar o quadro de referências dos estudantes. Portanto, discussões que envolvem as dimensões ética, histórica e social da Ciência e da Tecnologia estão presentes, assim como contribuições da Arte e de outras produções culturais que se articulam junto a conceitos científicos, expandindo os universos sociopolítico e cultural discentes. Para que este material alcance o objetivo para o qual foi elaborado, a mediação pedagógica do professor será essencial. Use sua criatividade, sua experiência e sua autonomia ao explorar a coleção, planejar e conduzir as atividades, incentivar o debate e levantar questões que reforcem a autoestima, a empatia e a solidariedade dos estudantes, colaborando para a promoção de uma cultura de paz na escola e em toda a sociedade. Os fatos recentes vividos pela humanidade vêm reforçando a importância do letramento científico.

Desejamos a você um bom trabalho. Pode contar conosco!

Consequências do bullying na saúde mental dos estudantes

O que é avaliar?

Sobre avaliações em larga escala

Manual em formato lateral

Textos complementares

Referências comentadas

Pressupostos teórico-metodológicos da coleção

A coleção foi elaborada em articulação com a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) e pautada na pluralidade metodológica, utilizando elementos de metodologias ativas.

Este material foi organizado e produzido de forma a possibilitar o desenvolvimento do letramento científico, que envolve a capacidade de compreender e interpretar o mundo (natural, social e tecnológico), mas também de transformá-lo com base nos aportes teóricos e processuais das ciências. De acordo com a BNCC, “Em outras palavras, apreender ciência não é a finalidade última do letramento, mas, sim, o desenvolvimento da capacidade de atuação no e sobre o mundo, importante ao exercício pleno da cidadania” (BRASIL, 2018, p. 321).

Sugerimos, ao longo da coleção, uma diversificada gama de recursos cuidadosamente planejados e organizados para favorecer o trabalho docente no desenvolvimento das competências gerais para a Educação Básica, bem como das competências e das habilidades específicas de Ciências da Natureza.

Nesse sentido, apresentamos uma proposta de ensino e aprendizagem contextualizada, por meio da qual os estudantes poderão identificar elementos e/ou conteúdos científicos em suas vivências.

Educação

As Ciências são construídas como um corpo de conhecimentos que permite aos estudantes investigar e compreender as relações entre Ciências, Tecnologia e Sociedade, assim como mobilizar essa compreensão para tomada de decisões e análise de informações provenientes de diferentes fontes de informação.

Em cada capítulo, a coleção explora textos e atividades cuja estrutura dialoga com as práticas sociais contemporâneas e considera diferentes contextos socioculturais dos estudantes, incitando conexões entre o conhecimento escolar e o conhecimento cotidiano.

Espera-se, então, que esta coleção para os anos finais do Ensino Fundamental possibilite ao estudante envolver-se nas atividades propostas, apropriando-se dos conceitos e procedimentos científicos e instrumentalizando-se para compreender as relações entre ciência, tecnologia e sociedade, para, assim, intervir no mundo com base nesses instrumentos.

Ciências e Tecnologia

Natureza e Sociedades

Dayane Raven

Sobre Ciência, conhecimento científico e ensino de Ciências

Entendemos que a Ciência compreende um acervo de conhecimentos produzidos em determinados contextos histórico-sociais, os quais nos permitem uma leitura mais apurada do mundo para nele intervir. A história da Ciência é parte da história da humanidade. Seu contexto de criação é determinado por conjunturas política, econômica e cultural de determinado tempo e lugar. Além disso, influências da história pessoal – subjetividade e criatividade – do cientista, imprimidas nesse processo, não podem ser ignoradas, pois justificam que as explicações de mundo e as teorias resultantes delas apresentem diferentes abordagens do fenômeno científico.

Alguns elementos básicos da natureza da Ciência, organizados em três áreas inter-relacionadas, de acordo com McComas (2014): o “conhecimento científico em si mesmo”, as “‘ferramentas’ e produtos da Ciência” e os “elementos ‘humanos’ da Ciência”.

Em razão da experiência global recente referente à pandemia de covid-19, ficou mais clara a importância da Ciência e do conhecimento científico, não só em trabalhos como a produção de vacinas, mas, também, na adesão às medidas sanitárias individuais e coletivas. O conhecimento científico, construído com os métodos da Ciência, pauta-se em bases conceituais e comprovações fundamentadas em investigações rigorosas e formais. É importante ter clareza dos limites desse conhecimento, afinal, a Ciência não é infalível, imutável ou neutra. Além disso, nem tudo no mundo pode ser investigado pela Ciência. Há outros tipos de saberes e conhecimentos que, embora sejam produzidos de outras formas e ocupem um papel social distinto, não devem ser desqualificados ou ignorados. Como professores, não podemos ignorar os saberes que os estudantes trazem de suas vivências pessoais e culturais. Porém, é preciso entendê-los como conhecimentos geralmente diferenciados do conhecimento científico. Um dos papéis importantes da escola é dialogar com esses saberes e planejar situações de aprendizagem de modo que se amplie esse quadro de referências com conceitos científicos. Lembremos, também, a necessidade de investir em estratégias de sensibilização e mobilização da população para causas que envolvam o meio ambiente, a saúde, a diversidade e outras de igual relevância social. A popularização da Ciência é necessária, a fim de que o conhecimento seja acessado também fora dos limites acadêmicos.

Dayane Raven

Sabemos que existem vários tipos de Ciências, com suas tecnologias e métodos específicos de investigação e produção de conhecimento. E com o passar do tempo novas Ciências vêm surgindo, tendo, por vezes, características combinadas de mais de um tipo.

Contudo, no âmbito do currículo de Ensino Fundamental, chamamos de Ciências o conjunto de conceitos, competências e habilidades da área de Ciências da Natureza. Sobre essa área, a BNCC ressalta que deve ter:

[...] um compromisso com o desenvolvimento do letramento científico, que envolve a capacidade de compreender e interpretar o mundo (natural, social e tecnológico), mas também de transformá-lo com base nos aportes teóricos e processuais das ciências.

Em outras palavras, apreender ciência não é a finalidade última do letramento, mas, sim, o desenvolvimento da capacidade de atuação no e sobre o mundo, importante ao exercício pleno da cidadania.

Nessa perspectiva, a área de Ciências da Natureza, por meio de um olhar articulado de diversos campos do saber, precisa assegurar aos estudantes do Ensino Fundamental o acesso à diversidade de conhecimentos científicos produzidos ao longo da história, bem como a aproximação gradativa aos principais processos , práticas e procedimentos da investigação científica . [...] (BRASIL, 2018, p. 321, grifos do autor).

Este compromisso traz grande responsabilidade social para o docente, pois suas ações e concepções têm impacto decisivo na visão que os estudantes constroem sobre as Ciências, os conhecimentos científico e tecnológico e seus reflexos na sociedade.

Na sociedade atual, a presença da Ciência e da Tecnologia impõe-se em praticamente todos os campos. Em razão disso, exige-se que os professores deste componente curricular contribuam na preparação dos estudantes para terem uma visão crítica perante o impacto da produção científico-tecnológica no mundo em que vivemos, bem como para perceberem o quanto a sociedade também influencia a construção do conhecimento científico.

Contudo, é fundamental priorizar o debate de questões que envolvam as dimensões sociais da Ciência e da Tecnologia. Se por um lado tais avanços podem trazer melhorias, por outro demandam reflexões sobre sua relação com valores éticos, por exemplo, nas questões relacionadas às modificações do material genético de seres vivos – inclusive do ser humano.

Sempre vale lembrar que a Ciência não é boa nem má. O que define seu papel na sociedade é o uso que fazemos dela. Há numerosos problemas que afetam cotidianamente nossa vida (individual e coletivamente) cuja solução a sociedade ainda atribui à Ciência.

Fonte: SOUSA, Nathan J. H. T. Metodologia da ciência: filosofia e prática da pesquisa. SlidePlayer, [s. l.], 2016. Disponível em: https://slideplayer.com.br/slide/7283183/. Acesso em: 6 jun. 2022.

Esta é uma forma de classificar os tipos de Ciências: formais, naturais e sociais.

Dayane Raven

Veja, a seguir, exemplos de alguns questionamentos que esses problemas levantam.

Por que a vacinação não é apenas uma decisão individual?

Questões sociais cuja resposta envolve a Ciência

O que fazer para conter a destruição dos ecossistemas provocada por ações humanas e por acidentes, o que resulta na poluição de grandes áreas do planeta, afetando e até reduzindo a biodiversidade?

Como nossas práticas de consumo comprometem a sustentabilidade no planeta?

Quadro exemplificativo de questões sociais que podem ser respondidas por meio da Ciência.

Para que essas e outras questões de grande relevância social sejam compreendidas, é necessário que as pessoas tenham acesso ao conhecimento científico, de maneira que se efetivem princípios de participação e de exercício de cidadania. Afinal, em uma sociedade democrática, é fundamental que o cidadão tenha condições de participar tanto das decisões que dizem respeito a seus interesses individuais como daquelas que afetam toda a coletividade.

Espera-se que a escola possa, em conjunto com diversos outros agentes sociais – como os meios de comunicação e os espaços não formais de divulgação científica –, promover acesso ao conhecimento científico crítico, qualificando indivíduos para a leitura e o entendimento do mundo. Nesse contexto, cabe ao ensino de Ciências constituir-se em ferramenta para despertar nos estudantes uma atitude crítica, estimulando-os a questionar respostas e soluções que surgem a cada dia, as quais podem não espelhar o interesse social ou ser controversas, necessitando que nos posicionemos a respeito delas.

O desafio é incorporar à prática de ensino os conhecimentos da Ciência e da Tecnologia relevantes para a formação de atitudes cidadãs. Para tanto, o ensino de Ciências, além do aporte conceitual e metodológico, deve basear-se em valores comprometidos com responsabilidade social e com princípios éticos de respeito a todos os seres vivos.

Pluralismo e metodologias ativas

Nós, autoras e autores desta coleção, adotamos as ideias de Nardi, Bastos e Diniz (2004) a respeito da necessidade de um pluralismo de alternativas para pensarmos

o ensino e a aprendizagem em Ciências, cujos contextos e processos são extremamente diversificados. Isso enfatiza a necessidade de uma pluralidade de perspectivas teórico-práticas que possibilitem uma compreensão mais aberta e rica do trabalho educativo a ser empreendido no ensino escolar de disciplinas científicas.

Para Nardi, Bastos e Diniz (2004), os processos e os contextos que caracterizam o ensino de Ciências são complexos, e qualquer modelo interpretativo ou norteador da ação que exclua alternativas plausíveis é empobrecedor da realidade. Os autores lembram que isso nem sempre é observado pelos pesquisadores da área, que gastam tempo exaltando um modelo em detrimento de outros, como se fosse possível estabelecer explicações únicas e eternas que contemplem todas as situações. Assim sendo, as atividades propostas ao longo desta coleção foram pensadas com o objetivo de serem coerentes com essa visão metodológica pluralista. Nossa experiência docente nos mostra que há espaço no ensino de Ciências tanto para aulas expositivas quanto para atividades experimentais, demonstrações, trabalhos individuais e coletivos, projetos, debates e outras estratégias que enriquecem o ambiente de aprendizagem ao desenvolver e mobilizar competências e habilidades diversificadas nos estudantes.

Atividades práticas, que estimulam o desenvolvimento de competências e de habilidades, são importantes para o letramento científico.

Cabe a você, professor, no contexto pedagógico de tempo e espaço – e em face dos recursos disponíveis –, selecionar as atividades que julgar mais oportunas e interessantes para a aprendizagem dos estudantes, incrementando-as sempre que possível para ampliar os limites que qualquer recurso didático – incluindo este livro – possa apresentar. Nós, autores e autoras, usamos nossa experiência em sala de aula e nossa formação acadêmica para produzir esta obra como um recurso que consideramos rico em possibilidades.

Sabemos que os preceitos que caracterizam a construção das concepções didático-metodológicas são consonantes às transformações e demandas da sociedade contemporânea. Dessa forma, engendra-se o desafio de promover uma educação comprometida com o desenvolvimento emocional, intelectual e social dos estudantes. É preciso partir da premissa de que a sala de aula é um espaço heterogêneo e que os estudantes, além de carregarem bagagens histórico-culturais distintas, aprendem de formas e em ritmos diferentes.

Destinada a estudantes dos Anos Finais do Ensino Fundamental (6o ao 9o ano), esta coleção está organizada em quatro volumes, cada qual com quatro unidades temáticas que estimulam os estudantes a construir, desenvolver e ampliar conceitos, habilidades e valores relacionados direta e indiretamente aos saberes das Ciências, com base em abordagens que favorecem o protagonismo dos estudantes no processo de ensino e aprendizagem e a formação cidadã.

A coleção reúne ainda recursos e estratégias variados e flexíveis, os quais possibilitam a articulação entre o conhecimento das Ciências e o Projeto Político-Pedagógico de cada unidade escolar. Com isso, as potencialidades da coleção se vincularão à apropriação pedagógica de cada professor, que poderá desenhar e redesenhar o currículo de Ciências, criando caminhos específicos de transposição didática e socialização do saber. É oportuno lembrar que você, professor, é peça-chave na relação dos estudantes com o livro didático e deverá mediá-la de acordo com as diferenças e potencialidades de cada um.

Relação entre organização e as metodologias ativas

As unidades desta coleção foram organizadas tendo em vista a progressão das aprendizagens. Tal aspecto se verifica no tratamento dado às temáticas abordadas, em seu grau de aprofundamento, na complexidade e no encadeamento de informações, na linguagem empregada e nos procedimentos, nas atividades e nos encaminhamentos propostos.

Nesse sentido, os princípios que orientam o processo de ensino e aprendizagem viabilizado nesta coleção estão fundamentados em referenciais didáticos contemporâneos e, portanto, priorizam a organização de modalidades didáticas cuja característica fulcral é a aprendizagem ativa, alicerçada em competências mais amplas, por meio das quais os estudantes tornam-se protagonistas da própria aprendizagem. A aprendizagem é ativa e significativa quando avançamos em

espiral, dos níveis mais simples para os mais complexos de conhecimento e competência em todas as dimensões da vida. Decorre disso a ideia de um ensino plural, híbrido, flexível, que incorpore diferentes estratégias e recursos e, portanto, crie diferentes formas de aprender. Essa flexibilidade permite a construção de estratégias metodológicas distintas: ora prioriza o trabalho individual, ora em grupo, ora um momento sincrônico e de diálogo entre professor e estudante, ora um momento de pesquisa e investigação em plataformas interativas ou sites indicados pelo professor, ora trabalha com problemas ou desafios relevantes, jogos, atividades e leituras, combinando tempos individuais e tempos coletivos. Essa mescla – com diferentes oportunidades de aprender –fundamenta-se na ideia de personalização do ensino, atendendo a diversos perfis de aprendizagem. Parte-se do princípio de que estudantes diferentes, com inteligências múltiplas (GARDNER, 1995), aprendem de formas e em ritmos também diferentes, o que provavelmente será favorecido pelo maior número e diversidade de estratégias e recursos utilizados pelo professor. Portanto, entendemos ser necessário incorporar às práticas de sala de aula metodologias pedagógicas ativas, que ultrapassem os paradigmas da educação tecnicista, centrada na transmissão de conhecimentos por parte do professor e na reprodução de saberes por parte dos estudantes. É cada vez mais relevante que as práticas pedagógicas incorporem metodologias que estimulem o protagonismo dos estudantes na construção de seus conhecimentos. Assim, a atividade docente assume novos contornos enquanto mediadora desses processos. Para isso, faz-se necessário utilizar sequências didáticas que possibilitem aos estudantes vivenciar experiências significativas de aprendizagem que façam sentido para eles e os impulsionem a novos saberes.

Considerando esses pontos, a proposta didática desta coleção oferece diferentes sugestões de atividades, objetivando o planejamento de situações de aprendizagem diversificadas, tanto em termos de informações e estratégias quanto de recursos. Considerando os limites e o alcance de analogias e modelos, entendemos que essas ferramentas são eficazes no ensino e na aprendizagem de Ciências – seja pela função explicativa, quando convertem conceitos e princípios novos em termos familiares, seja pela função criativa, quando estimulam a solução de um problema, a identificação de um problema novo e a generalização de hipóteses. Contudo, vale lembrar que modelos são apenas representações de processos ou objetos do mundo real, não constituindo a realidade propriamente dita. Em diversas ocasiões, lançamos mão dessas ferramentas na coleção.

Também constroem argumentos para sustentar ou refutar afirmações, defendendo suas ideias. As pesquisas sobre o ensino de Ciências têm defendido uma aproximação entre as práticas pedagógicas realizadas no currículo escolar e as práticas realizadas no processo de construção do conhecimento científico. Atividades investigativas no ensino de Ciências favorecem o desenvolvimento de habilidades argumentativas. Isso pode ser ilustrado no esquema a seguir.

Questionamento:

- escolha do tema;

- explicitação do conhecimento dos participantes;

- discussão das ideias pessoais;

- avaliação do processo.

Construção de argumentos:

- reunião dos argumentos;

- diálogo com interlocutores teóricos e empíricos;

- elaboração de argumentos fundamentados.

Validação dos argumentos:

- validação dos argumentos em aula;

- validação dos argumentos em comunidades ampliadas.

Representação de um ciclo de pesquisa. Cada ciclo estimula o protagonismo dos estudantes, a produção de inferências e a construção de argumentos.

Pensamento computacional

À primeira vista, o pensamento computacional costuma ser associado à programação de computadores e ao uso de aplicativos, da internet ou de redes sociais. Essa, contudo, é uma visão limitada, pois o pensamento computacional relaciona-se à capacidade estratégica de modelar soluções e resolver problemas de maneira eficiente, fazendo generalizações pertinentes na forma de ações sequenciais.

De acordo com Dias (2016), para ensinar o pensamento computacional é necessário repensar o que se espera da formação do estudante.

[...] Quando refletimos sobre educação e suas formas devemos nos ater, em especial, com a formação do sujeito, do aluno que queremos ter e formar para o futuro da sociedade.

É nesse sentido, de buscar a melhor formação, a melhor preparação do educando para a vida, que devemos também estar preocupados com a inserção das tecnologias de informação e comunicação no currículo das séries iniciais, proporcionando ao estudante uma experiência sólida de aprendizagem de modo a acompanhá-lo por toda a vida.

Nessa esteira, repensar o termo computação, cujo senso comum remete-nos a imagem do computador, é também uma forma de pensar na educação e suas formas. Para tal, mister se faz lembrar que, já antes do computador, existia o pensamento computacional, no sentido de identificar aquelas tarefas, muitas vezes repetitivas e rotineiras, que poderiam ser feitas de forma mais rápida e eficaz. Temos então o início da transferência da execução das tarefas através do uso de uma máquina, no caso, o computador. Essa ideia é o princípio do pensamento computacional. [...]

Fonte: GALIAZZI, Maria C.; MORAES, Roque; RAMOS, Maurivan G. Educar pela pesquisa: as resistências sinalizando o processo de profissionalização de professores. Educar em revista, Curitiba, n. 21, p. 1-15, 2003.

Entre as habilidades que compõem o pensamento computacional estão decomposição (dividir um problema em pequenas partes para solucioná-lo mais facilmente), reconhecimento de padrões e similaridades (construção de soluções para problemas sob diferentes perspectivas), abstração (identificação e análise dos elementos relevantes de um problema) e pensamento algorítmico (criação de regras e etapas para a solução de problemas).

Todas essas capacidades podem ser exigidas e desenvolvidas em algum grau, em diferentes contextos da vida pessoal e cidadã. Procuramos em diversas atividades – em maior ou menor grau – colaborar para o pensamento computacional articulado com o desenvolvimento de competências e habilidades, mesmo em situações que não utilizam recursos tecnológicos. Essas atividades consideram que estudantes de uma mesma turma podem apresentar diferentes perfis no domínio e familiaridade no uso de ferramentas tecnológicas. Também estamos cientes de que nem em todas as escolas estudantes e professores dispõem de acesso satisfatório a essas ferramentas.

Papel do professor

Sabemos que a atividade docente não pode ser limitada a uma dimensão burocrática. Por essa razão, é importante que cada professor reafirme e valorize a perspectiva de reflexão sobre a ação pedagógica e a necessidade de problematizar criticamente a realidade. Diante da multidimensionalidade da docência, qual é o lugar de fala do professor?

Fonte: EXERCITANDO o pensamento computacional. ProfLab, Recife, [20--]. Disponível em: https://www.souproflab.com.br/recursos/infograficos/. Acesso em: 22 jun. 2022.

Esquema simplificado do trabalho com o pensamento computacional.

Dayane Raven

Como esse lugar é referenciado pelos diferentes contextos e atores sociais, como os estudantes e sua família, os outros profissionais da escola e a comunidade? Como você se vê e analisa o impacto de seus discursos e práticas? Além da singularidade inerente a cada pessoa humana, diferentes abordagens pedagógicas constituem os modos de ser docente: as docências. E essas podem ter visibilidade e legitimidade também assimétricas, em virtude do contexto histórico, sociopolítico e cultural.

A complexidade envolvida no processo de ensino e aprendizagem, somada às propostas de metodologias ativas, de integração entre materiais impressos e digitais e de protagonismo dos estudantes diante das situações de aprendizagem, coloca o professor no papel de mediador, por meio do qual deve-se buscar meios de instigar e desafiar estudantes em situações de aprendizagem significativas. No entanto, é bem importante reiterar que o papel de mediador não desprestigia as ações do professor ou diminui sua responsabilidade no planejamento, na proposição e na avaliação das aprendizagens. Mediar também envolve escolha e planejamento árduos e criteriosos sobre estratégias e recursos, bem como engloba objetivos subjacentes, acompanhamento do processo e avaliação permanente. A concepção de mediador tenta obliterar a ideia de um professor autoritário, dono de incontestáveis verdades científicas e cujo lugar mais apropriado é sempre à frente da sala, colocando-se em posição de superioridade em relação aos estudantes. O professor mediador é capaz de realizar diferentes tarefas, adaptando-se a situações inesperadas e superando modelos bancários e automatismos pouco eficientes. Moran (2013) argumenta que:

[...] o papel do professor é mais o de curador e orientador. Curador, que escolhe o que é relevante em meio a tanta informação disponível e ajuda os estudantes a encontrarem sentido no mosaico de materiais e atividades disponíveis. Curador, no sentido também de cuidador: ele cuida de cada um, dá apoio, acolhe, estimula, valoriza, orienta e inspira. [...]

Logo, o professor precisa ser competente dos pontos de vista intelectual, afetivo e gerencial, sendo um gestor de aprendizagens múltiplas e complexas.

Autoavaliação e reflexão da própria prática

Mediação e orientação da aprendizagem

Gestão de materiais didáticos

Conhecimento de tecnologias educacionais

Gestão de espaços de educação

Planejamento e avaliação contínua

Cooperação nos processos sociais de aprendizagem

Diversos papéis compõem a prática docente.

Dayane Raven

Não menos importante é o seguinte questionamento: um professor entusiasmado e afetuoso poderia ser mais eficaz em despertar a curiosidade dos estudantes e favorecer a aprendizagem? Com frequência, componentes afetivos são desconsiderados nas práticas pedagógicas. Felizmente, essas dicotomias vêm sendo suplantadas. Já é consenso que demonstrar interesse genuíno pelos educandos, interagindo com eles de maneira cooperativa no trabalho de sala de aula, é um dos componentes do papel do professor.

Reforçando a autonomia docente e a importância da mediação para o uso adequado e eficiente do material didático, consideramos ser parte do trabalho do professor a escolha de recursos e metodologias que serão utilizados em sua prática pedagógica. É o professor quem vai criar roteiros para aprendizagem, levando em consideração a articulação entre conteúdos, objetivos de aprendizagem e avaliação. Nesse sentido, sabemos que as salas de aula são heterogêneas, e, portanto, os estudantes apresentam dificuldades variadas e aprendem de formas e em ritmos diferentes. Isto posto, quanto maior for o repertório didático do professor, maior será a chance de que todos os estudantes aprendam.

Há de se considerar ainda as condições específicas do contexto escolar: o espaço da sala de aula, a possibilidade de flexibilização desse espaço, os recursos disponíveis na escola, a presença ou não de laboratórios didáticos e de bibliotecas, entre outros fatores. Para tanto, a coleção oferece muitas opções, objetivando a construção de aprendizagens significativas, incluindo a abordagem dos temas com base em reflexões e problematizações, propostas de trabalhos colaborativos, atividades desafiadoras e inserção de tecnologias nas práticas pedagógicas.

Trabalho contextualizado e interdisciplinar

O estudo das Ciências da Natureza objetiva o entendimento das relações entre a Ciência, a Tecnologia e a Sociedade e busca dar aos estudantes condições para que possam analisar e se decidir sobre questões que envolvem temas como alimentos, medicamentos, combustíveis, transportes, comunicações, contracepção, saneamento e manutenção da vida na Terra. É notório que essas temáticas apresentam interseções com as dimensões ética, política, cultural, social e científica, o que torna o trabalho interdisciplinar fundamental para abordar integralmente os conceitos e promover uma formação cidadã.

Para atingir esse objetivo, um dos desafios consiste em transformar o cotidiano em objeto de investigação e pesquisa. É preciso ficar atento para que, no afã de construir uma prática docente mais crítica, menos reprodutivista e, portanto, menos centrada na “transmissão de conteúdos”, não se caia no outro extremo: um currículo esvaziado, que promove espaço para debates sem, entretanto, fornecer instrumentos ao estudante para participar deles de modo qualificado e crítico.

A contextualização como princípio educacional por vezes é tratada de modo equivocado ou inadequado. Esse princípio, nos currículos escolares, implica problematizar o conteúdo a ser ensinado em um contexto, isto é, em um campo de conhecimento, tempo e espaço definidos. Portanto, não representa apenas um tipo de estratégia didática e tampouco deve estar limitado à dimensão concreta ou local de determinado problema. Ainda que trate de uma situação abstrata ou de alcance global, o conteúdo, quando contextualizado, tende a ser mais significativo.

Doreen R/Shutterstock.com

A interdisciplinaridade e a contextualização favorecem a consolidação do conhecimento.

A interdisciplinaridade nesta coleção

Entendemos a interdisciplinaridade como a interação entre disciplinas em que elas, embora mantenham sua identidade, dialoguem, ampliando o olhar e a abordagem de questões. A interdisciplinaridade não anula a disciplinaridade. Cada disciplina tem sua identidade, seu objeto de estudo e sua forma de pesquisar e produzir conhecimento. A abordagem interdisciplinar amplia as possibilidades de contextualização.

Nesta coleção, sempre que possível, contextualizamos os conceitos estudados e procuramos ampliar o quadro de referências do estudante, a fim de favorecer seu trânsito entre contextos próximos e distantes, relacionando problemáticas locais (como o lixo no bairro) às globais (como o agravamento do efeito estufa). Por isso, acreditamos que uma das maneiras mais oportunas de trabalhar interdisciplinarmente é realizar um planejamento detalhado da proposta de trabalho, delimitando eixos temáticos de trabalho para que, por meio de atividades e projetos, seja possível unir as diferentes áreas do conhecimento, a fim de propor soluções aos desafios apresentados. Esse também é um dos objetivos das metodologias ativas de aprendizagem.

Como a maioria dos currículos escolares é estruturada disciplinarmente, a visão do todo, a comunicação e o diálogo entre os saberes podem ser pouco favorecidos pela prática pedagógica; dessa forma, conteúdos pouco se integram ou complementam. Para favorecer a integração entre o componente curricular Ciências da Natureza e os demais componentes de maneira direta, propomos atividades integradas ao longo do livro. Nessas atividades, são apresentadas discussões sobre temas contemporâneos, cuja complexidade exige uma visão global, contextualizada e interdisciplinar. De que adianta sobrecarregar nossos estudantes com conteúdos desprovidos de significado e desarticulados?

Embora você possa – com auxílio do livro e de outros recursos complementares – fazer uma abordagem interdisciplinar dos conceitos trabalhados em sua aula de Ciências, o ideal é que haja possibilidade de um planejamento conjunto com colegas de outras disciplinas. Caso esse momento coletivo já seja previsto no cotidiano de sua escola, aproveite essa oportunidade ao máximo. Um trabalho integrado, além de ser mais significativo, otimiza tempo e recursos, evitando sobreposições desnecessárias de conteúdos e abrindo caminho para atividades diversificadas que demandam maior organização.

Existem diversas maneiras de elaborar aulas e projetos interdisciplinares, que podem ser planejados tanto com base em temas presentes nos materiais

como pela mobilização de habilidades afins, ou ainda pelas competências gerais da BNCC ou Temas Contemporâneos Transversais. Informações mais detalhadas podem ser encontradas nos artigos disponíveis em: http://pepsic.bvsalud.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-69542010000100011; https://gestaoescolar. org.br/conteudo/2315/como-construir-e-implementar -projetos-interdisciplinares-de-maneira-colaborativa; e https://arq.ifsp.edu.br/eventos/files/pdfs/SEMATED_ 2017_T6.pdf (acessos em: 6 jul. 2022).

A coleção e a BNCC

Buscou-se contemplar na coleção todos os objetos de conhecimento, bem como as competências gerais para a Educação Básica e as competências e habilidades definidas pela BNCC para os Anos Finais do Ensino Fundamental para a área de Ciências da Natureza. Também foram trabalhados, com ênfase nos momentos em que era pertinente e significativo, os Temas Contemporâneos Transversais. Considerando-se, porém, que se trata de um documento-base, que pode ser ampliado, foram incluídos alguns conceitos a fim de favorecer a abordagem de contextos significativos e a progressão de aprendizagens.

Parece consenso que não é necessário nem imprescindível que os estudantes aprendam na escola tudo o que é produzido no campo das Ciências. Mais do que trabalhar conteúdos, o desafio da escola é levar o estudante a aprender a aprender. Para isso, é preciso que a escola possa garantir, de modo sistemático e planejado, situações que levem o estudante a, em diferentes contextos, comparar, interpretar, classificar, analisar, sintetizar, discutir, debater, descrever, esquematizar, opinar, julgar, fazer generalizações, analogias, diagnósticos etc.

A escola deve ter como objetivo a promoção da autonomia intelectual dos estudantes, propondo situações favoráveis à aprendizagem que abordem conceitos-chave em cada disciplina. Eles precisam ser devidamente contextualizados, o que dará sentido a eles, e também estar articulados com outros campos do conhecimento sempre que possível.

No ensino de Ciências, certos conceitos são essenciais para compreender fenômenos e processos que, quando efetivamente dominados, permitem aos estudantes fazer extrapolações e agregar outros conceitos mais periféricos. Fundamentando-se neles, é possível elaborar problematizações contemporâneas relacionadas a aplicações biotecnológicas e discussões ambientais, entre outras questões importantes para a vida em sociedade.

Competências gerais da Educação Básica

As dez competências gerais da Base Nacional Comum Curricular buscam promover o desenvolvimento dos estudantes ao longo de toda a Educação Básica e em todas as suas dimensões: intelectual, física, social, emocional e cultural. Veja no quadro a seguir as dimensões que cada uma das dez competências abrange.

O que: Agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação.

Para: Tomar decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários.

O que: 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.

O que: Exercitar a empatia, o diálogo, a resolução de conflitos e a cooperação.

Para: Fazer-se respeitar e promover o respeito ao outro e aos direitos humanos, com acolhimento e valorização da diversidade de indivíduos e de grupos sociais, seus saberes, identidades, culturas e potencialidades, sem preconceitos de qualquer natureza.

O quê: 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: Para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas.

O que: Conhecer-se, apreciar-se e cuidar de sua saúde física e emocional.

Para: Compreender-se na diversidade humana, reconhecendo suas emoções e as dos outros, com autocrítica e capacidade para lidar com elas.

O que: Valorizar e fruir as diversas manifestações artísticas e culturais, das locais às mundiais.

Para: Participar de práticas diversificadas da produção artístico-cultural.

O que: 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.

O que: 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: Expressar-se e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo.

O que: Valorizar a diversidade de saberes e vivências culturais e apropriar-se de conhecimentos e experiências.

Para: Que lhe possibilitem entender as relações próprias do mundo do trabalho e fazer escolhas alinhadas ao exercício da cidadania e ao seu projeto de vida, com liberdade, autonomia, consciência crítica e responsabilidade.

O que: 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: Comunicar-se, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva.

Competências gerais da Educação Básica e suas dimensões.

Fonte: MOVIMENTO PELA BASE NACIONAL COMUM. Dimensões e desenvolvimento das competências gerais da BNCC. [S. l.], [2018]. p. 2. Disponível em: http://movimentopelabase.org.br/wp-content/uploads/2018/03/BNCC_Competencias_ Progressao.pdf. Acesso em: 2 jun. 2022.

1. Conhecimento

2. Pensamento científico, crítico e criativo

3. Repertório cultural

7. Argumentação

4. Comunicação

5. Cultura digital

6. Trabalho e projeto de vida

8. Autoconhecimento e autocuidado

9. Empatia e cooperação

10. Responsabilidade e cidadania

Dayane Raven

Competências específicas de Ciências da Natureza

As competências específicas de Ciências da Natureza para o Ensino Fundamental estão listadas a seguir.

Competências específicas de Ciências da Natureza para o Ensino Fundamental

1 Compreender as Ciências da Natureza como empreendimento humano, e o conhecimento científico como provisório, cultural e histórico.

2 Compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza, bem como dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica, de modo a sentir segurança no debate de questões científicas, tecnológicas, socioambientais e do mundo do trabalho, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva.

3 Analisar, compreender e explicar características, fenômenos e processos relativos ao mundo natural, social e tecnológico (incluindo o digital), como também as relações que se estabelecem entre eles, exercitando a curiosidade para fazer perguntas, buscar respostas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza.

4 Avaliar aplicações e implicações políticas, socioambientais e culturais da ciência e de suas tecnologias para propor alternativas aos desafios do mundo contemporâneo, incluindo aqueles relativos ao mundo do trabalho.

5 Construir argumentos com base em dados, evidências e informações confiáveis e negociar e defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental e o respeito a si próprio e ao outro, acolhendo e valorizando a diversidade de indivíduos e de grupos sociais, sem preconceitos de qualquer natureza.

6 Utilizar diferentes linguagens e tecnologias digitais de informação e comunicação para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos e resolver problemas das Ciências da Natureza de forma crítica, significativa, reflexiva e ética.

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.

Habilidades da BNCC

As habilidades da BNCC estão agrupadas dentro de objetos de conhecimento, que fazem parte de unidades temáticas. Veja, a seguir, a que se refere cada uma dessas categorias.

• As unidades temáticas definem um arranjo dos objetos de conhecimento ao longo do Ensino fundamental.

Unidades temáticas

• No caso de Ciências da Natureza, as unidades temáticas são as mesmas ao longo do Ensino Fundamental.

Objetos de conhecimento

• São conteúdos, conceitos e processos que são mobilizados pelas habilidades, relativos à cada unidade temática.

Habilidades

• Expressam as aprendizagens essenciais relacionadas aos objetos de conhecimento.

• Devem ser asseguradas a todos os estudantes, independentemente de seu contexto escolar.

A coleção aborda, ao longo de seus volumes, todas as habilidades de Ciências da Natureza previstas para os Anos Finais do Ensino Fundamental pela BNCC. As habilidades e os objetos de conhecimento estão listados, por ano, nas tabelas a seguir.

Habilidades da BNCC para o 6o ano Unidades temáticas Objetos de conhecimento

Habilidades

EF06CI01: Classificar como homogênea ou heterogênea a mistura de dois ou mais materiais (água e sal, água e óleo, água e areia etc.).

Matéria e energia

Misturas homogêneas e heterogêneas Separação de materiais Materiais sintéticos Transformações químicas

EF06CI02: Identificar evidências de transformações químicas a partir do resultado de misturas de materiais que originam produtos diferentes dos que foram misturados (mistura de ingredientes para fazer um bolo, mistura de vinagre com bicarbonato de sódio etc.).

EF06CI03: Selecionar métodos mais adequados para a separação de diferentes sistemas heterogêneos a partir da identificação de processos de separação de materiais (como a produção de sal de cozinha, a destilação de petróleo, entre outros).

EF06CI04: Associar a produção de medicamentos e outros materiais sintéticos ao desenvolvimento científico e tecnológico, reconhecendo benefícios e avaliando impactos socioambientais.

EF06CI05: Explicar a organização básica das células e seu papel como unidade estrutural e funcional dos seres vivos.

EF06CI06: Concluir, com base na análise de ilustrações e/ou modelos (físicos ou digitais), que os organismos são um complexo arranjo de sistemas com diferentes níveis de organização.

Vida e evolução

Célula como unidade da vida Interação entre os sistemas locomotor e nervoso Lentes corretivas

EF06CI07: Justificar o papel do sistema nervoso na coordenação das ações motoras e sensoriais do corpo, com base na análise de suas estruturas básicas e respectivas funções.

EF06CI08: Explicar a importância da visão (captação e interpretação das imagens) na interação do organismo com o meio e, com base no funcionamento do olho humano, selecionar lentes adequadas para a correção de diferentes defeitos da visão.

EF06CI09: Deduzir que a estrutura, a sustentação e a movimentação dos animais resultam da interação entre os sistemas muscular, ósseo e nervoso.

EF06CI10: Explicar como o funcionamento do sistema nervoso pode ser afetado por substâncias psicoativas.

EF06CI11: Identificar as diferentes camadas que estruturam o planeta Terra (da estrutura interna à atmosfera) e suas principais características.

EF06CI12: Identificar diferentes tipos de rocha, relacionando a formação de fósseis a rochas sedimentares em diferentes períodos geológicos.

Terra e Universo Forma, estrutura e movimentos da Terra

EF06CI13: Selecionar argumentos e evidências que demonstrem a esfericidade da Terra.

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

Habilidades da BNCC para o 7o ano Unidades temáticasObjetos de conhecimento

Habilidades

EF07CI01: Discutir a aplicação, ao longo da história, das máquinas simples e propor soluções e invenções para a realização de tarefas mecânicas cotidianas.

EF07CI02: Diferenciar temperatura, calor e sensação térmica nas diferentes situações de equilíbrio termodinâmico cotidianas.

Matéria e energia

Máquinas simples Formas de propagação do calor Equilíbrio termodinâmico e vida na Terra

História dos combustíveis e das máquinas térmicas

EF07CI03: Utilizar o conhecimento das formas de propagação do calor para justificar a utilização de determinados materiais (condutores e isolantes) na vida cotidiana, explicar o princípio de funcionamento de alguns equipamentos (garrafa térmica, coletor solar etc.) e/ou construir soluções tecnológicas a partir desse conhecimento.

EF07CI04: Avaliar o papel do equilíbrio termodinâmico para a manutenção da vida na Terra, para o funcionamento de máquinas térmicas e em outras situações cotidianas.

EF07CI05: Discutir o uso de diferentes tipos de combustível e máquinas térmicas ao longo do tempo, para avaliar avanços, questões econômicas e problemas socioambientais causados pela produção e uso desses materiais e máquinas.

EF07CI06: Discutir e avaliar mudanças econômicas, culturais e sociais, tanto na vida cotidiana quanto no mundo do trabalho, decorrentes do desenvolvimento de novos materiais e tecnologias (como automação e informatização).

EF07CI07: Caracterizar os principais ecossistemas brasileiros quanto à paisagem, à quantidade de água, ao tipo de solo, à disponibilidade de luz solar, à temperatura etc., correlacionando essas características à flora e fauna específicas.

EF07CI08: Avaliar como os impactos provocados por catástrofes naturais ou mudanças nos componentes físicos, biológicos ou sociais de um ecossistema afetam suas populações, podendo ameaçar ou provocar a extinção de espécies, alteração de hábitos, migração etc.

e evolução

Diversidade de ecossistemas Fenômenos naturais e impactos ambientais Programas e indicadores de saúde pública

EF07CI09: Interpretar as condições de saúde da comunidade, cidade ou estado, com base na análise e comparação de indicadores de saúde (como taxa de mortalidade infantil, cobertura de saneamento básico e incidência de doenças de veiculação hídrica, atmosférica entre outras) e dos resultados de políticas públicas destinadas à saúde.

EF07CI10: Argumentar sobre a importância da vacinação para a saúde pública, com base em informações sobre a maneira como a vacina atua no organismo e o papel histórico da vacinação para a manutenção da saúde individual e coletiva e para a erradicação de doenças.

EF07C11: Analisar historicamente o uso da tecnologia, incluindo a digital, nas diferentes dimensões da vida humana, considerando indicadores ambientais e de qualidade de vida.

EF07CI12: Demonstrar que o ar é uma mistura de gases, identificando sua composição, e discutir fenômenos naturais ou antrópicos que podem alterar essa composição.

Terra e Universo

Composição do ar Efeito estufa

Camada de ozônio

Fenômenos naturais (vulcões, terremotos e tsunamis)

Placas tectônicas e deriva continental

EF07CI13: Descrever o mecanismo natural do efeito estufa, seu papel fundamental para o desenvolvimento da vida na Terra, discutir as ações humanas responsáveis pelo seu aumento artificial (queima dos combustíveis fósseis, desmatamento, queimadas etc.) e selecionar e implementar propostas para a reversão ou controle desse quadro.

EF07CI14: Justificar a importância da camada de ozônio para a vida na Terra, identificando os fatores que aumentam ou diminuem sua presença na atmosfera, e discutir propostas individuais e coletivas para sua preservação.

EF07CI15: Interpretar fenômenos naturais (como vulcões, terremotos e tsunamis) e justificar a rara ocorrência desses fenômenos no Brasil, com base no modelo das placas tectônicas.

EF07CI16: Justificar o formato das costas brasileira e africana com base na teoria da deriva dos continentes.

Habilidades da BNCC para o 8o ano Unidades temáticasObjetos de conhecimento Habilidades

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

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

Matéria e energia

Fontes e tipos de energia Transformação de energia Cálculo de consumo de energia elétrica Circuitos elétricos Uso consciente de energia elétrica

EF08CI03: Classificar equipamentos elétricos residenciais (chuveiro, ferro, lâmpadas, TV, rádio, geladeira etc.) de acordo com o tipo de transformação de energia (da energia elétrica para a térmica, luminosa, sonora e mecânica, por exemplo).

EF08CI04: Calcular o consumo de eletrodomésticos a partir dos dados de potência (descritos no próprio equipamento) e tempo médio de uso para avaliar o impacto de cada equipamento no consumo doméstico mensal.

EF08CI05: Propor ações coletivas para otimizar o uso de energia elétrica em sua escola e/ou comunidade, com base na seleção de equipamentos segundo critérios de sustentabilidade (consumo de energia e eficiência energética) e hábitos de consumo responsável.

EF08CI06: Discutir e avaliar usinas de geração de energia elétrica (termelétricas, hidrelétricas, eólicas etc.), suas semelhanças e diferenças, seus impactos socioambientais, e como essa energia chega e é usada em sua cidade, comunidade, casa ou escola.

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

EF08CI08: Analisar e explicar as transformações que ocorrem na puberdade considerando a atuação dos hormônios sexuais e do sistema nervoso.

Vida e evolução Mecanismos reprodutivos Sexualidade

EF08CI09: Comparar o modo de ação e a eficácia dos diversos métodos contraceptivos e justificar a necessidade de compartilhar a responsabilidade na escolha e na utilização do método mais adequado à prevenção da gravidez precoce e indesejada e de Doenças Sexualmente Transmissíveis (DST).

EF08CI10: Identificar os principais sintomas, modos de transmissão e tratamento de algumas DST (com ênfase na AIDS), e discutir estratégias e métodos de prevenção.

EF08CI11: Selecionar argumentos que evidenciem as múltiplas dimensões da sexualidade humana (biológica, sociocultural, afetiva e ética).

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

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.

Terra e Universo Sistema Sol, Terra e Lua Clima

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.

Habilidades da BNCC para o 9o ano

Unidades temáticas Objetos de conhecimento Habilidades

EF09CI01: Investigar as mudanças de estado físico da matéria e explicar essas transformações com base no modelo de constituição submicroscópica.

EF09CI02: Comparar quantidades de reagentes e produtos envolvidos em transformações químicas, estabelecendo a proporção entre as suas massas.

EF09CI03: Identificar modelos que descrevem a estrutura da matéria (constituição do átomo e composição de moléculas simples) e reconhecer sua evolução histórica.

Matéria e energia

Aspectos quantitativos das transformações químicas Estrutura da matéria Radiações e suas aplicações na saúde

EF09CI04: Planejar e executar experimentos que evidenciem que todas as cores de luz podem ser formadas pela composição das três cores primárias da luz e que a cor de um objeto está relacionada também à cor da luz que o ilumina.

EF09CI05: Investigar os principais mecanismos envolvidos na transmissão e recepção de imagem e som que revolucionaram os sistemas de comunicação humana.

EF09CI06: Classificar as radiações eletromagnéticas por suas frequências, fontes e aplicações, discutindo e avaliando as implicações de seu uso em controle remoto, telefone celular, raio X, forno de micro-ondas, fotocélulas etc.

EF09CI07: Discutir o papel do avanço tecnológico na aplicação das radiações na medicina diagnóstica (raio X, ultrassom, ressonância nuclear magnética) e no tratamento de doenças (radioterapia, cirurgia ótica a laser, infravermelho, ultravioleta etc.).

EF09CI08: Associar os gametas à transmissão das características hereditárias, estabelecendo relações entre ancestrais e descendentes.

EF09CI09: Discutir as ideias de Mendel sobre hereditariedade (fatores hereditários, segregação, gametas, fecundação), considerando-as para resolver problemas envolvendo a transmissão de características hereditárias em diferentes organismos.

Vida e evolução

Hereditariedade Ideias evolucionistas Preservação da biodiversidade

EF09CI10: Comparar as ideias evolucionistas de Lamarck e Darwin apresentadas em textos científicos e históricos, identificando semelhanças e diferenças entre essas ideias e sua importância para explicar a diversidade biológica.

EF09CI11: Discutir a evolução e a diversidade das espécies com base na atuação da seleção natural sobre as variantes de uma mesma espécie, resultantes de processo reprodutivo.

EF09CI12: Justificar a importância das unidades de conservação para a preservação da biodiversidade e do patrimônio nacional, considerando os diferentes tipos de unidades (parques, reservas e florestas nacionais), as populações humanas e as atividades a eles relacionados.

EF09CI13: Propor iniciativas individuais e coletivas para a solução de problemas ambientais da cidade ou da comunidade, com base na análise de ações de consumo consciente e de sustentabilidade bem-sucedidas.

EF09CI14: Descrever a composição e a estrutura do Sistema Solar (Sol, planetas rochosos, planetas gigantes gasosos e corpos menores), assim como a localização do Sistema Solar na nossa Galáxia (a Via Láctea) e dela no Universo (apenas uma galáxia dentre bilhões).

Terra e Universo

Composição, estrutura e localização do Sistema Solar no Universo Astronomia e cultura Vida humana fora da Terra Ordem de grandeza astronômica Evolução estelar

EF09CI15: Relacionar diferentes leituras do céu e explicações sobre a origem da Terra, do Sol ou do Sistema Solar às necessidades de distintas culturas (agricultura, caça, mito, orientação espacial e temporal etc.).

EF09CI16: Selecionar argumentos sobre a viabilidade da sobrevivência humana fora da Terra, com base nas condições necessárias à vida, nas características dos planetas e nas distâncias e nos tempos envolvidos em viagens interplanetárias e interestelares.

EF09CI017: Analisar o ciclo evolutivo do Sol (nascimento, vida e morte) baseado no conhecimento das etapas de evolução de estrelas de diferentes dimensões e os efeitos desse processo no nosso planeta.

Fonte: BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília, DF: 2018. p. 426-431. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov. br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 23 maio 2022.

Como favorecer o desenvolvimento de competências e habilidades da BNCC?

A BNCC indica que as decisões pedagógicas devem estar orientadas para o desenvolvimento de competências. Assim, os planejamentos curriculares devem indicar o que os estudantes devem “saber” (conhecimentos, habilidades, atitudes e valores) e como aprender “saber fazer” (considerando a mobilização desses conhecimentos, habilidades, atitudes e valores na vida cidadã).

Conhecimento Habilidades

Atitudes Valores

Competência

Sendo um termo de caráter polissêmico, vale esclarecer que, 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.

De acordo com a BNCC, as competências inter-relacionam-se e desdobram-se no tratamento didático proposto para as três etapas da Educação, sendo seu desenvolvimento consequência da progressão das aprendizagens ao longo dessas etapas – Educação Infantil, Ensino Fundamental e Ensino Médio –, articulando-se na construção de conhecimentos, no desenvolvimento de habilidades e na formação de atitudes e valores, nos termos da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB).

De modo simplificado, pode-se dizer que, enquanto as competências têm caráter geral e são aplicáveis a contextos diversos, as habilidades relacionam-se mais diretamente a situações específicas. Por exemplo, a competência de construir argumentações é exigida em diversos momentos e em diferentes áreas do conhecimento. Argumenta-se em um debate oral, em uma redação, em uma apresentação de trabalhos etc. No entanto, para argumentar é preciso também utilizar conceitos específicos, dependendo da disciplina. Toda competência é composta por habilidades não exclusivas, ou seja, uma habilidade pode estar na composição de competências diferentes. Argumentar, por exemplo, envolve as habilidades de expressar-se adequadamente de modo oral ou escrito, de demonstrar coerência de ideias e de articular conceitos. Por outro lado, argumentar pode ser considerada uma das habilidades envolvidas na competência de debater.

O limite conceitual entre o saber e o saber-fazer é tênue e contextual. O mais importante é perceber que não se constroem competências no vazio conceitual, isto é, quem argumenta de maneira competente mobiliza esquemas mentais, conceitos, experiências anteriores, valores e outros recursos cognitivos. Nenhum conceito por si só faz alguém desenvolver uma competência. O indivíduo precisa vivenciar situações que coloquem esse saber/fazer em ação. Só se aprende a argumentar vivenciando situações que exijam argumentação, seja durante aulas de Ciências, de História, de Arte ou em contextos fora da escola. No entanto, uma vez que se saiba argumentar, essa competência poderá ser utilizada durante a vida acadêmica/profissional e pessoal.

O professor deve estar atento e disposto a propor situações de aprendizagem diversificadas que exercitem o uso das competências e habilidades pelos estudantes, aliadas a conceitos disciplinares selecionados para aquele nível de ensino. Para planejar aulas e projetos, sugere-se selecionar inicialmente qual competência e/ou habilidade será o foco. A elaboração da atividade parte da competência ou habilidade escolhida e, então, o objeto de conhecimento, também indispensável, é definido. A competência que envolve ler e interpretar gráficos, por exemplo, pode ser desenvolvida em aulas sobre ecologia, enzimas, calor, crescimento bacteriano, entre outros assuntos. Ao propor atividades como análise de situações-problema, leitura/interpretação de gráficos, demonstrações, exibição de vídeos ou leitura de textos, o professor pode promover o desenvolvimento de competências e habilidades diversificadas nos estudantes com fundamento em conceitos científicos diversos, abrangendo inclusive estudantes de perfis de aprendizagem distintos.

É preciso escolher contextos para trabalhar os objetos de conhecimento que instrumentalizem os estudantes para emitir opiniões e posicionar-se criticamente, sem se basear apenas no senso comum. O desafio é fazer os estudantes reconhecerem a necessidade de ampliar seu quadro de referências, apropriando-se de conceitos e competências que permitam a eles transitar em diferentes contextos, que vão desde a realidade cotidiana, local e concreta, até a distante, global e mais abstrata. Eles devem se ver como cidadãos do bairro e do mundo e fazer escolhas articulando o que aprendem na escola com a vida cotidiana. Assim, não basta, por exemplo,

estudar a poluição local sem entender sua relação com o aquecimento global. Para favorecer esse entendimento, a escola precisa incorporar aspectos que fazem parte do universo dos estudantes e envolvê-los na aprendizagem. Entre muitos desses aspectos destacam-se as tecnologias de informação e comunicação e as redes sociais. Estudantes competentes no uso crítico de múltiplas modalidades de linguagens e tecnologias poderão exercer com mais propriedade sua cidadania e ser protagonistas de sua história.

Articulação entre competências e habilidades

Vejamos um exemplo de articulação entre uma competência geral, uma competência específica e uma habilidade. Relacionadas a cada uma das competências específicas de Ciências da Natureza, são descritas habilidades a serem desenvolvidas. Uma mesma habilidade pode contribuir para mais de uma competência e ser considerada um componente de diversas competências.

Nesta coleção, a competência geral 4 (relativa à dimensão Comunicação) é trabalhada nas atividades em que se mobilizam diferentes suportes e linguagens. Entre as numerosas possibilidades de estratégias para motivar os estudantes a aprenderem as Ciências da Natureza por meio de diferentes linguagens midiáticas, podemos citar:

• criação de jornal impresso e virtual com a mediação docente na seleção de temáticas, na delimitação de assuntos, na adequação da linguagem, na programação visual e gráfica etc.;

• simulações de fenômenos e experimentos;

• animações;

• maque tes virtuais;

• elaboração de mapas conceituais;

• produção com recursos da informática e de mapas, tabelas e gráficos demonstrativos sobre pesquisas feitas;

• montagem ou reestruturação de “radioescola”, com elaboração coletiva da programação;

• exposição de ilustrações, charges, pinturas e fotografias explorando diferentes aspectos de um tema;

• construção de homepages da escola ou da turma;

• elaboração de fotologs, blogs, podcasts etc.

sobre assuntos estudados e outros de interesse dos estudantes;

• impressão ou digitalização de textos produzidos;

• lista de discussão e fóruns sobre questões controversas (por exemplo, pesquisa com células-tronco);

• produção de vídeos com base em entrevistas feitas com a comunidade e socialização desse material em espaços virtuais e outros.

Se a escola não dispuser de computadores, TV e outros recursos tecnológicos similares, um caminho é buscar parcerias na comunidade na forma de doação ou empréstimo desses dispositivos e espaços para sua utilização. Pode-se também incrementar as aulas com materiais de mais fácil acessibilidade, como jornais impressos.

A competência geral 4 é desenvolvida e ampliada de maneira articulada com a competência específica 6 de Ciências da Natureza para o Ensino Fundamental, pois nessas atividades o estudante é levado a “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 maneira crítica, significativa, reflexiva e ética”.

Essa dimensão reflexiva e ética da competência é particularmente enfatizada ao explorar, nas diversas atividades, aspectos de questões relevantes relacionadas a saúde, sexualidade, biotecnologia e meio ambiente. Nas propostas de pesquisa e exploração, orienta-se sobre o cuidado com a confiabilidade das fontes e as implicações das fake news

A respeito dessa competência específica, sugerimos atividades em cada volume nas quais se exploram objetos do conhecimento diversificados, envolvendo elaboração de materiais informativos a serem distribuídos na escola e comunidade – como folhetos e cartilhas –e produção de vídeos e podcasts, cartazes, fotografias, blogs e demais mídias com uso crítico, seguro e autoral de Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs), que desenvolvem, entre outras, as habilidades:

• Volume 6: (EF06CI07) Justificar o papel do sistema nervoso na coordenação das ações motoras e sensoriais do corpo, com base na análise de suas estruturas básicas e respectivas funções.

• Volume 7: (EF07CI10) Argumentar sobre a importância da vacinação para a saúde pública, com base em informações sobre a maneira como a vacina atua no organismo e o papel histórico da vacinação

para a manutenção da saúde individual e coletiva e para a erradicação de doenças.

• Volume 8: (EF08CI11) Selecionar argumentos que evidenciem as múltiplas dimensões da sexualidade humana (biológica, sociocultural, afetiva e ética).

• Volume 9: (EF09CI13) Propor iniciativas individuais e coletivas para a solução de problemas ambientais da cidade ou da comunidade, com base na análise de ações de consumo consciente e de sustentabilidade bem-sucedidas. Com base nesse exemplo, pode-se constatar que, por meio do desenvolvimento de habilidades nas situações de aprendizagem, mobilizando diferentes objetos do conhecimento, favorecemos o desenvolvimento de competências específicas dentro de uma etapa de ensino, em nosso caso, os Anos Finais do Ensino Fundamental. As competências gerais são desenvolvidas ao longo de toda a educação básica. Vale lembrar que, mesmo que alguns estudantes não dominem algum conceito dos Anos Iniciais do Ensino Fundamental no patamar esperado, pode-se desenvolver as habilidades propostas para essa etapa fundamentando-se em processos pedagógicos planejados com essa intenção.

Avaliação de competências e habilidades

A avaliação deve ser elaborada da mesma maneira que os momentos destinados à construção de competências e habilidades em situações destinadas à aprendizagem. Em razão de sua natureza, provas e testes escritos só permitem verificar se uma parcela dessas competências e habilidades evoluiu com sucesso. O professor precisa avaliar, por meio de outras estratégias, se os estudantes desenvolveram ou não outras habilidades, como trabalhar em equipe, expressar-se oralmente etc.

Estrutura e organização da coleção

A coleção é formada por quatro volumes, cada um subdividido em quatro unidades temáticas, que por sua vez são compostas de capítulos. A apresentação dos temas serve como fio condutor para que os

estudantes desenvolvam pesquisas e construam o conhecimento das Ciências de maneira autônoma. Mais do que levar os estudantes a “aprender conteúdos”, a coleção contribui para que eles desenvolvam uma maneira de “pensar cientificamente”. Para isso, lança mão de práticas de leitura e interpretação de textos verbais e não verbais, pesquisa, observação, comparação, discussão, análise, debate e trabalho cooperativo. Os capítulos são constituídos de textos-base escritos em linguagem clara e acessível. Há glossário, reunindo na página todos os termos que precisam de definição. O texto-base é permeado por imagens de diferentes naturezas: fotografias; representações de pinturas, esculturas e objetos; mapas; charges etc. Os capítulos compõem-se também de textos de terceiros, que trazem outras vozes e olhares específicos sobre temáticas abordadas. Contêm ainda indicações de fontes variadas que permitem a obtenção de novas informações e/ou versões sobre os assuntos tratados, tais como filmes, músicas, sites, livros etc.

Conteúdos por volume

A seleção de conteúdos para cada volume da coleção tomou como diretriz as unidades temáticas, os objetos de conhecimento e as habilidades expressos na BNCC para o componente curricular Ciências nos Anos Finais do Ensino Fundamental, enriquecendo-os com outros conceitos e contextos que consideramos significativos. Isso está no quadro de conteúdos e relação com a BNCC a seguir. Dessa forma, o encadeamento dos assuntos adotado na coleção para cada volume dialoga com o recorte espaço-temporal apresentado na BNCC para o componente curricular Ciências da Natureza. No trabalho com as habilidades em cada capítulo e unidade, priorizou-se agrupá-las ou sequenciá-las levando em conta as conexões entre elas e delas com os temas abordados, de modo que prevalecessem sobre a sequência numérica em que as habilidades constam na BNCC.

Quadro de conteúdos da coleção e relação com a BNCC

• Planeta Terra.

• Formação de sombras.

1. Um planeta chamado Terra

• Terra no Universo

Unidade 1

2. A Terra por dentro e por fora

• O gnômon.

• Movimentos de rotação e revolução da Terra.

• Determinação da direção norte-sul.

• Relógio de Sol.

• A super fície da Terra.

• Biosfera.

• A estrutura interna da Terra.

• Exploração do petróleo.

• Atmosfera terrestre: composição e estrutura.

• Tipos de rochas.

• Fósseis.

• Rochas e história da Terra.

• Minerais.

Competências:

Gerais: 1, 2, 4 e 9

Específicas: 1, 2, 3 e 5

Habilidades: EF06CI13 EF06CI14

Habilidade: EF06CI11

• Educação Ambiental

• Ciência e Tecnologia

3. Solo, subsolo e vida

• Tipos de solo

• Interações entre fatores ambientais e seres vivos.

• Agricultura sustentável.

• Cuidados com o solo.

Competência Geral: 4

Habilidade: EF06CI12

• Educação Ambiental

• Ciência e Tecnologia

• Trabalho

Capítulos Conteúdos

• Os primeiros seres vivos.

• A Biodiversidade e os diferentes níveis de organização dos seres vivos.

• Interagindo com o ambiente

2

Unidade

1. Terra: um planeta com vida

• Células.

• O papel do microscópio no conhecimento sobre as células.

• Material genético.

• Células de plantas e células de animais.

• A divisão celular

• A Adaptação da espécie humana ao ambiente.

Competências e habilidades BNCC

Temas Contemporâneos Transversais (TCTs)

Competências

Gerais: 2, 4, 7 e 9

Habilidades:

EF06CI05

EF06CI06

2. Vida em movimento

• Sistema nervoso.

• Sistema ósseo.

• Sistema muscular.

• O sistema sensorial.

• Visão

• Lentes corretivas.

3. Percebendo o ambiente: a visão e os demais sentidos

• Tecnologias assistivas.

• A audição e as orelhas.

• Paladar.

• Olfato.

• Tato.

• Alteração na percepção do ambiente e consciência – as drogas.

• Os efeitos das drogas no organismo.

• Água, materiais e misturas

Unidade

1. A água no ambiente

• Água e sua impor tância para a vida.

• Água e suas propriedades.

• Distribuição de água na Terra.

Competências

Gerais: 2, 4, 5, 8 e 9

Específicas:

3, 5, 6 e 7

Habilidades:

EF06CI07

EF06CI09

• Saúde

• Ciência e Tecnologia

• Educação em Direitos Humanos

Competências

Geral: 4

Específicas: 3 e 7

Habilidades:

EF06CI08

EF06CI10

• Educação em Direitos Humanos

• Ciência e Tecnologia

• Trabalho

• Saúde

Competências

Gerais: 2, 3, 7 e 10

Específicas: 3, 4 e 5

Habilidades:

EF06CI01

EF06CI03

• Educação Ambiental

• Educação para o Consumo

2. Misturas no dia a dia

• Substâncias e materiais na natureza.

• Substâncias e misturas.

• Classificação de misturas: homogêneas e heterogêneas.

• Propriedades da matéria.

Competência Geral: 2

Habilidade:

EF06CI01

3. Misturando e separando

• Identificação de processos de separação adequados às diferentes misturas.

• Alguns métodos de separação de misturas heterogêneas e homogêneas.

• Estação de tratamento de água.

• Produtos provenientes de separação de misturas naturais: sal de cozinha, gasolina, entre outros.

Competências

Gerais: 2 e 4

Específicas: 3 e 8

Habilidades:

EF06CI01

EF06CI03

Capítulos Conteúdos Competências e habilidades BNCC

• Transformação de materiais em novos produtos.

• Transformações da matéria: físicas e químicas.

Competências

Temas Contemporâneos Transversais (TCTs)

• Educação Alimentar e Nutricional

1. Os materiais se transformam

Unidade

2. Materiais sintéticos

3. A sociedade e seus materiais

7o ano

• Indícios de transformações químicas.

• Impactos ambientais decorrentes de reações de combustão.

• Reações químicas do dia a dia.

• Materiais sintéticos e naturais.

• Materiais sintéticos e sua importância para a sociedade.

• Indústria química.

• Indústria farmacêutica, descoberta da penicilina e uso de medicamentos genéricos.

• Indústria de alimentos.

• Indústria petroquímica e seus derivados.

• Plásticos, descarte e impactos ambientais.

• A procura por materiais adequados às necessidades humanas.

• Produção de materiais e desenvolvimento científico-tecnológico.

• Indústrias de cimento, ladrilhos e tintas.

• O que fazer com os resíduos e rejeitos que produzimos? Atitudes conscientes e solidárias.

• Consumismo: como evitá-lo?

• Política dos 5Rs.

• Desequilíbrios ambientais

Capítulos Conteúdos

• Composição do ar e fatores que podem modificá-la.

Unidade 1 • O ar e o solo terrestre

1. A Terra envolta em gases

• Camadas atmosféricas e a interação com a radiação solar.

• Atmosfera e seu papel para a existência de vida na Terra.

• O papel protetor da atmosfera.

• A camada de ozônio.

2. A impor tância da atmosfera

• Efeito estufa.

• Aquecimento global.

• Poluição do ar.

• Inversão térmica.

• Chuva ácida.

• A crosta terrestre.

3. Dinâmica da crosta terrestre

• Posição dos continentes ao longo dos períodos geológicos.

• Estrutura da Terra.

• Terremotos.

• Vulcões.

• Tsunamis

• Impor tância da Informação.

Gerais: 2, 4, 5, 7 e 9

Específicas: 3, 5 e 6

Habilidade: EF06CI02

• Ciência e Tecnologia

• Saúde

• Educação para o Consumo

• Educação Ambiental

Competências

Gerais: 2, 4, 6 e 9

Específicas: 1, 3 e 6

Habilidade: EF06CI04

• Saúde

• Educação em Direitos Humanos

Competências

Gerais: 4, 6, 7, 9 e 10

Específicas: 1, 5 e 8

Habilidade: EF06CI04

• Educação para o Consumo

• Educação Ambiental

Competências

Gerais: 2 e 7

Habilidade:

EF07CI12

Competências

Gerais: 2, 7 e 10

Específicas: 3, 4, 5 e 8

Habilidades:

EF07CI12

EF07CI13

EF07CI14

Competências Geral: 4

Específicas: 2 e 3

Habilidades:

EF07CI15

EF07CI16

• Saúde

• Educação Ambiental

• Saúde

• Educação Ambiental

Capítulos Conteúdos Competências e habilidades BNCC

• Impor tância da reprodução.

1. A reprodução

• Vida e reprodução

1

Unidade

2. Sexualidade e vida

• Reproduções assexuada e sexuada dos seres vivos.

• Reprodução nas plantas.

• Reprodução nos animais.

• Ciclo reprodutivo em plantas e animais.

• Adolescência e ritos de passagem.

• Puberdade, mudanças no corpo e a influência dos hormônios sexuais.

• Corpo masculino e corpo feminino.

• Ato sexual e início de uma nova vida.

3. Da concepção ao nascimento

4. Saúde e sexualidade

• Ciclo menstrual: ovulação e menstruação.

• Fecundação e desenvolvimento de um novo ser.

• Gestação e parto.

• Amamentação

• Cuidados com a saúde de todo o corpo.

• Infecções Sexualmente Transmissíveis (ISTs).

• Prevenção das ISTs.

• Métodos contraceptivos.

• Nutrientes

• Escolhas alimentares e insegurança alimentar.

• Problemas de nutrição

1. A digestão

Temas Contemporâneos Transversais (TCTs)

Competências

Gerais: 1, 2, 9 e 10

Específicas: 1, 2, 3, 4, 5 e 6

Habilidade:

EF08CI07

Competências

Gerais: 5, 6, 7, 8 e 9

Específicas: 6, 7 e 8

Habilidades:

EF08CI08

EF08CI11

Competências

Gerais: 7 e 9

Específicas: 4 e 5

Habilidades: EF08CI07

EF08CI08

EF08CI11

Competências

Gerais: 4, 7 e 8

Específicas: 4, 5, 7 e 8

Habilidades:

EF08CI09 EF08CI10 EF08CI11

• Trabalho

• Educação Ambiental

• Direitos da Criança e do Adolescente

• Processo de envelhecimento, respeito e valorização do idoso

• Saúde

• Direitos da Criança e do Adolescente

• Saúde

• Trabalho

• Educação em Direitos Humanos

• Saúde

2. A respiração

• Sistema digestório: estrutura, órgãos e glândulas anexas.

• A digestão.

• Saúde dos dentes

• Colesterol.

• Estrutura e órgãos do sistema respiratório.

• Movimentos respiratórios.

• Saturação de oxigênio e covid-19.

• Troca de gases – respiração pulmonar.

• Liberação da energia obtida dos alimentos – respiração celular.

• Estrutura e órgãos do sistema cardiovascular.

3. A circulação

• Circulação sanguínea – caminho do sangue.

• Pequena circulação.

• Grande circulação.

• Sistema linfático.

• Eliminação de água e excretas.

• Estrutura e órgãos do sistema urinário.

4. A excreção

• Funcionamento dos rins.

• Como se forma a urina.

• A excreção nos vertebrados.

Competências Gerais: 2, 3, 8 e 9

Específicas: 2, 3 e 7

• Saúde

• Educação para o Consumo

• Educação Alimentar e Nutricional

Competências Geral: 1

Específica: 2

• Saúde

Competências Geral: 4

Específicas: 6 e 8

• Saúde

Competências Geral: 4

Específica: 8

Capítulos Conteúdos

• O que é energia.

• Fontes de energia: não renováveis e renováveis.

• Energia... Disponível até quando?

3

Unidade

1. Transformando as diferentes formas de energia

• Energia mecânica.

• Energia elétrica.

• Produção da energia elétrica.

• Diferentes fontes de energia, suas vantagens e desvantagens.

• Conceito de potência.

• Corrente elétrica e seus efeitos.

2. Consumo responsável de energia

• Equipamentos elétricos: resistores, receptores e geradores.

• Cálculo do consumo de energia de equipamentos elétricos.

• Consumo responsável de energia elétrica.

• Bandeiras tarifárias.

• Circuitos elétricos.

• Pilhas, baterias e carga armazenada.

• Perigos do descarte incorreto de pilhas.

• Bateria de celulares e carregadores portáteis.

• Circuitos elétricos simples e seus componentes.

• Comparando o consumo de lâmpadas.

• Resistência elétrica.

• Sobrecargas elétricas, curto-circuito e dispositivos de segurança.

• Sentido de rotação da Terra.

• Movimento de translação da Terra.

• Obser vação do céu.

• Verões e invernos no Norte e no Nordeste do Brasil.

• Luz do Sol nas estações do ano.

• Movimento da Lua.

• Eclipses

• Previsão do tempo.

• Tempo e clima.

• Fatores relacionados à previsão do tempo e à identificação do clima.

• Tecnologias usadas na meteorologia.

• Massas de ar

• Correntes marítimas.

• Circulação atmosférica.

• Alterações climáticas.

• Ações humanas e o clima.

• Consequências das alterações climáticas.

Competências e habilidades BNCC

Competências Geral: 7

Específicas: 5 e 8

Habilidades:

EF08CI01

EF08CI06

Competências

Gerais: 7, 8 e 10

Específicas: 5 e 8

Habilidades:

EF08CI02

EF08CI03

EF08CI04

EF08CI05

Temas Contemporâneos Transversais (TCTs)

• Educação Ambiental

Competências

Gerais: 2, 4, 7, 8 e 10

Específicas: 2 e 8

Habilidade: EF08CI02

Competências

Gerais: 1, 2 e 9

Específicas: 2 e 3

Habilidades: EF08CI12 EF08CI13

Competências

Gerais: 1, 2, 7 e 9

Específicas: 1, 2, 3 e 5

Habilidades: EF08CI14 EF08CI15

Competências

Geral: 4

Específicas: 4 e 8

Habilidade: EF08CI16

• Educação Ambiental

• Educação em Direitos Humanos

3. Circuitos elétricos: aplicações e riscos

1. O sistema Sol-Terra-Lua

2. O clima e a previsão do tempo

3. Alerta: o clima do planeta está mudando

Capítulos Conteúdos

1. A herança genética

2. A contribuição de Mendel

Unidade

3. Teorias evolucionistas

• Características hereditárias.

• Conceitos em genética.

• Análise de heredogramas.

• Os experimentos de Mendel.

• Bioética.

• DNA e o teste de parentesco.

• Comparação das ideias de Lamarck e Darwin.

Competências e habilidades BNCC

Competência

Específica: 3

Habilidade: EF09CI08

Competências

Gerais: 3, 4, 5, 9 e 10

Específicas: 1, 3 e 8

Habilidade: EF09CI09

Competências

Gerais: 4, 8

Temas Contemporâneos Transversais (TCTs)

1. Diversidade biológica

2. Preservação da biodiversidade

• Mutação genética.

• Seleção natural.

• Estudo de caso de seleção natural.

• Diversidade genética.

• Aspectos evolutivos e ambientais.

• Evidências da evolução.

• Evolução da espécie humana.

• Biotecnologia e biodiversidade.

• Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza.

• Desenvolvimento sustentável.

• Tipos de Unidades de Conservação.

• Terras indígenas.

• Conceito de mosaico.

• Corredores ecológicos.

• Biopirataria.

• Ciclo de vida de um produto.

• Consumo sustentável.

• Desperdício de alimentos.

3. Sustentabilidade

1. Estrutura da matéria e radioatividade

• Sustentabilidade e povos tradicionais.

• Unidades de conser vação e a sociedade.

• A Natureza como sujeito de direitos.

• Solidariedade intergeracional.

• Constituição dos materiais.

• Conceitos históricos de estrutura atômica da matéria, modelos atômicos (Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr).

• Estado de agregação da matéria.

• Mudanças de estado físico da matéria.

• Estrutura e representação dos átomos e íons.

• Semelhanças atômicas (átomos isótopos, isóbaros, isótonos) e conceito de elemento químico.

• Conceito de moléculas e substâncias.

• Radioatividade e saúde.

Competências

Gerais: 9 e 10

Específicas: 2, 5, 6 e 8

Habilidade: EF09CI11

Competências

Gerais: 1, 2, 7 e 9

Específicas: 1, 2, 3, 4, 5 e 8

Habilidade: EF09CI12

Habilidades: EF09CI10 EF09CI11 Unidade

Competências

Gerais: 1, 2, 3, 4, 7, 9 e 10

Específicas: 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 8

Habilidades: EF09CI12 EF09CI13

• Ciência e Tecnologia

• Educação Ambiental

• Educação em Direitos Humanos

• Educação para o Consumo

• Educação Ambiental

Competências

Gerais: 1, 2, 4, 5, 7 e 9

Específicas: 1, 2 e 6

Habilidades: EF09CI01 EF09CI03

• Ciência e Tecnologia

3 •A matéria e suas transformações

Unidade

Capítulos Conteúdos

• Organização dos elementos químicos.

• Elementos químicos: símbolo, representação e classificação periódica.

• Ligações químicas, regra do octeto, formação de compostos iônicos, moleculares e metálicos.

• Fórmulas químicas.

• Conceito de função química.

• Funções ácido, base, sal e óxido.

• Conceito de pH.

• Minerais na alimentação humana.

• Chuva e solo ácidos.

• Fenômenos físicos e químicos.

• Reações químicas e suas evidências.

• Representação das equações químicas e balanceamento.

4.

químicas

• O Universo e seus astros

Unidade 4

aplicações

• Quantidades de substâncias nas transformações químicas.

• Energia química, velocidade e fatores que interferem na velocidade de reações.

• Substâncias sintéticas.

• Ondas

• Características das ondas.

• Espectro eletromagnético.

• Luz visível aos nossos olhos.

• Transmissão de som e imagem.

• Tipos de ondas e suas aplicações

• Alimentos irradiados.

• Efeitos biológicos da radiação.

• Radiação ultravioleta.

• O Sistema Solar em escala de distâncias.

• Planetas rochosos e gasosos.

• As órbitas dos planetas.

• Satélites naturais.

• Corpos menores.

Competências

Gerais: 1, 2 e 8

Específicas: 1, 4, 5, 7 e 8

Habilidade: EF09CI03

Competências

Gerais: 1, 2 e 8

Específicas: 1 e 5

Habilidade: EF09CI03

Competências

Gerais: 2, 4, 5, 8 e 9

Específicas: 2, 3, 5 e 8

Habilidades:

EF09CI02

EF09CI07

• Educação Alimentar e Nutricional

• Ciência e Tecnologia

• Educação Ambiental

• Saúde

• Educação Ambiental

• Educação Ambiental

• Educação Alimentar e Nutricional

• Saúde

• Direitos da Criança e do Adolescente

Competências

Gerais: 1, 2, 4, 5, 7, 8 e 9

Específicas: 1, 2, 5 e 8

Habilidades:

EF09CI04

EF09CI05

EF09CI06

EF09CI07

Competências

Gerais: 1 e 9

Específica: 3

Habilidade: EF09CI14

• O nascimento do Sistema Solar e da Terra.

• O Céu e a Astronomia.

• Constelações.

• Etnoastronomia.

• Histórias sobre o Universo.

Competências

Gerais: 1, 3, 6 e 9

Habilidade:

EF09CI15

• Ciência e Tecnologia

• Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras

• Obser vando as estrelas.

• O Sol e as estrelas.

• Evolução estelar.

• O diagrama HR.

• Estrelas e elementos químicos.

• Aspectos de viagens espaciais.

Competências

Gerais: 2 e 4

Específica: 3

Habilidades:

EF09CI16

EF09CI17

2. Substâncias químicas

3. Funções químicas

As reações

5. Radiações e suas

1. Da Terra às galáxias

2. O Céu das culturas

3. Nasce uma estrela

Seções de cada unidade

Ao longo das unidades, as seções descritas a seguir mobilizam saberes e ações que contribuem para o estudante avançar no domínio das habilidades e competências cognitivas e socioemocionais.

Aberturas

A abertura da Unidade apresenta breve texto de introdução aos assuntos que serão abordados ao longo da unidade, instigando o estudante a realizar antecipações e a fazer inferências a respeito do tema. Também vem acompanhada de uma imagem que desperta a curiosidade e a observação crítica, incentivando indagações que intencionam ora mobilizar os conhecimentos prévios dos estudantes, ora estimulá-los a formular hipóteses, convertendo-se em gatilhos para novas aprendizagens. Antecipa um questionamento a respeito de algum conteúdo, assunto ou fato que será abordado na leitura do texto-base, com o objetivo de estimular a curiosidade dos estudantes e levá-los a levantar hipóteses sobre a questão. A abertura de capítulo conta com o boxe Para começar. Nele, há perguntas disparadoras e testagem de conhecimentos prévios ou pequeno texto introdutório.

Abertura de unidade

3

Água, materiais e misturas

Você consegue imaginar qual caminho a água desse rio percorre até chegar à torneira? Ela provavelmente passa por estações de tratamento, onde é purificada, tornando-a própria para o consumo. Após a purificação, a água é direcionada para um reservatório elevado e distribuída à população. Se conhecermos todos os processos que ocorrem com a água para chegar até as residências, nos lembraremos de que esse recurso natural, essencial à vida, é esgotável. Esse conhecimento nos ajudará a refletir sobre nossas ações para evitar o desperdício ou a contaminação da água.

1. Há alguma diferença entre a água que bebemos e a água de um rio? 2. Como você acha que os galhos, as folhas e outros objetos sólidos presentes nos rios e represas são retirados em uma estação de tratamento de água?

3. Converse com os colegas e proponha três formas para evitar o desperdício de água.

Nesta unidade, você vai ter oportunidade de: reconhecer a importância da preservação dos diversos tipos de reservas hídricas (superficiais e subterrâneas) para a manutenção da vida na Terra;

Composta de imagens a serem exploradas pelos estudantes. Apresenta texto introdutório e questões.

Questões para explorar os conhecimentos prévios dos estudantes.

A água

Abertura de capítulo

Perguntas disparadoras na seção Para começar e testagem de conhecimentos prévios ou pequeno texto introdutório.

• relacionar as propriedades de mudança de estado físico da água com o ciclo da água no planeta; identificar, diferenciar e classificar misturas homogêneas e heterogêneas no cotidiano, bem como conhecer e propor métodos empregados para sua separação; distinguir substâncias de misturas de substâncias, presentes no cotidiano.

161

Objetivos da unidade, para que o estudante saiba o que irá aprender e possa avaliar seu progresso.

O monstro que engolia navios Narrativas repetidas até que se tornassem aceitas descreviam seres fantásticos que habitavam florestas, mares amedrontavam nossos antepassados. Isso ainda acontece nos tempos atuais. Mesmo falsa, esse tipo de narrativa acaba permanecendo na imaginação coletiva. Entre os seres míticos presentes no imaginário europeu desde a Antiguidade estavam os monstros marinhos. Os bestiários eram um tipo de literatura produzida nos monastérios medievais que tratava das bestas, seres fantásticos ou criaturas do mundo natural que tinham algumas características exageradas. Os catálogos escritos pelos monges, que nem sempre tinham compromisso com a verdade, apresentavam descrições pormenorizadas dos hábitos desses animais, suas dietas, comportamentos, lugares que lhes serviam de habitação etc. E esses seres não foram populares apenas na Idade Média, como vocês podem pensar. Num mapa do século XVI — ou seja, posterior ao período medieval é retratado um monstro marinho (destaque na imagem) que ataca uma embarcação na Escandinávia

Biblioteca Britânica, Londres

a água pode estar misturada a diversos materiais dissolvidos e partículas sólidas. Algumas misturas são perceptíveis por mudarem o aspecto da água, por exemplo, a mistura entre água e terra. Contudo, a mistura de água com sais ou açúcares muitas das vezes não pode ser observável a olho nu. A presença de água é essencial para que haja vida em um local. Alguns seres vivos podem absorvê-la diretamente do ambiente, como as plantas, já outros organismos podem fazer a ingestão da água ou obtê-la por meio da alimentação.

Carta náutica de Olaus Magnus (1490-1557) mostrando a Escandinávia e uma embarcação sendo atacada por monstros que se acreditavam existir na Idade Média.

E não é só na Escandinávia... A imaginação criou navios fantasmas, sem tripulação, que vagavam pelos oceanos levando as almas dos que neles habitavam, quando estavam vivos. Filmes

Narrativa: exposição de acontecimentos reais ou imaginários, geralmente de forma encadeada, fazendo uso de palavras imagens. Monastério: local de habitação, celebração e trabalho de monges, monjas e membros de comunidades religiosas; mosteiro. Pormenorizado: detalhado, minucioso. Escandinávia: região da Europa que engloba a Dinamarca, a Suécia, Noruega e a Finlândia.

É fundamental os estudantes identificarem que as relações entre o conhecimento científico, a produção de tecnologia e as condições de vida são resultado de processos históricos. Assim, por meio de textos, reflexões e atividades, objetivamos levar os estudantes a perceber que as Ciências são uma produção humana, sendo, como tal, frutos do contexto histórico-social.

Portanto, nesta seção pretende-se mostrar – ainda que pontualmente – o processo histórico da construção de alguns conceitos estudados na coleção, ilustrando seus diferentes contextos histórico-sociais de produção. Descrevemos, assim, alguns episódios históricos, com o objetivo de possibilitar a compreensão de que a aceitação ou não de uma teoria tem grande relação com forças sociais, políticas, filosóficas e/ou religiosas do contexto em que foi produzida. Na seção há um texto complementar seguido por atividades. Ela contribui, também, para despertar o interesse acerca do tema e ampliar a capacidade dos estudantes de estabelecer associações entre o passado e situações reais e atuais.

vocações, ampliar o interesse nas diferentes áreas do conhecimento e mostrar como trabalham e pensam esses profissionais, tentando desconstruir a imagem estereotipada, masculina, mítica e detentora exclusiva do poder de conhecimento científico tipicamente atribuída a cientistas e especialistas. Tal imagem distorcida costuma ser reforçada nas produções voltadas ao público infantojuvenil, como desenhos animados e revistas em quadrinhos, e na mídia em geral. O conhecimento de áreas de trabalho também traz reflexões sobre o futuro e o projeto de vida dos estudantes.

Apresenta atividades desafiadoras relacionadas à temática do capítulo, que envolvem a resolução de problemas com ênfase em diversos Temas Contemporâneos Transversais. Para favorecer o trabalho cooperativo, as atividades desta seção preveem grupos de trabalho. Por meio da seção, estimula-se os estudantes a utilizar diferentes linguagens, incluindo as tecnológicas. Reúnem-se atividades cujo foco é a sinergia, o trabalho coletivo de busca e a sistematização de informações em fontes diversificadas, assim como o debate sobre questões instigantes.

As tarefas propostas buscam valorizar o trabalho coletivo e estimular as relações interpessoais, com foco em atividades colaborativas que promovem o desenvolvimento de competências socioemocionais. Esperamos contribuir para desenvolver nos estudantes atitudes como saber ouvir, expressar-se, debater com argumentos e respeitar as diferenças.

o especialista

Nesta seção, apresentamos uma entrevista com uma pessoa cientista ou especialista cujo trabalho está relacionado à unidade em estudo. O objetivo é estimular

Presente em todos os capítulos, com uma ou mais ocorrências, este boxe indica materiais complementares –como livros, animações, infográficos, filmes e textos –que contribuem para a aprendizagem de conteúdos do capítulo e enriquecem o repertório dos estudantes a respeito de temas correlatos. Além de materiais educativos, recomendam-se diversos centros de visitação distribuídos por diversas cidades brasileiras, como museus, jardins botânicos, entre outros. Apresentam-se recursos de grande valia para o planejamento e viabilização da metodologia da aula invertida, disponibilizando aos estudantes, assim, um material abundante por meio do qual o professor poderá integrar momentos presenciais e não presenciais, síncronos e assíncronos de aprendizagem.

Leituras

A seleção e a leitura poderão ser encaminhadas de várias maneiras, de acordo com a disponibilidade de acesso, o interesse dos estudantes e a demanda do planejamento. Ressaltamos ainda que a atividade de leitura e interpretação favorece a construção de competências diversas, amplia a visão de mundo e deve, portanto, ser sempre estimulada. É importante que os estudantes, ao ler um livro ou uma revista, explorem ao máximo seu potencial, bem como reflitam sobre o que estão lendo, analisem as imagens que são apresentadas, sejam curiosos e criem o hábito de ler as notas de capa, os rodapés, informações sobre os autores, o ano da edição etc., anotando as dúvidas e procurando no dicionário as palavras que não conhecem. Julgamos que isso pode colaborar para torná-los leitores mais críticos.

Vídeos e filmes

Torna-se necessário que, ao adotarem-se filmes, desenhos animados e notícias divulgadas pela mídia visual como recurso didático, se aproveite a oportunidade para explorar os conteúdos de Ciências envolvidos

(muitas vezes tratados nessas produções de modo equivocado), assim como para refletir sobre as interações de Ciência, Tecnologia e Sociedade, discutir ideias acerca da natureza das Ciências e desenvolver nos estudantes a capacidade de análise crítica da informação. Apesar da importância das produções especialmente voltadas à divulgação científica, é nas ficções científicas que pensamos primeiro quando se fala em Ciência no cinema. Mas esse não é o único gênero de filme a projetar imagens sobre a Ciência, os cientistas ou as sociedades centradas neles. Filmes de aventuras, dramas, comédias e desenhos também contribuem, formando muitas vezes concepções sobre a Ciência que inclusive podem ser distorcidas (como estereótipos, modelos tratados como “realidade” e valorização excessiva de determinados personagens, não os considerando como parte de um contexto sócio-histórico).

Esses recursos podem ser utilizados para introduzir um novo assunto, a fim de despertar a curiosidade ou a motivação para novos temas. Ajudam a visualizar o que é apresentado em sala de aula, inclusive cenários desconhecidos dos estudantes, além de poderem ilustrar ou simular, por exemplo, experimentos que apresentariam riscos ou exigiriam muito tempo e recursos bem sofisticados, processos muito lentos ou rápidos demais, possibilitando ver desde o infinitamente pequeno até o imensamente grande. Auxiliam também a multiplicar pontos de vista sobre uma mesma realidade e a explorar outras culturas e contextos, entre outros exemplos. Como ocorre com qualquer recurso didático, a eficiência e o significado das mídias audiovisuais no ensino de Ciências dependerão de seu uso articulado com o currículo. Segue sugestão de planilha para auxiliar o planejamento de atividade com vídeo. Essa planilha pode ser complementada de acordo com a necessidade de cada turma ou professor.

Programa:

Público-alvo:

Objetivos do trabalho com o vídeo:

Conteúdos, competências e habilidades que o vídeo aborda/desenvolve:

Antes de exibir o vídeo:

Sites

A disponibilidade de computadores na escola amplia as possibilidades de estudantes e professores terem acesso a informações atualizadas e em grande quantidade. Contudo, em tempos de ampla disseminação de fake news, o cuidado com fontes confiáveis deve ser ainda maior. Sugerimos sites com resultados de experimentos, que apresentam centros de divulgação científica e disponibilizam várias informações bibliográficas, entre outras informações.

Locais para visitação

A Associação Brasileira de Centros e Museus de Ciência (ABCMC) publicou um catálogo com informações sobre a maioria dos centros de divulgação científica do país. Disponível em: http://abcmc.org.br/ (acesso em: 24 maio 2022). É fundamental e enriquecedora a articulação da escola com outros setores engajados em programas de popularização da Ciência. Se possível, organize visitas aos centros e museus de Ciência que existem em sua região e em vários pontos do país ou procure interagir com eles de alguma forma. Ao fazer uma visita a algum desses espaços, é interessante que os estudantes demonstrem uma atitude investigativa e registrem suas observações por escrito. Sugerimos também separar um tempo a fim de que eles possam registrar suas impressões e até mesmo desenhar durante a visita ou, se não for possível, depois, em sala de aula.

Glossário

A aprendizagem está intimamente ligada à ampliação do vocabulário. Na seção Glossário, os estudantes encontram a definição de termos que poderiam comprometer sua compreensão do texto didático. Entendemos que quando os estudantes encontram o significado de uma palavra desconhecida na primeira página em que ela aparece, a leitura e o entendimento do texto se tornam mais ágeis e eficientes. Apesar disso, esse recurso não substitui a consulta ao dicionário. O uso adequado do dicionário como referência não deve ser subestimado, mas, sim, estimulado sempre que necessário. O desenvolvimento dessa habilidade deve ser contínuo no decorrer de toda a Educação Básica.

Encaminhamento com os estudantes:

Durante a exibição:

Após a exibição:

Trechos que destacaria com os estudantes:

Atividades desencadeadas pelo vídeo:

Dispostas ao longo do capítulo, estão reunidas atividades individuais e coletivas de sistematização, bem como atividades de pesquisa. Objetiva-se mobilizar os estudantes a aplicar os conhecimentos na resolução das questões, desenvolver a prática da pesquisa e socializar suas descobertas e saberes com a turma e a comunidade.

Dispostas ao final de cada capítulo, estão reunidas atividades individuais e coletivas – preferencialmente de sistematização – sobre o conjunto de temas abordados.

nas Tecnologias Digitais da Informação e Comunicação (TDIC). São propostas aos estudantes atividades para pesquisa e ampliação das informações e construção de conhecimentos, de modo que possam exercer autoria e socializar o que aprenderam com a comunidade.

Seção que possibilita aos estudantes refletir acerca de diferentes pontos de vista apresentados sobre um tema em questão. As atividades propostas ampliam não só o conhecimento do tema – geralmente controverso –, mas a capacidade de crítica, argumentação e debate dos estudantes, favorecendo o desenvolvimento de competências relacionadas ao respeito à pluralidade de ideias e à avaliação de situações de maneira empática. Finaliza com uma proposta de atividade.

Nesta seção, os estudantes são convidados a realizar observações de algumas situações ou fenômenos naturais na escola ou em ambientes externos, fazendo comparações e registros, debatendo e comunicando informações ou constatações.

Seção de aprofundamento com textos sobre temas de relevância da atualidade. Explora aspectos que podem se desdobrar em projetos e investigações, conforme o perfil de interesses da turma. Contém proposta de atividades.

Busca formas de representar os conceitos de maneira a aproximá-los o máximo possível da realidade, tornando-os tangíveis para os estudantes. O uso de modelos pedagógicos como metodologia de ensino permite tornar concreto o conteúdo de conceitos abstratos, dando movimento a processos que podemos observar no mundo empírico ou a olho nu, simulando situações futuras e prevendo-as, entre outras.

Presente em todos os volumes do Livro do Estudante, a seção propõe uma abordagem interdisciplinar do assunto em foco, com atividades que demandam, por parte dos estudantes, a aplicação integrada de conhecimentos conceituais e procedimentais de diferentes campos do saber.

Seção de natureza predominantemente reflexiva, em que se solicita aos estudantes uma análise baseada em suas ideias e opiniões, revistas à luz de informações e conhecimentos abordados no livro. Promove valores éticos e pautados nos direitos universais.

Esta seção propõe atividades práticas relacionadas a métodos das Ciências e ao fazer científico, geralmente contemplando algumas das etapas da investigação científica. Permite aos estudantes uma aproximação da atividade científica, já que a proposição dos experimentos envolve resolução de problemas, levantamento de hipóteses, controle de variáveis, observação do processo e elaboração de resultados, típicos da atividade investigativa. Os experimentos geralmente são de execução simples, com materiais acessíveis e etapas claras para sistematização das observações feitas.

Apresenta atividades relacionadas a diferentes tecnologias usadas na produção científica, com ênfase

Infográfico sobre um tema da atualidade relacionado aos conteúdos estudados. Seus conteúdos têm um enfoque interdisciplinar e geralmente são relacionados a manifestações artísticas e culturais ou à produção científica, sob a perspectiva de diferentes campos do saber.

Mapa conceitual

Apresenta visualmente uma síntese dos assuntos centrais trabalhados ao longo da unidade. Esta seção tem por objetivos a retomada e a sistematização dos conceitos e busca estimular os estudantes a criar novas formas de organizar e relacionar os temas estudados. Os mapas conceituais podem ser úteis no planejamento, na avaliação e nos demais processos da prática pedagógica. Como representam os conceitos-chave conectados, possibilitam visualizar a lógica que leva a organizar, de determinada maneira e não de outra, os conteúdos de Ciências no currículo escolar, assim como permitem contemplar a forma com a qual está estruturado um projeto, e até mesmo a compreensão de textos.

Seção que finaliza a unidade, sendo composta por questões diretas e atividades que apresentam imagens e textos, que requerem leitura, interpretação e reflexão a respeito das temáticas trabalhadas nos capítulos da unidade. Proporciona aos estudantes a oportunidade de retomar os conceitos estudados; já ao professor, favorece oportunidade de fazer uma avaliação da turma sobre os principais aspectos estudados na unidade, reunindo elementos para verificar se é necessário planejar atividades de revisão de conteúdos.

Ícones

Apresenta orientação para realizar atividade na moradia.

Indica atividades com criação de modelos, esquemas, representações etc.

Orienta a realização de atividade no caderno.

Indica atividades complexas e desafiadoras.

Orienta a utilização de recursos digitais.

Orienta a realização de atividade em grupo.

Orienta a realização de atividade em dupla.

Como usar esta coleção

Orienta a leitura oral de texto.

Orienta a realização de atividade oral.

Este selo indica o trabalho sobre um Tema Contemporâneo Transversal.

Recomendamos que se estabeleça previamente o planejamento anual, subdividido por período letivo (dividido pelas escolas geralmente em quatro bimestres ou três trimestres). Isso é essencial para o melhor aproveitamento das potencialidades oferecidas pelos materiais da coleção. Para tanto, pode-se tomar como base os recursos de que ela dispõe.

O Manual do Professor funciona como instrumento auxiliar para o trabalho. Por meio dele, é possível conhecer quais habilidades, competências gerais e específicas são trabalhadas em cada etapa, além dos objetivos de aprendizagem dos capítulos e dos pré-requisitos exigidos dos estudantes.

Dispostas nas laterais das páginas, o Manual do Professor em formato lateral apresenta orientações sobre como abordar o conteúdo em sala de aula com estratégias sugeridas para enriquecer sua prática pedagógica.

Atente também para a seção Para aprofundar , que traz sugestões de sites, livros, vídeos e textos complementares sobre o assunto tratado para subsidiar o trabalho junto aos estudantes.

A seção Em foco , além de permitir explorar a leitura e a interpretação de infográficos, pode desdobrar-se em debates e pesquisas de aprofundamento sobre o tema abordado. O Mapa conceitual , sem ter a pretensão de apontar para um único caminho possível, pode auxiliar professor e estudantes a identificar que conteúdos são essenciais para a aprendizagem de outros. Com o mapeamento, também se torna mais fácil perceber como se relacionam os conceitos, que serão desenvolvidos em diferentes aulas/unidades.

Sugestões de cronograma

Apresentamos as possibilidades de planejamento do curso ao longo de um ano, por meio dos cronogramas a seguir.

Planejamento bimestral

1o bimestreUnidade 1

2o bimestreUnidade 2

3o bimestreUnidade 3

4o bimestreUnidade 4

Planejamento trimestral

1o trimestreUnidades 1 e 2

2o trimestreUnidade 3

3o trimestreUnidade 4

Planejamento semestral

Temas

1o semestreUnidades 1 e 2

2o semestreUnidades 3 e 4

Contemporâneos Transversais

Os Temas Contemporâneos Transversais (TCTs) propostos na BNCC englobam assuntos importantes para a formação integral dos estudantes, principalmente na dimensão cidadã. Referem-se a contextos de relevância na sociedade contemporânea e têm natureza transversal e interdisciplinar. No total, são 15 TCTs: Ciência e Tecnologia; Diversidade Cultural; Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras; Vida Familiar e Social; Educação para o Trânsito; Educação em Direitos Humanos; Direitos da Criança e do Adolescente; Processo de envelhecimento, respeito e valorização do idoso; Educação Ambiental; Educação para o Consumo; Trabalho; Educação Financeira; Educação Fiscal; Saúde; Educação Alimentar e Nutricional. Esses temas são divididos em seis macroáreas temáticas.

O trabalho com esses temas tem grande potencial de incentivar o protagonismo estudantil, no sentido de trazer uma perspectiva crítica e proativa sobre os

problemas e desafios do âmbito pessoal, da comunidade e da sociedade em geral.

Ao longo das unidades e volumes desta coleção, diversas atividades abordam os TCTs, relacionando-os à realidade dos estudantes em questões relevantes da vida contemporânea. Em consonância com a natureza transversal e integrada desses temas, procurou-se uma abordagem que não limitasse o conteúdo à área das ciências naturais. Veja a seguir os dois TCTs que cada volume da coleção abordou de forma destacada.

Ano TCT trabalhado em profundidade

6o ano Educação em Direitos Humanos Trabalho

7o ano Saúde Educação Ambiental

8o ano Educação Alimentar e Nutricional Direitos da Criança e do Adolescente

9o ano Ciência e Tecnologia Educação para o Consumo

Os TCTs relacionados ao Meio Ambiente são abordados na coleção quando exploramos conceitos diretamente relacionados à Ecologia – incluindo ameaças à biodiversidade, questões climáticas e desequilíbrios ambientais –, bem como em contextos como o do desenvolvimento sustentável, debatendo-o sob uma perspectiva socioambiental. Essa abordagem permite contemplar as dimensões política, cultural e étnico-racial, não se restringindo a uma leitura biológica do meio natural. Nesse sentido, são discutidos conceitos como consumismo, consumo consciente, logística reversa, destino e tratamento de resíduos, os 5Rs e outros, propondo uma interface com Economia. Ainda nesse tema, também enfatizamos o trabalho em diferentes campos de atuação, abordando atendimento à saúde da população, exploração de recursos naturais, previsão do tempo, investigações científicas etc.

As entrevistas com especialistas trazem informações sobre carreiras. Nelas discute-se com frequência o impacto das mudanças tecnológicas, abrindo espaço para a abordagem de Ciência e Tecnologia. Este tema é contextualizado de maneira sócio-histórica, trazendo uma vertente crítica da Ciência e do trabalho científico, procurando desconstruir estereótipos e reafirmar a importância do conhecimento científico. O contexto recente da pandemia de Covid-19 e outras vivências relevantes permitem explorar a Saúde não

só na dimensão individual do autocuidado, mas, também, na dimensão coletiva. São propostas reflexões para sensibilizar, mobilizar e instrumentalizar os estudantes com vistas à promoção da saúde pessoal, comunitária e ambiental ao adotar condutas e práticas como a adesão a medidas sanitárias e à vacinação. Destaca-se o papel do SUS e os direitos humanos e sociais, aborda-se o atendimento aos povos tradicionais, conduzindo as discussões para o campo da Cidadania e Civismo. Ao tratar desse tema, trabalha-se a reafirmação da cultura da paz, do respeito e da valorização da diversidade humana em todas as suas esferas, inclusive na escuta e na abertura de espaço para manifestações culturais, assim como no resgate de contribuições etnocientíficas e em propostas pautadas em ética, empatia, desconstrução de preconceitos, combate ao racismo e à violência de gênero. Dessa forma, realiza-se um trabalho integrado com o Multiculturalismo.

Atitudes e valores para uma cultura de paz

Entre os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) propostos na Conferência das Nações Unidas no Rio de Janeiro em 2012, o de número 16 destaca a cultura de paz: “Promover sociedades pacíficas e inclusivas para o desenvolvimento sustentável, proporcionar o acesso à justiça para todos e construir instituições eficazes, responsáveis e inclusivas em todos os níveis”.

Ao analisar as metas para atingir esse objetivo, destacamos a seguir algumas para as quais a escola pode contribuir efetivamente:

• Reduzir de modo significativo e em todos os lugares quaisquer formas de violência e suas taxas de mortalidade, inclusive com redução de 1/3 das taxas de feminicídio e de homicídios de crianças, adolescentes, jovens, negros, indígenas e pessoas da comunidade LGBTQIA+;

• Proteger crianças e adolescentes de abuso, exploração, tráfico, tortura e todas as outras formas de violência;

• Desenvolver instituições eficazes, responsáveis e transparentes em todos os níveis;

• Garantir a tomada de decisão responsiva, inclusiva, participativa e representativa em todos os níveis;

• Assegurar o acesso público à informação e proteger as liberdades fundamentais, em conformidade com a legislação nacional e os acordos internacionais;

• Promover e fazer cumprir leis e políticas não discriminatórias e afirmativas.

Como colaborar com o cumprimento dessas metas?

O espaço de aprendizagem não se restringe à escola ou à sala de aula, assim como constatamos que a influência e a participação familiar não é exclusiva ao ambiente doméstico. O desenvolvimento de crianças e adolescentes se dá na interação desses e de outros espaços e círculos que frequentam ou dos quais fazem parte. O diálogo e interação de família e escola permitem alinhar as expectativas e buscar o diálogo nos pontos conflitantes, tomando sempre por base princípios pautados no respeito à dignidade e à diversidade humana.

Partindo dessa premissa, entendemos que o ensino de Ciências, como parte integrante do currículo e do projeto político-pedagógico escolar, também deve favorecer essa interação com as famílias e demais setores da comunidade escolar e a sociedade. Por meio desse diálogo, torna-se possível identificar concepções e ideias acerca de temas cujo impacto não se restringe à efetividade do papel educacional da escola na formação dos jovens. Do contrário, por vezes, certas crenças de natureza sociocultural reforçam animosidades e um clima de tensão e conflito social.

Sem nos colocarmos em posição defensiva ou autoritária, é preciso encarar o desafio de fazer parcerias, acolher e reconhecer a dificuldade do outro – e nossa – em romper com visões de mundo cristalizadas historicamente por instituições sociais como a própria escola. Contudo, não se pode perder de vista o compromisso da escola com a formação integral dos estudantes, o que inclui reconhecimento, respeito e valorização da singularidade humana. Numa sociedade democrática, o pluralismo de ideias e a liberdade de expressão devem ser garantidos e oportunizados pela escola. Porém, também cabe à escola reforçar que discursos violentos e discriminatórios atentam contra a legislação brasileira e principalmente contra a dignidade humana, e não devem ter status de opiniões válidas e aceitas socialmente.

Não podemos, por exemplo, ignorar o número crescente de casos de violência de gênero resultando em grande quantidade de homicídios. A escola –em parceria com a comunidade – pode promover ações com vistas à valorização e à visibilidade positiva da imagem feminina. Divulgar programas que incentivam a presença de meninas nas Ciências é um exemplo deste tipo de ação. Igualmente preocupante é o número de casos de violência contra a população LGBTQIA+ (sigla de lésbicas, gays, bissexuais, travestis, transexuais e transgêneros, queer, intersexuais, assexuais e outros). Um número significativo de estudantes sofre violência física e emocional por sua orientação sexual ou identidade de gênero. Também cabe à escola não ignorar nem banalizar manifestações de discriminação e violência e promover o respeito à dignidade humana. Vale destacar que desde 2019 a justiça brasileira determinou que condutas homofóbicas e transfóbicas podem ser igualadas aos crimes de racismo. Como parte dos esforços desse trabalho, esta coleção didática procurou garantir em seu texto-base e imagens que estudantes de diferentes etnias, gêneros e origens sociais se sintam representados positivamente. Outro ponto de tensão é causado por manifestações de intolerância e preconceito contra estudantes que professam sua fé em correntes religiosas de matriz africana. Além do racismo associado a essa discriminação, esse fato é particularmente grave, considerando-se a laicidade da escola pública e o direito à liberdade religiosa.

Outra importante questão refere-se à violência e ao abuso, incluindo sexual, de crianças e adolescentes. Além de machucar fisicamente as crianças, provocam danos psicológicos que podem ser carregados durante o resto de suas vidas. Um dado que não pode ser ignorado é que a maior parte das violências e dos abusos acontece dentro de casa, cometidos por parentes ou pessoas próximas à família. Muitos casos são revelados pelos estudantes na escola, para algum adulto com o qual tenham amizade e no qual deposite confiança. É preciso informar e preparar professores e demais funcionários para lidar com tais situações e realizar os encaminhamentos adequados. Trabalhar com os estudantes seus direitos, com base no Estatuto da Criança e do Adolescente, em articulação com questões como sexualidade e cuidados no uso de mídias sociais, por exemplo, pode ajudar a abrir um canal de comunicação e proporcionar o acolhimento necessário às vítimas, para que elas se sintam à vontade para se manifestar sem constrangimento.

Percebe-se que promover a cultura de paz e de não violência implica reconhecer o papel problematizador, articulador e mobilizador da escola para questões sociais relevantes, incluindo as controversas e que exigirão estratégias para mediação de conflitos. Além disso, é preciso investir em programas de formação continuada de educadores, informar estudantes e famílias sobre seus direitos e realizar uma gestão democrática, transparente e participativa da escola.

Sabemos que Ciências e educação em Ciências são atividades e produções humanas e, como tais, são condicionadas por fatores sociais, refletindo e influenciando o contexto histórico no qual estão inseridas. Sendo assim, consideramos importante refletir sobre como a escola e, em especial, os currículos de Ciências vêm lidando com a questão da diversidade e como o livro didático nesse contexto pode colaborar na desconstrução ou na legitimação de preconceitos. Que grupos sociais e étnicos têm sido historicamente representados de maneira estereotipada e distorcida?

Etnia, classe social, religião e identidade – bem como outras categorias de análise – atravessam a discussão do currículo desenvolvido historicamente em nossas escolas, um currículo ainda predominantemente branco, eurocêntrico e masculino. Como consequência, a percepção do mundo por parte da criança acaba se formando com base nos esquemas dominantes. Nesse cenário, sabemos da importância de que, nos livros didáticos, mulheres não sejam retratadas apenas como mães e esposas; que Ciência e trabalho não sejam representados como coisas de menino; e que afrodescendentes e indígenas não apareçam em situações de miséria e degradação.

Em relação à etnia, nós, como autores e professores, temos consciência de que silenciar questões étnico-culturais no livro didático pode colaborar para o cerceamento de referenciais positivos necessários à formação da autoestima na criança não branca, levando também ao reforçamento de preconceitos. Atentos a essas questões, tivemos cuidado especial com seleção de imagens e proposições de atividades, especialmente na discussão da sexualidade e dos papéis sexuais/sociais. Esses cuidados foram observados na forma de abordar e retratar o corpo, na desconstrução do conceito ainda difundido de “raças humanas”, na voz dada a mulheres cientistas entrevistadas, bem como nas fotografias que retratam situações não estereotipadas (mulheres trabalhadoras em Ciências, homens cuidando de filhos etc.), entre outros aspectos.

Não basta realizar comemorações do tipo Dia do Índio, Zumbi, Dia da Mulher, Dia Internacional do Orgulho LGBTQIA+ e outras. Essas ações, quando não acompanhadas de problematização e reflexão, acabam reforçando estereótipos. Um trabalho interdisciplinar com Língua Portuguesa, Educação Física e Arte, por exemplo, pode resgatar a autoestima e ampliar a visão de mundo dos estudantes. Esperamos, assim, colaborar para a construção de currículos e práticas pedagógicas que promovam a cultura de paz, valorizando a diversidade humana na escola e na sociedade.

Para aprofundar

1. DISKIN, Lia; ROIZMAN, Laura Gorresio. Paz, como se faz? Semeando a cultura de paz nas escolas. São Paulo: Palas Athena; Brasília, DF: Unesco, 2021. Disponível em: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000379604?4=null&queryId=f450 d85e-40f2-465b-9005-941db40d1941. Acesso em: 15 maio 2022.

Essa obra está organizada em seis capítulos centrais, destinados à leitura do professor, que abordam seis pilares por uma cultura de paz:

• respeitar a vida;

• rejeitar a violência;

• ser generoso;

• ouvir para compreender;

• preservar o planeta;

• redescobrir a solidariedade.

Além de textos reflexivos, apresenta uma relação de atividades simples e objetivas voltadas à cultura de paz. Elas podem ser conduzidas por um professor ou por outro tipo de educador.

2. SÃO PAULO. Secretaria da Educação. A escola contra o abuso sexual infantil: guia de orientação aos profissionais de ensino – identificar, acolher e não se omitir. São Paulo: Secretaria da Educação, 2018. Disponível em: https://mi diasstoragesec.blob.core.windows.net/001/2019/10/l5-pemec_a-escola-contra-o-abuso-sexual-.pdf. Acesso em: 15 maio 2022.

3. BRASIL. Ministério da Economia. Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada. Cadernos ODS – Objetivo 16. Brasília, DF: Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada, 2019. Disponível em: https://www.ipea.gov.br/portal/images/stories/ PDFs/livros/livros/191114_cadernos_ODS_objetivo_16.pdf. Acesso em: 15 maio 2022.

4. DEFENSORIA PÚBLICA DO ESTADO DO TOCANTINS. Liberdade religiosa e Direitos Humanos. Palmas, TO: Núcleo Especializado de Defesa dos Direitos Humanos, [2016?]. Disponível em: https://static.defensoria.to.def.br/postify-media/ uploads/post/file/20648/download__1_.pdf. Acesso em: 15 maio 2022.

5. UFOPA. Cartilha de combate ao racismo e à discriminação contra indígenas nas escolas públicas da rede urbana de Santarém/PA. Santarém: Seduc, 2019. Disponível em: http://www.ufopa.edu.br/ufopa/comunica/noticias/ufopa-lanca -cartilha-de-combate-ao-racismo-e-a-discriminacao-contra-indigenas/. Acesso em: 15 maio 2022.

Competências e habilidades socioemocionais

Atualmente, muito se discute sobre a evidência de que as competências/habilidades socioemocionais (também chamadas de competências não cognitivas) desempenham um papel considerável na promoção do desenvolvimento individual e coletivo em vários contextos da vida, inclusive para a promoção da cultura de paz.

Para diferentes autores que abordam esse tema, o ambiente escolar, por contemplar uma rede complexa de relacionamentos interpessoais e intergrupais, representa um espaço favorável à implantação de programas focados nessas habilidades. Esses programas são elaborados de maneira que favoreçam a diminuição dos conflitos interpessoais e promovam a valorização da escola e do professor, fundamentados no desenvolvimento de relações interpessoais efetivas de educadores e educandos, importantes para a vida em grupo. Habilidades assim propiciam relações pessoais e profissionais mais produtivas, satisfatórias e duradouras, além de bem-estar físico e mental.

Editora Palas Athena/Unesco

O desenvolvimento das habilidades socioemocionais dos estudantes é mais um desafio e também exige habilidades sociais do professor. Criador do termo “Aprendizagem Socioemocional” (ASE), o CASEL (The Collaborative for Academic, Social and Emotional Learning), desde sua criação há mais de 20 anos, vem avançando com diversas pesquisas e práticas para implementar a aprendizagem socioemocional em escolas e salas de aula de todo o mundo. Sobre essas competências, citando o CASEL, lemos:

[...] Segundo CASEL, a educação socioemocional refere-se ao processo de entendimento e manejo das emoções com empatia e pela tomada de decisão responsável. Para que isso ocorra, é fundamental a promoção da educação socioemocional nas mais diferentes situações, dentro e fora da escola, pelo desenvolvimento das cinco competências apresentadas a seguir: BRASIL. Ministério da Educação. Competências socioemocionais como fator de proteção à saúde mental e ao bullying. Brasília, DF: Ministério da Educação, [2019]. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/implementacao/praticas/caderno-de-praticas/aprofundamentos/195-competencias -socioemocionais-como-fator-de-protecao-a-saude-mental-e-ao-bullying. Acesso em: 24 maio 2022.

Esquema representando as dimensões e interações envolvidas na aprendizagem socioemocional.

Fonte: WHAT is the Casel Framework? Casel, Chicago, c2022. Disponível em: https://casel.org/fundamentals-of-sel/ what-is-the-casel-framework/. Acesso em: 25 maio 2022.

Esta coleção, dentro do ensino de Ciências, propõe diversas atividades que podem colaborar para o desenvolvimento de competências e habilidades socioemocionais, destacando as que promovem trabalho em equipe, discussão de ideias e resultados, realização de atividades práticas, entrevistas com colegas e comunidade, participação em palestras dadas por terceiros, visitas a outros espaços educativos, apresentação de trabalhos em sala ou em feiras/seminários, debates sobre temas controversos, autoavaliação e coavaliação, compartilhamento de dados e informações obtidos em pesquisas, comparação de respostas, entre outras. Assim, apesar do tempo escasso no cotidiano escolar, é preciso dar importância a atividades como as citadas, que vão além das práticas pedagógicas tradicionais. Vale destacar, contudo, que não se trata de buscar “disciplinar” ou “acalmar” os estudantes.

Dayane Raven

Culturas juvenis e projeto de vida

Uma educação afinada com as demandas de formação integral para um cidadão do século XXI precisa formar pessoas que saibam agir e interagir pautadas em ética, empatia e solidariedade. Para que isso se efetive, é preciso – entre outros aspectos – garantir a convivência em diversidade. Será que nossa escola abre espaço para que vozes, expectativas, sonhos, desejos, referências culturais e experiências juvenis múltiplos sejam valorizados? Ou naturalizamos os silenciamentos históricos? Se defendemos uma formação voltada à autonomia e protagonismo, é importante viabilizar a participação dos estudantes em propostas de intervenção na realidade, fomentando iniciativas, participação em projetos ou organizações sociais nos mais diferentes espaços sociais, buscando sempre articulação com o currículo.

O estudante precisa ampliar seu autoconhecimento, interagir com o outro, respeitá-lo e reconhecer-se como parte da coletividade, propondo intervenções relevantes para sua comunidade. Igualmente importante é a necessidade de planejar de maneira mais assertiva e sistemática seu futuro. Assim, um currículo que contemple e valorize sonhos, interesses, expectativas, saberes, experiências e referências socioculturais também pode ajudar os estudantes a viabilizar a realização de seus projetos de vida.

A BNCC (2018) define o conjunto de aprendizagens essenciais que todos os estudantes devem desenvolver ao longo da Educação Básica. Em relação aos projetos de vida, a base destaca:

[...] Ao se orientar para a construção do projeto de vida, a escola que acolhe as juventudes assume o compromisso com a formação integral dos estudantes, uma vez que promove seu desenvolvimento pessoal e social, por meio da consolidação e construção de conhecimentos, representações e valores que incidirão sobre seus processos de tomada de decisão ao longo da vida.[…].

Logo, é papel da escola auxiliar os estudantes a aprender a se reconhecer como sujeitos, considerando suas potencialidades e a relevância dos modos de participação e intervenção social na concretização de seu projeto de vida. É, também, no ambiente

escolar que os jovens podem experimentar, de forma mediada e intencional, as interações com o outro, com o mundo, e vislumbrar, na valorização da diversidade, oportunidades de crescimento para seu presente e futuro.

Como o ensino de Ciências se insere neste contexto? Assim como iniciar a alfabetização científica desde as séries iniciais representa maior chance de os estudantes desenvolverem efetivamente a formação cidadã, a questão da vocação científica não deve ser ignorada pela escola de Educação Básica. Sem ter a pretensão de formar cientistas, os currículos desse nível de ensino são férteis em possibilidades de estímulo à curiosidade pelo trabalho científico.

Cabe lembrar que orientar a discussão sobre futuro e projeto de vida com os estudantes não significa apoiar o trabalho infantil. Pelas leis brasileiras, os adolescentes de 14 ou 15 anos só podem trabalhar como aprendizes, e os de 16 e 17 anos só podem fazer atividades de trabalho que não sejam prejudiciais a sua saúde e segurança:

[...] O trabalho infantil é ilegal e priva crianças e adolescentes de uma infância normal, impedindo-os(as) não só de frequentar a escola e estudar normalmente, mas também de desenvolver de maneira saudável todas as suas capacidades e habilidades. Antes de tudo, o trabalho infantil é uma grave violação dos direitos humanos e dos direitos e princípios fundamentais no trabalho, representando uma das principais antíteses do trabalho decente. Na maioria das vezes, o trabalho infantil é causa e efeito da pobreza e da ausência de oportunidades para desenvolver capacidades. Ele impacta o nível de desenvolvimento das nações e, muitas vezes, leva ao trabalho forçado na vida adulta. [...]

Pesquisas recentes do IBGE mostram que o índice de trabalho infantil caiu em 2019, mas infelizmente 1,8 milhão de crianças ainda estavam nessa situação no Brasil. Veja no gráfico apresentado na página seguinte.

TRABALHO Infantil. Organização Internacional do Trabalho, Brasília, DF. ago. 2021. Disponível em: https://www.ilo.org/brasilia/temas/trabalho -infantil/lang--pt/index.htm. Acesso em: 4 jun. 2022.

Crianças e adolescentes em situação de trabalho infantil - 2019 Por

Acesso em: 15 maio 2022.

Neste cenário desafiador, ao orientar os estudantes é importante lembrar que atualmente vivemos em uma sociedade ainda marcada pela desigualdade em suas múltiplas formas. Não podemos compactuar com a lógica nefasta da meritocracia, que ignora essa desigualdade de oportunidades e acesso a bens culturais. Os estudantes devem ser estimulados a sonhar e planejar o futuro, compreendendo, contudo, que em contextos desfavoráveis e momentos de maior vulnerabilidade é preciso lidar com a frustração e contornar obstáculos.

Como professores de Ciências, podemos fazer nossa parte e ampliar as chances de os estudantes realizarem seus sonhos e planos. Isto implica promover ações pedagógicas interessantes e significativas para ampliar a autonomia e enriquecer sua bagagem cultural. Além de promover a inserção cidadã, isto provavelmente favorecerá a identificação e o encorajamento de vocações científicas, abrindo portas muitas vezes inesperadas nos projetos de vida dos estudantes.

Aprendizagem para todos: o trabalho com grupos heterogêneos

Reconhecer a heterogeneidade que compõe a sala de aula é uma condição necessária para se engajar em um trabalho docente comprometido com a inclusão de todos os estudantes em níveis satisfatórios de aprendizagem. Cada turma com a qual nos deparamos ano a ano é um universo diferente. Os indivíduos que a formam são únicos, dotados de vivências, expectativas, interesses, níveis de cognição e formas de aprendizagem distintas.

A neurodiversidade como dimensão da diversidade humana, portanto, também presente na escola, traz como desafio garantir a aprendizagem de estudantes que recebem diagnósticos da área da saúde como autismo, transtorno de déficit de atenção/hiperatividade (TDAH), discalculia, dislexia, deficiência intelectual, esquizofrenia e outros. Essas pessoas costumam ser consideradas terminologicamente como neuroatípicas. É fundamental diversificar as atividades, os desafios e as formas de avaliar a aprendizagem. Tal diversificação torna-se um meio para que sejam contempladas as variadas condições cognitivas de cada estudante. A ideia de que a simplificação ou minimização do currículo assumido no ambiente regular de ensino é suficiente para a promoção de uma educação formal para os estudantes atípicos não é inclusiva. O ideal é elaborar um currículo construído com base em e para as diferenças (GUIMARÃES, M. A. C.; OSÓRIO, A. C. N, 2007).

Dados sobre trabalho infantil no Brasil no ano de 2019.

Fonte: TRABALHO infantil cai em 2019, mas 1,8 milhão de crianças estava nessa situação. IBGE, Rio de Janeiro, 18 dez. 2020. Disponível em: https://censos.ibge.gov. br/2012-agencia-de-noticias/noticias/29738-trabalho-infantil-cai-em-2019-mas-1-8-milhao-de-criancas-estavam-nessa-situacao.html.

Outro desafio diz respeito a garantir a aprendizagem para estudantes com algum tipo de deficiência física. A inclusão e a acessibilidade nas escolas devem contemplar aspectos arquitetônicos, comportamentais, comunicativos, técnicos e pedagógicos, tanto na metodologia quanto nos materiais didáticos. O professor deve receber apoio e suporte técnico-pedagógico da escola para efetivar a contento sua ação pedagógica.

Conhecer os estudantes torna-se primordial para o planejamento e a orientação de situações de aprendizagem. Algumas estratégias que favorecem a eficácia das práticas pedagógicas são: alternar o ritmo de trabalho, propor atividades com diferentes graus de dificuldade, apresentar situações-problema compatíveis com as possibilidades de resolução dos estudantes, propor pesquisas que ampliem o conhecimento ou que partam do interesse dos estudantes e formar grupos cujos integrantes tenham diferentes níveis de cognição, para que se estabeleça entre eles uma dinâmica de ajuda entre pares. Essas estratégias possibilitam o engajamento dos estudantes na realização das tarefas, à medida em que percebem ter os recursos cognitivos para realizá-las.

Os diferentes perfis de estudantes

Ao promover pluralidade e diversidade de situações de aprendizagem, estamos considerando as contribuições do psicólogo e neurologista estadunidense Howard Gardner (1995), que propôs, no início da década de 1980, a teoria das inteligências múltiplas. Seu trabalho apoiou-se na constatação de relações entre habilidades e regiões específicas do cérebro, apoiado pelas novas tecnologias de exames de imagem.

A teoria proposta por Gardner (1995) defende que existem vários tipos de inteligência, consequentemente, é papel do educador valorizar as potencialidades dos seres humanos considerando essa diversidade. Em vez de admitir a existência de uma inteligência genérica e única, capaz de ser medida com respostas a testes tradicionalmente focados no raciocínio lógico-matemático (que atribuíam aos estudantes um Quociente de Inteligência, o QI), Gardner propõe que reconheçamos a pluralidade de inteligências, constatando que, embora individualmente possamos ter uma ou outra inteligência mais desenvolvida, somos todos inteligentes.

Fonte: GARDNER, Howard. Inteligências múltiplas: a teoria na prática. Porto Alegre: Artes Médicas, 1995.

Esquema representando os nove tipos de inteligência propostos por Gardner.

Dayane Raven

Na aprendizagem personalizada, um princípio-chave das metodologias ativas, cada estudante é desafiado e incentivado de acordo com suas inteligências, interesses, habilidades, experiências, objetivos e dificuldades. Essas características compõem um perfil psicológico e emocional complexo, que pode e provavelmente vai se modificar ao longo da vida. Embora não exista uma “classificação”, podemos considerar que existem perfis de estudantes na escola. Alguns autores realizaram estudos e desenvolveram teorias propondo estilos de aprendizagem, com o objetivo de orientar instituições de ensino a tornar as metodologias docentes mais eficientes.

Os estilos de aprendizagem referem-se às preferências e tendências de uma pessoa, as quais influenciam sua maneira de aprender. Essas categorias não são rígidas e os estudantes podem apresentar características de mais de um estilo de aprendizagem. Nós, professores, muitas vezes insistimos em privilegiar metodologias que são consonantes com nosso estilo de aprendizagem e esquecemos que nossos estudantes são diferentes de nós e entre si. Entre os autores que propõem uma classificação de estilos de aprendizagem está Kolb (1984 apud SCHMITT; DOMINGUES, 2016). No quadro a seguir, sugerem-se atividades que ajudam a apoiar cada estilo proposto pelo autor. São atividades que podem ser desenvolvidas no âmbito do ensino de Ciências e no trabalho proposto nesta coleção.

Experiência concretaObservação reflexiva

Conceituação abstrata

Experimentação ativa exemplos de aula perguntas para reflexão palestras exemplos de aula conjuntos de problemastempestade de ideias (brainstorming) papers laboratórios leituras discussões analogias estudos de caso filmes júris leituras de textos tarefas em casa simulações jornais

projetos projetos laboratórios modelos de construção trabalho de campo observações modelos críticos trabalho de campo

Diante da variedade de perfis e estilos de aprendizagem, entre as possibilidades de promover a personalização no ensino temos:

[...] Um primeiro modelo é planejar atividades diferentes para que os estudantes aprendam de várias formas (rotação por estações, por exemplo). Um outro modelo é desenhar o mesmo roteiro básico para todos os estudantes e permitir que eles o executem no seu próprio ritmo, realizando a avaliação quando se sentirem prontos e podendo refazer o percurso sempre que necessário. Uma outra forma de personalização é colocar os estudantes numa plataforma adaptativa [...] e acompanhar suas atividades on-line, percebendo o grau de domínio em alguns temas em relação a outros, e organizando atividades de apoio de acordo com as necessidades observadas na visualização on-line (MORAN, 2013, p. 5.)

A coleção favorece um trabalho efetivo que respeite a heterogeneidade dos estudantes por meio de um rol de atividades individuais e em grupo com variados graus de dificuldade. Com isso, visa-se contemplar diferentes níveis cognitivos e a progressão deles, além de sugerir adaptações em materiais Como sugestões de estratégias que podem favorecer esse trabalho, temos:

• Trabalho com grupos diversificados – Organize grupos diversificados, compostos de quatro ou cinco estudantes e um monitor, para realizar, simultaneamente, trabalhos diferenciados.

• Sala-ambiente – Organizada de acordo com os recursos e o espaço disponíveis na escola, esse tipo de sala favorece o aprendizado coletivo e o trabalho diversificado. Enquanto um grupo pode se ocupar montando um experimento, outro pode confeccionar um cartaz, pesquisar no computador, jogar um dominó ecológico, enquanto um terceiro grupo faz observações de insetos com uma lupa. Os estudantes podem tanto compartilhar suas descobertas com toda a turma como vivenciar conflitos e discordâncias, cabendo aqui o papel mediador docente.

Fonte: SCHMITT, Camila da Silva; DOMINGUES, Maria José Carvalho de Souza. Estilos de aprendizagem: um estudo comparativo. Avaliação: Revista da Avaliação da Educação Superior, Campinas, v. 21, n. 2, 2016. Disponível em: https://www.scielo.br/j/aval/a/CgyjHL3TRXbgwRdWphLbcks/?lang=pt#ModalFigf2. Acesso em: 4 jun. 2022.

• Trabalho com monitoria – Estudantes que tenham bom domínio de determinado conteúdo podem ser orientados por você e auxiliar colegas com dificuldades.

Sabemos o quanto esse trabalho é desafiador e procuramos na coleção sugerir estratégias diversificadas que possam ser adaptadas. Criar uma sala de aula inclusiva não significa colocar todos os estudantes fazendo as mesmas coisas, das mesmas formas ao mesmo tempo. Pelo contrário, significa viabilizar ações pedagógicas que permitam que todos atinjam os mesmos objetivos de aprendizagem, mesmo que o método e o material para fazer sejam diferentes. Significa também promover um clima de cooperação, respeito e valorização da diversidade.

Consequências do bullying na saúde mental dos estudantes

Assim como o próprio conceito de saúde, o de saúde mental ampliou-se nas últimas décadas e passou a ter natureza multifatorial, admitindo as repercussões de aspectos genéticos, psicológicos, sociais e culturais. Transtornos mentais também acometem crianças e adolescentes, mas muitas vezes seu sofrimento não é identificado, ou simplesmente é subestimado pela família, por professores, amigos e outras figuras de apoio. Também pode ocorrer de a própria família não reconhecer que o jovem precisa de encaminhamento a um tratamento adequado.

As repercussões dessa questão têm grande impacto e comprometem tanto o presente e o futuro de cada jovem afetado quanto a própria sociedade como um todo. Em 2019, a Organização Mundial da Saúde (OMS) relatou que o suicídio se enquadrava como a quarta causa de morte mais comum entre jovens de 15 a 24 anos. Embora não exista uma forma exata e segura de identificar quando uma pessoa está em crise suicida, o indivíduo em sofrimento passa a mostrar sinais, chamando a atenção de familiares, amigos e pessoas próximas. Esses sinais e manifestações associadas devem ser considerados como um risco real e motivo de alerta.

A escola é um espaço vital para detecção e abordagem de comportamentos de risco para a saúde mental. Um dos problemas que costumam ocorrer no ambiente escolar e que tem relação direta com o sofrimento emocional e mental de crianças e adolescentes é o bullying e/ou sua versão tecnológica, o cyberbullying

O bullying é descrito como uma subcategoria de violência e caracteriza-se por comportamentos agressivos intencionais e repetitivos. Na escola, esse tipo de violência se propaga em diferentes formas de interação, nas quais os estudantes exercem papéis de agressores, vítimas ou testemunhas. As agressões podem ser físicas (empurrões, socos, pontapés), verbais (apelidos pejorativos, xingamentos, fofocas e insultos) ou psicológicas (isolamento do colega/exclusão social). No cyberbullying feito pela internet e no celular, mensagens com imagens e comentários depreciativos se disseminam, muitas vezes protegendo o agressor com o anonimato das redes sociais.

A saúde mental de uma pessoa depende de muitos fatores.

É importante que os estudantes saibam que os professores e a escola podem ser pontos de apoio para identificar esses fatores.

GoodStudio/Shutterstock.com

Vieira, Campos e Leite (2020) analisaram 12 artigos sobre o bullying escolar e seu impacto na saúde. Eles constataram que estudos nacionais e internacionais evidenciam as consequências acarretadas pelo bullying a curto e a longo prazo na vida das crianças e adolescentes que vivenciaram tal situação, interferindo no processo de ensino e aprendizagem, na saúde e na qualidade de vida. Os resultados mostraram que depressão, baixa autoestima, ideação e tentativas de suicídio foram os danos relacionados ao bullying que mais apareceram nos estudos analisados nessa pesquisa, denotando que essa prática violenta está associada à autoestima dos adolescentes e que a depressão e o suicídio contribuem significativamente para o crescimento de doenças e de mortalidade entre os jovens.

O combate ao bullying e ao cyberbullying exige uma ação sinérgica e integrada da escola junto às famílias. Essas práticas violentas não devem ser subestimadas, vistas como brincadeiras ou naturalizadas. É essencial uma comunicação próxima e aberta entre escola, professores, estudantes e familiares, abordando o problema de maneira assertiva. Um trabalho de sensibilização e conscientização pode ser feito com auxílio de filmes e livros que abordam o tema. Vale lembrar que, embora o Código Penal Brasileiro não caracterize essas práticas como crime, elas abrangem um conjunto de comportamentos agressivos que constituem infração, em muitos casos com penas severas.

É importante que a escola procure parcerias intersetoriais, contando com o apoio de instituições de saúde, lazer e cultura – além, evidentemente, da família dos estudantes – para desenvolver ações de debate e promoção da saúde mental que integrem todas as disciplinas. O ideal é envolver os estudantes, de modo que eles também aprendam a reconhecer sinais dos transtornos mentais mais comuns em si mesmos ou em pessoas de seu círculo social e se sintam acolhidos para buscar ajuda e orientação qualificada.

Como professor de Ciências, além de atentar cotidianamente para combater fatores de agravo à saúde mental dos estudantes, avalie a possibilidade de organizar um evento interdisciplinar na escola, aberto à comunidade, no dia 10 de outubro. Nessa data celebra-se o Dia Internacional da Saúde Mental, instituído desde 1992 pela Federação Mundial de Saúde Mental como parte dos esforços de chamar a atenção da sociedade para este grave problema.

Para aprofundar

• VIEIRA, F. H. M.; ALEXANDRE, H. P.; CAMPOS, V. A.; LEITE, M. T. de S. Impactos do bullying na saúde mental do adolescente. Ciência et Praxis, Passos, v. 13, n. 25, p. 91–104, 2020. Disponível em: https:// revista.uemg.br/index.php/praxys/article/view/4354. Acesso em: 3 jun. 2022.

Revisão de 13 artigos originais e estudos dos últimos cinco anos sobre o bullying e a saúde mental de adolescentes.

• ORGANIZAÇÃO MUNDIAL DA SAÚDE (OMS). Live life: an implementation guide of suicide prevention in countries. Genebra: Organização Mundial da Saúde. Disponível em: https://apps.who.int/iris/handle/ 10665/341726. Acesso em: 3 jun. 2022.

Para apoiar os países em seus esforços de conter suicídios, a OMS lançou o guia Live life, baseado em quatro estratégias que envolvem a limitação do acesso a armas, educação midiática, educação socioemocional e identificação precoce. Disponível em espanhol e inglês.

Avaliação a serviço da aprendizagem

A avaliação da aprendizagem sob a perspectiva de inclusão é um desafio à escola e, em particular, aos professores. Ao refletir e discutir mais a fundo a avaliação escolar, essas perguntas somam-se a muitas outras. Definir os objetivos da avaliação é um passo fundamental para escolher, entre tantas atividades possíveis, quais podem ser lançadas como avaliação e como fazê-la de maneira contínua.

Os objetivos estabelecidos para a avaliação norteiam a análise do professor e do estudante (sujeitos diretamente envolvidos no processo de ensino, aprendizagem e avaliação) a respeito das aprendizagens e/ ou defasagens que podem ser demonstradas em atividades do dia a dia e não apenas em uma ocasião específica para esse fim. No ambiente de relevante heterogeneidade que a sala de aula representa, onde cada estudante é único em suas vivências, seus interesses, suas motivações e suas expectativas, as avaliações também precisam se diversificar nas formas, nos instrumentos e no tempo. Muitas atividades do cotidiano escolar podem ser utilizadas para avaliar as aprendizagens.

Por meio de explanação oral, síntese, relatório, produção coletiva, resolução de situação-problema, interpretação de texto verbal e não verbal, análise de filme, entre tantas outras atividades, o professor (e o próprio estudante) tem elementos para perceber e analisar o nível de desenvolvimento das habilidades cognitivas envolvidas na execução da atividade, a adequação da aplicação dos conceitos na situação proposta, a coerência de ideias, informações e argumentos apresentados na resolução da situação-problema apresentada etc.

Em síntese, quando discutimos ensino e aprendizagem, a avaliação surge entre os aspectos a serem considerados. Veja, a seguir, algumas perguntas que norteiam a reflexão sobre os processos avaliativos.

O que é avaliar?

Além das práticas escolares, avaliar, em linhas gerais, é emitir juízo de qualidade sobre algo ou alguém, visando valorar seus atributos, quer sejam positivos, quer sejam negativos – ou, ainda, potenciais – e indicar ações, caso seja necessário ou desejável, para aperfeiçoá-los.

Aqui nos referimos à avaliação escolar, considerando-a uma prática social inserida em um conjunto de outras práticas sociais mais amplas. Se em seu sentido mais amplo a avaliação é um julgamento de valor, em sala de aula é uma aferição para saber até que ponto os estudantes conseguem atingir os objetivos previamente propostos – objetivos de aprendizagens diversificadas em relação aos conteúdos gerais e específicos que se julgam necessários ao desenvolvimento intelectual e pessoal dos estudantes.

A avaliação escolar revela, também, como os estudantes constroem competências, habilidades e conhecimentos e quais atitudes e valores estão desenvolvendo. A avaliação escolar é, portanto, mais do que medir ou acumular dados obtidos por questionários, testes e provas, instrumentos que, embora válidos, não são suficientes num processo avaliativo. É fundamental fazer inferências e comparações, analisar consequências, examinar o contexto, estabelecer valores, aquilatar atitudes, rever formas de comunicação, fazer autocrítica etc. em um trabalho integrado entre professor e estudantes e articulado com os demais agentes escolares.

Por que avaliar?

Como discutimos anteriormente, a avaliação é componente fundamental de um plano de ação, logo, é parte intrínseca do processo de ensino e aprendizagem. Os critérios de avaliação devem ser coerentes com os objetivos estabelecidos no plano de curso e planejamento de aula.

A avaliação possibilita traçar perfis, identificar quais aspectos se devem reforçar ou abandonar, que objetos do conhecimento, competências e habilidades devem ser privilegiados, quais assuntos necessitam de complementação, e qual é o momento de avançar, de acordo com o ritmo da turma. Em outras palavras, a avaliação favorece reflexões sobre o andamento do processo e reformulações nos procedimentos e estratégias, tendo como finalidade o sucesso efetivo do estudante e do grupo.

Nuvem de palavras sobre a avaliação da aprendizagem.

Dayane Raven

Quando avaliar?

Avaliações restritas ao fim do bimestre ou trimestre, do mês ou da unidade impedem a visão da aprendizagem como um processo. Portanto, na perspectiva aqui apresentada, a avaliação do estudante deve ser continuada, variada, com instrumentos e atividades diversificados e criativos, e realizada no próprio processo de ensino, algo que é decorrente dessas atividades, inerente a elas e a seu serviço na meta de aprendizagens cognitivo-sociais significativas para os estudantes.

O fluxo contínuo de informações precisas sobre o aprendizado dos estudantes, fornecidas pelas avaliações rápidas em sala de aula, possibilita verificar e analisar as dificuldades e os progressos deles, identificando falhas do processo e permitindo intervenções para eliminá-las ou minimizá-las. A avaliação contínua possibilita intervir de maneira eficaz no processo de aprendizado da turma (individual e coletivamente), rever seus procedimentos e estratégias de ensino e redirecionar seus objetivos e formas de apresentar os conteúdos, adequando-os para que os estudantes compreendam melhor e assimilem as informações relevantes no âmbito necessário. A avaliação contínua não só orienta o professor no processo de ensino como também orienta os estudantes em relação a seu desenvolvimento no processo de aprendizagem.

O que avaliar?

A avaliação, como já foi afirmado, deve estar a serviço da aprendizagem, reorientando as estratégias didáticas.

A avaliação não deve ser classificatória ou adotada como forma de coerção ou instrumento de poder. A intencionalidade da avaliação escolar deve estar relacionada ao compromisso com a efetiva aprendizagem necessária a todos os estudantes.

Deve-se explicitar previamente aos estudantes “o que” e “como” se pretende avaliar, a fim de que tenham parâmetros para orientar seus estudos e demais afazeres da vida escolar.

O erro do estudante deve ser considerado elemento de reflexão e revisão com vistas à aprendizagem. Como nos lembra Perrenoud (1999):

O professor deve se interessar pelos erros, aceitando-os como etapas estimáveis do esforço de compreender, evitando simplesmente corrigi-los, proporcionando ao estudante,

porém, os meios para tomar consciência deles, identificar sua origem e transpô-los.

PERRENOUD, P. Avaliação: da excelência à regulação das aprendizagens. Porto Alegre: Artes Médicas Sul, 1999.

Esteban (2001) também corrobora essa perspectiva enfatizando que o erro, muitas vezes mais do que o acerto, revela o que os estudantes “sabem”, colocando esse saber numa perspectiva processual e indicando, também, aquilo que eles ainda “não sabem”, portanto, o que podem “vir a saber”. Nesse sentido, diz ainda a autora, o erro dá pistas sobre como cada um está organizando seu pensamento e articulando seus diversos saberes, as diversas lógicas que atravessam a dinâmica de ensino e aprendizagem, as muitas possibilidades de interpretação dos fatos, a existência de vários percursos coletivos e a tensão individual/coletivo. Deixa-se, assim, de representar a ausência de conhecimentos, a deficiência, a impossibilidade, a falta.

Nessa perspectiva, é importante atentar para o fato de que, assim como as situações de aprendizagem devem ser diversificadas, também é fundamental buscar instrumentos e estratégias por meio dos quais os estudantes possam ser avaliados em diferentes aspectos.

Como avaliar?

Considerando a eficácia da avaliação contínua, entendemos que o professor precisa se valer de diversos meios, recursos e atividades que possam ser utilizados no decorrer das aulas e que ensejem avaliação de processos de aquisição de conhecimentos e desenvolvimento de atitudes e de formas de estudo e trabalho, tanto de modo individual quanto coletivo.

Em sua dimensão formativa, a avaliação fornece informações sobre o grau de aprendizagem dos estudantes, suas eventuais dificuldades e as dúvidas que eles já conseguiram superar. O registro e a análise das informações obtidas com a avaliação formativa oferecem ao professor um diagnóstico sobre a aprendizagem dos estudantes. Dessa forma, o professor passa a dispor de elementos concretos para planejar e replanejar situações de intervenção pedagógica, no sentido de auxiliar os estudantes a avançar em sua aprendizagem. Aos estudantes, cabe se envolver efetivamente nesse processo, percebendo o que já sabem, o que sabem parcialmente e o que ainda não sabem não apenas em uma ocasião específica para esse fim.

Ilustrações:

PRESENCIAL

ON-LINE

ONDE?

CONHECIMENTO

HABILIDADES ATITUDES

ANTES – DIAGNÓSTICA (ANALISAR)

DURANTE – CONTíNUA

DEPOIS – SOMATIVA (PONTUAL)

COMO? O QUÊ?

QUEM?

AVALIAÇÃO

PROFESSOR

ESTUDANTE (AUTOAVALIAÇÃO)

TURMA (AVALIAÇÃO COLABORATIVA)

POR QUÊ?

[HABILIDADES]

PROJETOS

AUTORIAS

TRABALHOS/TAREFAS

[CONHECIMENTO] PROVAS TESTES LISTA DE EXERCÍCIOS QUESTIONÁRIOS [ATITUDES]

PRESENÇA PARTICIPAÇÃO COLABORAÇÃO

CLASSIFICAR E SELECIONAR

CONHECER E ORIENTAR

Organização das estratégias de avaliação.

Fonte: PIMENTEL, Mariano; CARVALHO, Felipe. Princípios da educação on-line: para sua aula não ficar massiva nem maçante! SBC Horizontes, Porto Alegre, maio 2020. Disponível em: http://horizontes.sbc.org.br/index. php/2020/05/principios-educacao-online/. Acesso em: 19 jun. 2022.

Destaca-se a necessidade de professores e estudantes se familiarizarem com o uso de meios variados e instrumentos diversificados, a fim de ajustar procedimentos avaliativos para que sejam os mais adequados aos objetivos de ensino previamente definidos, adaptados à linguagem dos conteúdos específicos e à dos estudantes, de modo que possam situar os estudantes (individual e coletivamente) em relação à sua aprendizagem e ao estímulo a essa aprendizagem.

O uso de instrumentos diversificados que contemplem as diferentes características dos estudantes favorece seu desenvolvimento cognitivo, social e afetivo. A experiência de sala de aula revela que, ao avaliar, por exemplo, os estudantes com muita frequência por meio de seminários, corre-se o risco de prejudicar aqueles que têm dificuldade para se expressar oralmente.

Embora a avaliação deva ser feita por meio de instrumentos diversificados e não apenas por testes

e provas, esses “velhos” instrumentos não precisam ser abandonados. Quando bem elaborados, colaboram na tarefa avaliativa. Questões contextualizadas, com linguagem clara e, se possível, acompanhadas de textos, leitura de imagens etc., são sempre mais significativas. A introdução de elementos desconhecidos dos estudantes perturba o processo avaliativo e distorce os resultados; logo, não é aconselhável. Provas com consulta, em dupla, interdisciplinares etc. são alternativas que podem enriquecer pedagogicamente o processo avaliativo.

Entendemos que a avaliação só faz sentido se cumprir seu papel de apontar caminhos para melhorar a aprendizagem, respeitando o papel mediador do professor, que é buscar a convergência máxima de significados, aproximando-se dos estudantes e empenhando-se para entender as dificuldades deles, de modo que tenham como superá-las por meio de processos dialógicos e interativos.

Listamos a seguir algumas sugestões de formas e instrumentos de avaliação.

1. A avaliação deve contar com o envolvimento ativo do estudante, ou seja, a autoavaliação deve ser estimulada. Ela possibilita a reflexão do estudante sobre o próprio processo de aprendizagem, de modo que ele tome consciência daquilo que sabe e de como aprende, e assim possa definir formas eficazes de aprender. Consideramos isso positivo, sob a perspectiva da metacognição. Esse conceito, abordado sob mais de uma dimensão na literatura, diz respeito, entre outras coisas, ao conhecimento do próprio conhecimento, à avaliação, à regulação e à organização dos próprios processos cognitivos. Embora de modo incipiente, essas atividades de retomada de ideias e reflexão sobre aprendizagens propostas na coleção colaboram para o processo metacognitivo e para a autonomia intelectual – o aprender a aprender – do estudante. Os critérios da autoavaliação podem ser estabelecidos em conjunto por professor e estudantes e estar referendados nos objetivos previamente estabelecidos para a aprendizagem.

2. Os portfólios individuais ou feitos em grupo são coleções de trabalhos concluídos ou em desenvolvimento, nos quais constam as reflexões dos estudantes em relação às escolhas dos trabalhos e no que eles consistem. Os portfólios representam uma opção para o acompanhamento de experiências, dificuldades e progressos dos estudantes e para o registro de suas aprendizagens ao longo do ano letivo, promovendo uma avaliação processual, contínua, formativa, mais contextualizada e reflexiva. São diversas as vantagens do uso desse recurso de aprendizagem e avaliação: abrange mais processos e objetos de avaliação; faz coincidir tarefas de avaliação e de aprendizagem contextualizando a avaliação; facilita ao professor a identificação dos progressos e das dificuldades dos estudantes ao longo do processo de ensino e aprendizagem, possibilitando tomadas de decisões mais eficazes; favorece o desenvolvimento de competências de autoavaliação por parte dos estudantes; incentiva-os a participar mais efetivamente no processo de avaliação; e promove maior envolvimento e responsabilidade deles em relação à aprendizagem. Essa é mais uma ação que estimula o protagonismo discente e fornece à escola um registro mais preciso do percurso de aprendizagem dos estudantes. Como essa estratégia avaliativa requer planejamento, organização e revisão sistemática dos trabalhos cotidianos deles, é a mediação do professor que garante que a utilização dos portfólios resulte numa estratégia de avaliação alternativa mais reflexiva.

Estimule cada estudante a reservar um caderno ou pasta – que funcionará como um portfólio – para os registros de respostas, textos, imagens e outros materiais produzidos ao longo do ano, individualmente e em grupo. Reforce a importância de se usar a criatividade para personalizar os portfólios. Também podem ser usados portfólios digitais, usando recursos disponíveis gratuitamente na internet para organizar e associar imagens com textos e documentos.

Aspectos do processo de metacognição.

Dayane Raven

3. O mapa conceitual, comumente usado como recurso didático apropriado ao processo de aprendizagem, é proposto como instrumento que possibilita integrar avaliação e aprendizagem. Com a construção do mapa conceitual relativo a cada unidade de estudo, por exemplo, obtêm-se informações sobre a aprendizagem qualitativamente superiores às respostas memorizadas dadas em um teste convencional. Ao debater com os estudantes sobre o mapa conceitual elaborado por eles, este se torna um instrumento que possibilita identificar em que fase da aprendizagem os estudantes estão, ou seja, facilita a avaliação do processo de ensino e aprendizagem. A proposta de avaliação por meio de mapas conceituais não tem o objetivo de testar conhecimento e atribuir nota; a ideia principal é verificar o que eles sabem em termos conceituais. Ao se definir com base em qual conceito o mapa será organizado e desenvolvido, mobilizam-se e constroem-se diversas competências, por exemplo: análise, síntese, relação, classificação, inferência, representação etc. Então, por meio do mapa conceitual também é possível avaliar como o estudante estrutura, hierarquiza, diferencia, relaciona, discrimina e integra conceitos de determinada unidade de estudo, de um capítulo, de uma aula etc. Isso posto, entende-se que os mapas conceituais poderão ser instrumentos úteis na identificação dos conhecimentos prévios dos estudantes e das mudanças em suas estruturas cognitivas durante o processo de ensino e aprendizagem. Fornecem, inclusive, informações que podem determinar a revisão do plano de ensino do professor e de estudo dos estudantes.

4. A Feira de Ciências é uma ocasião na qual professores e estudantes se aproximam das atividades científicas desenvolvidas no meio escolar, o que contribui para a autonomia intelectual deles e desperta a criatividade e a capacidade de construir conhecimento. É uma ocasião que também possibilita aos familiares e à sociedade em geral conhecer a produção científica da escola. Como seu objetivo é divulgar as Ciências e o aprendizado na escola, não convém atribuir notas ou conceitos por essa atividade isoladamente. Contudo, a Feira de Ciências pode ser uma boa oportunidade de avaliação da aprendizagem. Considerando que a avaliação não deve se pautar apenas no produto final, mas, sim, no processo, definem-se critérios para avaliar o rigor conceitual e quesitos como: espírito de equipe, participação, organização, criatividade, comunicação e relatório das atividades.

5. Na produção de relatórios, o estudante aprende a elaborar composições com as quais registra por escrito seu pensamento, articulando ideias e explicando procedimentos, identificando e/ou criticando os processos utilizados. A persistência do estudante ao selecionar dados para o respectivo registro – o que o leva a desenvolver capacidades de raciocínio e comunicação – contribui para a construção da própria visão ou de uma nova visão dos textos lidos, filmes, eventos – como Feira de Ciências –, visitas a museus e centros de Ciências, fatos e/ou fenômenos observados, experimentos etc. O relatório escrito é um dos instrumentos que possibilitam a integração da avaliação com o processo de aprendizagem. Analisando os relatórios dos estudantes, você poderá avaliar individualmente a capacidade deles tanto de raciocínio e articulação de ideias quanto de descrição, análise e crítica de uma situação ou atividade. A produção do relatório – registros por escrito, com desenhos e/ou fotografias – pode ser realizada de maneira individual ou em pequenos grupos.

6. Ainda considerando a importância da avaliação continuada, listamos a avaliação rápida em aula, na qual o professor utiliza recursos que não demandam muito tempo e que podem ser usados de modo contínuo. Nessa modalidade de avaliação, pode-se criar estratégias para acompanhar o progresso da aprendizagem dos estudantes em relação aos trabalhos desenvolvidos em sala de aula, a fim de estimular essas aprendizagens e oferecer condições para que possam exprimir o que realmente sabem, compreendendo e superando suas dificuldades ou ampliando seus conhecimentos. Por se caracterizar como avaliação de um contexto específico, ela é adaptável a variáveis relativas às especificidades da turma, como estilo e experiência do professor, necessidades pontuais de aprendizagem e características de determinado conteúdo. Além disso, por acompanhar o andamento da aula, esse tipo de avaliação é planejado de modo a que mantenha um fluxo de informação constante entre estudantes e professores. Há diversas maneiras de processar avaliações rápidas no decorrer das aulas, as quais você pode adaptar às suas necessidades específicas e, com base nelas, criar outras: por exemplo, interromper a aula por alguns minutos e perguntar aos estudantes, que devem responder brevemente, o que de mais importante eles aprenderam naquela aula e se ficou alguma questão importante sem resposta.

A vantagem da avaliação rápida em aula é que, com um pequeno investimento de tempo, você consegue perceber qual é o nível de compreensão dos estudantes de partes específicas das aulas e, de acordo com os resultados obtidos, se for o caso, alterar sua estratégia de ensino. Essa avaliação contínua, integrada às atividades de ensino em sala de aula, voltada para a verificação dos avanços/dificuldades dos estudantes, entendemos, é a própria essência de um bom ensino e da melhoria das aprendizagens.

Nesta coleção, há diversas propostas de atividades passíveis de serem utilizadas estrategicamente, servindo como instrumentos de avaliação durante os processos de ensino e aprendizagem. Contudo, multiplicar as formas de avaliação e aplicá-las continuamente não é suficiente para que a avaliação ultrapasse a concepção exclusiva de testar aquilo que foi aprendido por todos os estudantes. Se a avaliação for entendida apenas como instrumento para classificar “quem aprendeu mais, quem aprendeu menos”, a variedade de suas formas e sua regularidade pouco irão contribuir para reverter a situação de estudantes cujo desempenho se mostrar insatisfatório. Juntamente com a questão das formas de avaliação, é necessário repensar a concepção de avaliação.

A resolução das questões propostas nas diferentes seções da coleção oferece subsídios palpáveis para que seja possível realizar diagnósticos constantes sobre os avanços das aprendizagens da turma. A tais recursos somam-se as orientações dispostas no Manual do Professor em formato lateral, voltadas a explicitar como se pode realizar no dia a dia da sala de aula a avaliação da aprendizagem dos estudantes, bem como propostas de avaliação diagnóstica acompanhadas de indicações de estratégias para auxiliar os estudantes a avançar em aspectos dos conteúdos propostos que eles demonstrem ainda não dominar.

Uma avaliação inicial é sugerida na página de apresentação de cada unidade e capítulos, com destaque na seção Para começar, na qual, além de imagens, há textos e indagações cujo objetivo é provocar os estudantes, levando-os a debater questões relativas ao tema e aos conteúdos que serão apresentados a seguir. Esse momento é a oportunidade de os estudantes manifestarem seus conhecimentos prévios – resultantes de suas experiências pessoais e das interações com seu meio natural, social e tecnológico. Estimule-os a levantar hipóteses sobre as questões apresentadas; isso o ajudará a identificar, conhecer e compreender melhor o modo de pensar dos estudantes.

Essa avaliação inicial poderá dar indicações ao professor sobre a abordagem que deverá fazer dos

conteúdos, dos textos e das atividades, além de (re) adequar estratégias e recursos planejados para suas aulas. Esse momento não deve ser cansativo e formal e, sim, breve e favorável à espontaneidade, valorizando a participação dos estudantes.

Atividades como as das seções Observar, Modelar e Experimentar podem ser utilizadas ao longo do processo de ensino e aprendizagem para avaliar o estudante em relação a competências e habilidades – como observar, analisar, comparar, relacionar dados, sistematizar, interpretar resultados, elaborar conclusões, organizar, selecionar informações e elaborar explicações sobre fatos e/ou fenômenos observados – e também em relação à capacidade de argumentação, expressão oral e escrita, colaboração com os colegas etc.

Nos exercícios, há focos diferenciados. Alguns têm papel de revisão e fixação, com o objetivo de verificar de modo mais abrangente se os conceitos e a terminologia do capítulo estudado foram apropriados pelo estudante. Outras questões possibilitam avaliar a construção de competências mais complexas no estudante, como análise, síntese, inferência, relação etc. Nelas, além de aplicar os conceitos e termos que foram trabalhados, exige-se que o estudante relacione diferentes informações, identifique-as num dado contexto ou, ainda, elabore suas próprias conclusões. Também há questões em que se solicita que interprete tabelas e gráficos, bem como analise esquemas e outros tipos de imagens.

As atividades da seção Formação cidadã, cuja finalidade também é estimular relações interpessoais e a prática de ação crítica e cooperativa, permitem avaliar a competência e as habilidades dos estudantes, por exemplo: trabalhar em equipe e saber ouvir, expressar suas opiniões, debater argumentando, respeitar as diferenças etc.

Destacamos ainda que as seções Em foco e Mapa conceitual também se convertem em mote para que seja possível realizar a avaliação contínua das aprendizagens, podendo ainda valer-se, para a mesma finalidade, das questões da seção Para encerrar, no final de cada unidade do Livro do Estudante. Pode-se verificar se os estudantes conseguiram respondê-las satisfatoriamente, avaliando, com eles, pontos como as atividades nas quais apresentaram mais dificuldade, aquelas em que sentiram mais facilidade e o porquê, além de outros aspectos que interferiram no andamento dos trabalhos. A análise desses dados facilitará a definição das prioridades e estratégias para a superação dos aspectos avaliados como negativos que influenciaram o desenvolvimento do processo de aprendizagem.

De maneira análoga, ao aplicar uma avaliação por rubrica, tanto o professor quanto os estudantes têm oportunidade de agir para o alcance das expectativas de aprendizagem definidas para a tarefa realizada. Ao sugerirmos formas ou instrumentos e propormos atividades nas diversas seções, não temos a pretensão de esgotar a diversidade e as possibilidades avaliativas. São opções às quais você poderá recorrer no desempenho de sua tarefa de educador. A intenção é somar, entendendo que há outros instrumentos e métodos avaliativos com suas próprias finalidades e perspectivas.

Sobre avaliações em larga escala

Tal qual o professor avalia o aprendizado de seus estudantes, o governo precisa avaliar o sistema educacional e as escolas para identificar em que medida as crianças e jovens estão de fato aprendendo, a fim de planejar com maior eficiência ações e programas educacionais. Isso é feito no Brasil por meio de exames padronizados, de larga escala, constituindo as avaliações externas, aplicadas pelo Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira (Inep), de acordo com cada etapa de ensino.

A cada dois anos, estudantes do 5o e 9o anos do Ensino Fundamental da rede pública respondem a questões de Língua Portuguesa, com foco em leitura, e de Matemática, com foco na resolução de problemas, além de um questionário socioeconômico. Essa avaliação, antes conhecida como Prova Brasil, em 2019 passou a ser chamada de Saeb dos Anos Finais do Ensino Fundamental.

Os testes do Saeb são elaborados a partir de matrizes de referência, que são instrumentos norteadores para a construção de itens. As matrizes desenvolvidas pelo Inep são estruturadas a partir de competências e habilidades que se espera que os participantes do teste tenham desenvolvido na etapa da educação básica avaliada. [...]

É importante destacar que as matrizes de referência não se confundem com os currículos, que são muito mais amplos, e não podem ser confundidas com procedimentos, estratégias de ensino ou orientações metodológicas, pois são recortes dos conteúdos curriculares estabelecidos para determinada etapa ou ciclo escolar. [...]

Desde 2019, o Saeb passa por um momento de transição no qual as matrizes utilizadas desde 2001 estão sendo progressivamente substituídas por aquelas elaboradas em conformidade com a BNCC.

INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA. Matrizes e Escalas. Brasília, DF: Inep; Ministério da Educação, 2 maio 2022. Disponível em: https://www.gov.br/inep/pt-br/areas -de-atuacao/avaliacao-e-exames-educacionais/saeb/matrizes-e-escalas. Acesso em: 24 maio 2022.

Sem cair no equívoco de colocar o currículo a serviço da avaliação, promovendo treinamento de estudantes para bons desempenhos das escolas nas avaliações externas, é importante conhecer as matrizes de referência e analisar os resultados. A escola pode organizar grupos de estudo por disciplina para propor estratégias pedagógicas que possam fazer dos resultados dos testes pontos de partida na melhoria dos índices de aprendizagem. Neste sentido:

A análise dos resultados obtidos pela escola, portanto, gera para o conjunto de seus educadores questões fundamentais: o que os alunos aprenderam e o que ainda não foi apropriado? Por que os alunos não aprenderam? Onde está o problema: nos alunos, no professor, na escola, nas metas de aprendizagem da proposta escolar e/ou nas políticas educacionais adotadas? Que novas ações precisam ser empreendidas pela equipe escolar e pelos professores de cada turma? O que está funcionando e deve ser mantido? [...]

SOLIGO,

Outra mudança foram os testes de Ciências Humanas e de Ciências da Natureza para o 9o ano do Ensino Fundamental, já alinhados à BNCC. Acerca das matrizes, vale esclarecer que:

1-15, 2010. Disponível em: https://www.fclar.unesp.br/Home/Departamentos/CienciasdaEducacao/ RevistaEletronica/1_Possibilidades_e_Desafios_Valdecir_Soligo.pdf. Acesso em: 24 maio 2022.

Sistema de Avaliação da Educação Básica.

Valdevir. Possibilidades e desafios das avaliações em larga escala da educação básica na gestão escolar. Revista on-line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 9, p.

INEP/Ministério da Educação

Textos complementares

Apresentamos a seguir, em caráter complementar, dois textos de nossa autoria para subsidiar seu trabalho na escola.

• Trabalho com projetos

O trabalho com projetos é uma boa estratégia para a construção coletiva do conhecimento no currículo, tomando como ponto de partida a problematização de contextos significativos para os estudantes. Isso vale para qualquer disciplina e não apenas para Ciências. Tendo como um dos focos promover o desenvolvimento da autonomia dos estudantes, cabe à escola propor um currículo que contemple e valorize seus interesses e expectativas, seu saber e suas referências culturais. É preciso levar em conta como é o “mundo” do adolescente. Como ele pensa? Como interage? Como aprende? Afinal, a educação escolar tem importante papel na tarefa de socializar o conhecimento científico, artístico e filosófico, atuando direta e indiretamente na formação da personalidade durante a adolescência e, em consequência, na formação de uma concepção de mundo do indivíduo.

A vivência de situações de aprendizagem diversificadas favorece a ampliação do repertório cognitivo do estudante. O conceito de sala de aula deve ser ampliado para ambiente de aprendizagem, desmistificando a ideia de que uma visita à feira, um trabalho de campo no parque ou a exibição de um filme não sejam aulas, isto é, não possam ser também situações de aprendizagem de Ciências.

O trabalho com projetos provoca reflexões acerca das relações de poder na escola, pois exige negociação e cooperação entre os envolvidos, além de levar cada docente a repensar sua prática pedagógica. Mais do que nunca, nesse tipo de trabalho não cabe considerar o estudante uma “tábula rasa” ou “esponja”, que deve simplesmente absorver conteúdos prontos.

Ao “aprender a aprender”, na visão dos estudantes o conhecimento disciplinar torna-se meio, em vez de fim, e os instrumentaliza para analisar, problematizar e provocar intervenções na realidade, favorecendo o exercício da cidadania.

Outro aspecto não menos importante é o desafio de trabalhar com projetos em relação a paradigmas educacionais que colocam o foco no processo de ensino, e não no de aprendizagem, bem como na linearidade e fragmentação que historicamente

caracterizam nossos currículos. É preciso reorganizar tempos e espaços escolares, por vezes cristalizados pelas grades curriculares. Torna-se essencial garantir espaço e tempo físico para que professores das diferentes áreas possam se encontrar, planejar e realizar atividades coletivas, favorecendo a interdisciplinaridade. Por exemplo, em um projeto com ponto de partida no aumento do número de casos de verminoses na comunidade, os professores de Ciências, Geografia, Matemática e Língua Portuguesa podem realizar junto com suas turmas atividades como trabalho de campo, visita à estação de tratamento de água e esgoto, entrevistas com a população, elaboração de uma cartilha informativa etc.

A organização do projeto deve considerar o conhecimento, as crenças e as dúvidas que os estudantes apresentam em relação à questão levantada. O que pode levar ao desenvolvimento de um projeto? Questões como contaminação por metais pesados do rio que banha a região onde fica a escola, alto índice de poluição do ar (que provoca doenças respiratórias), desinformação da comunidade em relação à prevenção de doenças, uso de anabolizantes por adolescentes e suas consequências, entre outras, podem ser problematizadas de modo interdisciplinar. Afinal, o que demanda a atividade de investigação e pesquisa, inerente a um projeto, é justamente a problematização. Sem isso, como identificar os conhecimentos disciplinares necessários ao entendimento da questão e garantir a inserção significativa e articulada das disciplinas?

Os estudantes devem participar e opinar em todas as etapas do planejamento e organização do projeto.

A esse respeito, vale refletir: será que todas as disciplinas precisam participar do mesmo projeto? Quando a escola desenvolve “projetos” intitulados “Lixo”, “Olimpíadas”, “Água” etc., como temas isolados, é comum ver estudantes e professores passarem o ano letivo preparando cartazes e maquetes para serem exibidos, desenvolvendo atividades desarticuladas e por vezes desprovidas de significado curricular. Sem a problematização como ponto de partida, não há uma questão a ser investigada e cria-se uma articulação disciplinar artificial e superficial. Destacamos a seguir alguns aspectos que podem favorecer um trabalho efetivamente interdisciplinar.

• Problematização inicial com identificação de objetos do conhecimento, competências e habilidades que serão contemplados.

• Pesquisa e seleção de fontes de informação em diferentes formas e suportes (inclusive virtual) e áreas de conhecimento.

• Relação da problemática levantada com outras disciplinas, aproximando saberes diferentes.

• Vivência em atividades que favoreçam a cooperação e o trabalho em equipe e aceitem e valorizem a heterogeneidade.

• Registro do percurso feito por meio de diferentes recursos técnicos e linguagens. A memória do projeto servirá de subsídio para outros trabalhos. É bom lembrar que cada aprendizagem fornece recursos cognitivos para as posteriores.

• Avaliação processual que não se restrinja à simples culminância do projeto, não se detendo apenas no conteúdo programático desenvolvido ou no “trabalho final”. A autoavaliação dos estudantes deve ser incentivada. O portfólio é um excelente recurso para registro/avaliação desse tipo de trabalho.

• Propostas de intervenção na realidade e levantamento de novas questões com base no conhecimento construído.

Além de agregar conhecimento e possibilitar o aprendizado interdisciplinar, o projeto pode favorecer a integração da escola com a comunidade.

Vale lembrar que não se trata de estabelecer etapas rígidas, “engessando” ou conferindo linearidade ao projeto, mas, sim, de traçar um planejamento dos objetivos a serem atingidos, favorecendo a seleção de recursos e estratégias adequados. O principal objetivo, porém, deve ser a aprendizagem, a qual, em virtude da construção/ ampliação de esquemas mentais, não se desenvolve ancorada no vazio. Por isso, a mobilização de conteúdos no enfrentamento das situações-problema levantadas é fundamental. Também é importante salientar que projetos não devem ser eventos pontuais ou meramente festivos, mas efetivamente inseridos no projeto escolar.

Estudantes apresentando resultados de pesquisa feita em projeto sobre sustentabilidade.

Fernando Favoretto/Criar Imagem

Um currículo que garanta espaço para práticas pedagógicas criativas e integradoras, como o desenvolvimento de projetos, provavelmente terá maior capacidade de envolver os estudantes em sua própria aprendizagem, tanto de Ciências como de outros campos do conhecimento.

• Organização de feiras de Ciências Historicamente, as feiras de Ciências ganharam força na década de 1960, no auge da tendência do ensino científico experimental. Por vezes, foram utilizadas de maneira equivocada, como atividades de “culminância” de “projetos” desenvolvidos com base em temas estanques ou de exibição de trabalhos feitos apenas para concursos. Quase todos nós já tivemos a oportunidade de ver – como estudantes, professores ou visitantes – feiras nas quais sobram estandes em que são expostos cartazes e maquetes coloridos e onde estudantes repetem falas mecânicas memorizadas. Entretanto, essas distorções e equívocos não invalidam pedagogicamente esse tipo de atividade, que pode ser adotada para diversos fins, como: repetição de experimentos feitos em sala de aula; montagem de exposições com fins demonstrativos; estímulo para aprofundar estudos e para buscar novos conhecimentos; oportunidade de se aproximar da comunidade científica; espaço para iniciação científica; desenvolvimento do espírito criativo; discussão de problemas sociais; e integração entre escola e sociedade. Acima de tudo, a feira deve estar incorporada ao currículo. As exposições selecionadas em feiras de Ciências são rico material para equipar laboratórios e tornar mais agradável o ambiente escolar. Atentos aos argumentos favoráveis e contrários à realização das feiras de Ciências, apresentamos a seguir alguns tópicos que consideramos importantes para refletir sobre sua importância.

1. Por que fazer?

• Por seu caráter pedagógico e cultural, favorecem a participação efetiva dos estudantes e a integração de professores de diferentes disciplinas. Possibilitam a divulgação para toda a comunidade das produções dos estudantes elaboradas no contexto educativo.

• Por fortalecerem autonomia, criatividade, raciocínio lógico, capacidade de pesquisa e construção de conhecimento nos participantes.

• Por estimularem a vocação científica e promoverem o desenvolvimento de competências e habilidades.

• É importante ter em mente que os projetos não devem se basear em temas isolados, mas em problematizações. É fundamental partir de questões significativas para os estudantes que os intriguem e despertem sua curiosidade.

2. Quem participa?

• O trabalho começa com a definição, no planejamento anual da escola, do período de realização da feira. Com base nisso, os diferentes grupos –direção, coordenação, professores, estudantes e demais membros da comunidade local – assumirão papéis e tarefas específicos.

• Diretores e coordenadores deverão, por exemplo, discutir o planejamento com os professores, definindo quais turmas participarão do projeto.

• As problematizações, que serão a base dos projetos, dificilmente terão caráter estritamente disciplinar. Assim, é importante estimular a participação de professores de outras disciplinas, sem, contudo, “forçar” uma integração artificial.

3. Como planejar?

• Do ponto de vista metodológico, as feiras devem estar integradas ao currículo, sendo preparadas desde o início do período letivo, para que o momento da apresentação seja a culminância de todo um trabalho desenvolvido durante o ano, e não um fim em si mesmo.

• No planejamento, é necessário prever recursos e infraestrutura.

• É impor tante divulgar para as equipes uma série de informações (ou regulamento), como data e duração da feira, forma de exposição dos trabalhos, espaço, tempo de apresentação, materiais disponíveis pela organização do evento e se haverá avaliação dos trabalhos.

Cartaz de divulgação de Feira de Ciências de escola pública do Espírito Santo.

Dayane Raven

4. Como expor e divulgar?

• Antes de tudo é preciso escolher bem o local onde será a exposição, com acessibilidade, segurança e boa iluminação.

• Na apresentação devem ser utilizados aparelhos e equipamentos que demonstrem claramente o projeto e chamem a atenção do visitante.

• Uma ideia simples e de baixo custo é usar mesas, adaptando uma estrutura de papelão ou compensado fino para fixar o material a ser exposto.

• Para transmitir as informações essenciais no espaço e tempo limitados, devem ser utilizados recursos de comunicação variados e interessantes. Como uma parte do público desconhece o tema abordado, a exposição, além de ter visual atraente, deve se valer de uma linguagem acessível e ser bem clara e didática.

• É preciso elaborar folhetos explicativos para os visitantes. O impresso pode conter uma síntese breve do projeto, o material e a técnica empregados, alguns dados obtidos, bibliografia, identificação da equipe e um meio de comunicação da escola (e-mail, por exemplo) para mais informações.

• Pode-se levar a feira para o ambiente virtual e divulgar os trabalhos para visitantes de outros lugares. É interessante montar um site ou uma página com essa finalidade e disponibilizar aos internautas acesso a fotografias, vídeos e detalhes dos projetos, além de um espaço para que deixem recados e comentários.

• Os trabalhos mais bem avaliados podem ser inscritos em outras mostras.

5. Como avaliar?

• Como o objetivo é divulgar as Ciências e estimular seu aprendizado na escola, não convém atribuir notas ou conceitos por essa atividade isoladamente.

• Prêmios podem ser ofertados por agentes patrocinadores, sociedades beneficentes, agremiações, empresas locais, prefeitura etc.

• Caso haja uma comissão julgadora, os critérios devem ser claros para todos, de preferência divulgados e detalhados previamente entre os participantes. O conjunto de critérios precisa valorizar o esforço empreendido pelos estudantes e não simplesmente a apresentação visual ou recursos sofisticados. Quanto mais as normas estabelecidas previamente forem assimiladas e compreendidas pelo grupo, melhor será a qualidade dos produtos e menos ocorrerá a antiga confusão feita por alguns, que se contentam principalmente com uma boa apresentação visual. É

importante ter em foco o rigor conceitual, a demonstração de envolvimento de todos os componentes do grupo, a clareza do objetivo da atividade na apresentação e os resultados atingidos.

• A avaliação da aprendizagem não deve se pautar apenas pelo produto final, mas levar em conta o processo, fundamentada em quesitos como espírito de equipe, participação, organização e relatório das atividades.

• As feiras que envolvem a participação de diferentes níveis de ensino da escola costumam definir critérios de avaliação específicos para cada um deles.

6. Como evitar acidentes?

• Experimentos com fogo devem ser evitados. Quando imprescindíveis, devem ser realizados sob a supervisão de adultos.

• Experimentos com eletricidade devem se restringir ao uso de pilhas e baterias, com corrente contínua e tensão máxima de 9 volts.

• Na educação básica, vivissecções são proibidas por lei.

• Do mesmo modo, a legislação não autoriza experimentos ou demonstrações que envolvam a manipulação de sangue humano, tal como tipagem sanguínea ou obtenção de esfregaços para análise com microscópio.

• Atividades de observação microscópica de tecidos humanos devem ser feitas apenas com material fixado em lâminas devidamente preparadas.

• A manipulação de substâncias químicas, mesmo as diluídas, deve ser acompanhada por adultos capacitados e feita com uso de material de segurança, como proteção para olhos, mãos, braços e tronco, bem como em local apropriado, para evitar inalação de vapores e gases.

• Devem ser proibidos experimentos com substâncias químicas concentradas, em especial ácidos e bases, bem como com substâncias tóxicas ou de elevada periculosidade, como metais pesados e substâncias de efeito neurotóxico.

7. Como fazer parcerias e/ou obter mais informações?

• Programa Nacional de Apoio às Feiras de Ciências da Educação Básica (Fenaceb): http://portal.mec. gov.br/seb/arquivos/pdf/EnsMed/fenaceb.pdf.

• Prêmio Jovem Cientista: http://www.jovemcien tista.cnpq.br/.

• Feira Brasileira de Ciências e Engenharia (Febrace): https://febrace.org.br/. Acesso em: 23 maio 2022.

Referências comentadas

ALKIMIN, Maria Aparecida (org.). Bullying: visão interdisciplinar. Campinas: Alínea, 2011. Elaborada por estudiosos de diferentes campos do conhecimento, a obra apresenta vivências e conhecimentos técnico-científicos sobre o bullying, reforçando sua natureza interdisciplinar.

ANDRÉ, Claudio F. O pensamento computacional como estratégia de aprendizagem, autoria digital e construção da cidadania. TECCOGS – Revista Digital de Tecnologias Cognitivas, São Paulo, n. 18, p. 94-109, jul./dez. 2018.

Artigo sobre o uso do pensamento computacional que visa à construção de cidadania e autoria digital entre os estudantes, que ganham protagonismo em sua aprendizagem no processo. Assim, utilizando o pensamento computacional auxilia o leitor do artigo na reflexão sobre estratégias de aprendizagem, estabelecendo novas relações.

BACICH, Lilian; MORAN, José (org.). Metodologias ativas para uma educação inovadora: uma abordagem teórico-prática. Porto Alegre: Penso, 2018.

O livro reúne capítulos de diversos autores brasileiros que analisam, de maneira conceitual e prática, por que e para que usar metodologias ativas na educação. Apresenta sugestões de práticas pedagógicas, na Educação Básica e Ensino Superior, com foco no protagonismo dos estudantes e que tomam por base essas metodologias.

BONAMINO, Alicia; SOUZA, Sandra Zákia. Três gerações de avaliação da Educação Básica no Brasil: interfaces com o currículo da/na escola. Educação e Pesquisa, São Paulo, v. 38, n. 2, p. 373-388, abr./ jun. 2012.

Artigo que analisa objetivos e desenhos usuais das avaliações da educação feitas no Brasil. Iniciando com avaliações diagnósticas que não refletiam sobre o cotidiano dos agentes escolares, realizando a crítica a esse tipo de avaliação e, por fim, debatendo sobre as avaliações de segunda e terceira geração e como tais diagnósticos podem propiciar uma discussão embasada e informada sobre a educação no Brasil.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília, DF: Ministério da Educação, 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov. br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 23 maio 2022.

A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) é o documento que define o conjunto de aprendizagens essenciais que todos os estudantes devem desenvolver ao longo das etapas e modalidades da Educação Básica. Deve ser observada em caráter obrigatório na elaboração e implementação de currículos das redes públicas e privadas, urbanas e rurais.

BRASIL. Ministério da Educação. Competências socioemocionais como fator de proteção à saúde mental e ao bullying. Brasília, DF: Ministério da Educação, [2019]. Disponível em: http:// basenacionalcomum.mec.gov.br/implementacao/ praticas/caderno-de-praticas/aprofundamentos/ 195-competencias-socioemocionais-como-fator -de-protecao-a-saude-mental-e-ao-bullying. Acesso em: 8 jul. 2022. O texto orienta o trabalho com as competências socioemocionais e pode ser usado como referencial teórico para as práticas docentes.

BRASIL. Ministério da Educação. Temas Contemporâneos Transversais na BNCC: contextos históricos e pressupostos pedagógicos. Brasília, DF: Ministério da Educação, 2019. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/ images/implementacao/contextualizacao_temas_ contemporaneos.pdf. Acesso em: 7 maio 2022. Orienta sobre o trabalho com Temas Contemporâneos Transversais, oferecendo exemplos de situações que podem ser desenvolvidas pela prática docente.

CACHAPUZ, António (org.) A renovação necessária ao ensino de Ciências. São Paulo: Cortez, 2017. Dividido em quatro partes, aborda a educação científica, as visões deformadas das Ciências e da Tecnologia, as críticas dirigidas ao modelo construtivista de aprendizagem como investigação e a evolução do status epistemológico da didática das Ciências.

CASSAB, Mariana. Algumas reflexões sobre o planejamento e a avaliação na área de ensino de Ciências e Biologia. Ciência em Tela, Rio de Janeiro, v. 1, 2008.

Nesse texto, a autora conjuga debates sobre planejamento e avaliação produzindo uma síntese de reflexões que ajudam o docente que atua lecionando Ciências e Biologia a se organizar para utilizar esses recursos na promoção de aprendizagens significativas e reais.

CHASSOT, Attico. Para que(m) é útil o ensino? 2. ed. Canoas: Ulbra, 2004. Discute como tornar a linguagem científica acessível e promover a alfabetização científica devem colaborar não apenas para entender e transformar o mundo à nossa volta, mas contribuir para que essas transformações sejam positivas.

DEMO, Pedro. Educar pela pesquisa. 9. ed. Campinas: Autores Associados, 2011.

O livro aborda com pertinência a relação entre educação e pesquisa e promove reflexões sobre meios de romper com a educação academicista. A dimensão da pesquisa é destacada no âmbito do fazer docente.

DIAS, Cleneson Domiciano. Pensamento computacional: uma relação de proximidade com a matemática e o raciocínio lógico. 2016. Trabalho de Final de Curso (Licenciatura em Computação) –Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, UFJF, 2016.

O texto mostra situações práticas a serem trabalhadas com o pensamento computacional em sala de aula.

ESTEBAN, Maria Tereza. A avaliação no processo ensino/aprendizagem: os desafios postos pelas múltiplas faces do cotidiano. Revista Brasileira de Educação, Rio de Janeiro, v. 19, abr. 2002. Nesse artigo, a autora apresenta e debate as práticas avaliativas sob a perspectiva dos estudos do cotidiano educacional. Nele, é proposta outra forma de lidar com a avaliação e de trabalhar com os erros e os não saberes dos estudantes.

FERREIRA, Renata de Souza Capobiango. Contribuições das neurociências para formação continuada de professores visando à inclusão de alunos com transtorno do espectro autista. Dissertação

(Mestrado Profissional em Ensino de Ciências) –Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2017. Disponível em: http://www.repositorio.ufop.br/ handle/123456789/9429. Acesso em: 1 ago. 2022. Dissertação de mestrado que apresenta sugestões de atividades de ensino de Ciências voltadas para inclusão de estudantes neuroatípicos, com ênfase para o transtorno do espectro autista.

FERREIRA, Taíza Ramos de Souza Costa; DESLANDES, Suely Ferreira. Cyberbulling: conceituações, dinâmicas, personagens e implicações à saúde. Ciência e Saúde Coletiva, Rio de Janeiro, v. 23, n. 10, out. 2018.

Disponível em: https://www.scielo.br/j/csc/a/ WJYc64dg9Rjxh8k4rJc53gL/?lang=pt

Acesso em: 23 maio 2022.

Artigo que aborda e problematiza o cyberbullying, trazendo elementos relativos a seus mecanismos mais comuns e estratégias de enfrentamento, o que representa importante ferramenta para educadores em geral.

FREIRE, Paulo. Educação como prática da liberdade 34. ed. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 2011. Nesse livro, o renomado autor relata sua experiência pedagógica com jovens e adultos e propõe pressupostos filosóficos que possam pautar uma educação que prepare pessoas para tomada de decisão, autonomia e responsabilidade social e política.

GALIAZZI, Maria C.; MORAES, Roque; RAMOS, Maurivan G. Educar pela pesquisa: as resistências sinalizando o processo de profissionalização de professores.  Educar em revista, Curitiba, n. 21, p. 1-15, 2003.

O artigo apresenta ideias sobre o processo de aprendizagem por meio de metodologias ativas, que podem ser usadas para aprimorar a prática pedagógica nas aulas de Ciências.

GARCIA, Janaína Mandra. Saúde mental na escola: o que os educadores devem saber.

Psico-USF, Campinas, v. 21, maio/ago. 2016. Disponível em: https://www.scielo.br/j/pusf/a/ zz3fYhKgF9QtNhmYXSVYFjD/?lang=pt. Acesso em: 3 jun. 2022.

O tema saúde mental exige uma abordagem transdisciplinar. Nesse livro, a autora traz subsídios para professores e educadores em geral discutirem e planejarem ações efetivas no âmbito da escola.

GARDNER, Howard. Inteligências múltiplas: a teoria na prá tica. Porto Alegre: Artes M é dicas, 1995. Nessa obra, Gardner explica as ideias fundamentais de sua teoria e apresenta sugestões de como elas podem ser aplicadas em sala de aula, colaborando para a aprendizagem de todos os estudantes.

GUIMARÃES, Mariuza Aparecida Camillo; OSÓRIO, Antonio Carlos do Nascimento. Desafios históricos de superação: normalização na prática pedagógica e constituição do conceito de inclusão nas escolas comuns da Educação Básica. Revista da Educação Especial, Santa Maria, v. 3, n. 4, p. 36-41, jun. 2007. Traça um panorama crítico e contextualizado de avanços, retrocessos, rupturas e continuidades nas propostas curriculares e políticas educacionais com vistas à inclusão nas escolas de Educação Básica brasileiras.

HERNÁNDEZ, Fernando. Transgressão e mudança na educação: os projetos de trabalho. Porto Alegre: Artes Médicas, 1998.

Livro que trata do ensino por meio de projetos e traça um panorama sobre as dificuldades encontradas pelos professores em construir ensino significativo. Propõe estratégias exequíveis e significativas de integração curricular.

LIMA, Maria Jacqueline Girão Soares. Educação ambiental e ensino de Ciências e Biologia: tensões e diálogos. Revista de Ensino de Biologia da Associação Brasileira de Ensino de Biologia, Florianópolis, v. 12, n. 1, p. 115-131, 2019. Disponível em: https://renbio.org.br/index.php/ sbenbio/article/view/182. Acesso em: 23 maio 2022.

Artigo que ajuda a compreender melhor de que modo os debates e a abordagem crítica da educação ambiental se entrelaçam com as questões do ensino de Ciências e Biologia.

LOURO, Guacira Lopes. Gênero: questões para a educação. In: BRUSCHINI, Cristina; UNBEHAUM, Sandra G. (org.). Gênero, democracia e sociedade brasileira. São Paulo: Fundação Carlos Chagas; Editora 34, 2002. p. 225-242.

Artigo apresentado no Seminário Estudos de Gênero face aos Dilemas da Sociedade Brasileira, realizado em março de 1991 em São Paulo, que avaliou o impacto dos estudos de gênero em questões de relevância social.

MARANDINO, Martha; SELLES, Sandra Escovedo; FERREIRA, Márcia Serra. Ensino de Biologia: histórias e práticas em diferentes espaços educativos. São Paulo: Cortez Editora, 2011. Livro que, com base em uma sólida reflexão histórica sobre as disciplinas escolares Ciências e Biologia, apresenta recursos que subsidiam o trabalho pedagógico com experimentação, coleções didáticas, aulas em campo e mídias e novas tecnologias digitais de informação e comunicação.

MATTOS, Sandra Maria Nascimento de. Inclusão/ exclusão escolar e afetividade: repensando o fracasso escolar das crianças de classes populares. Educar em revista, Curitiba, n. 44, abril/jun. 2012. Disponível em: http://educa.fcc. org.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S010440602012000200014&lng=pt&nrm=iso.

Acesso em: 23 maio 2022.

A autora discute e provoca reflexões acerca da importância da efetividade na aprendizagem, problematizando mecanismos que reforçam exclusão e naturalização do fracasso escolar.

McCOMAS, William F. Nature of science in the science curriculum and in teacher education programs in the United States. In: INTERNATIONAL handbook of research in History, Philosophy and Science Teaching. Dordrecht: Springer, 2014. p. 1993-2023.

O texto discute a complexidade de temas relacionados ao ensino de Ciências nos Estados Unidos. O currículo pode ser usado como referencial teórico para o ensino de Ciências no Ensino Fundamental.

MORAN, José. Aprendendo a desenvolver e orientar projetos de vida. Educação Transformadora, São Paulo: ECA/USP 2013. Disponível em: www2. eca.usp.br/moran/wp-content/uploads/2013/12/ projetos_vida.pdf. Acesso em: 23 set. 2019.

Texto no qual o autor traz reflexões sobre a importância de orientar os jovens na elaboração de projetos de vida e apresenta algumas sugestões metodológicas para esta orientação.

MOREIRA, M. A. Mapas conceituais e aprendizagem significativa. São Paulo: Centauro Editora, 2010. O livro aborda as possibilidades pedagógicas dos mapas conceituais como mapas de conceitos e relações entre conceitos. São dados exemplos em diferentes áreas de conhecimento, nas perspectivas de ensino, avaliação da aprendizagem e currículo.

MORIN, Edgar. Os sete saberes necessários à educação do futuro. 2. ed. São Paulo: Cortez, 2011. O autor discute os desafios da educação na sociedade contemporânea e modos de proporcionar uma formação humana que articule conhecimentos e saberes tradicionais com os exigidos no mundo amplamente tecnológico.

MORTIMER, Eduardo F.; SCOTT, Phil. Atividade discursiva nas salas de aula de Ciências: uma ferramenta sociocultural para analisar e planejar o ensino. Investigações em ensino de Ciências, Porto Alegre, v. 7, n. 3, p. 283-306, 2016.

Nesse trabalho, os autores analisam maneiras por meio das quais professores interagem com estudantes. Alguns pontos fundamentais para o ensino de Ciências emergem dessa análise, particularmente em relação ao que foi identificado como o aspecto central da “abordagem comunicativa”.

NARDI, Roberto; BASTOS, Fernando; DINIZ, Renato E. da Silva (org.). Pesquisas em ensino de Ciências: contribuições para a formação de professores. São Paulo: Escrituras, 2004.

O livro apresenta trabalhos que percorrem temas atuais no universo da Ciência e da Educação. Aborda e problematiza modelos de ensino a respeito da formação de professores da área, de avanços científicos, da relação entre professor e estudante e de outros tópicos afins.

PAVÃO, Antônio Carlos; FREITAS, Denise (org.). Quanta ciência há no Ensino de Ciências. São Carlos: Edufscar, 2008.

O livro traz uma coletânea de artigos assinados por 27 autores envolvidos com o ensino de Ciências e/ou com a pesquisa em ensino de Ciências em inúmeras instituições universitárias do Brasil.

PERRENOUD, P. Avaliação: da excelência à regulação das aprendizagens. Porto Alegre: Artes Médicas Sul, 1999.

O livro discute as práticas de avaliação e o papel dos professores no processo de ensino-aprendizagem. Pode ser usado como referencial teórico para elaborar avaliações, levando-se em conta a práxis docente.

PERRENOUD, P.; THURLER, M. G. As competências para ensinar no século XXI: a formação dos professores e o desafio da avaliação. Porto Alegre: Artmed, 2002.

Apresenta textos nos quais os autores apoiaram suas falas em uma conferência no Brasil no ano de 2001. Aborda temas relevantes que podem subsidiar tomadas de decisão importantes na escola para um currículo significativo.

PIMENTEL, Mariano; CARVALHO, Felipe. Princípios da educação on-line: para sua aula não ficar massiva nem maçante! SBC Horizontes, Porto Alegre, maio 2020. Disponível em: http://horizontes.sbc.org.br/ index.php/2020/05/principios-educacao-online/. Acesso em: 19 jun. 2022.

Apresenta estratégias de aula on-line e princípios de avaliação.

SCHMITT, Camila S.; DOMINGUES, Maria J. C. S. Estilos de aprendizagem: um estudo comparativo. Avaliação: Revista da Avaliação da Educação Superior, Campinas, v. 21, n. 2, 2016. Disponível em: https://www.scielo.br/j/aval/a/ CgyjHL3TRXbgwRdWphLbcks/?lang=pt#. Acesso em: 4 jun. 2022.

O texto discute diferentes formas de aprendizagem e apresenta estratégias pedagógicas que contribuem para as práticas docentes.

VIEIRA, F. H. M.; ALEXANDRE, H. P.; CAMPOS, V. A.; LEITE, M. T. de S. Impactos do bullying na saúde mental do adolescente. Ciência et Praxis, Passos, v. 13, n. 25, p. 91–104, 2020. Disponível em: https://revista. uemg.br/index.php/praxys/article/view/4354. Acesso em: 3 jun. 2022.

Revisão de 13 artigos originais e estudos dos últimos cinco anos sobre o bullying e a saúde mental de adolescentes.

Ana Maria Pereira

• Mestre em Educação

• Licenciada em Ciências Biológicas

• Professora do Ensino Fundamental, do Ensino Médio e do Ensino Superior

Carlos Eduardo Pinto

• Mestre em Ciências do Meio Ambiente

• Licenciado em Química

• Professor do Ensino Médio e do Ensino Superior

Mônica Waldhelm

• Doutora e Mestre em Educação

• Licenciada em Ciências Biológicas

• Professora do Ensino Fundamental, do Ensino Médio, do Ensino Superior e de pós-graduação em Ensino de Ciências

Sandro Fernandes

• Mestre em Ensino de Física

• Licenciado em Física

• Professor do Ensino Médio e de pós-graduação

Walmir Thomazi Cardoso

• Doutor em Educação Matemática e mestre em História das Ciências

• Bacharel e licenciado em Física

• Professor da FCET-PUC-SP, pesquisador no GHTC-USP e professor colaborador da pós-graduação – HCTE-UFRJ

ENSINO FUNDAMENTAL ANOS FINAIS

COMPONENTE CURRICULAR CIÊNCIAS

1a edição São Paulo, 2022

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)

Amplitude : ciências, 9 : ensino fundamental : anos finais / Ana Maria Pereira...[et al.]. --

1. ed. -- São Paulo : Editora do Brasil, 2022. -(Amplitude ciências)

Outros autores: Carlos Eduardo Pinto, Mônica Waldhelm, Walmir Thomazi Cardoso, Sandro Fernandes

ISBN 978-85-10-09346-0 (aluno)

ISBN 978-85-10-09347-7 (professor)

1. Ciências (Ensino fundamental) I. Pereira, Ana Maria. II. Pinto, Carlos Eduardo. III. Waldhelm, Mônica. IV. Cardoso, Walmir Thomazi. V. Fernandes, Sandro. VI. Série.

22-113155

CDD-372.35

Índices para catálogo sistemático:

1. Ciências : Ensino fundamental 372.35 Cibele Maria Dias - Bibliotecária - CRB-8/9427

© Editora do Brasil S.A., 2022

Todos os direitos reservados

Direção-geral: Vicente Tortamano Avanso

Diretoria editorial: Felipe Ramos Poletti

Gerência editorial de conteúdo didático: Erika Caldin

Gerência editorial de produção e design: Ulisses Pires

Supervisão de design: Dea Melo

Supervisão de arte: Abdonildo José de Lima Santos

Supervisão de revisão: Elaine Silva

Supervisão de iconografia: Léo Burgos

Supervisão de digital: Priscila Hernandez

Supervisão de controle de processos editoriais: Roseli Said Supervisão de direitos autorais: Marilisa Bertolone Mendes

Supervisão editorial: Rodolfo Marinho

Leitura crítica: Bruna Potenza, Felipe Teixeira, Gustavo Kaneto

Projeto gráfico: APIS design e Talita Lima

Capa: Estúdio Siamo

Imagem de capa: Mimadeo/Shutterstock.com e Tunatura/Shutterstock.com

Licenciamentos de textos: Cinthya Utiyama, Jennifer Xavier e Renata Garbellini

Controle de processos editoriais: Bruna Alves, Julia do Nascimento, Rita Poliane, Terezinha de Fátima Oliveira e Valéria Alves

Concepção, desenvolvimento e produção:

Triolet Editorial & Publicações

Diretoria executiva: Angélica Pizzutto Pozzani

Gerência editorial: Priscila Cruz

Coordenação editorial: Tayná de Paula

Edição de texto: Ana Carolina de Almeida Yamamoto, Ariel R. Cardoso, Daniel Hohl, Dino Santesso, Juliana Biscardi, Gabriela Damico, Tatiana Gregório

Assistente editorial: Isabella Thebas

Preparação e revisão de texto: Janaina Felix (coord.), Ana Cristina Garcia, Arnaldo Arruda, Brenda Morais, Bruna Paixão, Caroline Bigaiski, Célia Carvalho, Daniela Pita, Elani Souza, Érika Finati, Flávia Gonçalves, Gloria Cunha, Helaine Albuquerque, Janaína Silva, Lara Milani, Leandra Trindade, Luciana Moreira, Luciene Lima, Luciene Perez, Malvina Tomaz, Márcia Leme, Márcia Nunes, Mari Rita Camarini, Maria Luiza Simões, Mariana Góis, Míriam dos Santos, Nayra Simões, Nelson Camargo, Patricia Cordeiro, Paulo Teixeira, Roseli Simões, Thaís Domingues, Thiago Passos, Vinicius Oliveira

Coordenação de arte e produção: Ana Onofri, Wilson Santos

Edição de arte: Wilson Santos

Ilustrações: Adriano Loyola, Allmaps, Conexão, Dayane Raven, Dawidson França, Denis Cristo, Dotta, Fabio Nienow, Formato Comunicação, Luis Moura, Luiz Lentini, Maps World, Osni Oliveira, Paula Haydee Radi, Paulo César Pereira, Paulo Nilson, Peterson Mazzoco, Raitan Ohi, Reinaldo Vignati, Selma Caparroz, Studio Caparroz, Tarcísio Garbellini, Vagner Coelho

Iconografia: Amanda Felicio, Daniela Chahin Barauna, Enio Lopes e Pamela Rosa

1a edição, 2022

Rua Conselheiro Nébias, 887

São Paulo/SP – CEP 01203-001

Fone: +55 11 3226-0211

www.editoradobrasil.com.br

Apresentação

Cara estudante, caro estudante,

O mundo de hoje é marcado por mudanças aceleradas e por desafios que exigem a compreensão de como são complexas as formas de aprender, trabalhar e se relacionar com os outros. A comunicação e as responsabilidades compartilhadas também fazem parte das habilidades requeridas para o desenvolvimento tecnológico e científico.

As diferentes sociedades e suas interações com a natureza exigem respostas que não podem ser explicadas só por um tipo de ciência. É preciso articular o que sabemos das Ciências Naturais com as Ciências Humanas e Sociais, com as Linguagens e os conhecimentos matemáticos.

Eventos como a pandemia de covid-19 e as emergências climáticas têm reforçado a importância desse conhecimento. Tornam-se necessários esforços conjuntos para que a vida na Terra seja respeitada como um direito para essa geração e para as que ainda virão. Que planeta você pretende deixar para seus filhos e netos?

Mais do que nunca é preciso lembrar que não somos a única espécie do planeta. Desde muito cedo é importante aprender a cuidar do ambiente, da saúde individual e coletiva, além de valorizar a diversidade em suas múltiplas formas. A responsabilidade é socioambiental, isto é, tanto com a natureza quanto com as sociedades. Afinal, somos seres vivos e cidadãos.

Esperamos que esse livro de Ciências Naturais ajude você e sua turma na construção desses valores. Juntos, vamos entender melhor os fenômenos à sua volta e participar dos debates sobre saúde, meio ambiente e outros temas igualmente importantes, usando conhecimentos científicos fundamentados para além das opiniões pessoais.

Contamos com sua curiosidade, participação ativa, trabalho de equipe e alegria.

Um bom trabalho!

Os autores

2

Evolução e biodiversidade

ao lado uma pequena amostra da biodiversidade planetária.

Mais atividades

Seção que finaliza o capítulo com o objetivo de rever os conteúdos trabalhados.

Abertura de unidade

Dupla de páginas contendo imagem e texto que se articulam, além de boxe com texto introdutório, boxe com assuntos tratados e perguntas para identificar seus conhecimentos prévios.

Nasce uma estrela 3

Como o Sol se formou?

O que faz uma estrela produzir tanta energia? A vida pode ser um evento comum no Universo? 5 O ser humano poderá viver e trabalhar no Espaço?

Neste capítulo vamos estudar desenvolvimento do Sol como estrela como as outras estrelas surgem, evoluem quais são os processos pelos quais elas passam ao final de suas existências.

Abertura de capítulo

No entanto, um clipe de metal tem densidade maior que 1 g/cm mas pode flutuar ou afundar, dependendo de como colocado na água. Isso ocorre graças tensão superficial no qual superfície de um líquido comporta-se como uma membrana elástica. Os gases são geralmente menos densos que os sólidos os líquidos, sua densidade pode variar por meio dos processos de compressão descompressão. Quando estudamos a propriedade da compressibilidade, vimos exemplo do ar diminuído, porém massa continua mesma. Isso faz densidade aumentar. Calculando a densidade do prego Material: balança digital para copos com capacidade para 200 mL;

1 caneta para escrever em vidro; água. Procedimentos Coloque copo sobre a balança ligada e pressione a tecla para zerar massa que aparece no visor. Acrescente água até que visor indique

Página simples, contendo imagem e boxe Para começar, que apresenta perguntas sobre os assuntos que você vai estudar.

Imagens: Dotta

chamada Pilares da Criação, da Águia.

sendo formadas estrelas. Por analogia, essas regiões são chamadas de berçá rios estelares. Antes do tempo na kehipõrã descrições desse tipo nas culturas ao redor do planeta. Afinal, estamos falando da origem de tudo. Cada cultura tem contribuições sobre as origens, que guar dam coerência com o universo criado por elas. Nas Ciências Naturais essa também foi uma preocupação que passou por várias narrativas fases distintas. A teoria mais aceita, na atualidade, considera que Universo inteiro surgiu num evento em que tudo, absolutamente tudo, incluindo a matéria, energia, espaço tempo, compunham algo tão único que mente grandes nesses pontos e não temos nada de concreto sobre ele, a não ser as evidências do que aconteceu depois.

Consumir ou não consumir? Eis a questão! De modo geral consumo está associado à satisfação de uma real necessidade, para sobrevivência ou bem-estar. Já consumismo estaria ligado um modo de vida e comportamento caracterizados por um exagero no consumo de bens ou serviços, em geral supérfluos. Quais os limites? Existem pontos de vistatam as questões seguir socializem suas ideias com o restante da turma: (...) O consumo pode ser entendido como uma variável decisiva em nossa sociedade, na qual diariamente consumimos produtos objetos que nos completam como seres sociais. É por isso que faz sentido que a publicidade recorra à pesquisa de mercado para saber com mais precisão os hábitos dos possíveis consumidores, seus tabus, seus papéis sociais, seus comportamentos, seus rituais para avaliar potencialidade as tendências do mercado(...) (...) As necessidades humanas básicas são indispensáveis para tornar vida digna. sociedade do consumo uma realidade no modelo econômico em que estamos inseridos. Todavia, necessário desenvolver uma cultura de consumo sustentável com vistas às necessidades das gerações presentes futuras, reconhecendo os limites de recursos naturais do planeta. A inovação tecnológica deve ser explorada para se buscar conforto material, sem ansiedade de comprar por comprar, sem alimentar as fantasias do poder sem a obrigação social do “Ter” em detrimento do “Ser.(...) SBC_v.24_n.1.01.pdf.

Mapa conceitual

Organiza os conteúdos trabalhados nas Unidades.

Recursos que apresentam, em destaque, informações interessantes acerca do conteúdo.

Destaque

Boxes simples

Denise. “Além da deficiência visual, trauma envolve uma série de custos desgastes para uma pessoa, não só pela hospitalização, mas porque ela tem de parar de trabalhar, estudar”, disse. A médica alerta ainda para os problemas ocasionados pela mutilação ou pela desfiguração: “Os pacientes, em sua maioria jovens, passa a ter problemas

Um pouco mais sobre

Seção que aprofunda e discute temas atuais relacionados aos assuntos abordados no capítulo.

Distribuição das unidades de conservação no Brasil O Brasil é um dos países mais ricos em relação geografia biodiversidade, apresentando grande complexidade de paisagens riquezas naturais que são divididas em seis biomas terrestres (Amazônia, Mata Atlântica, Cerrado, Caatinga, Pantanal Pampa) e das áreas marinhas. Cada um desses apresenta espécies características de seres vivos que são adaptados ao clima e ao ecossistema de cada região. criação de UCs reduz exploração de recursos naturais presentes em áreas estratégicas, o que possibilita mitigar os impactos ambientais preservar biodiversidade. Para que maior número de espécies de seres vivos seja protegido necessário distribuir as UCs entre tipos diferentes de biomas presentes no país.formidade em relação distribuição ao tamanho das áreas protegidas atualmente. Brasil:UnidadesdeConservação-2016

Pontos de vista

com seus colegas como disseminar consumo consciente para suas famílias e a comunidades em que vivem? Selos ambientais rotulagem ou rotulagem ambiental. Trata-se de um selo conferido produtos que geram menos impactos ambientais que seus similares. Por exemplo, produtos que não contêm metais pesados, que utilizam materiais reciclados, eletrodomésticos ou processos poupadores de água e energia etc. Esses selos ou rótulosmisso responsabilidade social ambiental. Veja a seguir alguns exemplos. Procure em produtos de sua casa ou mercado, alguns desses tipos de selo.

Atenção: Cuidado para não Medida da massa de água.

Seção que apresenta dois pontos de vista diversos sobre o mesmo assunto para que você reflita sobre o tema em questão.

apenas uma forma de compreender como elas se desenvolvem. Mesmo assim, os acontee permanência da vida na Terra eventualmente em outros lugares onde ela exista, como você verá ao longo do capítulo. A imagem ao lado se relaciona com uma das áreas no interior da Nebulosa da Águia, 7 000 anos-luz de distância, que ficou conhesendo formadas estrelas. Por analogia, essas regiões são chamadas de berçários estelares. Antes do tempo No final do último capítulo conhecemos parte da narrativa da culturana kehipõrã sobre a origem da Terra e da humanidade. Existem muitas outras descrições desse tipo nas culturas ao redor do planeta. Afinal, estamos falando da origem de tudo. Cada cultura tem contribuições sobre as origens, que guardam coerência com universo criado por elas. várias narrativas fases distintas. A teoria mais aceita, na atualidade, considera que o Universo inteiro surgiu num evento em que tudo, absolutamente tudo, incluindo matéria, energia, espaço tempo, compunham algo tão único quemente grandes nesses pontos não temos nada de concreto sobre ele, a não ser as evidências do que aconteceu depois.

OCEANO PACÍFICO Trópico de Capricórnio

De acordo com as informações presentes nos textos, responda às questões. a) Vocês se sentem mais “completos” consumindo produtos serviços de maneira consciente? Expliquem. b) Que relação existe entre modelo econômico brasileiro e a sociedade de consumo? c) O consumismo pode ser reforçado pelo significado simbólico de sucesso felicidade dado a certos d) As redes sociais colaboram na disseminação desses “ideais”, aumentando popularidade de quem faz mais postagens exibindo sinais de “prosperidade

Indicação e breve comentário de materiais como sites, filmes e jogos relacionados ao conteúdo.

Glossário

Contribui para a ampliação de vocabulário e para a completa compreensão do conteúdo.

Propõe atividades de levantamento de conhecimentos prévios.

RR AM AC RJ Unidades de Proteção Integral

PA PE MT GO

MG SC

Diálogo com ...

OCEANO ATLÂNTICO

73

Promove a interdisciplinaridade e o diálogo com o conteúdo de outros componentes curriculares. É finalizada com atividade. Esta seção possibilita trabalhar os Temas Contemporâneos Transversais (TCT).

Atividades

Seção que aparece entre os conteúdos trabalhados no capítulo, podendo ser abertas ou fechadas/objetivas.

Promove atividades que trabalham as tecnologias da informação e da comunicação. Esta seção possibilita trabalhar os Temas Contemporâneos Transversais (TCT).

CAPÍTULO 1 – Da terra às galáxias

Objetivo da unidade

Nesta Unidade são trabalhados temas e assuntos importantes para o letramento científico e análise crítica, valorizando as habilidades EF09CI08, EF09CI09, EF09CI10 e EF09CI11 com a proposição do seguinte objetivo:

• Compreender princípios fundamentais da hereditariedade e da evolução, relacionando-os com a biodiversidade, bem como dos mecanismos de interação entre espécies e populações.

Esse objetivo coaduna-se com as competências, as habilidades e os objetos do conhecimento da BNCC da unidade temática Vida e evolução, associados aos mecanismos de hereditariedade e ideias evolucionistas, instrumentalizando os estudantes para a compreensão de fatos e fenômenos que observam ou dos quais tomam conhecimento em seu cotidiano.

Avaliação diagnóstica

O texto e as questões da página 11 possibilitam avaliar os conhecimentos dos estudantes a respeito da molécula de DNA, sua relação com a hereditariedade e a transmissão de características, e das tecnologias em diversas áreas, como a saúde, por exemplo.

A partir desse diagnóstico você pode traçar estratégias de abordagem que reforcem os temas com os quais os estudantes apresentarem menor familiaridade.

As diferentes características das pessoas estão relacionadas à sua genética e a fatores ambientais.

A BNCC na unidade

Competências gerais: 3, 4, 5, 8, 9 e 10.

Competências específicas de Ciências da Natureza: 1, 3 e 8

Habilidades de Ciências da Natureza: EF09CI08, EF09CI09, EF09CI10 e EF09CI11

½ Dicas de organização

Planeje-se com antecedência e providencie o material necessário para as atividades das páginas 16 e 26

Hereditariedade

Se observarmos as pessoas de qualquer lugar do planeta, encontraremos elementos indicativos de que todos nós pertencemos a uma mesma espécie – Homo sapiens. Mas é a manifestação do nosso material genético em interação com o ambiente que torna cada pessoa única. Mesmo no caso de gêmeos idênticos. E essa diversidade é bela e importantíssima!

1. Sabia que o DNA é um composto químico? Como ele pode ser responsável pela cor dos olhos ou do tipo sanguíneo?

2. O que o DNA tem a ver com testes de paternidade, doenças, vacinas, clonagem e transgênicos?

3. Você se interessa em saber mais sobre esses temas?

Orientações

Utilize as perguntas da abertura da unidade para levantar conhecimentos prévios dos estudantes sobre o tema, instigar-lhes a curiosidade e introduzir a discussão sobre o conteúdo da hereditariedade.

½ Respostas

1. Resposta pessoal. É possível que alguns estudantes saibam que o DNA é um composto químico e que essas características são condicionadas pelos genes. Neste momento não é necessário que eles tenham todas as respostas, uma vez que esses conceitos serão abordados ao longo do capítulo.

2. Resposta pessoal. É possível que alguns estudantes digam que os testes de paternidade são feitos por meio da análise do DNA, reconheçam a existência de doenças genéticas, saibam que a clonagem é feita por meio do DNA, entre outros.

3. Resposta pessoal. Incentive os estudantes a exercitar a curiosidade sobre o tema.

Nesta unidade você vai ter a oportunidade de:

• compreender a transmissão do material genético;

• relacionar gametas com a transmissão de DNA entre gerações;

• entender os aspectos da ação do DNA no condicionamento de características hereditárias;

• conhecer as principais ideias de Mendel;

• discutir e comparar as ideias de Lamarck e Darwin;

• relacionar variabilidade genética, seleção natural e adaptação.

Objetivos do capítulo

• Entender a Genética como o estudo dos mecanismos envolvidos na transmissão de características biológicas de geração para geração.

• Diferenciar ancestrais e descendentes por meio da interpretação de heredogramas.

• Reconhecer o DNA e sua forma compactada, os cromossomos, como estruturas responsáveis por armazenar quimicamente a informação genética.

• Compreender a importância da meiose no processo de formação de gametas.

• Distinguir as características genéticas, as congênitas e as adquiridas.

• Compreender que a molécula de DNA é suscetível a mutações.

Avaliação

Diagnóstico: Inicie o capítulo fazendo a leitura da imagem de abertura. Chame a atenção dos estudantes para as semelhanças e diferenças entre as pessoas presentes nela. Em seguida, peça aos estudantes que observem os colegas.

Estratégia: Fique atento às manifestações de todos, evitando qualquer tipo de constrangimento entre eles. Depois, faça os questionamentos a seguir.

• É possível observar semelhanças entre seus colegas de turma? De que tipo?

Espera-se que os estudantes realizem comparações respeitosas e respondam que o material genético é responsável pelas semelhanças entre os indivíduos.

Orientações

Analise a imagem com os estudantes, ressaltando que pessoas de uma mesma família apesentam maior similaridade de material genético mas que, mesmo assim, podem apresentar características muito diferentes entre si.

A herança genética

1 Observe a família retratada na imagem. Você consegue perceber semelhanças físicas entre as pessoas?

2 Agora compare-as com as pessoas à sua volta. Ainda é possível observar semelhanças? De que tipo?

É comum em reuniões familiares ouvir comentários do tipo: “Nossa! Puxou ao pai! Mas o nariz veio da mãe!”; “Esses olhos são do avô!”. Há até ditados e expressões populares associados ao parentesco: cara de um, focinho de outro; tal pai, tal filho, entre outros.

Pessoas de uma mesma família têm maior similaridade do material genético, o que tende a torná-las mais parecidas, mas, mesmo assim, existem muitas diferenças.

½ Para começar – Respostas

É o material genético de cada espécie de ser vivo que faz com que, em um mesmo grupo, como o dos mamíferos, uma girafa tenha mais pelos, um grande pescoço e seja quadrúpede, e os humanos tenham menos pelos e postura ereta, por exemplo.

No entanto, os indivíduos de uma mesma espécie não são idênticos. Como na família retratada na fotografia, os olhos de uma pessoa podem ser puxados, outros mais arredondados; algumas pessoas são altas, outras, baixas; os cabelos podem ser lisos, crespos ou ondulados etc.

Essas características são influenciadas pela herança genética ao longo das gerações, isto é, são consequências da hereditariedade.

Foco na BNCC

1. É impor tante, neste momento, que os estudantes percebam que, por mais que as pessoas da fotografia sejam da mesma família, cada uma tem características próprias.

2. Explique que as semelhanças entre os indivíduos são mais evidentes quando eles são da mesma família. Chame a atenção da turma para a diversidade existente na sala de aula, valorizando-a.

EF09CI08: O estudo do capítulo propicia a mobilização da habilidade. Os estudantes aprenderão, por meio da construção e da análise de heredogramas, a reconhecer as características hereditárias e a associar os gametas com a transmissão dessas características, estabelecendo, desse modo, relações de parentesco.

Características hereditárias

Genética é a parte da Biologia que estuda a herança genética ou hereditariedade, isto é, os mecanismos envolvidos na transmissão de características biológicas de geração para geração. Chamamos de ancestrais as gerações que vieram antes, dos quais nós, que somos descendentes, herdamos características.

Nas relações de parentesco, pais e avós são ancestrais, e filhos e netos descendentes. Assim, os parentes têm ancestrais em comum: irmãos têm pelo menos um dos pais em comum e primos têm alguns avós em comum, por exemplo. Essas relações de parentesco são representadas graficamente em heredogramas ou em árvores genealógicas, esquemas que utilizam símbolos padronizados.

Nos heredogramas, as mulheres (ou fêmeas das demais espécies) são representadas por círculos, e os homens (ou machos de outras espécies) por quadrados. As uniões que geram descendentes são indicadas por linhas horizontais, ligando um círculo a um quadrado. Os descendentes dessa união são ligados entre si e a seus pais, representados em um nível abaixo, e assim sucessivamente. Veja o exemplo a seguir de uma menina chamada Joana.

Orientações

A intenção aqui é fazer apenas uma introdução ao estudo da Genética, que deverá ser aprofundado no Ensino Médio. Neste momento, retome os conhecimentos dos estudantes sobre a divisão celular.

Ressalte que o aspecto de “X” que o cromossomo apresenta se deve à duplicação do material genético que ocorreu durante a preparação para a divisão celular. É importante, neste momento, que os estudantes compreendam essa representação. Certifique-se de que eles não vão associar essa estrutura ao cromossomo sexual X.

Chame-lhes a atenção para o fato de a molécula de DNA assumir diferentes graus de compactação ao associar-se com proteínas presentes no núcleo. Mencione também que, dependendo do grau de compactação em que ela se encontra, receberá uma nomenclatura diferente. Na sequência, utilize a representação esquemática do aspecto do material genético ao longo do ciclo celular para explicar o termo “cromatina”.

prima primo

irmão Joana

Em um nível mais amplo, acredita-se que todos os seres vivos do planeta – incluindo nossa espécie – têm um ancestral comum na história da evolução da vida.

Nas células somáticas humanas (aquelas que não geram gametas), são encontrados 46 cromossomos, 23 de origem materna e 23 de origem paterna. Os 22 pares são semelhantes em ambos os sexos e denominados autossomos O outro par compreende os cromossomos sexuais X ou Y, que têm morfologia distinta e estão relacionados à determinação do sexo.

descendentes

Cromossomos: são estruturas compactas que carregam o material genético. Cada cromossomo é composto por uma molécula de DNA associada a proteínas.

Morfologia: faz referência à forma de estruturas.

Destaque que na meiose se formam os gametas, que são células haploides. Em seguida, pergunte à turma qual é a quantidade de cromossomos presentes nas células humanas. É provável que algum estudante já tenha ouvido ou lido sobre isso em reportagens relacionadas a esse tema. Caso contrário, mencione que os seres humanos apresentam 46 cromossomos.

mãe

Organização dos ancestrais e dos descendentes de Joana no heredograma.

Orientações

Para que os estudantes visualizem como ocorre a formação de gametas no ser humano, utilize o esquema da fecundação mostrado nesta página. Chame-lhes a atenção para o número de cromossomos presentes no ser humano e peça a eles que, com base nessa informação, indiquem quantos cromossomos há nos gametas humanos – feminino e masculino. O espermatozoide tem 23 cromossomos e o ovócito também. Após a fecundação, o indivíduo passa a ter 46 cromossomos – metade deles de origem paterna e metade origem materna.

Em seguida, pergunte: “Como ficaria o número de cromossomos da célula-ovo caso não houvesse a meiose?”. É importante que eles reflitam sobre a quantidade de cromossomos de cada espécie, alinhando esse fato à meiose, durante o processo de produção dos gametas.

Explique a importância da redução à metade do número de cromossomos durante a meiose para a formação dos gametas. Ressalte também que, nesse mesmo processo (a meiose), ocorrem trocas de fragmentos entre os cromossomos homólogos, o que favorece a variabilidade genética.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

O homem tem 22 pares de autossomos e um par de cromossomos sexuais, formado por um cromossomo X e um cromossomo Y. Sua representação genética é 44A + XY. Ele produz espermatozoides, que carregam 22 autossomos e um cromossomo sexual, que pode ser X ou Y.

A mulher tem 22 pares de autossomos e um par de cromossomos sexuais, formado por dois cromossomos X, e seu cariótipo (conjunto de cromossomos) é 44A + XX. Ela produz um ovócito, com 22 autossomos e um cromossomo sexual X.

A determinação genética do sexo biológico do indivíduo ocorre no momento da fecundação. O ovócito contém um cromossomo X e o espermatozoide contém um cromossomo X ou um Y. Veja no esquema a seguir como é determinado o sexo biológico do bebê.

Os espermatozoides carregam cromossomos X ou Y. O sexo biológico do embrião depende do espermatozoide que fecunda o ovócito.

Se o espermatozoide que contém um cromossomo X fecundar o ovócito (X), a célula-ovo originará um embrião do sexo biológico feminino (XX). Já se o espermatozoide com um cromossomo Y fecundar o ovócito (X), o sexo biológico do embrião será masculino (XY).

Cromossomos Y e X. Observe que o cromossomo Y, à esquerda, é bem menor do que o cromossomo X, à direita. Fotografia obtida por microscópio eletrônico de varredura e colorizada artificialmente. Ampliação aproximada de 11 000 vezes.

Dawidson França

Biophoto

Cariótipo é o conjunto de cromossomos característicos de uma espécie e comum a todos os indivíduos que a formam. Logo, indivíduos de espécies diferentes têm cariótipos diferentes.

Orientações

Utilize as imagens desta página para apresentar os cromossomos sexuais X e Y, retomando os conceitos sobre meiose e o número de cromossomos presentes nas células humanas. Para reforçá-los, pergunte quantos pares de cromossomos homólogos teriam nossas células e quantos seriam de origem materna e paterna. Explique que, dos 46 cromossomos presentes nas células humanas, 23 são de origem materna e 23 são de origem paterna. Chame a atenção para o fato de 22 pares de cromossomos serem semelhantes em ambos os sexos – os autossomos – e somente os cromossomos X e Y – cromossomos sexuais – apresentarem morfologia distinta. Para mostrar essa diferença morfológica, utilize a fotografia obtida por microscópio eletrônico dos cromossomos X e Y.

Mencione que a quantidade de cromossomos de outras espécies varia, assim como os cromossomos que determinam o sexo. A quantidade de cromossomos também pode variar dentro da espécie, se houver algum erro na formação dos gametas, causando anomalias genéticas.

Para aprofundar

• JÚNIOR, Paulo Dias Ferreira. Aspectos ecológicos da determinação sexual em tartarugas. Acta Amaz. 39 (1), mar. 2009. Disponível em: https://www.scielo.br/j/aa/a/bzSXL

9CpfzFq4qHRGtb9ppF/?lang=pt. Acesso em: 11 jun. 2022.

O artigo poderá esclarecer e ampliar os conhecimentos dos estudantes sobre a influência de fatores externos na determinação do sexo de algumas espécies.

Cariótipos humanos. A montagem de um cariótipo envolve a fotografia feita com um microscópio óptico, a identificação dos pares de homólogos e, finalmente, a montagem ordenada, colocando-os lado a lado, alinhando os pares. Em A, encontra-se um cariótipo feminino, no qual há os cromossomos sexuais XX, aumento de 4 000 vezes. Em B, está um cariótipo masculino, com os cromossomos sexuais XY, aumento de 2 800 vezes.

Se julgar interessante, apresente exemplos de espécies cujo sexo biológico não é determinado por esses pares de cromossomos [XX (fêmea) ou X0 (macho) para determinados insetos; ZW (fêmea) ou ZZ (macho) para determinadas aves]. Chame a atenção da turma para outros fatores que contribuem para a determinação do sexo, além dos cromossomos em outras espécies, como a temperatura de incubação dos ovos nas tartarugas e nos lagartos. Não é preciso entrar em detalhes. Esses exemplos servem para que os estudantes não fiquem com a ideia errônea de que o sexo biológico é determinado sempre apenas por cromossomos XX ou XY.

Orientações

Em geral, os genes são algo reconhecidamente abstrato para os estudantes. Então, sugerimos que lhes sejam apresentados os genes como a unidade fundamental da hereditariedade, deixando claro que cada gene ocupa uma posição específica no cromossomo. Utilize as imagens da página e, se julgar necessário, faça esquemas na lousa.

Em seguida, explique que os genes são sequências específicas da molécula de DNA que determinam quais proteínas nosso organismo será capaz de produzir. Nesse caso, um bom exemplo são as células do pâncreas que produzem insulina, uma proteína de que os estudantes provavelmente já ouviram falar. Mencione que no DNA há um gene específico que determina a produção desse hormônio e que, nas células do pâncreas, esse gene está em atividade.

Durante o desenvolvimento da seção Modelar, oriente os estudantes a confeccionar os próprios canudos com jornal. Se necessário, explique os problemas ambientais causados pelo uso de canudos de plástico, conscientizando-os. Auxilie-os na divisão dos grupos, de forma que cada um fique responsável por organizar quatro pares de cromossomos homólogos.

½ Modelar – Respostas

1. Porque os canudos estão representando os cromossomos homólogos, que nesse caso têm o mesmo tamanho e formato, a mesma posição de centrômero e são portadores das mesmas informações codificadas em genes, que ocupam em ambos a mesma posição.

2. As cores diferentes dos canudos representam a origem dos cromossomos – paterna ou materna –, que são transferidos de uma geração para outra por meio dos gametas.

Locus: local definido no cromossomo ocupado pelo gene.

Genes

Os genes estão nos cromossomos e representam a unidade fundamental da hereditariedade. O lugar que o gene ocupa no cromossomo é chamado locus gênico

Os genes que estão associados à mesma característica e ocupam o mesmo locus em cromossomos homólogos são denominados genes alelos

Representação esquemática do locus gênico.

Fonte: ALBERTS, Bruce et al Molecular biology of the cell. 5 th ed. New York: Garland Science, 2008.

Genes alelos ocupam o mesmo locus em cromossomos homólogos.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Representação esquemática da localização de genes alelos em um par de cromossomos homólogos.

Fonte: ALBERTS, Bruce et al Molecular biology of the cell. 5 th ed. New York: Garland Science, 2008.

Cada gene é formado por um fragmento de DNA e está associado à síntese de uma proteína. Muitas dessas proteínas são enzimas, que atuam catalisando – acelerando – as reações bioquímicas que caracterizam o metabolismo das células e são responsáveis pelo funcionamento de todo o organismo.

Os genes podem ser transmitidos de uma geração para a outra no processo de reprodução sexuada, quando eles estão localizados nos cromossomos de células reprodutivas, como o ovócito e o espermatozoide.

Quando a reprodução é assexuada, não há gametas, portanto o material genético é passado para a próxima geração por meio da mitose, divisão celular que origina células com o mesmo material genético.

A informação genética – que é típica de todos os organismos de uma espécie – constitui o seu genoma . O projeto Genoma Humano, que fez o sequenciamento de nossa espécie, mostrou que o ser humano tem cerca de 30 mil genes distribuídos entre os 23 pares de cromossomos.

Cromossomos homólogos

Material:

• 8 canudos de papel;

Procedimentos

• tintas vermelha e azul.

1. Pinte quatro canudos de cor azul e quatro de vermelho.

2. Monte pares com um canudo de cada cor e corte um pequeno pedaço dos canudos de cada par, deixando-os do mesmo tamanho, mas variando o tamanho dos pedaços entre os pares.

3. Faça um nó no centro ou próximo à extremidade de cada canudo. Os dois canudos do mesmo par devem ter o nó na mesma posição.

4. Organize os pares de cromossomos e registre como ficou.

1 Por que o tamanho dos canudos e a posição do nó devem ser iguais nos canudos do mesmo par?

2 O que representam as cores diferentes no modelo? Considere nossa espécie como referencial para responder à pergunta.

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 3: A atividade da seção Modelar e os questionamentos subsequentes permitem ao estudante analisar, compreender e explicar características e fenômenos relativos ao mundo natural, além de estimular a curiosidade para fazer perguntas e buscar respostas.

Características genéticas, congênitas e adquiridas

As características genéticas são herdadas de nossos pais biológicos quando ocorre a fecundação e se forma o zigoto, que originará um embrião e, posteriormente, um feto e um recém-nascido. Em geral, essas características são passadas aos descendentes quando o indivíduo se torna adulto.

Características adquiridas, por sua vez, não são herdadas nem passadas adiante, resultam de interações com o ambiente. Quando a característica é adquirida ainda no período intrauterino, antes do nascimento, diz-se que ela é congênita. Apesar de o indivíduo afetado nascer com a característica congênita, ela não foi herdada geneticamente, portanto, não será passada à descendência.

Como exemplo, considere os seguintes casos de surdez: origem genética, lesão auditiva em acidente e ação do vírus da rubéola na mãe. Somente no primeiro caso a característica (surdez) pode ser transmitida aos descendentes. Os outros dois casos são exemplos de características adquiridas, sendo o último uma característica congênita.

Código genético

De modo simplificado, podemos dizer que código genético é o conjunto de regras usadas para produzir proteínas com base no material genético – o DNA O código é considerado universal porque o DNA se expressa praticamente do mesmo modo em todos os seres vivos. Esse processo depende da participação dos ribossomos, que “traduzem” a informação do DNA em proteínas.

Mutação gênica

É qualquer alteração permanente do DNA. Quando ocorrem mutações em células reprodutivas (os gametas), elas podem ser transmitidas às gerações futuras. As mutações que afetam as células somáticas, embora não sejam transmitidas aos descendentes, podem resultar em problemas, como certos tipos de câncer.

As alterações na forma das hemácias que ocorrem em indivíduos com anemia falciforme, por exemplo, resultam de uma mutação em um dos genes que determina a produção da proteína hemoglobina. Os indivíduos com esse tipo de anemia carregam uma forma mutante do gene, portanto, a hemoglobina formada tem estrutura diferente, que resulta em hemácias com forma de foice.

Células do sangue de uma pessoa com anemia falciforme. Algumas hemácias apresentam forma de foice em vez de disco. Fotografia obtida por microscópio eletrônico de varredura e colorizada artificialmente. Ampliação aproximada de 1 500 vezes.

Células do sangue de uma pessoa sem anemia falciforme. As hemácias têm morfologia característica, em forma de disco. Fotografia obtida por microscópio eletrônico de varredura e colorizada artificialmente. Ampliação aproximada de 2 800 vezes.

Orientações

Em sala, faça a distinção entre características genéticas, congênitas e adquiridas, dando alguns exemplos. Em seguida, separe a turma em três grupos e peça a cada um que pesquise esses temas:

• Características genéticas (exemplo: anemia falciforme);

• Características congênitas (exemplo: lábio leporino);

• Características adquiridas (exemplo: cegueira noturna).

Incentive-os a apresentar o resultado da pesquisa para o restante da turma, mediando uma discussão sobre os temas em questão.

Ao abordar o código genético, o objetivo é apenas introduzir os conceitos. No Ensino Médio, os estudantes terão mais condições de compreender – de fato – os processos de transcrição e tradução da informação genética na forma de proteínas.

Reveja os esquemas de células estudados no 6o ano para observar os ribossomos livres no hialoplasma e associados ao retículo endoplasmático granular.

No que se refere à mutação gênica, não será abordado o tema de mutação cromossômica, alteração que ocorre nos cromossomos e pode ser estrutural, modificando a sequência de genes do cromossomo, ou numérica, diminuindo ou aumentando o número de cromossomos.

Durante a abordagem da anemia falciforme, explore o fato de que na população africana essa mutação, em sua forma mais branda, nos heterozigotos, tornou-se uma vantagem em um ambiente em que a malária é endêmica, pois o protozoário causador da doença não consegue parasitar as hemácias falciformes.

Para aprofundar

• PENA, Sérgio Danilo. Anemia falciforme: uma doença geográfica. Cienciahoje, abr. 2008. Dispinível em: https:// cienciahoje.org.br/coluna/anemia-falciforme-uma-doen ca-geografica/. Acesso em: 22 jul. 2022.

Artigo que mostra relações entre aspectos geográficos e a ocorrência de anemia falciforme.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Orientações

Peça aos estudantes que tentem dobrar a língua em “U”, como na imagem da página. Contem com eles quantos conseguiram e quantos não conseguiram fazer esse movimento. Chame-lhes a atenção para os estudantes que conseguem dobrar a língua, mencionando que o gene relacionado a essa capacidade é dominante. Explique que os genes recessivos só se expressam na ausência do alelo dominante.

Utilize os exemplos trabalhados em sala de aula para apresentar os conceitos de genótipo e fenótipo. Uma maneira de diferenciar, de forma clara e objetiva, genótipo e fenótipo é dar o exemplo de gêmeos univitelinos (vale a pena tomar um tempinho para explicar a diferença entre gêmeos univitelinos e bivitelinos) que são criados em lugares diferentes sob condições ambientais distintas. Por mais que compartilhem o mesmo genótipo, seus fenótipos poderão ser diferentes. Se julgar necessário, retome a imagem de abertura deste capítulo. Essas características são transmitidas geneticamente, mas podem ser modificadas pelo ambiente, alterando o fenótipo.

Utilize a pergunta do título para abordar a diferenciação entre os genes dominantes e os genes recessivos. Para ilustrar, dê exemplos e explore a imagem do esquema simplificado de cromossomos homólogos da página.

Todos os genes que herdamos de nossos pais se manifestam?

O conjunto de genes de um indivíduo constitui seu genótipo, como os genes da cor dos olhos, da cor e forma dos cabelos, da altura e da cor da pele, entre outros – lembre-se de que são quase 30 mil. Já a expressão visível ou detectável do genótipo corresponde a seu fenótipo. O fenótipo resulta da interação do genótipo com o ambiente, por exemplo, o clareamento natural do tom da cor de cabelo em razão do tempo de exposição ao Sol.

Em muitas características genéticas, há uma relação de dominância entre os alelos envolvidos. Nesse caso, chamamos de dominante o gene alelo que se expressa mesmo na presença do alelo recessivo. O alelo recessivo só se manifesta na ausência do dominante.

Nos estudos sobre Genética, os genes são representados, em geral, por letras. Por convenção, adota-se a letra inicial da característica determinada pelo alelo recessivo, que é representado por letra minúscula. O alelo dominante, por sua vez, é representado pela mesma letra, mas maiúscula. Vale lembrar que o alelo dominante e o recessivo correspondem apenas a versões distintas de um mesmo gene, ou seja, um fragmento do DNA.

O indivíduo que tem genes alelos idênticos para determinada caraterística é denominado homozigoto. Chamamos de heterozigoto o indivíduo que tem genes alelos diferentes para determinado caráter.

Exemplos de fenótipos de traços humanos determinados por genes dominantes são a pigmentação da pele, a capacidade de enrolar a língua em “U” e o nariz aquilino. Em contrapartida, os homozigotos recessivos para esses genes seriam albinos (sem pigmentação na pele), não poderiam enrolar a língua em “U” e teriam o nariz

reto.

Ozgur Coskun/Shutterstock.com

David Bokuchava/Shutterstock.com

A capacidade de dobrar a língua em “U” é determinada por um gene dominante.

Família indiana albina. Essa característica se manifesta em homozigotos recessivos.

Fonte: ALBERTS, Bruce et al Molecular biology of the cell. 5th ed. New York: Garland Science, 2008.

Esquema simplificado de cromossomos homólogos.

homozigoto AA

heterozigoto Aa homozigoto aa Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Orientações

1 Relacione corretamente as informações a seguir.

a) Código genético

b) Mutação c) Genoma d) Cariótipo

I. Alteração permanente do DNA.

II. Conjunto de cromossomos característico de cada espécie.

III. Regras que guiam a síntese de proteínas a partir do material genético.

IV. Conjunto de toda informação genética de uma espécie.

2 Complete a frase corretamente com uma das alternativas a seguir.

Análise de heredogramas

Dizemos que determinado alelo é dominante em relação a outro quando sua expressão no fenótipo

a) só ocorre em heterozigotos.

b) só ocorre em homozigose.

c) ocorre mesmo nos heterozigotos.

d) depende de características congênitas.

e) reproduz uma característica provocada pelo ambiente.

3 Qual dos gametas determina o sexo do bebê? Como isso ocorre?

A incidência de determinada característica genética em uma família é analisada por heredogramas ou genealogias. Os algarismos romanos I, II e III à esquerda representam as gerações.

Esse heredograma representa a seguinte situação: Joana (I-1), que é afetada por uma doença genética, é casada com Pedro (I-2), indivíduo sem essa característica. O casal tem um filho (II-2) e duas filhas (II-3 e II-4). O filho (II-2) casa-se com Estela (II-1), também não afetada. Desse casamento resultou um casal de filhos em que a filha (III-1) não é afetada, enquanto o filho (III-2) é acometido pela mesma doença da avó, Joana. A doença em questão é recessiva, pois só se manifesta em homozigose, isto é, nos homozigotos recessivos. O filho II-2 é heterozigoto e carrega o alelo dominante herdado do pai e o recessivo herdado da mãe. Sua esposa II-1 também é heterozigota. Ambos não apresentam essa característica, mas passaram o alelo recessivo ao filho III-2.

Foco na BNCC

EF09CI08: A construção e a análise do heredograma, junto à leitura das páginas anteriores, possibilitam aos estudantes trabalhar os princípios da hereditariedade, reconhecer as características hereditárias e o papel dos gametas na transmissão de informações genéticas, e estabelecer relações de parentesco.

Atividade complementar

Se julgar necessário, explore um pouco mais os heredogramas com a turma, por meio da atividade prática disponível no link a seguir, que estimula os estudantes a interpretar um heredograma.

• GOMES, Luciana Maria de Jesus Baptista. Plano de aula: Conhecer e interpretar os heredogramas. Nova Escola Disponível em: https://novaescola.org.br/planos-de-aula/ fundamental/9ano/ciencias/conhecer-e-interpretar-osheredogramas/2741. Acesso em: 6 jun. 2022.

Explore o heredograma com os estudantes. Crie uma situação hipotética de uma característica hereditária recessiva para ilustrar. É importante ressaltar com os estudantes que, apesar de o exemplo ser de uma característica recessiva, muitas anomalias ou doenças podem ser determinadas por genes dominantes.

Ao trabalhar o heredograma com os estudantes, vale a pena reforçar a ideia de ancestrais e descendentes. Além disso, oriente-os a buscar no heredograma uma situação em que um casal não apresente a característica em questão (II-1 e II-2), mas tenha um filho (III-2) que a tenha. Explique que tal situação é possível se o casal for heterozigoto e o filho diferente for homozigoto recessivo. Se possível, reproduza o heredograma na lousa e, com a turma, acrescente as informações genéticas descritas no texto. Você pode representar o gene pela letra A, por exemplo, sendo A o gene dominante e a o recessivo. Analise cada geração separadamente, compartimentalizando as informações. Desse modo, é possível trabalhar aspectos do pensamento computacional com a turma. A seguir, trabalhe o heredograma como um todo, incentivando os estudantes a analisar as informações que ele traz, exercitando assim a leitura inferencial

Avaliação

Diagnóstico: Identifique se os estudantes conseguem diferenciar os termos relacionados à Genética e se compreendem os seus principais conceitos. Estratégia: Caso os estudantes apresentem dificuldades, peça que leiam novamente as páginas 13-18 para retomar os objetos de aprendizagem.

½ Atividades – Respostas

Utilize as atividades para verificar se os estudantes compreenderam os conceitos estudados até o momento. Caso eles tenham dificuldades, retome os conteúdos.

1. a-III; b-I; c-IV; d-II.

2. Alternativa c

3. O espermatozoide. O óvulo contém apenas o cromossomo X. Se o espermatozoide que fecundar esse óvulo tiver o cromossomo X, originará uma menina; se tiver o cromossomo Y, dará origem a um menino.

Orientações

As atividades 4 e 8 podem ser desdobradas em pesquisas orientadas para maior aprofundamento e ser articuladas com a vida dos estudantes.

½ Mais atividades –Respostas

1. Os genes são formados de DNA e ficam nos cromossomos.

2. Os genes são fragmentos de DNA que codificam, por meio do código genético, proteínas essenciais para o metabolismo de nossas células e definem nossas características.

3. diploides – haploides – 46 – 23

4. a) São quaisquer alterações permanentes do DNA.

b) Não, porque as células da pele são células somáticas. As mutações só são passadas aos descendentes quando ocorrem em células reprodutivas (gametas).

5. Genes alelos são aqueles associados à mesma característica e ocupam o mesmo locus ou posição em cromossomos de mesmo par, isto é, homólogos.

6. Os pares de cromossomos são herdados na fecundação, quando se forma o zigoto.

7. Os seis pares de cromossomos podem ser representados conforme o modelo a seguir. Se os estudantes tiverem dificuldade para fazer as representações, relembre a atividade feita na seção Modelar, da página 16

1 De modo simplificado, qual é a natureza química (o tipo de molécula) e a localização dos genes?

2 Como os genes regulam nosso organismo?

3 Complete corretamente as lacunas. As células somáticas, normalmente, são , pois têm em seu núcleo 2n cromossomos; já as células reprodutivas são denominadas , pois têm n cromossomos. No caso da espécie humana, 2n corresponde a cromossomos ou pares de cromossomos.

4 Estudos de genes relacionados ao melanoma – um tipo bastante agressivo e letal de câncer de pele – confirmaram a importância de cuidados com a exposição do corpo aos raios solares. A radiação ultravioleta aumenta o número de mutações genéticas que podem causar a doença. Sabendo disso, responda:

a) O que são mutações genéticas?

b) Mutações que ocorrem nas células da pele são passadas aos descendentes? Explique.

5 O que são genes alelos?

6 Na espécie humana, as células dos tecidos do corpo têm 23 pares de cromossomos homólogos. Em que momento de nosso desenvolvimento herdamos esses cromossomos?

7 Esquematize seis pares de cromossomos homólogos e indique genes alelos em cada um deles. Utilize cores diferentes para representar os cromossomos de origem materna e paterna e os genes alelos.

8 Leia o seguinte trecho e responda à questão.

[...] A maioria dos traumas oculares é irreversível. Eles ocupam o segundo lugar em todo o mundo e podem provocar cegueira unilateral. A advertência é da médica oftalmologista Denise de Freitas, da Escola Paulista de Medicina. “Se pensarmos que a catarata é uma cegueira reversível e que se for operado o paciente volta a enxergar, com os traumas oculares não ocorre o mesmo” [...]

[...] a oftalmologista explicou que a maioria dos traumas não ocorre por acaso. “Existem os grupos de risco como crianças, operários que trabalham sem proteção no olho, idosos e esportistas em geral”, afirmou Denise. “Além da deficiência visual, o trauma envolve uma série de custos e desgastes para uma pessoa, não só pela hospitalização, mas porque ela tem de parar de trabalhar, estudar”, disse. A médica alerta ainda para os problemas ocasionados pela mutilação ou pela desfiguração: “Os pacientes, em sua maioria jovens, passa a ter problemas emocionais, sociais e de autoestima, quando, por exemplo, sofre uma queimadura por uma explosão”. [...]

NASCIMENTO, Maria Lúcia do. Traumas oculares podem levar à cegueira. Cidade de São Paulo, São Paulo, 28 abr. 2016. Disponível em: https://www.prefeitura.sp.gov.br/cidade/secretarias/saude/noticias/?p=216232. Acesso em: 11 mar. 2022.

8. Não, porque a característica em questão foi adquirida, não sendo transmitida aos descendentes. Reforce que as características só podem ser transmitidas quando a informação é genética.

Considere uma pessoa que ficou cega em decorrência de um acidente com produtos químicos. Há chance de essa pessoa transmitir a cegueira aos descendentes? Explique sua resposta.

Atividade complementar

Sugestão de atividade lúdica que pode ser adaptada para o trabalho com os estudantes em sala de aula:

• BARATTA, Milene Sayuri Sakoda et al . Ferramenta lúdica para o ensino de Genética – senhor e senhora Batata. Semana da Educação da Universidade Estadual de Londrina, 2015. Disponível em: http://www.uel.br/ eventos/semanaeducacao/pages/arquivos/ANAIS/ ARTIGO/SABERES%20E%20PRATICAS/FERRAMENTA%20

LUDICA%20PARA%20O%20ENSINO%20DE%20 GENETICA%20-%20SENHOR%20E%20SENHORA%20 BATATA.pdf. Acesso em: 11 jun. 2022.

Avaliação

Diagnóstico: As atividades 1 a 8 retomam o conteúdo estudado e possibilitam verificar se os estudantes se apropriaram dos conceitos e habilidade esperados.

Estratégia: Caso tenham dificuldades em responder às questões, oriente-os a reler os textos, indicar pontos de dúvidas e a fazer resumos ou mapas mentais dos conceitos-chave.

É importante usar protetor solar para ter boa saúde.

9 A genealogia a seguir representa a ocorrência de certa doença cuja herança segue o padrão de dominância. Considere os indivíduos doentes sendo representados em preto, e os indivíduos não doentes, em branco.

Orientações

Os estudantes podem apresentar dificuldade para ler as informações dos heredogramas. Se necessário, reproduza na lousa os heredogramas das atividades 9 e 10 e responda às questões em conjunto com a turma. Vale destacar com os estudantes que o fato de haver muitos indivíduos afetados em uma família não é certeza que a característica é dominante. Embora seja mais raro , uma característica recessiva pode aparecer em todas as gerações de um heredograma. Outro fato é que nem sempre é possível determinar o genótipo de um indivíduo com base no heredograma.

½ Mais atividadesRespostas

A doença em questão, representada em preto, é uma característica dominante ou recessiva? Justifique sua resposta.

10 No esquema apresentado a seguir, os indivíduos assinalados em preto apresentam uma característica recessiva.

9. Trata-se de uma característica dominante. Podemos observar, na segunda geração, um casal em que ambos têm a doença em questão, mas têm filhos sem a doença. Assim, é possível concluir que o casal é heterozigoto e os filhos sem a doença são homozigotos recessivos.

10. São obrigatoriamente heterozigotos os indivíduos 1, 2, 6 e 8. Os indivíduos 1, 2 e 6 não apresentam a característica recessiva, porém tiveram filhos com essa característica, o que indica que eles doaram um alelo recessivo para esses descendentes e, portanto, são heterozigotos. Já o indivíduo 8 não apresenta a característica recessiva, mas sua mãe sim, o que indica que ele tem um alelo recessivo, proveniente da mãe, e um alelo dominante, proveniente do pai.

Avaliação

No heredograma acima, que números representam indivíduos que são obrigatoriamente heterozigotos para essa característica?

Diagnóstico: As atividades possibilitam verificar se os estudantes compreenderam o conteúdo estudado no capítulo, desenvolvendo a habilidade

EF09CI08

Estratégia: Identifique as atividades que causaram mais dúvidas e dificuldades. Retome os temas utilizando diferentes abordagens e refaça as atividades. Se os estudantes tiverem dificuldade para interpretar os heredogramas, forneça-lhes mais atividades do tipo, para que possam praticar a interpretação.

Objetivos do capítulo

• Reconhecer a importância dos estudos de Gregor Johann Mendel para a Genética moderna.

• Apropriar-se de termos do vocabulário utilizado em Genética.

• Identificar e compreender aspectos e conceitos relacionados com as ideias de Mendel.

• Sensibilizar-se e reconhecer a importância de debater questões relacionadas à bioética e à biossegurança.

Orientações

Para dar início à abordagem dos conteúdos deste capítulo, além de utilizar os questionamentos iniciais presentes nesta página sobre a questão do albinismo, sugerimos que, caso a escola disponha de uma sala de vídeo ou recursos audiovisuais, seja apresentado aos estudantes o documentário Mendel e a ervilha – Os seis experimentos que mudaram o mundo, de aproximadamente 25 minutos de duração, que conta a biografia de Mendel e explica como ocorreu seu famoso experimento com ervilhas.

Assista ao documentário previamente e formule alguns questionamentos que possam ser respondidos com sua exibição. Ao final, medeie uma discussão utilizando as questões previamente elaboradas. Caso julgue necessário, retorne aos trechos mais relevantes do documentário.

Avaliação

Diagnóstico: Para melhor aproveitamento do capítulo, avalie se os estudantes compreendem os conceitos estudados anteriormente, verificando se eles:

• estabelecem relações entre ancestrais e descendentes;

• sabem identificar termos básicos aplicados em Genética, como: gene, locus gênico, genótipo, fenótipo, gene alelo dominante, gene alelo recessivo;

• sabem diferenciar genótipo de fenótipo;

• compreendem a relação entre genes alelos dominantes e recessivos;

• sabem ler e interpretar um heredograma.

Estratégia: Caso identifique dúvidas ou dificuldades, retome o conteúdo com a turma, antes de iniciar o estudo do Capítulo 2.

A contribuição de Mendel 2

Na população humana há maior quantidade de pessoas com a pele pigmentada do que com albinismo – característica de indivíduo que não produz melanina nem apresenta pigmentação na pele.

1 Como herdamos a capacidade de produzir melanina?

2 Pessoas que produzem melanina podem ter descendentes albinos? E o contrário? Essas e outras perguntas semelhantes só puderam ser respondidas com base nos estudos de Genética.

Melanina: pigmento produzido por células chamadas melanócitos. Sua tonalidade varia de amarelada a preta. A melanina é encontrada na pele, no cabelo, na íris dos olhos e até no cérebro.

Já sabemos que nem todas as características que distinguem os seres vivos de uma mesma espécie são determinadas geneticamente ou herdadas de ancestrais. Contudo, ao observarmos a natureza em geral e a população humana, constatamos que determinadas características têm um potencial de expressão maior do que outras.

Foco na BNCC

O indivíduo albino não produz melanina, por isso, não apresenta pigmentação na pele, nos cabelos e na íris dos olhos.

½ Para começar – Respostas

EF09CI09: Neste capítulo serão estudadas as ideias de Mendel e as noções de hereditariedade para resolver problemas envolvendo a transmissão de características hereditárias, mobilizando assim os aspectos desta habilidade.

1. Espera-se que os estudantes relacionem que herdamos de nossos ancestrais, por meio dos genes. Herdamos dos gametas na fecundação, na formação do zigoto.

2. Espera-se que os estudantes relembrem alelos dominantes e recessivos, estudados no capítulo anterior. Sim, se forem heterozigotos para essa característica. Não, se forem homozigotos recessivos, pois não têm como transmitir um gene dominante.

Mendel: o pioneiro

O monge austríaco Gregor Johann Mendel (1822-1884), filho de pequenos agricultores, desde criança gostava de observar a reprodução dos animais e a formação de sementes nas plantas. Ele ficava intrigado ao constatar como os filhos se pareciam com os pais, mas nunca eram exatamente iguais a eles.

O interesse de Mendel por plantas e animais sobreviveu à infância e à adolescência e se tornou sua principal ocupação, inclusive depois de ingressar no mosteiro. Inicialmente, trabalhou com abelhas e ratos, porém, depois de um tempo, passou para o cultivo de ervilhas. Foi então que Mendel deu início a seu experimento, em 1856.

Sua primeira monografia foi publicada em 1866, mas, por causa do caráter quantitativo e estatístico de suas pesquisas e do impacto do trabalho de Darwin (1859) sobre a origem das espécies, pouca atenção foi dada a ele. Só em 1900 o trabalho de Mendel foi redescoberto por outros pesquisadores que obtiveram, com estudos independentes, evidências a favor dos princípios que ele enunciou. A Genética só ficou conhecida e categorizada oficialmente como um ramo de estudo da Biologia em 1905, quando o cientista inglês William Bateson (1861-1926) usou o termo genno (fazer nascer), derivado da palavra grega, cerca de quarenta anos após a clássica publicação dos resultados obtidos por Gregor Mendel.

Os experimentos de Mendel

As principais constatações de Mendel foram feitas com base em experimentos com ervilhas, no próprio mosteiro onde vivia. Esses experimentos foram extremamente importantes para que hoje conhecêssemos alguns dos mecanismos da hereditariedade.

O trabalho dele obteve sucesso, entre outros fatores, pela própria escolha do objeto de estudo: a ervilha-de-cheiro – Pisum sativum –, planta de fácil cultivo, com ciclo de vida curto e flores hermafroditas que podem se reproduzir por autofecundação e produzir muitos descendentes. Além disso, esse vegetal apresenta características contrastantes, facilmente observáveis, sem aspectos intermediários. Veja no quadro algumas dessas características.

Características Aspectos

cor da semente amarela verde

textura da semente lisa rugosa

cor da vagem verde amarela

forma da vagem lisa ondulada altura da planta alta baixa cor da flor púrpura branca Quadro elaborado para fins didáticos.

Atividade complementar

O uso de jogos didáticos como prática de ensino pode facilitar o processo de ensino-aprendizagem de forma lúdica, motivadora e divertida. Nesse caso, utilize o jogo didático “Bingo das ervilhas”.

VALADARES, Bruno Lassmar Bueno et al. “Cruzamentos Mendelianos”: O bingo das ervilhas. Genética na Escola. v. 5, n. 1, p. 5 -12, 2010. Disponível em: www.biologia.seed.pr.gov.br/ arquivos/File/jogo_das_ervilhas.pdf. Acesso em: 11 jun. 2022.

Orientações

Faça a leitura do quadro com os estudantes, chamando-lhes a atenção para as características das plantas estudadas. Se julgar necessário, providencie imagens para eles visualizarem tais características e aspectos. Neste momento, é importante que eles compreendam os termos “indivíduo puro” e “autofecundação”. Para explicar como acontece a autofecundação, se julgar interessante, providencie uma planta hermafrodita. Chame a atenção dos estudantes para as estruturas reprodutivas e mostre como pode acontecer a autofecundação. Se não for possível demonstrar em uma planta, faça um esquema na lousa, destacando as estruturas reprodutivas, e explique o processo de autofecundação.

Durante essa explicação, apresente as adaptações das plantas que evitam a autofecundação, garantindo a variabilidade genética na espécie. Essas estratégias adaptativas podem envolver mecanismos bioquímicos, barreiras físicas entre os sistemas reprodutivos feminino e masculino ou amadurecimento em períodos distintos desses órgãos. No caso de Mendel, ele impediu a autofecundação ao remover os estames das flores com as quais trabalhou.

Se julgar pertinente, reproduza na lousa o cruzamento feito por Mendel, explicando-o passo a passo. Destaque a representação dos alelos (V e v) e as características associadas a eles, de modo que os estudantes compreendam que o alelo dominante confere a cor amarela às sementes, e o alelo recessivo, a cor verde. Reforce que a característica recessiva será expressa somente em condição de homozigose, ou seja, vv

Gregor Johann Mendel (1822-1884).

Representação artística de Mendel manipulando plantas de ervilha.

Dayane

Raven

Orientações

Explore com os estudantes a ilustração que esquematiza os experimentos realizados por Mendel. Peça a eles que a observem com atenção e procurem entender os cruzamentos. Depois explique cada passo do experimento. Você pode retomar o quadro da página 23 para auxiliar na compreensão dos fenótipos.

Para aprofundar

Para um trabalho com vistas à inclusão e aprendizagem de estudantes com deficiência visual, veja as sugestões do kit didático disponível em :

• ROCHA, Simone José Maciel da; SILVA, Edson Pereira da. Material didático para o ensino inclusivo de herança genética. Genética na Escola. v. 1, n. 1, p. 89 -101, 2017. Disponível em: https://www. geneticanaescola.com/_files/ugd/ b703be_110ee0ae2c47448b86a bca967a2a1565.pdf. Acesso em: 17 jun. 2022.

Representação dos cruzamentos feitos por Mendel para analisar a característica cor da semente.

Escolhida a espécie, Mendel selecionou e analisou cada par das características que identificou. Trabalhou sempre com um número grande de indivíduos de várias gerações. Nos primeiros cruzamentos, teve o cuidado de escolher exemplares puros, observando-os por várias gerações resultantes da autofecundação, para confirmar se realmente só dariam origem a indivíduos semelhantes entre si e aos progenitores cruzantes.

Ao realizar a fecundação cruzada da parte masculina de uma planta que produzia semente amarela com a feminina de uma planta que produzia semente verde (geração parental, ou P), ele observou que os descendentes, que chamou de geração F1, eram somente de plantas que geraram sementes amarelas. Autofecundando esses exemplares, ou seja, F1 com F1, obteve a geração seguinte, chamada F2, que apresentou a proporção de três plantas que produziam sementes amarelas para uma verde, ou seja, 3 : 1 (lê-se “três para um”).

Com base nessas observações, Mendel considerou as sementes verdes como recessivas, e as amarelas como dominantes. Afinal, em F2 havia plantas que produziam sementes verdes, cujas progenitoras só produziam sementes amarelas. Isso quer dizer que as plantas da geração F1 tinham genes para verde que não se expressaram na presença do gene para sementes amarelas. Isso revela que, nas plantas da geração F1, havia, simultaneamente, genes para sementes amarelas e verdes, mas somente o gene para sementes amarelas foi expresso, o que o caracterizou como gene dominante. Por convenção, utiliza-se a letra v, em minúsculo, porque o verde é o fenótipo recessivo, enquanto V, em maiúsculo, indica o gene para sementes amarelas, dominante.

Fonte: REECE, J. B. et al Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.

Dawidson França

planta produtora de sementes amarelas fecundação cruzada

planta produtora de sementes verdes

1/4 planta produtora de sementes verdes VV Vv

pura vv

VV x vv Vv x Vv vv VV, Vv, Vv

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Foco na BNCC

EF09CI09: O exemplo de cruzamento genético presente nesta página permite que os estudantes, com base nos cruzamentos genéticos realizados, discutam as ideias de Mendel, considerando-as para resolver problemas envolvendo a transmissão de características hereditárias.

Analisando outras características da planta seguindo esse mesmo princípio, Mendel concluiu que, em todos os casos, havia a mesma proporção de 3 : 1.

Com esse experimento, ele deduziu que:

• as características hereditárias são determinadas por um par de fatores herdados do pai e da mãe na mesma proporção;

• esses fatores se separam na formação das células reprodutivas;

• indivíduos de linhagem pura produzem gametas geneticamente iguais em relação ao par de genes em questão, ao passo que híbridos produzem dois tipos distintos, na mesma proporção.

Hoje sabemos que os “fatores” que Mendel identificou são genes alelos que se separam na meiose; que as linhagens “puras” são formadas por indivíduos homozigotos e que os “híbridos” são heterozigotos

Depois de Mendel, diversos estudiosos avançaram no campo de estudo –até então desconhecido – da Genética, incluindo brasileiros. Alguns geneticistas de nosso país estão entre os melhores do mundo e têm contribuído expressivamente em várias áreas.

Aplicando as ideias de Mendel

Como nas ervilhas, as características genéticas são herdadas pelos cruzamentos decorrentes da reprodução sexuada nas espécies. Na espécie humana, por exemplo, o albinismo pode ser resultado do cruzamento entre dois heterozigotos.

Orientações

Com base no que foi trabalhado na página anterior, questione os estudantes se eles poderiam chegar às mesmas conclusões que Mendel, mencionadas no início desta página. Tenha cuidado com o termo “indivíduos de linhagem pura”, pois pode remeter à interpretação equivocada de uma suposta superioridade de raças. Exclua essa possibilidade explicando que se refere apenas a indivíduos homozigotos e que produzem gametas geneticamente iguais em relação ao par de genes em questão. Se possível, reproduza na lousa o heredograma. Peça aos estudantes que leiam o texto e faça a representação dos alelos no heredograma em conjunto com a turma.

Atividade complementar

Proponha aos estudantes que façam uma pesquisa sobre Crodowaldo Pavan e outros cientistas brasileiros importantes que atuam em outras áreas das Ciências. Oriente-os a, sempre que possível, incluir exemplos de cientistas mulheres e pessoas de diferentes etnias, para não reforçar o estereótipo masculino e europeu de cientista.

Representação esquemática de um heredograma para demonstrar as ideias de Mendel.

No exemplo do heredograma representado, o casal 1 e 2, de pigmentação normal, teve uma filha albina (4) e três filhos com pigmentação normal (3, 5 e 6). Com base nesse heredograma, podemos concluir que o casal 1 e 2 apresenta genótipo heterozigoto – Aa – e a filha 4 apresenta genótipo homozigoto recessivo – aa –, herdando o gene a de cada um dos pais, que não são albinos. Logo, os pais têm fenótipo dominante e genótipo heterozigoto para o albinismo.

Quanto à filha 5 e aos filhos 3 e 6, só é possível afirmar que apresentam um gene dominante A, que pode ter vindo do pai ou da mãe. E, como não temos certeza do outro gene que recebeu, representamos como A_ Conclui-se, portanto, que o albinismo é uma característica recessiva.

O trabalho com foco no ODS 5 da ONU – Igualdade de gênero – Alcançar a igualdade de gênero e empoderar todas as mulheres e meninas – além de sua importância intrínseca, colabora na promoção da cultura de paz e não violência. Não podemos ignorar o número crescente de casos de violência de gênero resultando em grande quantidade de homicídios. A escola – em parceria com a comunidade e trabalho intersetorial – pode promover ações com vistas à valorização e visibilidade positiva da imagem feminina. Programas que incentivam a presença de meninas na ciência são um exemplo deste tipo de ação. Sobre a participação feminina na ciência, sugerimos:

• DECIFR AR o código: educação de meninas e mulheres em ciências, tecnologia, engenharia e matemática (STEM). Brasília: UNESCO, 2018. Disponível em: https:// unesdoc.unesco.org/ark:/48223/ pf0000264691. Acesso em: 11 jun. 2022.

Auxilie os estudantes na organização dos dados coletados e incentive-os a apresentá-los para o restante da turma. Durante as apresentações, medeie uma discussão sobre o assunto.

Orientações

Os filmes sugeridos na seção Assim também se aprende exigem um olhar crítico do ponto de vista conceitual e são interessantes para suscitar debates no campo da bioética. Promova uma discussão com os estudantes após a exibição de cada um deles.

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 8: A seção Assim também se aprende possibilita desenvolver aspectos desta competência, uma vez que a discussão sobre bioética permite que os estudantes recorram aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões com base em princípios éticos, democráticos, sustentáveis e solidários.

Competências gerais

9 e 10: A discussão dos filmes indicados incentiva os estudantes a exercer o respeito e a empatia, agindo com base em princípios éticos, inclusivos e solidários.

½ Modelar – Respostas

1. V V, Vv e vv, respectivamente. Os estudantes podem chegar a essa conclusão observando as cores das miçangas em cada pote no início do experimento.

2. Vv e vv. Verifique se os estudantes compreendem que cada miçanga corresponde a um alelo do gene. Portanto, como o pote 2 tem miçangas amarelas e verdes, o genótipo é Vv; no pote 4 só há miçangas verdes, portanto o genótipo é vv.

3. Quando se juntam as miçangas dos potes 1 e 3, o resultado é que todas serão “misturadas”, ou seja, teremos 100% de fenótipo amarelo e 100% de genótipo Vv. Quando juntamos as miçangas dos potes 2 e 4, o resultado é 50% de cada cor, indicando que os genótipos são Vv (fenótipo amarelo) e vv (fenótipo verde).

Representando um cruzamento

Que tipo de cruzamento é usado para detectar o genótipo de um indivíduo com fenótipo dominante?

Material:

• 30 contas ou miçangas de cor amarela para representar sementes de ervilhas amarelas;

• 50 contas ou miçangas na cor verde para representar ervilhas verdes;

• 4 potes de plástico ou vidro com tampa;

• dois pires ou tampas de vidro de maionese ou similar;

• caneta tipo marcador permanente ou etiquetas adesivas.

Procedimentos

1. Identifique com caneta do tipo marcador ou etiqueta adesiva os potes 1, 2, 3 e 4 e os pires A e B.

2. Coloque 20 contas ou miçangas amarelas no pote 1 para representar os indivíduos homozigotos dominantes.

3. Coloque 10 contas ou miçangas amarelas e 10 verdes juntas no pote 2 para representar os indivíduos heterozigotos.

4. Coloque 20 contas ou miçangas verdes no pote 3 e outras 20 contas ou miçangas verdes no pote 4 para representar indivíduos homozigotos recessivos.

5. Balance os potes com as contas ou miçangas. Um estudante retira uma miçanga do pote 1 e uma miçanga do pote 3 e coloca no pires A. Em seguida, repete-se essa ação sucessivamente até que terminem todas as miçangas dos potes 1 e 3.

6. A seguir, outro estudante retira uma miçanga do pote 2 e uma miçanga do pote 4 e coloca no pires B. Repete-se essa ação sucessivamente até que terminem todas as miçangas dos potes 2 e 4.

7. Agora conte as miçangas de duas em duas.

8. Anote a quantidade de duplas em uma folha separando-as em três grupos:

• amarela-amarela

Reflita e responda às questões.

• amarela-verde

1 Qual é o genótipo dos indivíduos representados nos potes 1, 2 e 3?

2 E o genótipo dos indivíduos no pires B?

• verde-verde

3 Sabendo que o gene V é dominante em relação a v e que as miçangas representam as ervilhas estudadas por Mendel, qual é o fenótipo das ervilhas resultantes dos cruzamentos dos potes 1 × 3 e 2 × 4? E o genótipo?

Assim também se aprende

Gattaca – Experiência genética

Estados Unidos, 1997. Direção: Andrew Niccol, 106 min.

A Ilha

Estados Unidos, 2005. Direção: Michael Bay, 136 min. Esses filmes abordam questões que envolvem aspectos éticos e possíveis usos do conhecimento genético.

Foco na BNCC

EF09CI09: A atividade prática promove a discussão de ideias de Mendel sobre hereditariedade, de modo que os estudantes possam utilizá-las para resolver problemas envolvendo a transmissão de características hereditárias.

Competência específica de Ciências da Natureza 3: A atividade também possibilita aos estudantes analisar e compreender fenômenos relativos ao mundo natural, exercitando a curiosidade para fazer perguntas e buscar respostas com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza.

a pesquisadora

Quem é

Mayana Zatz

O que faz

Mayana Zatz é professora titular de Genética e diretora do Centro de Estudos do Genoma Humano e células tronco da Universidade de São Paulo (USP). Por que envelhecemos?

O envelhecimento é resultado de uma série de fatores e começa nas células. À medida que elas se dividem, o material genético, o DNA, pode sofrer quebras. O jovem tem bons mecanismos de reparo. O idoso, não. Um dos genes encontrados em centenários está ligado justamente ao reparo do DNA.

O que acontece quando o DNA não é reparado?

Quanto mais as células se dividem, mais acumulam mutações. Algumas são inofensivas. Outras não. É o caso das associadas ao câncer. Não à toa que o câncer é mais frequente na velhice. Há também mutações nas mitocôndrias (as usinas de energia das células). O envelhecimento é o resultado do acúmulo de uma série de processos que levam à perda de eficiência do organismo. Quantos genes já foram associados ao envelhecimento?

Pelo menos uma dúzia. O envelhecimento está relacionado à combinação de uma série deles e também a fatores ambientais e sociais, como alimentação, atividade física, estresse, acesso a serviços de saúde e saneamento. As pessoas têm diferentes combinações de genes e fatores ambientais.

E o que a ciência busca nos genes?

Procuramos em centenários variações genéticas que proporcionem uma longevidade maior. Isso nos ajuda a compreender melhor o processo de envelhecimento e também a buscar desenvolver formas que possam aumentar a nossa healthspan (termo usado para se referir ao tempo que uma pessoa vive com qualidade, sem doenças comumente associadas ao envelhecimento).

[…]

Qual a importância da atividade física?

Ninguém questiona mais que a atividade física é essencial para envelhecer com qualidade. A healthspan depende da prática de atividade física.

Por que a atividade é tão importante?

Porque está ligada a vários mecanismos cruciais do funcionamento do corpo e da mente. A atividade física ajuda a preservar força, equilíbrio e capacidade cardiovascular, por exemplo. Há alguns anos se descobriu em centenários italianos uma variante genética ligada a uma microcirculação sanguínea maior que a média. A maioria das pessoas não tem essa variante, mas a atividade física compensa o papel dos genes. E isso vale para uma série de outros genes. Você pode não ter os genes de centenários, mas pode compensar a falta deles com atividade física.

E qual o papel da alimentação?

É fundamental. Genes incríveis sozinhos não lhe farão viver mais, se comer mal. Precisamos ter políticas públicas para possibilitar o acesso a alimentos não industrializados e de qualidade. Não é socialmente justo que alimentos saudáveis custem mais caro. Deveria haver uma campanha para popularizar o consumo de legumes e frutas. A microbiota (a comunidade de microrganismos benéficos que vive em nosso corpo) muda com a idade. A capacidade de digerir carne do idoso não é a mesma de um jovem. […]

ACADEMIA BRASILEIRA DE CIÊNCIAS. Acadêmica Mayana Zatz concede entrevista sobre o papel dos genes na longevidade Rio de Janeiro, 30 jul. 2021. Disponível em: https://www.abc.org.br/2021/07/30/academica-mayana-zatz-concede-entrevista-sobre-o -papel-dos-genes-na-longevidade/. Acesso em: 6 abr. 2022.

Para aprofundar

Para ampliar os conhecimentos dos estudantes a respeito do uso de células-tronco de embrião, providencie cópias e faça a leitura conjunta do texto “Projeto ameaça pesquisas com células-tronco”, de Natalia Pasternak e Luiz Gustavo de Almeida.

• PASTERNAK, Natália; ALMEIDA, Luiz Gustavo. Projeto ameaça pesquisas com células-tronco. Instituto Questão de Ciência, 2019. Disponível em: https://www.revistaquestaodeciencia. com.br/artigo/2019/06/05/emenda-constitucional-ameaca -pesquisa-com-celulas-tronco. Acesso em: 11 jun. 2022.

Orientações

Peça aos estudantes que leiam a entrevista desta página. Em seguida, solicite que sublinhem termos biológicos cujo significado desconheçam. Com base no que eles marcarem, desenvolva os conceitos biológicos. Aproveite para discutir questões éticas relacionadas com o tema da entrevista, que se refere ao uso de células-tronco de embriões, fazendo, assim, uma conexão com a página seguinte.

O trabalho com a entrevista possibilita destacar e valorizar o papel das mulheres na ciência.

Mayana Zatz.

Ze Carlos Barretta/Folhapress

Orientações

A seção Pontos de vista traz elementos para um trabalho significativo com Ciência e Tecnologia. Os aspectos bioéticos da ciência – como produção humana e, portanto, não neutra – favorecem uma análise crítica essencial para uma leitura de mundo mais complexa e menos ingênua. Além de explorar as questões propostas ao fim do texto da seção, você pode ampliar o debate levando-o para outros exemplos da vida contemporânea. Convide colegas de outras disciplinas, como Língua Portuguesa, História e Geografia. Livros, documentários e outros recursos podem enriquecer esse trabalho, que promove a formação cidadã.

Faça a leitura do texto proposto na seção e depois medeie uma discussão sobre o tema.

½ Pontos de vista –Respostas

As respostas das atividades desta seção são pessoais. O objetivo é sensibilizar e problematizar aspectos éticos de questões contemporâneas relacionadas à biotecnologia.

As discussões também têm caráter pessoal, sendo importante promover o respeito às opiniões dos colegas.

1. Durante a discussão, atente para a possibilidade de haver estudantes com diferentes opiniões e percepções sobre o assunto. Promova o debate de modo que eles possam argumentar e expressar suas opiniões livremente, respeitando as opiniões dos colegas e mobilizando a competência geral 9

2. Existem alternativas ao uso de animais em experimentos; os estudantes conseguem acessar essas informações em páginas da internet. Oriente-os a pesquisar em fontes confiáveis e em sites científicos e governamentais, evitando blogs e sites pessoais, que podem conter informações enviesadas, contra ou a favor da prática.

3. Oriente os estudantes durante a pesquisa e reserve uma aula antecipadamente para a produção dos murais. Os resultados das pesquisas podem ser compartilhados com a comunidade no site da escola.

Bioética

A palavra bioética é originada das palavras gregas bios (vida) e ethos (uso, costume, hábito). A Bioética investiga as condições necessárias para conduzir a vida de forma responsável. Questões como a fertilização in vitro, o aborto, a clonagem, a eutanásia e os organismos transgênicos são exemplos de temas abordados pela Bioética e que causam divergências. Veja, a seguir, pontos de vista sobre a Lei Arouca (Lei n o 11.794) de 2008, que regulamenta o uso de animais em ensino e pesquisas científicas no Brasil:

Texto 1

[...] a lei criou o Conselho Nacional de Controle de Experimentação Animal, o Concea, responsável por formular e fiscalizar normas para utilização humanitária de animais. Além de dizer o que pode e o que não pode ser feito com os animais, em especial quanto ao grau de sofrimento a que eles podem ser submetidos, o Concea também organiza o Cadastro das Instituições de Uso Científico de Animais, o Ciuca. Outra exigência [...] é a criação de Comissões de Ética no Uso de Animais pelas instituições que desenvolvam atividades de ensino ou pesquisa com animais. [...] essas comissões contarão com representantes de sociedades protetoras de animais. [...]

Texto 2

[...] Para o especialista em Direito Ambiental e autor do livro “Diretos dos Animais”, Daniel Lourenço, esse tipo de atividade contraria os direitos e os interesses dos animais. “Entendo que a experimentação animal parte de um pressuposto equivocado de ver no animal um objeto para atender a uma finalidade humana. Nesse sentido, entendo que a legislação atual, embora pretenda regulamentar essa prática, trazendo, pretensamente, uma maior salvaguarda para o bem-estar dos animais, ela na verdade, em última análise, ainda está com o paradigma de coisificar o animal para atender uma finalidade humana.” [...]

Texto 3

Por sua vez, Sérgio Greif, que é biólogo e membro fundador da ONG Sociedade Vegana, diz que a lei que protege o cientista e não o animal. [...] “São simplesmente pessoas que têm interesse na pesquisa em animais e não na preservação dos interesses dos animais. [...] Não compete a nenhum ser humano avaliar o que é aceitável e o que não é aceitável fazer a um animal.” [...]

LIMA, Verônica. Cobaias: conheça a lei que regulamenta uso de animais em pesquisa. In: BRASIL. Câmara dos Deputados. Brasília, DF, [20--].. Disponível em: https://www.camara.leg.br/radio/programas/350325-cobaias-conheca-a-lei-que-regulamenta-uso-de-animais-em-pesquisa-0602/-. Acesso em: 20 maio 2022.

Após a leitura, debata com os colegas e procurem registrar uma síntese das ideias do grupo, observando o que pensam sobre os diferentes pontos de vista.

1 Embora a Lei Arouca seja vista pela comunidade científica como um avanço em direção à proteção dos animais, há uma crítica sobre o objetivo da lei: regulamentar a experimentação com animais, que muitos já consideram inaceitável de qualquer modo. O que você e o seu grupo pensam sobre o uso de animais em pesquisas científicas?

2 Existem métodos alternativos para a pesquisa no lugar de testes em cobaias animais? Pesquisem sobre o tema e socializem os resultados com a turma.

3 Pesquisem reportagens e dados sobre leis estaduais/municipais sobre a pesquisa com animais. Organizem um mural com esse material.

Para aprofundar

• MARTÍNEZ PÉREZ, L. F. et al. A abordagem de questões sociocientíficas no ensino de Ciências: contribuições à pesquisa da área. Associação Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências. Disponível em: http://abrapecnet. org.br/atas_enpec/viiienpec/resumos/R1606-1.pdf.

Acesso em: 7 jul. 2022.

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 1: As discussões propostas nessa seção levam os estudantes a compreender as Ciências da Natureza como empreendimento humano e a reconhecer o caráter histórico do conhecimento científico.

Competência geral 4: A produção do mural e o compartilhamento no site da escola possibilitam desenvolver aspectos dessa competência, incentivando os estudantes a utilizar a linguagem digital para compartilhar informações.

Cartaz da Câmara dos Deputados do Paraná sobre a proibição do uso de animais como cobaias, 2015.

O DNA e o teste genético de parentesco

O teste de DNA determina a paternidade/maternidade biológica de crianças com probabilidade de 99,99% de acerto. Geralmente, o exame é feito por análise de glóbulos brancos do sangue do suposto pai ou da mãe ou até de parentes consanguíneos e da criança, cuja filiação é investigada.

O teste é feito em laboratório e examina apenas trechos bem específicos do DNA, chamados polimórficos, porque variam muito de pessoa para pessoa. São utilizados kits padronizados que verificam sempre os mesmos trechos, porque é extremamente improvável que duas pessoas tenham as mesmas repetições em todos eles. Uma exceção são os gêmeos univitelinos, que têm o mesmo genótipo. Metade dos trechos analisados no DNA do filho deve estar presente também no DNA do pai, e metade no da mãe.

O exame de DNA na investigação de maternidade e paternidade é gratuito para pessoas de baixa renda.

O direito à paternidade

Você sabia que, no Brasil, todas as pessoas têm o direito de ter sua paternidade reconhecida? Leia o texto a seguir.

[...] O direito à paternidade é garantido pelo artigo 226, § 7o, da Constituição Federal de 1988. O programa Pai Presente, coordenado pela Corregedoria Nacional de Justiça, objetiva estimular o reconhecimento de paternidade de pessoas sem esse registro.

A declaração de paternidade, isto é, o documento que afirma quem é o pai de uma pessoa, pode ser feita espontaneamente pelo pai ou solicitada por mãe e filho. Em ambos os casos, é preciso comparecer ao cartório de registro civil mais próximo do domicílio para dar início ao processo.

Representação do exame de DNA de diferentes pessoas. Para esse exame, o DNA é partido em pedaços que migram em um gel; cada traço se refere a determinado pedaço de DNA. Se o traço aparece na mesma posição em diferentes exames, considera-se que é o mesmo pedaço de DNA.

Orientações

Inicie a seção Um pouco mais sobre verificando os conhecimentos prévios dos estudantes a respeito do assunto. Em seguida, faça a leitura do texto. Caso perceba qualquer tipo de dificuldade, retome o conteúdo do Capítulo 1. É importante que os estudantes tenham compreendido os conceitos sobre o material genético para entender como funcionam os testes de paternidade/maternidade. Para facilitar a compreensão dos estudantes, explore as imagens da página, explicando como se faz a comparação das bandas de DNA obtidas no teste de paternidade.

Informe aos estudantes, paralelamente a uma leitura de trechos do ECA (Estatuto da Criança e do Adolescente), que a averbação requerida do reconhecimento de paternidade no assento de nascimento e a certidão correspondente são gratuitas a qualquer tempo.

[...] A partir da indicação do suposto pai, feita pela mãe ou filho maior de 18 anos, as informações são encaminhadas ao juiz responsável. Este, por sua vez, vai localizar e intimar o suposto pai para que se manifeste quanto a paternidade, ou tomar as providências necessárias para dar início à ação investigatória.

Caso o reconhecimento espontâneo seja feito com a presença da mãe (no caso de menores de 18 anos) e no cartório onde o filho foi registrado, a família poderá obter na hora o novo documento.

CONSELHO NACIONAL DE JUSTIÇA (CNJ). Pai Presente: um projeto a serviço da família. Jusbrasil, [s. l.], 18 jun. 2012. Disponível em: https://cnj.jusbrasil.com.br/noticias/3200180/pai-presente-um-projeto-a-servico-da-familia. Acesso em: 6 abr. 2022.

1 Debatam a importância social de programas como o Pai Presente.

2 Citem outros exemplos de como a biotecnologia pode ser utilizada em casos relacionados à justiça e à garantia de direitos humanos.

Foco na BNCC

Competência geral 9: A atividade incentiva os estudantes a exercitar o respeito e a empatia.

Competências gerais 3 e 5: Essas competências também são trabalhadas, possibilitando aos estudantes analisar e compreender conhecimentos das Ciências relacionados com a biotecnologia.

Para aprofundar

Para ampliar as discussões sobre testes de paternidade/ maternidade e a importância do programa Pai Presente, sugerimos a leitura do artigo “Paternidade responsável para além do registro: sob a análise do projeto Pai Presente do Conselho Nacional de Justiça”, de Laiane de Jesus Santos. Disponível em: http://ri.ucsal.br:8080/jspui/bitstream/ prefix/561/1/TCCLAIANESANTOS.pdf. Acesso em: 11 jun. 2022.

Promova uma discussão sobre como as produções da ciência e tecnologia podem colaborar para a garantia de direitos dos cidadãos. Que tal a escola promover uma divulgação para a comunidade sobre programas como o citado na seção e que muitos desconhecem? Existem programas estaduais similares ao Pai Presente, que têm como meta identificar crianças matriculadas nas escolas que não têm o nome do pai em seu registro e atuar em busca do reconhecimento dessa paternidade. Na região onde fica a escola existe algum? Que tal a turma fazer esse levantamento?

½ Um pouco mais sobre –Respostas

As respostas das atividades desta seção são pessoais. Ao discutir o assunto com os estudantes, procure relacionar as técnicas e os conhecimentos da área de Genética Humana com seu impacto na sociedade.

1. O debate possibilita que os estudantes exercitem a argumentação, o respeito e a empatia. Por se tratar de um assunto sensível, tome cuidado para que a discussão não cause constrangimento a estudantes que não tenham sido reconhecidos pelo pai biológico. Esperase que os estudantes compreendam que o programa é importante, pois garante o direito da criança à pensão alimentícia.

2. A biotecnologia genética pode ser aplicada para a elucidação de crimes, com identificação de suspeitos por meio de exames de DNA.

Conselho Nacional de Justiça. Cartaz do programa Pai Presente.

Conselho Nacional de Justiça

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Orientações

Peça aos estudantes que façam as atividades propostas. Elas retomam o conteúdo do capítulo e podem ser feitas em sala de aula ou como lição para casa.

½ Mais atividades –Respostas

1. Porque todos os seres humanos herdam suas mitocôndrias da mãe, pois o óvulo participa com o citoplasma e o núcleo na fecundação, enquanto o espermatozoide participa apenas com o núcleo. Desse modo, quando se forma o zigoto, pode-se falar em herança nuclear materna e paterna e herança citoplasmática exclusivamente materna. Como as mitocôndrias são organelas citoplasmáticas, sua herança é materna, o que é suficiente para identificar a mãe do desaparecido.

2. Verifique se os estudantes reconhecem que, por convenção, em um heredograma as mulheres são representadas por círculos e os homens por quadrados. Se julgar necessário, reproduza o heredograma na lousa e faça a provável distribuição dos alelos da família.

Geração I: 1: mulher; 2: homem.

Geração II: 1: mulher; 2: homem; 3: mulher; 4: mulher.

Geração III: 1: homem; 2: homem.

Os indivíduos pintados apresentam o fenótipo recessivo, pois o casal II, embora não afetado pela característica, teve o filho III-1, que expressou um fenótipo que não aparecia nos pais.

Então, o casal II-1 e II-2 deve ser heterozigoto e seu filho III-1 apresenta fenótipo recessivo. O filho III-2 tem fenótipo dominante, embora não seja possível afirmar se seu genótipo é homozigoto dominante ou heterozigoto.

1 Após a leitura do texto a seguir, faça o que se pede. [...] O DNA mitocondrial (mtDNA) é uma pequena cadeia circular de DNA [...]. É encontrado nas organelas que produzem energia das células, as mitocôndrias. [...]

A investigação forense dos restos mortais após um conflito armado e outras situações de violência armada possui dois objetivos. O primeiro é recuperar e examinar os restos para a investigação penal, que inclui determinar a causa e a maneira da morte; e o segundo é identificar os restos e, caso possível, entregá-los à família da pessoa morta. Este último objetivo ajuda os familiares a descobrirem o que aconteceu com seu parente e permite que os restos mortais sejam tratados apropriadamente dentro do contexto cultural, possibilitando que as famílias façam seu luto.

[...] Nos últimos anos, as técnicas utilizadas para identificar restos mortais foram ampliadas e melhoradas, tornando-se mais complexas com o surgimento de tecnologias baseadas na análise de DNA. Em situações em que o DNA pode ser analisado, comparado e finalmente vinculado com o DNA dos parentes das pessoas desaparecidas, a identidade dos restos mortais pode ser comprovada sem nenhuma dúvida científica ou legal. Da mesma forma, a análise de DNA pode também provar que não existe nenhum parentesco.

Representação de célula eucarionte, com destaque para uma mitocôndria e seu material genético.

Fonte: REECE, J. B. et al Biologia de Campbell. 10. ed.

Porto Alegre: Artmed, 2015.

[...] A vantagem de utilizar DNA mitocondrial é que ele está presente de forma múltipla nas células, sendo, portanto, fácil de recuperar de restos que não estejam bem conservados.

O DNA mitocondrial é herdado somente da mãe. Isto significa que os restos mortais de uma pessoa podem ser comparados com amostras da sua mãe ou avó materna, uma irmã ou tios por parte de mãe, ou mesmo com parentes mais distantes desde que pertençam à linhagem materna. [...] COMITÊ INTERNACIONAL DA CRUZ VERMELHA. Pessoas desaparecidas, análise de DNA e identificação de restos mortais. 2. ed. Genebra: CICV, 2009. Disponível em: https://shop.icrc.org/icrc/pdf/view/id/845. Acesso em: 6 abr. 2022.

• No Brasil e em países como a Argentina, a análise do DNA mitocondrial tem sido utilizada no reconhecimento de ossadas. Como isso é possível?

2 De acordo com o heredograma a seguir, identifique, em cada geração indicada por I, II e III, quais são os homens e as mulheres. Depois, responda qual dos dois fenótipos representados – pintado e não pintado – tem mais chance de ser recessivo. Justifique sua resposta.

Cartaz de campanha para identificar pessoas desconhecidas com base no DNA.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Representação de heredograma.

3 “Cada caráter é condicionado por um par de fatores que se separam na formação dos gametas.”

Ao enunciar essa lei, Mendel já admitia, embora sem conhecer, a existência de quais estruturas e de que processo de divisão celular? Utilize os conceitos atuais para explicar a afirmação dele.

4 Nas flores conhecidas como copo-de-leite, a transmissão hereditária da cor das pétalas ocorre por herança mendeliana simples, ou seja, há apenas um par de genes envolvidos com dominância completa.

Plantas popularmente conhecidas como copo-de-leite, que podem ser vermelhas ou brancas.

De um cruzamento experimental de copos-de-leite vermelhos, resultou uma geração F1 bastante numerosa, em uma proporção de três descendentes vermelhos para cada branco (3 : 1). Ao analisar o genótipo da F1, os cientistas constataram que apenas um em cada três descendentes vermelhos era homozigoto para essa característica. Considerando esses dados, responda às questões.

a) Qual é a característica dominante?

b) Qual é o genótipo dos indivíduos de flores brancas?

c) Como deve ser a proporção genotípica da F1 desse cruzamento experimental?

Avaliação

5 (Enem – 2013) Cinco casais alegavam ser os pais de um bebê. A confirmação da paternidade foi obtida pelo exame de DNA. O resultado do teste está esquematizado na figura, em que cada casal apresenta um padrão com duas bandas de DNA (faixas, uma para cada suposto pai e outra para a suposta mãe), comparadas à do bebê.

½ Mais atividadesRespostas

3. Ao mencionar que um caráter é condicionado por um par de fatores, Mendel evidencia a diploidia e os genes como o fator hereditário. Quando se refere à separação dos fatores durante a formação dos gametas, identifica a divisão celular meiótica, que separa os homólogos e, portanto, os genes.

Que casal pode ser considerado como pais biológicos do bebê?

a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5

6 (Uerj – 2019) Determinadas sequências de DNA presentes no material genético variam entre os indivíduos.

A análise dessa variação possibilita, por exemplo, a identificação dos pais biológicos de uma criança. Considere os esquemas a seguir de sequenciamentos de trechos de DNA, separados por gel de eletroforese, de uma família formada por um casal e quatro filhos.

4. a) De acordo com os dados do enunciado, o cruzamento entre copos-de-leite vermelhos resultou em F1 descendentes vermelhos e brancos. Logo, em cada copo-de-leite vermelho havia um gene para vermelho e um para branco, que não era expresso na geração parental. Isso quer dizer que a cor branca é determinada pelo gene recessivo e, então, o gene para a cor vermelha é dominante.

b) Pela convenção, usa-se “b” para identificar o gene que condiciona a cor branca, e seu genótipo será bb. Por outro lado, usa-se “B” para identificar o gene que condiciona a cor vermelha, e seus genótipos serão BB e Bb.

c) São quatro possibilidades de descendentes. Uma em quatro BB, duas em quatro Bb e uma em quatro bb, ou seja: 1 BB : 2 Bb : 1 bb.

Caso os estudantes apresentem alguma dificuldade para entender a questão, faça a representação do cruzamento na lousa, indicando os genótipos dos indivíduos:

P: Bb * Bb.

F1: BB, Bb, Bb, bb.

Diagnóstico: Ao final do estudo do capítulo, espera-se que os estudantes tenham noções sobre hereditariedade e os conceitos envolvidos (fatores hereditários, segregação, gametas, fecundação) e saibam resolver problemas envolvendo a transmissão de características hereditárias em diferentes organismos. Utilize as atividades finais do capítulo para avaliar se os objetivos foram cumpridos e se a habilidade EF09CI09 foi desenvolvida satisfatoriamente.

• Com base nos sequenciamentos, o filho biológico dessa mãe com pai diferente do apresentado é o de número:

a) 1 b) 2 c) 3 d) 4

5. Alternativa c. Os indivíduos do casal 3 podem ser considerados pais biológicos do bebê, em virtude das coincidências de suas bandas de DNA. Se necessário, explore as bandas dos casais individualmente, comparando-as com as do bebê.

Estratégia: Por meio das atividades, identifique os temas que causaram mais dificuldade para os estudantes e retome os conteúdos utilizando abordagens diferentes das usadas previamente. As atividades complementares sugeridas podem ser utilizadas para este fim.

6. Alternativa b. Com base nos sequenciamentos de DNA, o filho número 2 não apresenta nenhuma banda compatível com o pai, indicando que tem um pai diferente do apresentado; apenas como observação, o filho número 4 não é compatível nem com a mãe nem com o pai.

Objetivos do capítulo

• Conhecer, comparar e discutir as principais ideias das teorias evolutivas de Lamarck e Darwin.

• Compreender o conceito de mutação gênica.

• Reconhecer mecanismos da seleção natural.

Avaliação

Diagnóstico: Para um melhor aproveitamento dos estudos do capítulo, verifique os conhecimentos prévios dos estudantes, sendo desejável que eles saibam:

• estabelecer relações entre ancestrais e descendentes;

• identificar e compreender os níveis de organização da vida, principalmente no que se refere à população;

• compreender que dentro de uma mesma população há variações entre os indivíduos de uma mesma espécie;

• reconhecer os fósseis como evidências do processo de evolução. Estratégia: Retome os conteúdos que ainda causam dúvidas e dificuldades aos estudantes, registrando os principais conceitos na lousa.

½ Para começar –Respostas Respostas pessoais. A importância das perguntas aqui feitas é levantar os conhecimentos prévios dos estudantes sobre o tema e iniciar a discussão sobre a questão, instigando a curiosidade.

1. É impor tante destacar que evolução biológica significa transformação, modificação, e não é sinônimo de aperfeiçoamento ou melhoria.

2. Resposta pessoal. É possível que os estudantes já tenham ouvido falar de evolução, mas não saibam explicar como ela ocorre.

3. Resposta pessoal. É possível que os estudantes citem que essas espécies têm características mais propícias para a sobrevivência em dado ambiente.

4. Resposta pessoal. Neste momento, não é esperado que os estudantes saibam o que é seleção natural. Anote as respostas da turma e as retome após a definição desse conceito.

Teorias evolucionistas 3

1 Você sabe qual é o significado de evolução biológica?

2 Já parou para pensar em como ocorre esse processo?

3 Por que algumas espécies são mais bem-sucedidas na ocupação do ambiente que outras?

4 Já ouviu falar de seleção natural?

Até meados do século XVIII, predominava a ideia de que as espécies eram fixas e imutáveis. Cada uma teria surgido de maneira independente e mantido sempre as mesmas características, sem se modificar ao longo do tempo. Esse pensamento correspondia ao fixismo

No século XIX, alguns cientistas começaram a defender a hipótese de que as espécies se modificam e evoluem com o passar do tempo e tentaram explicar de que maneira essa evolução poderia ocorrer. Esses cientistas eram adeptos do evolucionismo , ou seja, defendiam a hipótese de que todos os seres viventes compartilham um ancestral comum.

Foco na BNCC

No esquema acima, a imagem à esquerda representa o conceito de fixismo, em que as espécies seriam imutáveis. À direita está representado o pensamento evolucionista, teoria que considera as espécies atuais o resultado de mudanças lentas e sucessivas das espécies do passado.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

À esquerda, de cima para baixo, representação de braquiossauro, foto de girafa, foto de dragão-de-komodo e representação de antepassado de peixe. Existiram diversos seres vivos que já foram extintos e há uma grande diversidade atual, sendo que todos os seres vivos têm relação de parentesco entre si.

Orientações

EF09CI10: Nesse capítulo serão apresentadas as teorias evolutivas de Lamarck e Darwin, possibilitando que os estudantes identifiquem suas semelhanças e diferenças, e sua importância para explicar a biodiversidade.

EF09CI11: O conceito de seleção natural será abordado, discutindo-se sua importância para a evolução das espécies.

Se possível, faça um debate com as questões do Para começar junto a turma. Ao analisar os esquemas, indique que o que mostra as mudanças sucessivas em borboletas ajuda a explicar como seres muito distintos podem estar relacionados

Vagner Coelho

Lamarckismo

Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) refutava o fixismo e acreditava que os seres vivos evoluíam e se modificavam de acordo com as mudanças do ambiente. Sua teoria era fundamentada em duas leis: a lei do uso e desuso dos órgãos e a lei da herança dos caracteres adquiridos

Segundo a lei do uso e desuso dos órgãos, quanto mais uma estrutura fosse utilizada, mais se desenvolveria; em contrapartida, se fosse pouco utilizada, atrofiaria. Sabemos que algumas características sofrem, de fato, alterações de acordo com fatores do ambiente, como a cor da pele, que, se for muito exposta ao Sol, adquire um tom mais escuro. Entretanto, o que se herda é a capacidade de produzir o pigmento e distribuí-lo na pele, ou seja, o que se transmite hereditariamente é o genótipo, não o fenótipo. Além disso, há características sobre as quais o ambiente exerce pouca ou nenhuma influência, como os tipos sanguíneos A, B, AB e O.

A lei da herança dos caracteres adquiridos afirma que a característica adquirida pelo uso ou desuso seria transmitida aos descendentes. Essa lei também não se sustenta, afinal somente uma modificação no material genético é transmitida às gerações futuras e, mesmo assim, apenas se ela ocorrer nos genes das células germinativas, que dão origem aos gametas.

Na realidade, Lamarck tentava explicar a modificação dos seres vivos com base nas necessidades de se adaptarem a determinados ambientes. Assim, quando surgisse uma necessidade específica, o ser desenvolveria características que, de alguma maneira, seriam transmitidas para as futuras gerações.

Um exemplo que ilustra essa teoria é a explicação de como as girafas teriam adquirido seus longos pescoços. De acordo com o lamarckismo, os ancestrais das girafas seriam animais de pescoço curto que se alimentavam de vegetação rasteira. Com o passar do tempo, essa vegetação começou a ficar escassa e alguns deles passaram a se alimentar de folhas de árvores em ramos cada vez mais altos. Para alcançar essas folhas, o animal precisava esticar o pescoço, que assim se tornou um pouco mais comprido. Essa característica teria passado à prole, que continuaria a esticar o pescoço para alcançar folhas mais altas e, ao longo de várias gerações, isso resultaria em animais de pescoço longo, como os que conhecemos atualmente.

Orientações

Antes de iniciar a abordagem das teorias evolucionistas, verifique o que os estudantes pensam e sabem a respeito delas. É provável que alguns se sintam desconfortáveis por motivos religiosos. Se isso acontecer, explique que, neste momento, serão apresentadas teorias científicas e o objetivo não é desqualificar o posicionamento de ninguém, mas apresentar as metodologias científicas usadas para defender cada uma das teorias que serão estudadas.

Utilize a imagem das girafas para explicar a teoria de Lamarck. Se julgar interessante, leve outros exemplos para serem apresentados e discutidos com a turma.

Hulton Archive/Getty Images

Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829).

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Studio Caparroz

Segundo o lamarckismo, o fato de a girafa esticar continuamente o pescoço para alcançar folhas de árvores teria causado o alongamento dele.

Orientações

Utilize a imagem dos tentilhões e seus diferentes tipos de bico para explicar as teorias de Darwin sobre a evolução das espécies, sem mencionar ainda a seleção natural. Enfatize como as características anatômicas e fisiológicas podem ser o diferencial para executar ou não uma atividade. No caso dos tipos de bicos, a variedade observada permitiu a cada pássaro ocupar diferentes nichos ecológicos (se julgar necessário, retome esse conceito) e alimentar-se de tipos específicos de alimento, evitando competição por esse recurso essencial à sobrevivência. É importante que os estudantes compreendam a importância da variabilidade entre indivíduos de uma espécie que formam uma população.

Atente para possíveis explicações deterministas equivocadas, deixando claro que as características não “surgiram“ para servir a algum fim, como se houvesse um propósito previamente traçado na evolução. As características surgem de modo aleatório, podendo ser ou não vantajosas. Contudo, vale observar que a variação se dá ao acaso, por mutação, mas a adaptação é determinada pelo ambiente, por seleção natural, preservando as formas mais vantajosas naquele ambiente.

Darwinismo

O naturalista Charles Darwin (1809-1882) embarcou no navio Beagle, a serviço da Inglaterra, para uma viagem de mapeamento e pesquisas ao redor do mundo, que durou cinco anos.

Durante essa expedição, Darwin fez o levantamento da flora e da fauna de vários lugares por onde passou e coletou organismos de diversas espécies para seus estudos. Uma de suas paradas ocorreu em um conjunto de ilhas do Oceano Pacífico, chamadas Galápagos, onde verificou que cada ilha tinha uma fauna característica, principalmente de pássaros, tartarugas e lagartos.

Darwin observou, por exemplo, que os pássaros eram semelhantes, mas tinham bicos com formatos diferentes. Notou também que a forma do bico estava relacionada ao tipo de alimento disponível em cada ilha. Assim, ele constatou a variabilidade de características entre os organismos, mas não sabia explicar as razões para essa diversidade.

Nas ilhas com alimento de consistência macia, como frutos e brotos vegetais, predominam pássaros com bicos pequenos e delicados; nas ilhas em que há mais sementes como alimento disponível, prevalecem pássaros com bicos grandes e maciços. A ilustração a seguir compara os diferentes formatos de bico com tipos de alicate e os alimentos preferenciais desses pássaros.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

A luta pela sobrevivência

Depois de ler um ensaio sobre o princípio da teoria populacional malthusiana – segundo o qual a produção de alimentos acontece em progressão aritmética e as populações crescem em progressão geométrica –, Darwin propôs que, apesar do grande número de nascimentos, as populações tendem a se manter constantes. De acordo com ele, embora nem todos os membros de uma população sobrevivam, sempre haveria indivíduos mais aptos, isto é, mais bem adaptados do que outros, portanto, com mais chances de sobrevivência.

Atividade complementar

Peça aos estudantes que pesquisem e expliquem por que as serpentes existentes atualmente apresentam um corpo alongado e cilíndrico. Para orientar a reflexão, informe que algumas têm vestígios de cintura e membros em seus esqueletos.

Oriente-os a refletir se as explicações encontradas por eles são lamarckistas ou darwinistas e a anotá-las no caderno. Au-

xilie-os na organização dos dados coletados e incentive-os a apresentá-los para o restante da turma.

É provável que pressões evolutivas tenham atuado selecionando positivamente a forma cilíndrica em grupos de lagartos ancestrais das cobras.

Paul D Stewart/SPL/Fotoarena

Science Photo Library/Fotoarena

Alfred Russel Wallace (1823-1913).

Relação entre os tipos de bicos dos tentilhões e os alimentos para os quais estão adaptados.

Charles Darwin (1809-1882).

Se as condições do ambiente permanecem constantes, as espécies também permanecem. Se o ambiente muda, a espécie que era adaptada a ele deixa de sê-lo; no entanto, alguns indivíduos da população podem se mostrar mais bem adaptados às características do novo meio e, consequentemente, deixar mais descendentes. Nas gerações seguintes, esses indivíduos que se adaptaram serão a maioria, e, com o passar de muitos anos, a espécie terá se modificado. Se a modificação do ambiente ocorrer de modo que nenhum indivíduo sobreviva, a espécie entrará, então, em extinção

Assim surgiu, em 1838, o conceito de seleção natural: os organismos com características que possibilitam melhor adaptação ao ambiente têm mais chances de chegar à fase adulta e deixar descendentes. Dessa forma, essas características são preservadas, enquanto as que diminuem a adaptabilidade dos organismos tendem a ser eliminadas.

O naturalista britânico Alfred Russel Wallace (1823-1913) chegou de forma independente às mesmas conclusões do trabalho de Darwin: a concepção de seleção natural. Quando Darwin tomou conhecimento desse fato, ambos comunicaram conjuntamente os resultados de seus estudos em julho de 1858 à Linnean Society de Londres e, logo a seguir, publicaram na revista dessa mesma sociedade.

Até a segunda metade do século XIX, a ideia lamarckista de herança de características adquiridas pelo uso e pelo desuso conviveu com a ideia de evolução por seleção natural. Em 1883, August Weismann (1834-1914) realizou o seguinte experimento com camundongos em seu laboratório: cada vez que um camundongo nascia, tinha a cauda cortada. Os camundongos cresciam sem cauda e se reproduziam. A cada nova prole, a cauda era novamente cortada, por sucessivas gerações. Weismann observou que os camundongos nasciam com caudas do mesmo tamanho da geração anterior antes de serem cortadas, comprovando que a caraterística adquirida não era passada à descendência.

Vagner Coelho

A origem das espécies, de Charles Darwin (Martin Claret). Obra-prima do evolucionista Charles Darwin, em que se desenvolvem todos os preceitos de sua teoria da evolução.

Orientações

Utilize a representação do experimento de August Weissmann, que refuta a ideia da herança dos caracteres adquiridos defendida por Lamarck. Contudo, reforce a importância de suas contribuições para as ideias evolucionistas.

Comente que a ideia de uso e desuso ainda persiste no senso comum. Isso ocorre com o dente do siso, por exemplo. Também chamado de terceiro molar, ele nasce muito tardiamente, geralmente aos 18 anos, e nem sempre encontra espaço na boca, o que causa dor ou desalinhamento nos outros dentes. Por isso é comum sua extração no dentista. Algumas pessoas afirmam que no futuro os seres humanos poderão nascer sem os dentes do siso, porque são pouco usados ao longo da vida. Pergunte se os estudantes concordam com isso.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Espera-se que eles discordem, porque os genes que determinam a presença do dente do siso são transmitidos pelos gametas. Explique que a presença do siso não é uma característica que influencia a chance de sobrevivência ou de reprodução da espécie humana. Dessa forma, a característica não sofre pressão da seleção natural.

Ao longo de vinte gerações de camundongos, Weismann cortou as caudas dos indivíduos que nasciam e deixou que se reproduzissem. Ainda assim, os camundongos continuavam nascendo com caudas do mesmo tamanho que nas gerações anteriores, desmentindo a ideia de que os caracteres adquiridos eram transmitidos.

Ressalte que essa é uma ideia lamarckista – de herança de características adquiridas pelo uso e pelo desuso – e utilize os resultados do trabalho de Weissmann para demonstrar que o “não uso” de partes do corpo não modifica a informação genética transmitida pelos gametas.

Fonte: NIKLAS, Karl J.; KUTSCHERA, Ulrich. Amphimixis and the individual in evolving populations: does Weismann’s Doctrine apply to all, most or a few organisms? Naturwissenschaften, [s. l.], v. 101, p. 357–372, 2014.

depois de vinte gerações

Orientações

Neste momento, resgate os conceitos de hereditariedade abordados nos capítulos anteriores e associe-os com o que já foi visto até o momento sobre as teorias evolutivas para apresentar e contextualizar as ideias presentes no neodarwinismo.

Retome e faça oralmente uma comparação entre as ideias de Lamarck e as de Darwin.

Chame a atenção dos estudantes para o fato de o neodarwinismo reunir ideias de Darwin e conhecimentos de Genética.

Comente que falamos em redescoberta ou reconsideração dos trabalhos de Mendel porque ele e Darwin foram contemporâneos mas só em 1900 as ideias mendelianas foram confirmadas por outros cientistas

½ Atividades – Respostas

1. Eles começaram a defender a hipótese de que as espécies se modificam e evoluem com o passar do tempo e tentaram explicar como essa evolução poderia ocorrer.

2. Resposta pessoal. As respostas dos estudantes devem levar em conta o contexto em que os dois cientistas viviam e as características da sociedade naquela época. Espera-se que os estudantes concluam que, em função do contexto da época, tenha ocorrido grande resistência da sociedade às ideias evolucionistas.

3. Lamarck tentava explicar a evolução com base nas leis do uso e desuso dos órgãos e da herança das características adquiridas. Já Darwin baseava sua teoria na seleção natural, segundo a qual os seres mais adaptados ao ambiente têm mais chances de sobreviver e deixar descendentes.

4. Hoje, segundo o neodarwinismo, além da seleção natural, são importantes outros mecanismos evolutivos, como as mutações.

5. Espera-se que os estudantes busquem explicar a seleção natural como uma “pressão do ambiente” que favorece a sobrevivência de indivíduos com características vantajosas, ainda que façam isso de forma simplificada. Talvez surjam respostas como “o mais forte sobrevive”, que deve ser substituída ao longo do capítulo pela ideia de “mais apto”.

Quadro comparativo entre as ideias evolucionistas

ou fixista

Seleção de características

Transmissão de características

Lei do uso e desuso: características adaptativas surgem por necessidades criadas no ambiente.

Características adquiridas pelo uso são transmitidas aos descendentes.

Seleção natural: indivíduos com características adaptativas vantajosas em um ambiente têm mais chance de sobreviver e se reproduzir.

Indivíduos mais aptos se reproduzem e transmitem suas características aos descendentes. Não soube explicar o mecanismo de herança.

Papel do meio O meio induz o surgimento da adaptação. O meio seleciona as adaptações já existentes.

1 Qual é a importância dos trabalhos de Lamarck e de Darwin na história da evolução?

2 Considerando o contexto histórico, você acha que houve resistência da sociedade às ideias defendidas por eles?

3 Como os cientistas explicaram anteriormente a evolução?

4 Que fatores são considerados hoje para explicar essa teoria?

5 O que significa seleção natural?

Neodarwinismo

Também chamado teoria sintética da evolução, o neodarwinismo reúne as ideias de Darwin e os novos conhecimentos científicos, especialmente no campo da Genética. Além da seleção natural, essa teoria reconhece que os principais fatores evolutivos são as mutações e a recombinação gênica, entre outros.

O neodarwinismo só foi elaborado após a reconsideração dos trabalhos de Mendel em Genética. Além disso, foi fundamental o aprofundamento do conceito de gene, pois, com base nesse conhecimento, foi possível determinar os principais fatores responsáveis pela variedade dos seres vivos – as mutações e a recombinação gênica –, aspectos que Darwin desconhecia quando desenvolveu sua teoria.

Atividade complementar

Uma dinâmica interessante é promover um debate fictício entre os dois cientistas, no qual usem argumentos sobre suas teorias.

Foco na BNCC EF09CI10: O encaminhamento desta parte do capítulo permite comparar as ideias evolucionistas de Lamarck com as de Darwin.

Avaliação

Diagnóstico: Verifique se os estudantes compreendem as diferenças entre as teorias de Darwin e Lamarck. É possível que os estudantes não consigam reconhecer as características dessas teorias.

Estratégia: Caso os estudantes apresentem dificuldades, solicite que examinem o quadro desta página e retome as explicações a respeito das teorias evolutivas diferenciando-as do fixismo.

Lamarck Darwin

Principal obra Filosofia zoológica (1809). A origem das espécies (1859). Evolucionista

Evolucionista. Evolucionista.

Quadro elaborado para fins didáticos.

A importância da adaptação ao meio ambiente

Imagine o que aconteceria com plantas adaptadas a um tipo de ambiente com bastante água disponível caso algum fenômeno provocasse a escassez permanente de água ou mesmo se houvesse um período temporário de seca. Apenas as plantas com características que evitassem perda de água excessiva sobreviveriam às novas condições ambientais. Sendo assim, as características que possibilitariam sua sobrevivência seriam um revestimento impermeável, que evita perda excessiva de água para o ambiente; raízes mais compridas, que facilitam a absorção de água em solo mais profundo; tecidos armazenadores de água e a perda de folhas, o que diminui sua transpiração.

Orientações

Utilize as fotografias da página para explicar a importância da adaptação ao meio ambiente. Amplie a discussão perguntando aos estudantes se eles conhecem outras plantas ou animais com adaptações importantes ao ambiente em que vivem.

Atividade complementar

É possível concluir, portanto, que diante de novas e diferentes exigências do ambiente só os mais aptos àquele determinado meio sobrevivem. Nesse exemplo, provavelmente sobreviveriam as plantas adaptadas à seca. A sobrevivência em certo ambiente está relacionada ao fato de a espécie estar adaptada às condições oferecidas por esse meio. A adaptação depende das características naturais de cada espécie, que podem ou não ser vantajosas, favorecendo ou dificultando a sobrevivência dos indivíduos.

Se o ambiente é modificado, as características que antes eram vantajosas podem deixar de ser. Diante de alterações ambientais, um ser – antes bem adaptado – pode ser desfavorecido e ter sua sobrevivência comprometida.

Determinado inseto com aparência frágil, mas capaz de ficar camuflado em uma árvore, como o bicho-pau, pode escapar de ser devorado por predadores. Dessa maneira, esse inseto leva vantagem em relação a outro que também busque refúgio na mesma árvore, mas que tenha cores vivas e chame a atenção dos predadores.

Quando uma espécie tem características que a favorecem em determinado meio, ela apresenta mais chances de sobreviver, reproduzir-se e, assim, garantir sua continuidade na natureza e deixar mais descendentes. Quando, ao contrário, as características da espécie não a favorecem no ambiente em que vive, ela tende a desaparecer.

O bicho-pau é um inseto que se camufla nas árvores. A capacidade de se camuflar é uma vantagem adaptativa.

1 Ser mais apto significa ser mais forte? Justifique sua resposta. Pense em diferentes seres aparentemente frágeis e que estão muito bem adaptados na natureza. Dê pelo menos dois exemplos.

2 Quando falamos que alguém se adaptou a uma situação social, pensamos que o indivíduo se acostumou de alguma forma, de modo voluntário, intencional, seja por necessidade, seja por desejo. Por que a adaptação biológica é diferente?

½ Atividades – Respostas

1. Ser o mais apto não é sinônimo de ser o mais forte. Significa apresentar um conjunto de características vantajosas que permitem a sobrevivência em determinado local e em determinado momento. Alguns exemplos: insetos pequenos podem parecer frágeis para os seres humanos, mas se trata de um dos grupos com maior número de espécies conhe-

cidas; musgos e outras briófitas também podem aparentar fragilidade pelo tamanho pequeno.

2. A adaptação biológica não é voluntária ou intencional, ou seja, não depende da vontade. É consequência da seleção natural dos seres mais adaptados ao ambiente naquele momento.

Sugira uma pesquisa sobre diferentes tipos de adaptação de espécies de plantas ou animais existentes na cidade ou na região em que moram. Oriente-os a fotografar ou fazer desenhos representando a planta ou o animal escolhido, anotando no caderno tudo o que encontrarem sobre eles. Auxilie-os a organizar os dados coletados em um quadro e incentive-os a apresentar a planta ou o animal escolhido para os demais colegas da sala. Finalize a atividade com uma reflexão e uma discussão sobre as adaptações das espécies apresentadas.

Avaliação

Diagnóstico: Identifique se os estudantes compreendem o conceito de adaptação, comparando-o com o termo “mais forte”, bem como se diferenciam a adaptação em contexto social da adaptação biológica.

Estratégia: Se os estudantes não conseguirem responder às questões, retome a leitura desta página destacando diferentes tipos de ambiente e as características dos seres vivos que habitam esses locais.

A palma à esquerda e o umbuzeiro à direita são exemplos de plantas adaptadas ao clima seco.

Gilberto San/Shutterstock.com

Orientações

Ao tratar das mutações, é importante reforçar que elas ocorrem aleatoriamente e não têm o propósito de adaptar o ser vivo ao ambiente.

Lembre aos estudantes que as mutações são fonte primária de variabilidade genética. Por meio delas surgem novas características, nem sempre vantajosas e muitas vezes prejudiciais ao indivíduo, não permitindo que sejam passadas para seus descendentes. A recombinação gênica é importante, pois possibilita a “mistura” e, portanto, o aumento da variabilidade genética já existente na população.

Atividade complementar

Para melhor compreensão dos temas abordados, sugere-se executar a atividade lúdica sobre bicos de aves a seguir.

• CHRIST, Jheniffer Abeldt et al. Seleção natural. XVI Encontro Latino Americano de Iniciação Científica e XII Encontro Latino Americano de Pós-Graduação – Universidade do Vale do Paraíba Disponível em: http://www.inicepg.univap. br/cd/INIC_2012/anais/arquivos/ RE_1035_0802_01.pdf. Acesso em: 11 jun. 2022.

Mecanismos evolutivos

Conjunto gênico: totalidade dos genes presentes em uma população.

Cada população apresenta um conjunto gênico que, sujeito a mecanismos evolutivos, pode ser alterado. Os fatores evolutivos que atuam sobre o conjunto gênico da população podem agir sobre a variabilidade genética das populações.

Mutações

Mutações, como já vimos, são alterações no material genético. As mutações são cromossômicas, que afetam o número ou a estrutura de cromossomos da célula, ou gênicas, que alteram a molécula de DNA.

A mutação é uma das principais fontes de variação hereditária. As mutações não ocorrem para adaptar o indivíduo ao ambiente, pois acontecem ao acaso e, por seleção natural, são mantidas na população quando têm função adaptativa (seleção positiva) ou nula; caso contrário, são eliminadas (seleção negativa).

As mutações ocorrem em células somáticas (dos tecidos e órgãos em geral) ou em células germinativas (que dão origem aos gametas). Neste último caso, são transmitidas aos descendentes pela reprodução.

Darwin e a evolução, de Steve Parker (Scipione – Coleção Caminhos da Ciência). O livro narra a vida e a obra do naturalista inglês Charles Darwin.

Evolução e biodiversidade: o que nós temos com isso?, de Beatriz Marcondes e Maria Elisa Marcondes Helene (Scipione –Coleção Ponto de Apoio).

As autoras explicam a relação entre biodiversidade e a evolução. Criação.

Reino Unido, 2009.

Direção: Jon Amiel, 108 min.

O filme conta a história de Charles Darwin no período em que escreveu o livro A origem das espécies, que fundamentou a teoria da evolução por seleção natural.

Para aprofundar

Embora não leve ao surgimento de novos genes em razão das mutações, é importante lembrar o papel da recombinação gênica, um processo que reorganiza os genes já existentes nos cromossomos. Ele ocorre durante a meiose, na formação dos gametas, o que possibilita grande número de combinações gênicas e dá origem a gametas geneticamente diferentes. Por meio da recombinação gênica, uma população tem sua variabilidade genética aumentada sem a adição de novos genes.

Seleção natural

A natureza seleciona o mais apto, ou seja, o que tem mais chances de sobreviver, por deixar descendentes e garantir a continuidade da espécie. As características vantajosas dos sobreviventes vão se perpetuando e se acumulando na espécie. A seleção natural age constantemente. Por esse motivo, a cada modificação no ambiente, a população pode diminuir ou até mesmo desaparecer. Se ocorre o contrário, isto é, se a população suporta as novas condições e se mostra adaptada, sobrevive, deixa descendentes e aumenta em número.

Anemia falciforme e malária

Um caso clássico de seleção natural relacionado à espécie humana refere-se à incidência da malária na África. Para completar seu ciclo de vida no sangue do hospedeiro, o protozoário parasita (plasmódio) instala-se dentro das hemácias, onde se reproduz e dá continuidade à infestação.

Algumas doenças que causam alterações nas hemácias, alvo principal do plasmódio, funcionam como proteção contra a malária. A anemia falciforme, doença muito comum na África, é uma delas.

De origem genética, essa doença é transmitida aos descendentes. Em decorrência de uma mutação no DNA, a hemoglobina produzida é defeituosa. A hemácia se deforma quando a concentração de gás oxigênio é baixa e adquire forma de foice. O quadro pode se tornar grave e causar a morte do portador. Em muitos casos, a pessoa carrega o traço falciforme, mas não tem a anemia falciforme, situação em que apenas parte das hemácias tem essa característica.

• BR ODY, David Eliot; BRODY, Arnold R. A marca indelével de nossa origem. In: BRODY, David Eliot; BRODY, Arnold R. As sete maiores descobertas científicas da história . São Paulo: Companhia das Letras, 2006.

Este livro, por meio de linguagem acessível, visa explicar algumas descobertas científicas e suas relações com os avanços tecnológicos da atualidade.

• EL-HANI, Charbel Niño; VIDEIRA, Antonio Augusto Passos. Evolução. In: EL-HANI, Charbel Niño; VIDEIRA, Antonio Augusto Passos. O que é vida? Para entender a Biologia do século XXI. Rio de Janeiro: Relume-Dumará, 2000. Voltado para todos os públicos, incluindo estudantes e professores, o livro visa explicar as transformações na Biologia em decorrência dos avanços tecnológicos, como o sequenciamento do genoma.

Orientações

Representação da diferença estrutural entre a hemoglobina normal, associada com a hemácia em forma de disco e a hemoglobina mutante, que corresponde à hemácia falciforme.

Fonte: REECE, J. B. et al Biologia de Campbell 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.

Nas pessoas com hemácias em forma de disco, o plasmódio realiza o ciclo vital completo, o que causa a malária. Ao passo que, quando o protozoário parasita penetra na hemácia falciforme, ela se rompe antes que o parasita consiga se reproduzir. Isso fez com que o número de casos de anemia falciforme fosse proporcionalmente maior na África, como efeito da seleção natural.

Quem tem o traço falciforme não contrai malária nem morre em razão da anemia. Essas pessoas, na África, levam vantagem em relação às que não têm a hemoglobina mutante e às que têm a forma grave da doença. Elas sobrevivem e transmitem suas características aos descendentes. Porém, em outros lugares onde a incidência da malária é menor que na África, é mais vantajoso não ter anemia falciforme nem traço falciforme. Isso mostra a relação entre as condições ambientais e a ação da seleção natural sobre a variabilidade genética nas populações.

1 Analise os quadrinhos.

a) Que relação a situação da tirinha tem com a seleção natural?

b) Por que a lagarta sobrevivente agradeceu a Darwin?

2 Escreva um pequeno texto com base no esquema ao lado, relacionando corretamente os conceitos destacados.

Esquema relacionando conceitos ligados à evolução biológica.

Atividade complementar

O jogo “Seleção natural e adaptação das espécies” permite que os estudantes compreendam esses processos de forma lúdica. Disponível em: https://canalcederj.cecierj.edu. br/012016/c37dd67c572ee4d51bcfdc3060e5e166.pdf. Acesso em: 11 jun. 2022.

Avaliação

Diagnóstico: Verifique se os estudantes reconhecem corretamente os conceitos da seleção natural para elaborar as respostas para as atividades.

Estratégia: Se os estudantes apresentarem dificuldades, retome a leitura da página 38 e peça que tentem resolver as atividades novamente.

Explore o esquema da representação da diferença estrutural dos tipos de hemoglobina. Chame a atenção dos estudantes para as sequências de bases nitrogenadas diferentes: G A A na hemoglobina em forma de disco, e G U A na hemoglobina falciforme. Essa única mudança vai codificar aminoácidos diferentes (glutamina e valina, respectivamente), resultando na mutação. Não é necessário entrar em detalhes a respeito do que são as bases nitrogenadas nem nos processos de transcrição e tradução. O importante é que os estudantes identifiquem que apenas uma mínima mutação no código genético pode levar a alterações no fenótipo.

½ Atividades – Respostas

1. Utilize a tirinha para trabalhar a leitura inferencial.

a) Por parecer um “cocô de pássaro”, a lagarta se camuflou no ambiente e não foi vista pelo predador, isto é, levou vantagem na seleção natural.

b) Os estudantes devem associar a seleção natural com a teoria evolucionista de Darwin. Por exemplo, por que o fato de ela parecer “camuflada” no ambiente foi vantajoso do ponto de vista da seleção natural? Porque escapou do predador.

2. Resposta pessoal. A análise do esquema possibilita desenvolver aspectos do pensamento computacional. Espera-se que o estudante identifique a mutação e a recombinação gênica como fatores que aumentam a variabilidade, e que a seleção natural, ao atuar sobre a variabilidade existente, favorece os seres mais adaptados ao ambiente.

RUAS, Carlos. Obrigado, Darwin! Niterói, 17 mar. 2021. 1 ilustração.

Tirinha sobre a seleção natural.

Orientações

Para contextualizar a seleção artificial de bactérias, leve algumas matérias de jornais e revistas que abordem casos de pacientes que tenham sido infectados por bactérias super-resistentes. Além disso, reforce o alerta para os riscos de automedicação e uso exagerado ou desnecessário de antibióticos. Sonde, sem criar constrangimentos, se conhecem familiares que costumam automedicar-se e o que pensam sobre isso.

Explore o esquema que representa o processo de especiação. Explique aos estudantes que, quando as populações são separadas por algum tipo de barreira, além de não haver mais fluxo gênico entre elas, os indivíduos são expostos a diferentes fatores ambientais, de modo que a seleção natural pode atuar de maneira diversa entre elas. Ao longo do tempo, as mutações que vão ocorrendo nessas populações serão muito diferentes entre si e selecionadas formas variadas, de modo a originar duas espécies novas.

Para aprofundar

• BRITO, Débora. Bactérias de tuberculose resistentes a antibióticos desafiam o combate à doença. [ In ] Agência Brasil 2018. Disponível em: https:// agenciabrasil.ebc.com.br/geral/ noticia/2018-01/bacterias -de-tuberculose-resistentes -antibioticos-desafiam-combate -doenca. Acesso em: 11 jun. 2022.

Resistência de bactérias a antibióticos –seleção artificial

antibiótico

População inicial com indivíduos sensíveis (S) e indivíduos resistentes (R) a antibiótico.

Inicialmente, as bactérias estão adaptadas a determinada condição ambiental, no entanto, se introduzirmos no meio certa quantidade de algum antibiótico, haverá grande mortalidade de indivíduos, mas alguns poucos, que já apresentavam mutações que lhes conferiam resistência a essa substância, sobreviverão. Estes, por sua vez, ao se reproduzirem, originarão indivíduos resistentes ao antibiótico. À medida que aumenta o número de bactérias com resistência a determinado antibiótico, ele perde sua eficácia no combate a elas.

Especiação

Eliminação dos indivíduos sensíveis.

Mecanismos de especiação são os que determinam a formação de espécies novas. Vamos tomar como exemplo uma população de determinada área geográfica, em dado momento. Suponhamos que o ambiente onde essa população vive sofra alterações bruscas, como modificações climáticas ou eventos geológicos (terremotos, formações de montanhas etc.). Essas alterações podem causar o surgimento de faixas de território que separem a população original em áreas isoladas, formando uma barreira geográfica que impede a troca de genes entre os indivíduos das populações por ela separada.

Além disso, nas áreas separadas pela barreira, as condições do ambiente dificilmente são as mesmas, o que determina diferentes pressões seletivas. Isso significa que características vantajosas para a sobrevivência em um dos ambientes não serão necessariamente vantajosas no outro.

Proliferação dos indivíduos resistentes, que passam a constituir uma nova população.

Esquema simplificado do mecanismo de seleção de bactérias resistentes.

Foco na BNCC

O conjunto gênico de cada uma das populações assim separadas vai se modificando ao longo do tempo, levando ao isolamento reprodutivo. Assim, caso seus descendentes voltem um dia a conviver, podem não ser mais capazes de cruzar entre si e gerar descendentes férteis. Quando isso ocorre, considera-se que essas populações pertencem a espécies distintas.

Representação do processo de especiação. Fonte: ALLOPATRIC speciation. In: UC MUSEUM OF PALEONTOLOGY. Understanding evolution Berkeley: UC, c2022. Disponível em: https://evolution.berkeley.edu/teach-resources/allopatric-speciation/. Acesso em: 11 abr. 2022.

EF09CI11: A discussão a respeito das bactérias super-resistentes contribui para o desenvolvimento desta habilidade. Discuta a evolução e a diversidade das espécies com base na atuação da seleção natural sobre as variantes de uma mesma espécie, resultantes de processo reprodutivo.

Competência geral 8: Ao conhecerem as bactérias super-resistentes e os riscos da automedicação, os estudantes podem tomar atitudes para a manutenção da saúde.

Luca Navarro

1 Em relação à biodiversidade, em que diferem basicamente o fixismo e o evolucionismo?

2 Quais são as duas leis que Lamarck utilizou para explicar a evolução? O que se sabe sobre elas atualmente?

3 É correto afirmar que, segundo a teoria da seleção natural, os mais fortes sobrevivem?

4 O que são mutações? Que relação esse fenômeno tem com a evolução?

5 Para Lamarck, assim como para Darwin, o ambiente exerce papel central na evolução biológica. Qual é a principal diferença entre o pensamento lamarckista e o darwinista em relação ao papel desempenhado pelo ambiente na evolução?

6 Que relação há entre seleção natural e variabilidade?

7 A bactéria Klebsiellapneumoniaecarbapenemase (KPC), conhecida como “superbactéria”, foi identificada pela primeira vez nos Estados Unidos em 2000. Essa bactéria é resistente a múltiplos antibióticos, fato que está diretamente relacionado ao uso indiscriminado ou incorreto de antibióticos. A KPC causa, entre outros agravos à saúde, pneumonia, infecções sanguíneas, urinárias e enfermidades que podem evoluir para um quadro de infecção generalizada. A resistência aos antibióticos não é um fenômeno novo nem restrito a essa bactéria. Geralmente, as bactérias super-resistentes aos diversos tipos de antibióticos se propagam principalmente no ambiente hospitalar. Os antibióticos são compostos químicos de origem natural ou sintética (medicamentos) que atuam no combate às bactérias. Explique como a automedicação e o uso inadequado de medicamentos podem, depois de algum tempo, resultar na ineficácia deles.

8 Considerando os principais aspectos do neodarwinismo, observe o esquema ao lado.

a) A quais conceitos as representações A e B se referem no esquema?

b) Que fator é fundamental para a recombinação gênica em animais e plantas?

9 Pedro perguntou ao professor: “Os gafanhotos tornaram-se verdes para se camuflar na grama ou os que eram verdes se multiplicaram por se camuflar melhor?”

• Explique a diferença entre as duas alternativas. Qual delas é a correta?

10 Leia o trecho a seguir do livro A origem das espécies, de Charles Darwin, e responda às questões. [...] Como nascem muitos mais indivíduos de cada espécie, que não podem subsistir; como, por conseqüência, a luta pela existência se renova a cada instante, segue-se que todo o ser que varia, ainda que pouco, de maneira a tornarse-lhe aproveitável tal variação, tem maior probabilidade de sobreviver [...] DARWIN, Charles. A origem das espécies Porto: Lello & Irmão, 2003. p. 17. Disponível em: http://ecologia.ib.usp.br/ffa/arquivos/abril/darwin1.pdf.

Acesso em: 27 fev. 2022.

a) A que processo Darwin se refere no texto?

b) Considerando a teoria darwinista clássica e o neodarwinismo, apresente um ponto comum e uma diferença entre as duas possíveis explicações para o processo evolutivo.

11 Por que o surgimento de uma barreira geográfica contribui para a formação de novas espécies?

12 O que significa dizer que duas espécies estão isoladas reprodutivamente?

½ Mais atividades – Respostas

1. De acordo com o fixismo, cada espécie teria surgido de maneira independente e manteria sempre as mesmas características, sem se modificar ao longo do tempo. Já o evolucionismo defende a hipótese de que as espécies se modificam ao longo do tempo, isto é, evoluem.

2. Lei do uso e desuso dos órgãos e lei das características adquiridas. Apesar da importância histórica, atualmente se sabe que as duas leis não são verdadeiras.

3. Não. Segundo a teoria da seleção natural, os seres mais adaptados ao ambiente têm mais chances de sobreviver e deixar descendentes. Ser mais bem adaptado nem sempre significa ser mais forte.

4. São alterações no material genético (DNA). A mutação é a fonte básica de toda variação hereditária.

5. Para Lamarck, o ambiente é um modificador das características e provoca as alterações (adaptações) nos organismos, direcionando sua evolução. Para Darwin, o ambiente é selecionador das características mais favoráveis: favorece os organismos que as têm, ou seja, os mais bem adaptados.

6. A seleção natural atua sobre a variabilidade genética já estabelecida: quanto mais intensa for a seleção natural em determinada população, menor será sua variabilidade. A fonte primária da variabilidade é a mutação, mas a grande maioria é deletéria ou sem valor adaptativo. Desse modo,

enquanto a mutação cria variabilidade, a seleção natural a diminui.

7. Ao introduzirmos no meio certa quantidade de algum antibiótico, haverá grande mortalidade de indivíduos, mas alguns poucos, que já apresentavam mutações que lhes conferiam resistência a essa substância, sobreviverão. Estes, por sua vez, ao se reproduzirem, originarão indivíduos resistentes ao antibiótico. À medida que predominem na população de bactérias indivíduos com resistência a determinado antibiótico, este perde sua eficácia no combate a esses microrganismos.

8. a) A: mutação; B: seleção natural. b) A r ecombinação gênica em animais e plantas ocorre durante a meiose. Nos animais, ocorre para a produção de gametas na reprodução sexuada. Nas plantas, para a produção de esporos na reprodução assexuada.

9. A primeira ideia é lamarckista, pois sugere que os gafanhotos alteraram uma característica e a transmitiram aos descendentes, segundo as leis do uso e desuso e da herança dos caracteres adquiridos.

Já a segunda é dar winista, pois indica que gafanhotos verdes tiveram vantagem sobre os de outras cores. Estes seriam mais visíveis e, assim, mais facilmente capturados por predadores, enquanto os verdes tinham mais chance de sobreviver e se reproduzir. Essa ideia é a correta.

10. a) Seleção natural.

b) O ponto comum é a seleção natural; e uma diferença pode ser a mutação como explicação da causa da variabilidade genética no neodarwinismo, cuja origem não havia sido descrita por Darwin.

11. A barreira geográfica impede a troca de genes entre os indivíduos das populações por ela separadas.

12. Significa que não são capazes de cruzar entre si e gerar descendentes férteis.

Avaliação

Diagnóstico: Utilize as atividades finais do capítulo para avaliar se os objetivos foram cumpridos e se as habilidades EF09CI10 e EF09CI11 foram desenvolvidas satisfatoriamente

Estratégia: Por meio das atividades, identifique os temas que causaram mais dificuldades para os estudantes e retome os conteúdos utilizando abordagens diferentes das usadas previamente.

Orientações

Esta seção possibilita entender as relações entre os principais conceitos estudados na unidade. É possível elaborar, com os estudantes, um esquema como o exposto. A ideia é que ele não seja idêntico a este, pois o importante é o processo de sistematização do conteúdo tratado na unidade.

Para retomar os principais conceitos abordados, faça um levantamento com os estudantes do que eles se lembram dos assuntos trabalhados e vá anotando na lousa. Considere a seção Mapa conceitual um guia e, se perceber que algum conceito muito importante não foi bem compreendido pelos estudantes, faça perguntas que possam retomá-lo.

Com base nesse levantamento, é possível conectar os termos que surgirem: identifique aqueles que são sinônimos ou próximos ou vá agrupando os termos de acordo com os capítulos. Por exemplo, deixe a lateral esquerda para anotar os termos do primeiro capítulo; a lateral direita, para o segundo; e o rodapé, para o terceiro. Isso permitirá fazer a visualização no meio da lousa, sem a necessidade de apagar os termos levantados.

Orientações

Para retomar os principais conceitos estudados na unidade, faça um levantamento com a turma sobre o que se lembram dos assuntos estudados e anote as contribuições deles na lousa. Considere a seção um guia e, se perceber que algum conceito muito importante foi esquecido por eles, faça perguntas para que possam recordar esse conhecimento.

Foco na BNCC

Competência geral 4: A seção Mapa conceitual possibilita aos estudantes acessar a informação por meio de diferentes linguagens.

Orientações

Peça aos estudantes que façam as atividades da seção Para encerrar. Elas abordam todo o conteúdo da unidade e podem ser feitas individualmente e entregues em folha avulsa como uma avaliação. Ao final, promova uma correção coletiva das atividades.

½ Para encerrar –Respostas

1. Resposta pessoal. Peça aos estudantes que leiam seus textos para os colegas e identifique se eles compreendem esses conceitos e como estão relacionados entre si. A atividade também pode ser abordada de forma coletiva. Com a turma, defina os conceitos na lousa e, a seguir, peça aos estudantes que elaborem um texto coletivamente.

2. São verdadeiras as afirmativas d, f e g Correção das falsas:

a) Cromossomos homólogos são os dois laranja e os dois vermelhos. A imagem representa dois pares de cromossomos homólogos, cada par representado da mesma cor

b) O gene A está no mesmo cromossomo que o gene b, porém em loci gênicos diferentes.

c) Os alelos C e C ocupam o mesmo locus gênico no cromossomo.

e) O par de alelos bb é homozigoto. Verifique se os estudantes compreendem o que são cromossomos homólogos e locus gênico.

3. a) As células somáticas são diploides e as células reprodutivas são haploides.

b) Nas células somáticas há 20 cromossomos (10 pares); nas células reprodutivas (gametas) há 10 cromossomos. Normalmente, as células somáticas são diploides, pois têm dois lotes de cromossomos, ou seja, apresentam dois cromossomos de cada tipo, chamados par de homólogos. Cada par tem um cromossomo de origem materna e outro de origem paterna. Já os gametas, ou células reprodutivas, são haploides, pois não apresentam pares de cromossomos, mas apenas um de cada tipo. São representadas por n

4. a) O cariótipo é o conjunto de todas as características cromossômicas de uma espécie eucarionte diploide (2n).

1 Reveja os conceitos de gene, código genético, mutação e genoma e escreva um pequeno texto relacionando-os corretamente.

2 Observe a figura e indique quais alternativas são verdadeiras.

4 Em 2017, foi noticiado que o Sistema Único de Saúde (SUS) deveria oferecer testes aos casais que quisessem saber se haveria maior risco de gerar um bebê com alguma doença de causa genética. Um desses testes é a análise dos cariótipos.

Sabendo disso, responda às questões.

a) O que é um cariótipo?

b) O que a análise desse teste permite identificar?

5 Explique a relação entre genótipo, fenótipo e ambiente.

6 Um gene é considerado recessivo quando sua expressão no fenótipo:

a) só ocorre em homozigose.

a) Cromossomos homólogos estão representados por cores diferentes.

b) O gene alelo A ocupa o mesmo locus gênico que o gene alelo b

c) Os genes alelos C e C ocupam diferentes loci gênicos.

d) O par de alelos Aa é heterozigoto.

e) O par de alelos bb é heterozigoto.

f) O gene alelo d é recessivo.

g) O gene alelo A é dominante.

3 Os seguintes esquemas representam duas células – uma diploide e outra haploide – de determinada espécie. Analise-os e faça o que se pede.

b) só ocorre se estiver em dose simples.

c) independe de seu alelo.

d) só depende de características congênitas.

e) ocorre em 50% da prole.

7 No heredograma a seguir, os indivíduos pintados de preto têm uma anomalia determinada por um gene dominante. Analise-o e faça o que se pede.

Esquema representando células.

a) Classifique as células em somáticas e reprodutivas (gametas).

b) Quantos cromossomos há nas células somáticas e nas células reprodutivas (gametas) dessa espécie? Justifique sua resposta.

b) A análise do cariótipo permite identificar se há alguma anormalidade na quantidade, no tamanho e na forma dos cromossomos. Ressalte que no exame de cariótipo não é possível observar alterações no DNA.

5. O genótipo representa a constituição gênica do indivíduo. O fenótipo é a característica expressa no indivíduo e que pode ser visível ou detectável. Portanto, o fenótipo é determinado pelo genótipo em interação com o ambiente. Em alguns casos, essa influência pode ser maior, como na estatura e na tonalidade da pele, enquanto em outros casos a influência pode ser pequena ou nula, como nos tipos sanguíneos.

Exemplo de heredograma.

a) Identifique os indivíduos que são homozigotos.

b) Identifique os indivíduos que são heterozigotos.

c) Se o indivíduo II-4 se casar com uma portadora da mesma doença, quais serão o genótipo e o fenótipo de seus descendentes?

d) Qual é a probabilidade de o casal do item anterior ter um filho sem a característica estudada?

8 As ervilhas são plantas da família das leguminosas. Seu fruto tem forma de vagem e suas flores são hermafroditas (ou seja, têm órgãos reprodutores masculinos e femininos).

6. Alternativa a. Verifique se os estudantes compreendem o conceito de homozigose.

7. Se os estudantes tiverem dificuldade para responder às questões, reproduza o heredograma na lousa e faça a atividade em conjunto com a turma.

a) Os indivíduos homozigotos são I-2; II-2; II-3.

b) São heterozigotos I-1, II-1 e II-4.

c) Se ela for homozigota, todos os filhos terão a anomalia. Se ela for heterozigota:

Aa × Aa

1 AA, 2 Aa e 1 aa.

3 afetados e 1 normal.

Esquema representando cromossomos.

10 A teoria moderna da evolução ou teoria sintética da evolução incorporou quais conceitos à teoria original proposta por Darwin?

11 Observe a imagem a seguir e responda às questões.

A planta da ervilha pode chegar a 1 m de altura.

a) Mencione duas possíveis razões que levaram Mendel a optar pelas ervilhas em seu trabalho.

b) Pesquise as vantagens de usar a mosca-de-fruta (Drosophila melanogaster) em vários estudos da Genética. Compartilhe com os colegas as informações obtidas.

9 Os morcegos têm membros superiores com formato de asas membranosas, o que os torna os únicos vertebrados mamíferos naturalmente capazes de voar. Atuam na polinização e na dispersão das sementes de diversas plantas e podem, inclusive, recuperar áreas desmatadas. As espécies com hábito alimentar insetívoro auxiliam no controle de insetos noturnos no campo e nas cidades. Acerca desses animais, analise as duas afirmações a seguir.

a) O que a imagem representa?

b) Qual é o sexo biológico do indivíduo retratado? Justifique sua resposta com base na imagem.

12 Observe sua orelha e a de um colega. Seus lóbulos são soltos ou presos?

10. Mutação e recombinação gênica.

11. a) A imagem está representando o cariótipo humano normal.

b) O sexo biológico é masculino, pois é possível identificar a presença do cromossomo Y, menor do que o X, e que caracteriza o cariótipo masculino (44A + XY).

12. a) O genótipo do indivíduo com lóbulo preso é pp, pois o gene recessivo só se expressa em dose dupla, ou seja, em homozigose.

b) O genótipo de indivíduos de lóbulo solto filho de mãe com lóbulo preso é Pp, pois recebeu o gene recessivo p de sua mãe e, sendo portador do fenótipo dominante, deve ser heterozigoto.

Orientações

Retorne aos objetivos da unidade e avalie se foram alcançados pelos estudantes. As atividades propostas na seção Para encerrar, assim como nas seções Mais atividades, ao final de cada capítulo, podem ser aplicadas para a avaliação do desenvolvimento das habilidades. Retome os pontos nos quais os estudantes apresentaram dificuldade.

Avaliação

Diagnóstico: Reavalie os objetivos da unidade e verifique se os estudantes os alcançaram.

Morcego.

I. O morcego tem asas para voar.

II. O morcego voa porque tem asas.

• Do ponto de vista evolutivo, qual dessas afirmações é lamarckista? Justifique explicando o que ocorreu na evolução desses animais à luz da seleção natural.

d) 25% de chance (aa).

8. a) Sugestões de respostas:

• Facilidade de cultivo; baixo custo; ocupam pouco espaço.

• Existência de variedades facilmente identificáveis por características marcadamente distintas.

• Ciclo de vida curto, com farta descendência, que permite obter várias gerações em pouco tempo.

• Facilidade para realizar polinização artificial.

b) Sugestões de respostas:

• Tamanho reduzido.

• Dimor fismo sexual.

• Ciclo de vida curto.

Sabendo que essa característica é controlada por um par de genes alelos e que o alelo responsável pelo lóbulo solto é dominante, enquanto o responsável pelo lóbulo preso é recessivo, responda às questões.

a) Qual deve ser o genótipo de um indivíduo de lóbulo preso? Por quê?

b) Que genótipo deve ter um indivíduo de lóbulo solto e filho de mãe com lóbulo preso? Por quê?

• Grande fecundidade: cada fêmea pode pôr cerca de 200/300 ovos em seu período de vida.

• Número reduzido de cromossomos.

• Cromossomos gigantes nas glândulas salivares.

• O genoma é relativamente pequeno comparativamente com o do rato ou o dos humanos.

9. A primeira explicação é lamarckista, porque dá a ideia de que as asas surgiram pela necessidade de atender a uma finalidade (voar). Na realidade, o surgimento das asas, em algum momento da evolução – por alguma mutação ao acaso –, mostrou-se vantajoso para esses animais, e essa característica permaneceu na população.

As atividades propostas na seção Para encerrar, assim como nas seções Mais atividades, podem ser aplicadas para a avaliação do desenvolvimento das habilidades EF09CI08, EF09CI09, EF09CI10 e EF09CI11

Estratégia: Como medida de remediação dos pontos em que os estudantes apresentarem dificuldades, você pode agrupá-los em duplas. Peça a eles que elaborem juntos uma mapa conceitual interligando os assuntos estudados na unidade, de modo que troquem ideias e se auxiliem mutuamente. Você pode também fazer uma revisão dos pontos em que os estudantes apresentaram maiores dificuldades utilizando recursos complementares, como vídeos e as demais indicações dos boxes Aqui também se aprende ao longo da unidade.

Bob

Cnri/

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Montagem organizada de cromossomos, aumento de 1 000 vezes.

Lóbulo solto. Lóbulo preso.

Objetivos da unidade

Esta unidade auxilia no protagonismo do estudante, propondo reflexões e ações que envolvem as habilidades

EF09CI11, EF09CI12 e EF09CI13 com temas atuais. Para isso, são propostos os seguintes objetivos:

• Compreender o que é biodiversidade.

• Identificar ações e soluções relacionadas à preservação da biodiversidade.

• Compreender o conceito de sustentabilidade.

• Reconhecer a importância das Unidades de Conservação para a manutenção da biodiversidade e a sustentabilidade.

• Relacionar atitudes do cotidiano ao consumo consciente.

Ao desenvolver essas habilidade e objetivos, os estudantes exercitam sua capacidade de análise crítica para compreender a importância da biodiversidade e de sua preservação. Podem, assim, posicionar-se de maneira reflexiva e responsável sobre essa temática e propor ações para modificar aspectos tanto de suas atitudes individuais como de características das comunidades em que vivem em prol da preservação da biodiversidade.

Avaliação diagnóstica

Diagnóstico: O texto e as questões da página 47 possibilitam avaliar os conhecimentos dos estudantes a respeito de conceitos relacionados a evolução e biodiversidade.

Estratégia: A partir desse diagnóstico você pode traçar estratégias de abordagem que reforcem os temas em que os estudantes têm maiores dificuldades.

Uma possibilidade é a organização dos principais conceitos da unidade em formato de tabela ou quadro. Essa estratégia possibilita contextualizar o estudante sobre os assuntos que serão tratados..

A BNCC na unidade

Competências gerais: 1, 2, 3, 4, 7, 9 e 10.

Competências específicas de Ciências da Natureza: 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 8

Habilidades: EF09CI11, EF09CI12 e EF09CI13

½ Dicas de organização Planeje-se com antecedência e providencie o material necessário para a atividade da página 65

Representação da diversidade de seres vivos de diferentes ambientes em todo o mundo.

sumroeng chinnapan/Shutterstock.com

Daniel Prudek/Shutterstock.com

Ethan Daniels/Shutterstock.com

Hansie

Rich Carey/Shutterstock.com

Brett Hondow/Shutterstock.com

2

Evolução e biodiversidade

Biodiversidade ou diversidade biológica são termos que remetem ao conceito de vida. De modo simplificado, a biodiversidade pode ser compreendida como a variedade de seres vivos encontrada no ambiente e que pode ser mensurada de modo local ou global, abrangendo o número de espécies e as variações encontradas nas populações de uma mesma espécie. Há lugares no planeta Terra em que a biodiversidade é maior e mais evidente, enquanto em outras regiões quase não notamos a presença de vida. Observe nas fotografias ao lado uma pequena amostra da biodiversidade planetária.

1. As formas de vida atuais sempre existiram no planeta?

2. Além do que está escrito na introdução, o que é, para você, a biodiversidade?

3. Por que é importante garantir a biodiversidade?

4. Que ameaças existem contra a diversidade na Terra? E no Brasil?

Nesta unidade você vai ter oportunidade de:

• compreender o que é biodiversidade;

• diferenciar preservação e conservação;

• compreender o que é sustentabilidade;

• compreender a importância do SNUC – Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza;

• relacionar atitudes do cotidiano ao consumo consciente.

3. Novamente, é importante recorrer às percepções, observações e concepções espontâneas dos estudantes. Incentive-os a valorizar o estudo e a preservação da biodiversidade, para perceberem a importância dos processos naturais, como a polinização, a decomposição, a fotossíntese e a manutenção dos ciclos biogeoquímicos, da possibilidade de domesticação animal e vegetal para a produção de alimentos e da produção e obtenção de princípios ativos para medicamentos, cosméticos e combustíveis.

Orientações

Inicie o trabalho propondo a observação atenta das imagens com posterior leitura do texto e discussão das questões. Organize uma roda de conversa que desperte a curiosidade e a motivação para o estudo do tema. Sem perder o foco preliminar, permita que os estudantes elaborem novos questionamentos. Incentive-os a elaborar novas questões para cobrir um panorama prévio mais amplo. Sugestões: Quantas espécies diferentes existem na Terra? Há ainda espécies desconhecidas? Por quê? Há regiões no planeta com mais espécies que outras? Por quê? Há espécies mais importantes do que outras? Todas as espécies atuais têm o mesmo tempo de existência no planeta? Há espécies que habitaram o planeta e que não existem mais? Por quê? O que é uma espécie adaptada?

½ Respostas

1. Não, pois a biodiversidade atual é consequência da ação da seleção natural, que favoreceu espécies e variações mais aptas em detrimento de outras, que tenderam a ter populações cada vez menores, até desaparecerem localmente e entrarem em extinção.

4. Espera-se que os estudantes percebam que os perigos a que as espécies estão submetidas são semelhantes no Brasil e nas demais localidades e que o processo de extinção é natural, mas pode ser intensificado pela ação humana, que pode envolver o tráfico de espécies, o desmatamento, a fragmentação e a diminuição de hábitats, a competição e exclusão de espécies nativas por introdução de espécies exóticas, a poluição, a sobrepesca e a caça predatória.

2. Os estudantes podem expressar suas percepções sobre o tema e, assim, identificar como “biodiversidade” as múltiplas e evidentes variações dos seres vivos presentes em seu cotidiano: raças de cães, gatos, pássaros e outros animais domesticados; espécies vegetais que compõem suas dietas, como o feijão (preto, carioca, jalo, verde, de corda, fradinho etc.), a banana (nanica, prata, ouro, da terra e maçã) e a laranja (baía, pera e lima); as árvores de suas regiões (ipês, bauínias, sibipirunas, tipuanas, acácias, paineiras, jacarandás etc.). Ampliando um pouco, pode-se propor reflexões sobre as espécies causadoras de doenças, como vírus, bactérias, protozoários, “vermes” e seus vetores, como os insetos.

Emiliano Rodriguez/Shutterstock.com

ATIVIDADE ORAL

Objetivos do capítulo

• Compreender o conceito de biodiversidade e sua importância no planeta.

• Reconhecer a ação da seleção natural na evolução.

• Compreender o princípio básico da biotecnologia e o impacto de suas aplicações.

Orientações

Antes de iniciar os estudos com este capítulo, é importante avaliar quais são os conhecimentos prévios que os estudantes têm sobre o tema. Por isso, verifique se eles conhecem os níveis de organização dos seres vivos e se compreendem a dinâmica dos ecossistemas.

Para sondagem dos conhecimentos prévios, escreva a palavra “biodiversidade” na lousa. Explore a etimologia e solicite aos estudantes que escrevam uma definição para esse termo. Peça que leiam oralmente. Registre as palavras que mais forem citadas.

Este tema é um pilar do ensino de Ciências. Identificar a biodiversidade e reconhecê-la é fundamental para a construção de uma atitude socioambiental adequada, que coloca o ser humano como responsável por suas ações sobre a natureza e que sofre as influências de todas as interações existentes no ambiente.

Utilize as perguntas do boxe Para começar para introduzir o tema. Faça uma leitura coletiva do texto e depois promova uma discussão para verificar se todos entenderam.

Peça aos estudantes que leiam o glossário e indiquem outras palavras do texto que não entenderam. Vocês podem procurar juntos o significado dessas palavras em um dicionário.

Foco na BNCC

EF09CI11: O trabalho neste capítulo propicia o desenvolvimento da habilidade ao problematizar, em diversas atividades propostas, questões relevantes que exigem a mobilização de conceitos evolutivos e ambientais, com destaque para a ação e o efeito da seleção natural sobre a biodiversidade.

Diversidade biológica

1 A biodiversidade pode ser medida?

2 Riqueza e abundância de espécies são a mesma coisa?

3 Quais são as evidências de que as espécies evoluem?

A biodiversidade ou diversidade biológica pode ser compreendida considerando-se tanto a variedade de formas de vida no planeta quanto as variações entre indivíduos que pertencem à mesma espécie.

Comunidade: grupo de diferentes populações que vivem no mesmo local em um determinado período.

População: conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que vive em uma determinada área geográfica em um certo período.

Assim, o grau de variabilidade encontrado em biomas, ecossistemas, comunidades, populações e indivíduos tem relação direta com o grau de biodiversidade.

Desde as viagens de estudo e explorações ocorridas no século XIX, de cientistas como Charles Darwin e Alfred Russel Wallace, observou-se que existe uma grande diferença entre biomas de regiões distintas e, mesmo dentro dos biomas, ecossistemas também divergem em suas características físicas e composição de espécies.

Alguns padrões gerais foram constatados. Por exemplo, a região tropical apresenta uma maior biodiversidade quando comparada a outras regiões do mundo.

Diversidade genética

Os indivíduos são geneticamente diferentes entre si graças às mutações e à reprodução sexuada.

A diversidade genética é um fator fundamental para a sobrevivência das espécies e para os mecanismos evolutivos. Ela está diretamente relacionada ao potencial adaptativo e às chances de sobrevivência de uma espécie.

O problema da redução da variabilidade genética é comum em populações pequenas e isoladas.

Ararinha-azul.

½ Para começar – Respostas

Podemos usar o exemplo da ararinha-azul (Cyanopsitta spixii), ave que habitava o Nordeste brasileiro, mas agora é considerada extinta na natureza. Para reverter a situação, é possível tentar introduzir no ambiente indivíduos criados em cativeiro. O grande desafio, além da adaptação ao ambiente natural, é buscar a maior diversidade genética possível. Se apenas indivíduos geneticamente próximos forem introduzidos para reiniciar a população natural, as chances de sobrevivência diminuirão. Uma doença, por exemplo, poderia matar todos os indivíduos, já que eles seriam geneticamente parecidos e suscetíveis.

1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes compreendam que sim. Diversos cientistas estudam e catalogam as espécies de seres vivos existentes, porém o número exato de espécies no planeta ainda é desconhecido.

2. Resposta pessoal. Riqueza e abundância não têm o mesmo significado. Enquanto riqueza se refere ao número de

espécies de determinado local, abundância se refere ao tamanho da população de uma espécie em um dado local.

3. Resposta pessoal. Nesse momento, não é esperado que os estudantes saibam a resposta. Alguns podem citar os fósseis, por exemplo.

Luiz Claudio

Marigo/Nature/Fotoarena

Diversidade de espécies

Novas espécies de aves ainda são identificadas dia após dia, e o conhecimento sobre a distribuição geográfica de muitas espécies tem se ampliado graças ao trabalho de observadores de pássaros, ornitólogos, e às coleções de museus.

Esses dados permitem documentar e analisar padrões, estimar a diversidade e examinar as espécies geograficamente restritas (endemismo). Também permitem investigar a localização de hotspots de biodiversidade, as espécies em risco de extinção e orientar a prioridade no estabelecimento de áreas de conservação.

A variedade de espécies de aves é usada como indicador de qualidade ambiental por ser um grupo diverso, bem estudado, de fácil amostragem (pelo canto, cor e forma) e que apresenta respostas distintas às mudanças ambientais.

Diversidade de comunidades e ecossistemas

As aves são integrantes de diferentes comunidades, interagindo com outros seres vivos em relações interdependentes. Elas atuam como polinizadoras e dispersoras de sementes, desempenhando papel na manutenção da diversidade das comunidades de plantas. Também podem atuar no controle populacional de suas presas, como os insetos. A diversidade dessas comunidades leva em conta não só as espécies de aves, mas todos os seres vivos envolvidos.

As comunidades estão inseridas e adaptadas ao meio físico, caracterizando os ecossistemas. Você pode constatar que nesses ecossistemas há uma variedade de comunidades adaptadas às condições ambientais específicas (clima, tipos de plantas, predadores, alimento disponível etc.).

Diferentes ecossistemas têm diferentes comunidades e, consequentemente, uma biodiversidade específica. Conhecer um ecossistema e suas relações implica conhecer sua biodiversidade.

Ornitólogo: é o pesquisador especializado no ramo da biologia dedicado ao estudo das aves.

Hotspot de biodiversidade: também chamado de hotspot ecológico, é uma área biogeográfica que representa uma reserva de biodiversidade ameaçada de destruição.

Orientações

Explique aos estudantes que as espécies formam populações cujas variações genéticas são mais nítidas quanto mais indivíduos possuem. Assim, é importante proteger os ambientes e as espécies para garantir sua variabilidade genética, pois a diminuição de suas populações gera vulnerabilidade, perigo e extinção, como no caso da ararinha-azul. Para ilustrar essa situação, proponha aos estudantes que escolham uma característica humana visível – por exemplo, a cor dos olhos – e avaliem sua variação entre os estudantes na sala.

Promova o uso do glossário e a ampliação com o uso do dicionário e resolva as eventuais dúvidas que surgirem.

Inicie solicitando que coletem e registrem os dados de apenas 10% dos estudantes da classe; depois, com a metade; e, por fim, com todos os presentes. Analise os resultados com os estudantes e deixe que concluam qual é a relação entre o tamanho populacional e a variabilidade. Explique aos estudantes que, como a seleção natural favorece as variações vantajosas, quanto maior a variabilidade, maior a chance de adaptação. Trabalhe a interdisciplinaridade com Geografia, propondo uma pesquisa para investigar a relação entre regiões que apresentam fotoperíodos longos e maiores índices de energia radiante, de temperaturas médias e de pluviosidade com os biomas e ecossistemas que apresentam maior riqueza de espécies – por exemplo, as florestas tropicais, os recifes de corais, as savanas e os manguezais.

Assim, desenvolve-se a valorização da biodiversidade e de sua conservação, bem como a aplicação do saber científico e tecnológico para a melhoria da qualidade socioambiental do planeta.

Os conceitos evolutivos são de difícil aplicação. Portanto, incentive os estudantes a expressá-los oralmente e pela escrita, pois essa prática afirma a precisão conceitual e valoriza os processos de alfabetização e letramento científicos.

Pavão.

Pinguim-macaroni.

Tuiuiú.

Trinta-réis-real. Harpia.

Tucano-de-peito-amarelo.

Beija-flor.

Marut Sayannikroth/Shutterstock.com

Francisco Blanco/Shutterstock.com

Charles Bergman/Shutterstock.com

Chepe Nicoli/Shutterstock.com

Ondrej Prosicky/Shutterstock.com

Ondrej Prosicky/Shutterstock.com

Ondrej Prosicky/Shutterstock.com

Orientações

Utilize as imagens da página para explicar aos estudantes os conceitos de riqueza e abundância, estimulando-os a exercitar a leitura inferencial. Peça a eles que contem, em cada imagem, o número de árvores diferentes. Em seguida, peça que contem quantas árvores de cada tipo existem em cada local. Anote os resultados na lousa e compare as informações. O local com maior riqueza é o que possui o maior número de árvores diferentes, enquanto o local com maior abundância é o que possui a maior quantidade de árvores em geral.

A atividade proposta para discutir riqueza e abundância pode ser vivenciada posteriormente em um jardim ou área verde da escola ou das proximidades. É de fácil constatação e alcança objetivos conceituais. Podem ser usados critérios morfológicos como tamanho, porte, formato de folhas e tonalidade de “verde” para a diferenciação de espécies. Ao final, relacione essa observação com os biomas mais biodiversos do planeta, que possuem grande riqueza de espécies e pequena abundância, como os recifes de corais, as savanas e as florestas tropicais.

Para aprofundar

• BRASIL. Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade. Portal da Biodiversidade. Disponível em: https://portaldabiodiversidade. icmbio.gov.br/portal/. Acesso em: 28 maio 2022.

Essa plataforma virtual tem como missão possibilitar o acesso público a um acervo que já conta com mais de um milhão e meio de registros de ocorrências sobre 93 442 espécies. A iniciativa é fruto de uma parceria entre o Ministério do Meio Ambiente (MMA) e o Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio), com apoio da Agência Alemã de Cooperação Técnica (GIZ) como parte da Cooperação Brasil-Alemanha para o Desenvolvimento Sustentável.

Riqueza e abundância

Para conhecer e avaliar a biodiversidade, os cientistas consideram dois fatores que se inter-relacionam:

• riqueza, definida como o número de espécies encontradas em uma região;

• abundância, que é o tamanho da população de uma espécie em uma determinada região.

Vejamos um exemplo a seguir.

• Na região 1, considere uma amostra de 20 indivíduos distribuídos em 4 espécies com 5 indivíduos cada.

• Na região 2, considere outra amostra também com 20 indivíduos em 4 espécies, mas uma das espécies apresenta 14 indivíduos e as outras, apenas 2 indivíduos cada.

Perceba que a riqueza de espécies é a mesma nas duas comunidades (4 espécies), mas a comunidade 1 apresenta abundância mais equilibrada. Na comunidade 2, a espécie A possui uma abundância maior, sendo considerada a espécie dominante. Esse termo não tem relação com qualquer outra característica nem significa que a espécie dominante é melhor que as outras, mas refere-se apenas à maior quantidade de indivíduos. Logo, a região 1 possui maior biodiversidade que a região 2, quando consideramos a riqueza e abundância de espécies.

Aspectos evolutivos e ambientais

Vimos até agora que a biodiversidade ocorre em diversos níveis. Na unidade anterior, estudamos como essa diversidade se originou e de que maneira o ambiente atua nesse processo, por meio da seleção natural.

A evolução é embasada em evidências muito fortes a seu favor, encontradas no estudo comparativo dos organismos, na homologia e na analogia de certos órgãos, na embriologia, no estudo dos fósseis e na comparação de proteínas.

Atividade complementar

Planeje com os estudantes uma atividade de estudo de meio integradora dos conceitos da ecologia, da sistemática e da evolução. Como referência e ampliação, acesse os links:

• ESTUDO do meio: Metodologia De Ensino-Aprendizagem Essencialmente Interdisciplinar. In: ESCOLA de Aplicação.

São Paulo, c2021. Disponível em: http://www3.ea.fe.usp. br/estudo-do-meio/. Acesso em: 8 jun. 2022.

• DIAS, José Roberto Gonçalves. A formação de professores para os estudos do meio. Dissertação (Mestrado em Educação) - Pontifícia Universidade Católica de São Paulo,

São Paulo, 2015. Disponível em: https://sapientia.pucsp.br/ handle/handle/10255. Acesso em: 14 maio 2022.

Foco na BNCC

EF09CI11: O tópico Aspectos evolutivos e ambientais possibilita, por meio da leitura e análise dos textos, uma discussão sobre evolução e diversidade de espécies, evidenciando a seleção natural pelo desenvolvimento embrionário, que resulta no aumento da diferenciação.

Duas regiões com a mesma diversidade de espécies, mas com abundâncias diferentes.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Ilustrações: Adriano Loyola

Homologia dos órgãos

Uma espécie, ao ocupar diferentes ambientes, estará submetida a condições ambientais distintas. As diversas populações sofrem ações da seleção natural específicas de cada ambiente. No decorrer do tempo, as populações desenvolvem características exclusivas, podendo surgir novas espécies a partir da espécie ancestral. A esse processo denominamos irradiação adaptativa

A diversificação dos mamíferos placentários é um exemplo de irradiação adaptativa. De um ancestral comum e um longo processo evolutivo surgiram novas espécies, adaptadas a diversos tipos de hábitats, terrestres ou aquáticos.

Orientações

Esquema simplificado representativo da irradiação adaptativa dos mamíferos placentários, mostrando sua diversidade.

Fonte: REECE, J. B. et al Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.

A homologia dos órgãos está diretamente relacionada à irradiação adaptativa. Por homologia entende-se a semelhança entre as estruturas de diferentes organismos que têm a mesma origem embriológica. As estruturas homólogas podem exercer ou não a mesma função. Por exemplo, o braço do ser humano, a pata do cavalo, a asa do morcego e a nadadeira da baleia são estruturas homólogas entre si, pois todas têm a mesma origem embriológica.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Inicie a discussão sobre homologia e analogia de órgãos com a retomada do conceito de evolução como o conjunto de transformações sofridas pelas espécies. Trata-se de um fato biológico que apresenta evidências, como aquelas encontradas em fósseis, em estudos de anatomia, embriologia e bioquímicas comparadas e na homologia e analogia de órgãos. Inicialmente, proponha aos estudantes que expressem suas concepções sobre o termo “evidências”. Espera-se que eles o relacionem a provas ou pistas, mas também é possível que o associem a algo que ocorreu, ou seja, a um fato, que também é uma associação correta, pois somente fatos possuem evidências. Em seguida, proponha uma roda de conversa sobre as evidências evolutivas, elaborando uma tabela comparativa com conceitos, importância para a evolução e exemplos. Para iniciar a discussão e amarrar todas as evidências evolutivas, há um raciocínio simples e facilitador: seres vivos de espécies diferentes apresentam semelhanças, o que pressupõe parentesco, que por sua vez indica ancestralidade.

Explore o esquema da irradiação adaptativa em conjunto com a turma. Peça aos estudantes que observem os animais e percebam quais características sugerem que eles possuem um ancestral em comum e quais características eles conseguem identificar como adaptações ao ambiente em que vivem. A perda ou redução dos pelos é uma adaptação que facilita a vida na água. Além disso, os mamíferos aquáticos possuem braços modificados em nadadeiras, o que facilita a locomoção na água.

asa de morcego nadadeira de baleia braço humanopata dianteira do cavalo

As estruturas homólogas sugerem ancestralidade comum.

Fonte: REECE, J. B. et al Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.

Atividades complementares

Para facilitar a construção dos conceitos trabalhados nesta página, proponha aos estudantes as atividades a seguir:

1. Montagem de uma genealogia simples de sua família, representando a si mesmos e seus pais, tios e avós. Em seguida, solicite que escolham uma característica que seja visível e facilmente identificável nos membros da família, para ser representada em uma genealogia (heredograma) com os fenótipos e possíveis genótipos associados a esse traço morfológico.

2. Montagem de dois quadros comparativos: um sobre as semelhanças morfofisiológicas existentes entre todas as classes de vertebrados (peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos) e outro sobre as semelhanças morfofisiológicas entre os grandes grupos vegetais (briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas).

Ilustrações: Studio Caparroz

ancestral comum

Ilustrações: Adriano Loyola

Orientações

É importante que os estudantes compreendam a diferença entre análogo e homólogo. Peça a eles que observem os animais representados na página e reconheçam o que eles têm em comum. Espera-se que eles identifiquem a semelhança no formato do corpo e a presença de braços, asas ou patas em formato de nadadeiras. Esses aspectos facilitam a locomoção na água. Também é importante que eles notem que esses animais pertencem a grupos completamente diferentes: répteis (tartaruga), peixes (tubarão), aves (pinguim) e mamíferos (golfinho e peixe-boi).

Atividade complementar

Proponha aos estudantes que formem grupos e ampliem o estudo de irradiação adaptativa e convergência adaptativa com uma pesquisa, na qual:

• problematizem o tema;

• façam questionamentos;

• pesquisem em mais de uma fonte de informações;

• registrem e organizem as informações coletadas;

• compartilhem a pesquisa em uma roda de conversa com os demais grupos.

Faça a mediação da discussão, incentivando a livre expressão de opiniões e posicionamentos dos estudantes. Determine um tempo para o compartilhamento dos resultados.

Para finalizar, organize as ideias apresentadas, ajuste inadequações conceituais e faça uma breve sistematização e um rápido fechamento teórico das evidências evolutivas, para auxiliar os estudantes na construção do próprio conhecimento.

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 2: O trabalho com a atividade promove o desenvolvimento da competência, estimulando o desenvolvimento de aspectos do pensamento científico.

Competência específica de Ciências da Natureza 5: A discussão possibilita que os estudantes exercitem a argumentação e defendam ideias com base em fontes confiáveis, sendo assim mobilizados aspectos da competência.

Fusiforme: em forma de fuso, mais largo no meio e alongado nas extremidades.

Analogia dos órgãos

A analogia refere-se à semelhança morfológica entre estruturas, em função da adaptação para a “execução da mesma função”, embora as origens embriológicas sejam distintas.

As estruturas análogas não refletem em si nenhum grau de parentesco, pois têm origens evolutivas independentes, originadas de ancestrais diferentes. Elas são indícios da adaptação de estruturas de diferentes organismos às pressões de seleção natural semelhantes. Trata-se de um processo chamado convergência evolutiva

Por estarem adaptados ao mesmo hábitat ou ambientes parecidos, esses organismos apresentam semelhanças em relação à organização do corpo sem, necessariamente, terem relação direta de parentesco.

Na imagem a seguir, podemos observar, por exemplo, o corpo fusiforme e forma hidrodinâmica, que favorecem a locomoção no ambiente aquático, resultantes desse processo de convergência ao longo da evolução em mamíferos, aves, répteis e peixes.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Neste caso, as estruturas apresentadas por esses organismos, como nadadeiras, apresentam a mesma “função”, mas possuem origens embrionárias distintas, sendo chamados órgãos análogos. Observe outro exemplo de analogia em relação ao voo.

asa de ave asa de inseto

As asas dos insetos e das aves são estruturas diferentes quanto à origem embriológica, mas executam a mesma função: o voo.

peixe-boi tartaruga marinha

Fonte: REECE, J. B. et al Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.

Fonte: REECE, J. B. et al Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.

Ilustrações: Adriano Loyola

Ilustrações: Studio Caparroz

Animais que possuem formato do corpo hidrodinâmico, porém com histórias evolutivas distintas.

Embriologia comparada

Embriologia é ramo da biologia que estuda o desenvolvimento do ser vivo desde a fecundação do ovócito e o desenvolvimento do embrião até seu nascimento.

O estudo comparado da embriologia de diversos vertebrados demonstrou que existe uma grande semelhança no padrão de desenvolvimento inicial, sendo um indício de ancestralidade comum. À medida que o embrião se desenvolve, surgem características individualizantes, e as semelhanças diminuem.

TubarãoSalamandraLagartoGambáMacacoSer humano

Orientações

Adultos

Última forma fetal, ou recém-saído do ovo, ou recém-nascido

Embrião com membros anteriores e posteriores

Fendas branquiais e membros anteriores formados

Formação de somitos (segmentos do corpo)

Últimas clivagens (segmentações)

Óvulos fertilizados

Embriologia comparada de alguns animais. Os animais representados têm muitas diferenças, mas apresentam muitas semelhanças nos estágios embrionários iniciais.

Comparação de proteínas

As proteínas são grandes moléculas formadas pelo encadeamento de aminoácidos arranjados em determinada ordem, definida com base no DNA. Considerando-se esse fato, quanto maior for a semelhança entre as proteínas de indivíduos de diferentes espécies, maior será também o grau de parentesco entre seus materiais genéticos e, consequentemente, entre elas.

Frequentemente, encontram-se, em diferentes espécies, proteínas muito semelhantes, em que a sequência de aminoácidos apresenta poucas diferenças. Essas diferenças acontecem devido às mutações ocorridas no DNA, expressas na produção das proteínas, indicando que elas tiveram origem em um mesmo ancestral e sofreram alterações ao longo da evolução das espécies.

Oriente os estudantes a ler e interpretar corretamente as informações da tabela comparativa sobre embriologia em vertebrados. Você pode solicitar que transponham e expressem os dados da tabela para outra forma de linguagem. Eles podem enriquecer a produção com imagens de espécies da fauna regional. Esta atividade mobiliza habilidades que colaboram para o desenvolvimento do pensamento computacional – de maneira desplugada – dos estudantes.

Para aprofundar

O ensino de evolução apresenta muitas nuances, e a sua aceitação ainda não é uma unanimidade, nem é tão lógico para muitas pessoas. Nesse contexto, um bom trabalho conceitual aliado ao raciocínio e à metodologia científicos é essencial e pode facilitar o entendimento dos estudantes e o encaminhamento do conteúdo em sala de aula.

Os sites a seguir podem ser usados para aprofundar seu conhecimento sobre ensino de evolução e como fontes de ferramentas para o trabalho em sala de aula:

• UNIVERSIDADE de São Paulo. Entendendo a evolução para professores. Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo, 2004. Disponível em: https://evosite. ib.usp.br.

A página traz ampliações, aprofundamentos, excelentes propostas e sugestões para conduzir o trabalho pedagógico com os estudantes.

• ZAMBERLAN, Edmara Silvana Joia; SILVA, Marcos Rodrigues. O ensino de evolução biológica e sua abordagem em livros didáticos. Educ. Real., Porto Alegre, v. 37, n. 1, p. 187-212, jan./abr. 2012. Disponível em: https://seer.ufrgs. br/educacaoerealidade/article/ view/13967/16042.

O artigo traz um trabalho e uma reflexão sobre o ensino de evolução biológica e a sua abordagem em livros didáticos.

Acessos em: 14 maio 2022.

Fonte: POUGH, F. Harvey; JANIS, Christine M.; HEISER, John B. Vertebrate life. 10th ed. New York: OUP USA, 2018.

Ilustrações: Studio Caparroz

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Orientações

A discussão sobre fósseis e sua importância como evidência evolutiva é um assunto muito amplo, diversificado e que gera grande interesse e curiosidade nos estudantes. Para ampliar o assunto e desenvolver a observação e o levantamento de hipóteses, consulte o roteiro de aula “Seleção natural e Paleontologia: entendendo e estudando a evolução”, publicado em mar. 2021, disponível em: https:// educapes.capes.gov.br/bitstream/ capes/597795/2/Selecao%20natu ral%20e%20paleontologia.pdf (aces so em: 20 maio 2022), que apresenta uma sugestão de atividade para ser conduzida em sala de aula.

Proponha aos estudantes que se organizem em grupos e pesquisem os tipos de fósseis e os processos de fossilização. Eles também devem pesquisar imagens que demonstrem a variabilidade nos registros fósseis. A investigação deve ser feita com supervisão do professor na internet e em outras fontes de informação disponíveis na escola. Ao final da pesquisa, proponha uma roda de conversa para o compartilhamento das informações e a exposição das imagens coletadas pelos grupos. O objetivo desta investigação é trabalhar o conceito dessa importante evidência evolutiva de maneira precisa, abandonando a ideia popular de que os registros fósseis se limitam a ossos, seus fragmentos e esqueletos parciais ou totais de animais de épocas remotas.

Para aprofundar

• SÃO PAULO. Secretaria de infraestrutura e meio ambiente. Museu Geológico de São Paulo (MUGEO). Disponível em: https:// www.infraestruturameioambiente. sp.gov.br/museugeologico/. Acesso em: 8 jul. 2022. As exposições permanentes do Museu apresentam minerais, rochas, fósseis, objetos e documentos antigos. Também realiza eventos especiais, como oficinas e exposições temporárias.

• CANAL Escola. Fósseis. Serviço In: Geológico do Brasil. Disponível em: http://www.cprm.gov.br/pu blique/SGB-Divulga/Canal-Escola/ Fosseis-4012.html. Acesso em: 8 jul. 2022.

Informações disponibilizadas pelo CPRM sobre fósseis. Ao explorar outras seções do site, é possível encontrar outros recursos, como as Exposições do Museu Itinerante de Geologia

Registro fóssil

Denominam-se fósseis os vestígios da presença de organismos na Terra. As partes duras do corpo dos organismos costumam ser as mais conservadas nos processos de fossilização, como ossos, conchas e carapaças, mas há casos em que a parte mole do corpo também é preservada. Também são consideradas fósseis as impressões deixadas por esses organismos, como pegadas de animais e impressões de folhas, de penas de aves extintas e da superfície da pele dos dinossauros.

A importância do estudo dos fósseis para a evolução está na possibilidade de conhecer organismos que viveram na Terra em tempos remotos, sob condições ambientais distintas das encontradas atualmente, e que podem fornecer indícios de parentesco entre espécies atuais e extintas. Por isso, os fósseis são considerados indícios importantes da evolução.

Os trilobitas são um exemplo de seres dos quais só temos conhecimento pelos fósseis. Hoje extintos, eram artrópodes marinhos que viveram há cerca de 500 milhões de anos. Os trilobitas mediam aproximadamente 10 cm.

Luzia

O mais antigo fóssil humano já encontrado nas Américas, que recebeu o nome de Luzia, foi desenterrado em 1975 em Lagoa Santa, na Região Metropolitana de Belo Horizonte, durante uma missão franco-brasileira sob a chancela da Organização das Nações Unidas para a Educação, Ciência e Cultura (Unesco). A reconstituição de seu crânio, de 11 500 anos estimados, revolucionou as teorias sobre a ocupação do continente. O crânio foi submetido a uma tomografia por uma equipe de pesquisadores ingleses. As imagens foram processadas em computador e o rosto foi reconstruído em material sintético. A dona do crânio – “Luzia” – pela análise do material, foi uma jovem mulher que morreu entre os 20 e os 25 de idade.

Os restos fossilizados de Luzia resistiram 11 mil e quinhentos anos, mas quase sucumbiram ao incêndio que destruiu o Museu Nacional do Rio de Janeiro em 2 de setembro de 2018. Devido ao intenso calor do incêndio, a cola que mantinha o crânio unido no rosto de Luzia derreteu, deixando-o danificado. Contudo, os cientistas esperam refazer quase totalmente o trabalho de reconstrução anterior.

O museu, vinculado à Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), era o mais antigo do Brasil e já foi residência da família real e imperial. Continha um acervo de cerca de 20 milhões de itens – distribuídos em coleções de geologia, paleontologia, botânica, zoologia, antropologia biológica, arqueologia e etnologia, entre outras – organizado ao longo de mais de dois séculos por meio de coletas, escavações, permutas, aquisições e doações de fontes diversas. Também servia de base para pesquisas de pós-graduação e abrigava uma das maiores bibliotecas especializadas em ciências naturais do Brasil, com mais de 470 000 volumes e 2 400 obras raras.

em escolas. O museu conta com uma coleção didática de 40 peças de minerais, rochas e fósseis, sendo permitido o manuseio pelos estudantes durante as palestras. Esse contato possibilita que eles explorem as diferentes características desses materiais.

• FIORAVANTI, Carlos. As regras dinâmicas da evolução. –Revista Pesquisa Fapesp. São Paulo, jul. 2021. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/as-regras-dinamicas-da-evolucao/. Acesso em: 8 jul. 2022. Modelo matemático que descreve como o código genético se formou e ajuda a desvendar a origem dos seres vivos.

Fóssil de trilobita (Acanthopyge esp.), Era Paleozoica, Período Devoniano. Marrocos, 2010.

Reconstituição do crânio de Luzia.

Museu Nacional do Rio de Janeiro, (RJ) 2012.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Patrícia Santos/Folhapress

Rubens Chaves/Pulsar Imagens

½ Atividades – Respostas

1 Leia o texto a seguir e responda às questões.

[...] As diversidades cultural e biológica estão intimamente interligadas. A biodiversidade ocupa um lugar central em muitas religiões e culturas, enquanto as cosmovisões influenciam a biodiversidade por meio de tabus e normas culturais que incidem sob a forma como os recursos são utilizados e manejados. [...] Por exemplo:

• No distrito de Kodagu do estado de Karnataka, Índia, bosques sagrados mantêm significantes populações de árvores ameaçadas, como a Actinodaphne lawsonii e a Hopea ponga. Esses bosques são também o lar de microfungos raros. [...]

• Os recifes de coral perto de Kakarotan e Aldeia Muluk, na Indonésia, são periodicamente fechados para a pesca pelos anciãos ou chefes das aldeias. O fechamento dos recifes garante que os recursos alimentares estejam disponíveis durante os períodos de significado social. O comprimento médio e a biomassa de peixes capturados nas duas áreas foram considerados maiores do que os dos peixes das áreas de controle.

• A quantidade de cascas que se pode coletar da Rytigynia kigeziensis, árvore endêmica do Vale Albertine, no oeste de Uganda e essencial para a medicina local, está sujeita a rituais estritos, requisitos específicos para a coleta e a obrigação de obter licenças está enraizada no nível local. Isto mantém a extração de cascas dentro de limites sustentáveis. [...]

SECRETARIADO DA CONVENÇÃO SOBRE DIVERSIDADE BIOLÓGICA (CDB). O panorama da biodiversidade global 3. Brasília, DF: Ministério do Meio Ambiente, Secretaria de Biodiversidade e Florestas, 2010. v. 3, p. 40. Disponível em: www.cbd.int/doc/publications/gbo/gbo3-final-pt.pdf. Acesso em: 27 fev. 2022.

a) Explique, definindo os conceitos, como, nos exemplos anteriores, tanto a riqueza quanto a abundância da biodiversidade podem ser favorecidas.

b) Pesquise informações sobre as regiões e espécies citadas. Procure identificar exemplos de casos similares nas comunidades tradicionais brasileiras. Compartilhe com seus colegas os dados obtidos.

c) Com auxílio de um atlas, localize geograficamente as regiões citadas.

2 Parte da credibilidade da evolução fundamenta-se em evidências que demonstram modificações das espécies. Que evidências fortalecem a teoria da evolução?

3 Os fósseis são provas importantes do processo evolutivo. Por quê?

4 Que relação há entre a semelhança de proteínas de espécies diferentes e o grau de parentesco evolutivo entre essas espécies?

5 De que forma a embriologia comparada pode ser considerada uma prova da evolução?

6 Observe com atenção as imagens a seguir.

Ao comparar a asa de um inseto com a asa de um pássaro, você diria que são órgãos homólogos ou análogos? Justifique sua resposta.

Orientações

A partir dos exemplos do texto da atividade 1, pode ser feita uma pesquisa orientada para identificar elementos da cultura brasileira que se relacionam a aspectos da biodiversidade. Um enfoque etnocêntrico pode favorecer um movimento de resgate e valorização da cultura de comunidades e povos tradicionais, por exemplo. O ponto de referência pode ser a cultura da região onde fica a escola, mas seria interessante ampliar, se possível.

Avaliação

Diagnóstico: As atividades permitem verificar o grau de apropriação e aplicação dos conceitos estudados .

Estratégia: Se detectar dúvidas sugira à turma a confecção de flashcards sobre os temas do capítulo. Trata-se de cartões que contêm uma pergunta na frente e a resposta no verso. Podem ser inseridos esquemas para ampliar a fixação. Eles podem reutilizar materiais como papelão colando os textos/imagens, pautando-se no não desperdício e sustentabilidade. Após esse trabalho solicite que refaçam as atividades.

1. a) Em biodiversidade, a riqueza refere-se ao número de espécies encontradas em uma região, e a abundância, ao tamanho da população de uma espécie em determinada região. Os hábitos e tradições culturais e espirituais citados nos exemplos colaboram tanto para a riqueza quanto para a abundância, protegendo hábitats, evitando atividades predatórias etc.

b) Resposta pessoal. No Brasil existem algumas atitudes semelhantes, como o período de defeso de pescados e o controle na colheita do pinhão.

c) Resposta pessoal. Se possível, providencie um mapa-múndi ampliado (físico ou digital), para que os estudantes possam localizar esses lugares.

2. A homologia e a analogia de certos órgãos, a presença de órgãos vestigiais, estágios embrionários semelhantes entre organismos diferentes, fósseis muito semelhantes a indivíduos viventes e a semelhança entre proteínas produzidas por diferentes seres.

3. Porque seu estudo nos possibilita conhecer organismos que viveram na Terra em tempos remotos, sob condições ambientais distintas das encontradas atualmente. Assim, os fósseis podem fornecer indícios de parentesco com as espécies atuais.

4. Quanto maior for a semelhança entre as proteínas de indivíduos de diferentes espécies, maior é o grau de parentesco entre essas espécies.

5. O estudo comparado da embriologia de diversos vertebrados mostra a grande semelhança no padrão de desenvolvimento inicial. À medida que o embrião se desenvolve, surgem características individualizantes, e as semelhanças diminuem.

6. São órgãos análogos, pois, embora tenham a mesma função – voar –, possuem origens embrionárias diferentes. Se necessário, retome os conceitos de analogia e homologia.

Para aprofundar

• Guia do Professor: Cultura Ambiente e Biodiversidade – COMIN/CAPA (Parceria) & Escolas Indígenas da Terra Indígena Guarita. José Manuel Palazuelos Ballivián (org.). Belo Horizonte: UFMG, 2006. Disponível em: https://comin.org.br/wp-con tent/uploads/2019/08/guia-do-pro fessor-1206992500.pdf. Acesso em: 20 maio 2022.

asa de ave asa de inseto

Ilustrações: Studio Caparroz

Cataratas de Iruppu, localizadas em Kodagu, distrito de Karnataka, Índia, 2013. Fóssil de anfíbio.

Joaquin Corbalan/iStockphoto.com

Vinod Kumar M/Alamy/Fotoarena

Fonte: REECE, J. B. et al Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.

Orientações

Explore o diagrama em conjunto com a turma. Chame a atenção para o primeiro nó, que indica o ancestral comum entre o grupo dos chimpanzés e bonobos e o grupo que inclui os seres humanos atuais. Essa visualização é importante para que os estudantes reconheçam que os seres humanos não evoluíram dos macacos nem dos chimpanzés atuais.

Atividade complementar

Peça aos estudantes que pesquisem em grupo e busquem caracterizar os elementos culturais de cada hominídeo ao longo da evolução humana, com o objetivo de refletir sobre a importância da formação da cultura humana em todos os seus aspectos, como organização social (tribos e famílias), culto aos mortos, ritos de passagem, vestuários, dieta, comunicação, expressão artística etc.

A formação da cultura humana é de fundamental importância e colabora para o entendimento da ética, dos valores morais e da humanidade.

Após a pesquisa, organize uma roda de conversa para o compartilhamento de opiniões. Incentive-os a reunir imagens que colaborem para a discussão e montar uma exposição com cartazes para a comunidade escolar, quando poderão apresentar o tema aos visitantes.

Eventos que permitem interagir com a comunidade e sociedade em geral, valorizando, em sua abordagem e condução, a diversidade humana em suas múltiplas dimensões, reafirmam o papel da escola como promotora de uma cultura de paz e não violência. Estimule os estudantes a se envolver de forma proativa e protagonista nas propostas de eventos desse tipo, preferencialmente os interdisciplinares e intersetoriais, buscando parcerias de instituições no entorno da escola que também se pautem por valores de inclusão e solidariedade.

Evolução da espécie humana

O estudo e a comparação do material genético preservado nos fósseis trazem novas pistas sobre a evolução da espécie humana e das espécies de outros seres vivos.

São inúmeras as hipóteses desenvolvidas sobre o surgimento e a evolução da espécie humana. As pesquisas têm revelado a existência de seres com muitas características semelhantes às do ser humano atual e que podem ter coexistido em regiões distintas na Terra durante certo período ao longo da evolução. Com base na análise de fósseis, é possível verificar registros da existência dos Australopithecus datados de 2,5 a 3,9 milhões de anos. Espécies de Australopithecus possuíam características mescladas entre um chimpanzé e um humano: uma face mais parecida com a dos chimpanzés, mas podiam se locomover sobre os dois pés com corpo ereto, como nós; por outro lado, tinham braços longos, próprios para subir em árvores. Acredita-se que tinham uma dieta como a dos chimpanzés, onívora, mas com base em vegetais.

Estudos apontam que os Australopithecus deram origem à linhagem Homo

As espécies mais próximas do ser humano atual – Homo sapiens – e as mais conhecidas são: Homo habilis, Homo erectus e Homo neanderthalensis

Este diagrama é uma simplificação da evolução da linhagem dos hominídeos. Note que as bifurcações das linhas evolutivas e a posição de cada espécie estão localizadas de acordo com a barra do tempo. Cada espécie possui uma barra colorida, que corresponde ao período em que habitou a Terra. As únicas espécies ainda viventes hoje são os chimpanzés, os bonobos e o ser humano.

Fonte: REECE, J. B. et al Biologia de Campbell 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Ilustrações: Adriano Loyola

Homo habilis significa, em português, “homem habilidoso”. Surgiu, possivelmente, há 2,1 milhões de anos e viveu até 1,5 milhão de anos atrás. Ele fabricava seus instrumentos, como facas de pedras, e caçava. Tinha, em média, de 1 a 1,35 metro de altura.

Homo erectus significa, em português, “homem em pé”, isto é, com a coluna vertebral ereta. Possivelmente, surgiu por volta de 1,8 milhão de anos atrás. Estudos recentes indicam que sua extinção pode ter ocorrido há apenas 143 mil anos. Essa foi a primeira espécie a ter proporções corporais semelhantes às do ser humano atual: pernas longas e braços mais curtos em comparação ao torso – adaptações para a locomoção no solo –, além de cérebro maior em comparação aos fósseis mais antigos. Junto dos fósseis dessa espécie foram encontrados vestígios de acampamento com fogo para cozimento dos alimentos.

Homo neanderthalensis, também chamado Homem de Neandertal. Atualmente, os fósseis mais antigos de neandertais na Europa são datados em 430 mil anos. Tinham o corpo robusto. Habilidosos, construíam e utilizavam diversas ferramentas complexas, além de objetos ornamentais e simbólicos. Protegiam-se do frio fazendo fogueiras no interior das cavernas e realizavam funerais.

Acredita-se que o Homo neanderthalensis tenha convivido com a nossa espécie, Homo sapiens, e que a interação entre as duas espécies possa ter causado a extinção da primeira, há cerca de 30 mil anos.

Homo sapiens significa, em português, “homem inteligente”. Essa é a espécie à qual nós, seres humanos, pertencemos. Calcula-se que tenha surgido há cerca de 300 mil anos.

É importante enfatizar que o ser humano não descende diretamente do macaco. A representação clássica da evolução humana como um processo linear, começando com um ser parecido com um chimpanzé e direcionado para chegar no homem é errada. Ela passa a ideia de que nosso ancestral era um macaco (na verdade, temos ancestrais comuns com os macacos) e que a evolução seria direcionada para a forma humana atual. Contudo, o ser humano é resultado da evolução, assim como todas as espécies atuais de seres vivos.

Orientações

Fundação Museu do Homem Americano Centro Cultural Sérgio Motta, s/n, Bairro Campestre – São Raimundo Nonato (PI). O museu reúne peças históricas encontradas em abrigos antigos, como fósseis e instrumentos utilizados por povoados pré-históricos que habitavam a região da Serra da Capivara (PI). Darwin e a evolução, de Steve Parker (Scipione). O livro narra a vida e a obra do naturalista inglês Charles Darwin. Evolução e biodiversidade: o que nós temos com isso, de Beatriz Marcondes e Maria Elisa Marcondes Helene (Scipione). As autoras explicam a relação existente entre biodiversidade e evolução.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Representação incorreta da evolução humana.

Os hominídeos passaram por milhões de anos de evolução e foram influenciados tanto pelo ambiente em que se desenvolveram quanto pela competição com outras espécies. E, ao longo da evolução, diferentes espécies humanas chegaram a existir na mesma época.

Em relação ao caminho percorrido por nossos antepassados na Terra, uma das hipóteses dos cientistas é de que o Homo sapiens tenha surgido na região do planeta que atualmente corresponde ao continente africano e realizado longas migrações, que resultaram no povoamento de outras regiões. No entanto, existem outras hipóteses de evolução multirregional, ou seja, populações regionais que evoluíram lentamente até os humanos modernos.

Hominídeo: refere-se à classificação da família que inclui tanto a espécie humana atual quanto espécies de alguns dos fósseis encontrados, além dos gorilas, chimpanzés e orangotangos.

Peça aos estudantes que comparem a imagem da representação incorreta da evolução humana com o diagrama da página anterior, de modo que compreendam que o ser humano não evoluiu a partir de um chimpanzé, e sim de um ancestral comum a ambos. Se desejar, mostre para a turma o vídeo disponível no link a seguir, que explica a origem dos seres humanos: https:// jornal.usp.br/universidade/animacao -que-ensina-evolucao-humana-para -criancas-divulga-segundo-episodio -da-serie/. Acesso em: 4 jun. 2022.

Para aprofundar

Assista previamente aos filmes disponíveis nos endereços a seguir. Selecione trechos para trabalhar de maneira pontual ou sequencial, ou exiba-os integralmente. Considere o tempo de duração das aulas.

• LEITH, Brian; WILLIAMS, Di. Darwin e a Árvore da Vida, 60 min, BBC. Disponível em: https://vimeo.com/200182595. Acesso em: 8 jul. 2022.

O vídeo tem duração de 60 minutos e faz uma reflexão sobre as condições da Terra em sustentar a vida, a biodiversidade existente, suas causas e a relação com o darwinismo.

• SCHRODER, Carlos Henrique. Darwin 200 anos. Documentário, 152 min, Rede Globo. Disponível em: www.biologia.seed.pr.gov.br/mo dules/video/showVideo.php?vi deo=15572. Acesso em: 8 jul. 2022. Dividido em vídeos de cerca de 10 minutos cada, o documentário retrata a vida de Darwin e toda sua pesquisa sobre a evolução e a origem das espécies. Os vídeos podem ser trabalhados separadamente.

Acessos em: 14 maio 2022.

David Gifford/Science Photo Library/Fotoarena

Orientações

O entendimento e a capacidade de usar corretamente os termos raça e etnia são fundamentais. Em relação à espécie humana, deve ficar claro que a variabilidade observada não está associada à diferença genética significativa entre os seres humanos de etnias ou povos diferentes, ou seja, o termo raça não tem suporte científico para ser usado para diferenciar fenótipos. Nessa discussão, reforce que, embora não tenha nenhum respaldo científico, a discriminação racial existe e deve ser discutida e combatida amplamente pela sociedade.

Sabemos que não basta não ser racista. É preciso combater o racismo. O tema desta seção abre espaço para um trabalho de extrema importância. A escola não pode ignorar nem banalizar manifestações de preconceito, discriminação e violência, que atentam contra a dignidade humana. Por vezes o racismo se manifesta em diferentes formas. Uma delas é o racismo religioso, com manifestações de intolerância e preconceito contra estudantes que professam sua fé em correntes religiosas de matriz africana. Para encaminhar a seção Formação cidadã, organize as seguintes etapas com o auxílio dos estudantes:

1. Divida a turma em grupos de quatro estudantes.

2. Problematize o tema “discriminação” e certifique-se de que os estudantes entenderam o problema a ser estudado e debatido.

3. Com os estudantes, elabore questionamentos e liste palavras-chave que possam direcionar leituras e pesquisas na internet (apenas em sites confiáveis).

4. Peça que registrem as informações e os endereços dos sites consultados (referências).

5. Convide professores de Ciências Humanas e de Linguagens para ajudar os estudantes na interpretação, organização e análise dos pontos principais dos textos e informações coletados.

6. Peça que montem cartazes com imagens e dados obtidos nas pesquisas e os fixem nos murais da sala.

7. Organize os debates, permitindo que os estudantes utilizem as informações, os cartazes e as próprias concepções com a participação dos professores convidados.

Raça ou etnia?

Raça é uma denominação usada comumente para classificar alguns seres vivos, como cães, gatos, bois, cavalos etc. No caso dos seres humanos, o conceito de “raça” não é biológico. Não existem raças biológicas diferentes na espécie humana. Contudo, no contexto dos debates sociais, é válido e importante o uso do termo, principalmente para problematizar e combater o racismo ou qualquer outro tipo de discriminação. Nesse sentido, temos que:

Crianças de variadas etnias.

[...] Etnia ou grupo étnico é um grupo social cujos membros consideram ter uma origem e uma cultura comuns [...] pertence a uma etnia ou um grupo étnico quem dele se considera integrante e quem é reconhecido como a ele pertencente pelo grupo e pela sociedade. [...] ORIENTAÇÕES e ações para a educação das relações étnico-raciais. Brasília, DF: Secad/MEC, 2006. p. 218. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/dmdocuments/orientacoes_etnicoraciais.pdf. Acesso em: 28 fev. 2022.

[...] raças são, na realidade, construções sociais, políticas e culturais produzidas nas relações sociais e de poder ao longo do processo histórico. Não significam, de forma alguma, um dado da natureza. É no contexto da cultura que nós aprendemos a enxergar as raças. Isso significa que aprendemos a ver negros e brancos como diferentes na forma como somos educados e socializados a ponto de essas ditas diferenças serem introjetadas em nossa forma de ser e ver o outro. [...]

8. Promova um ambiente amigável, de respeito às opiniões expressas e de aceitação de posicionamentos divergentes.

9. Determine tempo para as manifestações, permitindo direito de resposta sem que haja centralização de falas.

10. Atente para possíveis situações de contrariedade e incentive os estudantes à conduta de respeito mútuo.

11. Procure elencar os pontos principais do debate com a colaboração dos professores convidados.

12. Sistematize as conclusões, facilitando, assim, que os estudantes construam os próprios saberes.

Foco nos TCTs

A seção Formação cidadã aborda o conceito biológico de raça e problematiza o racismo na sociedade. Os estudantes devem buscar informações sobre o tema e debatê-lo, propondo à comunidade escolar iniciativas que podem ser tomadas localmente para combater o preconceito e a discriminação. Essa é uma forma de trabalhar o TCT Educação em Direitos Humanos

Raça, classe e etnia, analisadas em separado, não contemplam a realidade brasileira. Por isso, tem-se utilizado como adequado o termo étnico-racial para essas reflexões, pois, desse modo, leva-se em consideração a multiplicidade de dimensões [...].

RAÇA, classe e etnia: o ensino das ciências na Educação Básica. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, 10., 2015, Águas de Lindoia. Anais [...]. Águas de Lindoia: Enpec, 2015. Disponível em: www.abrapecnet.org.br/ enpec/x-enpec/anais2015/resumos/R1150-1.PDF.

Acesso em: 27 fev. 2022.

A ideia de “raça pura”, “raça superior” ou “raça inferior” é errônea em relação a qualquer espécie; apesar disso, já foi usada como base para a escravatura humana e a ideologia nazista.

Todos contra o preconceito

Na Constituição Federal de 1988, lê-se:

DOS DIREITOS E DEVERES INDIVIDUAIS E COLETIVOS

Art. 5o Todos são iguais perante a lei, sem distinção de qualquer natureza, garantindo-se aos brasileiros e aos estrangeiros residentes no País a inviolabilidade do direito à vida, à liberdade, à igualdade, à segurança e à propriedade, nos termos seguintes:

[...] XLII — a prática do racismo constitui crime inafiançável e imprescritível, sujeito à pena de reclusão, nos termos da lei [...].

BRASIL. [Constituição (1988)]. Constituição da República Federativa do Brasil de 1988 Brasília, DF: Presidência da República, 1988. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ ccivil_03/constituicao/constituicao.htm. Acesso em: 9 maio 2022.

Cartaz, em alemão, que “ilustra” a suposta superioridade da raça ariana – utilizado como propaganda nazista. The National WWII Museum.

½ Formação cidadãRespostas

1. Permita que os estudantes se expressem livremente, façam depoimentos e compartilhem suas ideias e seus posicionamentos. Faça a mediação das falas, não aceite polarizações e determine um tempo máximo para que todos os estudantes possam se expressar ao menos uma vez. Incentive o respeito e a aceitação das opiniões expressas entre todos, promovendo um ambiente amigável, democrático, de cordialidade e igualdade. Se for possível, e caso considere conveniente, proponha que cada estudante pesquise um caso diferente apresentado na mídia e em outras fontes de informação para subsidiar as discussões.

2. Existem várias referências que podem ser utilizadas. O interessante seria propor e debater também as razões de algumas universidades demonstrarem tanta resistência à implantação do sistema de cotas.

O racismo, portanto, é punido por lei. Infelizmente, ainda hoje, vemos, no dia a dia e nos noticiários de jornais e da TV, pessoas sendo discriminadas pela cor de pele ou etnia. Ao longo da história da humanidade, racistas, como os defensores da escravidão e do nazismo , tentaram em vão buscar na Ciência algum respaldo para suas práticas discriminatórias e violentas. Além do lado moral e ético dessa questão, a Biologia mostra que não existem raças humanas diferentes.

Diversas campanhas têm sido feitas para combater o racismo na sociedade, reúna-se com os colegas para fazer as seguintes atividades.

Nazismo: regime político autoritário desenvolvido na Alemanha no período entre as duas guerras mundiais; levou ao extermínio de milhões de judeus, além de ciganos, homossexuais, doentes, idosos, pessoas com deficiência, comunistas e prisioneiros de guerra, entre outros. Baseia-se em doutrina formulada por Adolf Hitler (1889-1945), que defendia o racismo e a superioridade da raça ariana, entre outras “ideias”.

1 Debatam sobre a necessidade e importância de se combater, na escola e na sociedade, toda forma de discriminação, incluindo a étnico-racial.

2 Busquem informações sobre políticas afirmativas, tais como o sistema de reserva de vagas por cotas nas universidades públicas. Reúnam essas informações e façam um debate sobre a importância e os impactos positivos dessas medidas.

3 Pesquisem sobre iniciativas locais nesse sentido e vejam como a escola pode envolver a comunidade a se engajar no combate coletivo ao preconceito e à discriminação em suas múltiplas formas.

Para aprofundar

• SILVA, Douglas Verrangio Corrêa A educação das relações étnico-raciais no ensino de Ciências: diálogos possíveis entre Brasil e Estados Unidos. 322 f. Tese (Doutorado em Educação) – Programa de Pós-Graduação em Educação, do Centro de Educação e Ciências Humanas da UFSCar, São Carlos, 2009. Disponível em: https://repositorio.ufscar. br/handle/ufscar/2222. Acesso em: 20 maio 2022. Este estudo tem por objetivo estabeler diálogo entre processos educativos de docentes de Ciências da Natureza e o

papel que eles estabelecem em sala de aula na educação de relações étnico-raciais.

• REZENDE, Eduardo. Atividade sobre bullying em sala de aula. PsicoEdu, out. 2017. Disponível em: https://www. psicoedu.com.br/2017/10/trabalho-sobre-bullying-questionario-atividade-na-escola.html. Acesso em: 4 jun. 2022. Atividade sobre o respeito à diversidade dos seres humanos que pode ser trabalhada de maneira a evitar e alertar sobre o bullying na escola.

3. Pode-se repassar o desafio diretamente para os estudantes, que devem formar grupos e propor campanhas diferentes que contemplem o tema, originando um produto final, que poderia ser cartaz, folheto, vídeo, blog, música, peça teatral ou outra forma escolhida pelo grupo. Permita que os estudantes convidem outros professores para colaborar e orientar seus trabalhos. Defina uma data para a apresentação e organize o evento com a coordenação da escola. Esse tipo de ação integrada com a comunidade reafirma o papel da escola em promover a cultura de paz e não violência, colaborando para discutir outras formas de preconceito, discriminação e violência, como o racismo religioso, o sexismo, a LGBTQIA+fobia e a xenofobia.

Foco na BNCC

Competência geral 9: O trabalho com a seção Formação cidadã possibilita aos estudantes exercitar a empatia e o respeito ao outro e aos direitos humanos.

Sammlung Rauch/Interfoto/Fotoarena

Orientações

A biotecnologia ou engenharia genética é a utilização dos conhecimentos sobre o DNA e a sua manipulação, o que influencia diretamente a biodiversidade. Por exemplo, a inserção de material genético de uma espécie em outra origina um organismo geneticamente modificado (OGM), o que altera a variabilidade genética e o patrimônio genético das espécies. Já a produção de clones de plantas e animais diminui a biodiversidade.

Atividade complementar

Organize os estudantes em cinco grupos. Busque equilibrar a quantidade de estudantes por grupos e variar os perfis que os compõem.

O grupo 1 deve representar a sociedade consumidora de alimentos transgênicos; o grupo 2, os agropecuaristas que criam e cultivam variedades de seres vivos transgênicos; o grupo 3 deve representar os ambientalistas, que defendem a conservação e a preservação da biodiversidade; o grupo 4 representará o poder público, que pode autorizar ou não a técnica da transgenia para a produção de alimentos; e o grupo 5 deve representar os institutos de pesquisa e as universidades.

O tema a ser debatido é: “Devemos produzir e consumir alimentos transgênicos no Brasil?”. Cada grupo deverá pesquisar o tema e formar a argumentação para defender seu ponto de vista, que será apresentado ao professor durante 5 minutos. Após as argumentações, faça nova rodada com duração de 2 minutos, para que cada grupo exponha outros argumentos. Ao final, faça o fechamento teórico, ajustando enganos conceituais, e apresente os princípios da precaução e prevenção.

A atividade estimula a argumentação e o desenvolvimento de aspectos da competência geral 5, levando os estudantes a defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental.

Biotecnologia e biodiversidade

Você sabe o que é biotecnologia?

De que maneira a biotecnologia pode influenciar na biodiversidade?

Apesar de parecer um tema restrito à modernidade, a biotecnologia existe desde a Antiguidade.

Trata-se do uso de organismos vivos para proveito do ser humano. O uso de fungos fermentadores na produção de pão, vinho e cerveja, por exemplo, é biotecnologia.

Estufa de pesquisas em plantas geneticamente modificadas em Saint Louis, Missouri, EUA, 2008. Muitas das sementes de plantas transgênicas cultivadas no Brasil vêm de grandes empresas norte-americanas.

Pesquisas científicas nesse ramo avançaram significativamente nos últimos anos, como é o caso da engenharia genética – técnica de manipulação do material genético de seres vivos – algo que até há pouco tempo parecia impossível. Ela pode silenciar um gene de um parasita nocivo aos seres humanos, ou adicionar genes que condicionam características de interesse, como a produção de vitaminas e de outros nutrientes em plantas que cultivamos para nos alimentar.

Plantas, animais e microrganismos nos quais foram introduzidos (ou removidos) segmentos de DNA são denominados Organismos Geneticamente Modificados (OGM). Quando essa alteração é feita pela inserção de segmentos de DNA de outro organismo, o novo organismo é denominado transgênico Logo, todo transgênico é um organismo geneticamente modificado, embora o contrário nem sempre seja verdade.

Transgênicos

BRANCO, Samuel M. Transgênicos: Inventando seres vivos. 2 ed. São Paulo: Moderna, 2015.

O livro trata da história dos transgênicos, as técnicas utilizadas e toda a discussão envolvida.

Foco no BNCC

Transgênico é qualquer organismo que possui genes extraídos de seres de outra espécie. O organismo transgênico mais conhecido no Brasil é, provavelmente, a soja. A soja transgênica foi desenvolvida após a identificação de uma bactéria muito resistente a um herbicida (agroquímico usado para combater ervas daninhas) utilizado frequentemente em grandes lavouras. Após muitos esforços de pesquisa, cientistas conseguiram identificar o gene da bactéria que lhe conferia resistência e implantaram cópias desse gene em células da planta em desenvolvimento. Foi produzida, assim, a soja transgênica resistente ao herbicida glifosato. É preciso levar em consideração as diferentes possibilidades proporcionadas pelos transgênicos. Geralmente são considerados positivos nos debates os seguintes aspectos:

• obtenção de espécies (milho, soja, arroz etc.) que requerem menos espaço para serem cultivadas, diminuindo o desmatamento em áreas florestais;

• produção mais eficiente de medicamentos, como é o caso da insulina transgênica;

• criação de alimentos mais nutritivos;

• enfraquecimento de patógenos e parasitas.

Já os aspectos a seguir costumam reforçar argumentos contrários aos transgênicos:

• aplicação de herbicida em excesso nos cultivos de soja, contaminando solo e água, além de prejudicar a saúde de quem se alimenta dessa planta;

• perda de biodiversidade – o que pode afetar negativamente o equilíbrio ecológico ao excluir espécies nativas por competição;

• monopólio da produção – dificuldade para obtenção de sementes, pois, em alguns casos, o produtor não consegue sementes viáveis e precisa comprá-las das grandes empresas.

• riscos à saúde – ainda não há estudos para garantir que o consumo de alimentos transgênicos não provoque algum tipo de dano à saúde, como alergias.

Competências específicas de Ciências da Natureza 6 e 8: As atividades da seção CiênTIC (da página 61) possibilitam que os estudantes utilizem tecnologias digitais para acessar informações de forma crítica, bem como fornece subsídios para que possam agir pessoal e coletivamente recorrendo aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões frente a questões científico-tecnológicas e socioambientais.

Delfim Martins/Tyba

Orientações

Transgênicos no Brasil e no mundo

Em 2015, ocorreu uma redução mundial da área de cultivo com transgênicos, fenômeno que não se repetiu nos anos posteriores. Em 2016, ocorreu um aumento da área plantada de transgênicos no mundo da ordem de 3%, equivalente a 5,4 milhões de hectares. A maior parte dessa área foi plantada no Brasil, 4,9 milhões de hectares, o que equivale a um aumento de 11% na época. Esse valor continuou crescendo nos anos seguintes.

Em 2019, a área cultivada de transgênicos no Brasil era de 52,8 milhões de hectares, um crescimento de 5,2% em relação a 2018. A maior parte da área estava ocupada com soja, utilizando 35,1 milhões de hectares; o cultivo de milho transgênico ocupou 16,3 milhões de hectares e o de algodão, 1,4 milhão de hectares. Nesse ano, o Brasil era o segundo país do mundo em área cultivada com transgênicos. Os Estados Unidos tinham área maior, com 71,5 milhões de hectares. Argentina, Canadá e Índia tinham, respectivamente, 24, 12,5 e 11,9 milhões de hectares. Somados, esses países representavam 91% da área mundial cultivada com transgênicos.

Características dos transgênicos aprovados no Brasil

Culturas

Tolerante à herbicida e resistente a insetos

Apenas tolerante à herbicida

Apenas resistente a insetos

Mais termoestabilidade e amilase (milho)

Maior resistência à seca (milho)

Resistência ao vírus do mosaico (feijão) Aumento do volume de madeira (eucalipto)

05101520253035

Quantidade

Fonte: BRASIL. Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicação. CNTBio. Resumo geral de plantas geneticamente modificadas aprovadas para comercialização. Brasília, DF: CNTBio, 2022. Disponível em: http:// ctnbio.mctic.gov.br/documents/566529/1684467/Tabela+de+Plantas+Aprovadas+para+Comercialização/ e3087f9c-c719-476e-a9bd-bfe75def842f?version=1.13. Acesso em: 12 abr. 2022.

No Brasil, a Lei de Biossegurança (no 11.105, de 24 de março de 2005) estabelece que a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio), órgão ligado ao Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), tem poder exclusivo de aprovar a pesquisa e o uso de organismos geneticamente modificados.

Além disso, cabe à CTNBio criar normas de segurança relacionadas à produção e à manipulação dos organismos geneticamente modificados e, inclusive, fiscalizar se essas normas estão sendo devidamente atendidas. Pela legislação brasileira vigente, as indústrias são obrigadas a colocar no rótulo de alimentos que contenham organismos geneticamente modificados ou deles sejam produzidos o símbolo ao lado.

Em 2015 foi apresentado um projeto de lei para extinguir o uso obrigatório do selo indicativo de transgênicos.

Agora, responda às questões e, depois, compare suas respostas com a de seus colegas.

Símbolo que indica a presença de alimentos transgênicos.

1 Em geral, quais seriam as vantagens de utilizar sementes modificadas geneticamente?

2 Pesquise e apresente os argumentos dos grupos contrários ao cultivo de transgênicos.

½ CiênTIC – Respostas

1. Os principais benefícios são a obtenção de variedades com características vantajosas (mais resistentes, mais nutrientes etc.), a redução de custos de trabalho e produção, menor uso de agroquímicos (ou maior resistência a eles) e maiores ganhos econômicos.

2. Os pequenos agricultores temem ficar dependentes das multinacionais que produzem sementes e herbicidas, pois as sementes produzidas pela planta transgênica não são viáveis. Isso impede que empresas produtoras

percam os direitos sobre a tecnologia que desenvolveram, garantindo o lucro. Ambientalistas afirmam que elas podem trazer riscos ainda desconhecidos para a saúde humana e para o meio ambiente. Nessa pesquisa, seria importante direcionar os estudantes na busca pelos temas “poluição gênica” e “alergia a OGM”. Nesse contexto, eles devem explicar as duas situações e trazer o maior número possível de exemplos no Brasil e nos demais países, descrevendo a situação.

A seção CiênTIC promove a discussão acerca de OGM/transgênicos. Devemos considerar dois princípios na utilização dos OGM: o da prevenção e o da precaução. Afinal, não há estudos suficientes sobre os impactos socioambientais para a liberação do uso irrestrito de alimentos transgênicos. Um dos riscos mais importantes está associado à alergia, pois o material genético exógeno, ao se expressar no OGM, produz proteínas também exógenas, que podem causar alergias para seus consumidores, que desconhecem a origem do material genético exógeno utilizado.

Outro ponto importante é a poluição genética, pois o material genético exógeno pode contaminar outras espécies próximas evolutivamente, desfavorecendo-as e até extinguindo-as.

Os estudantes podem pesquisar material em fontes confiáveis e produzir uma série de podcasts – gravados em aparelhos celulares e divulgados em mídias sociais da escola após a edição. Se a região onde fica a escola tiver tradição ruralista com forte presença do agronegócio, é ainda mais interessante oportunizar aos estudantes o acesso a argumentos pró e contra o consumo de alimentos geneticamente modificados.

Ao apresentar a proposta de elaboração de um podcast, o professor deve ressaltar com a turma que hoje existem muitos suportes digitais onde eles podem compartilhar suas ideias, realizar denúncias de injustiças e organizar ações coletivas de transformação social rumo à promoção da cultura da paz.

Aproveite o movimento de produção do podcast para retomar os conhecimentos sistematizados, articulando questões da Ciência e relembrando as competências e habilidades visadas.

Com o auxílio do professor de Matemática, você também pode solicitar aos estudantes que busquem outros dados atuais sobre o tema e interpretem diferentes tipos de gráficos.

Foco nos TCTs

A seção CiênTIC possibilita o trabalho com os TCTs Ciência e Tecnologia e Educação Ambiental, pois fomenta discussões sobre organismos geneticamente modificados e o cultivo de transgênicos do ponto de vista da biotecnologia e impactos ambientais.

Orientações

No encaminhamento pedagógico deste tema, é possível que os estudantes questionem a possibilidade da realização de um clone humano. Para a organização de uma discussão para compartilhamento de ideias sobre o assunto, propõem-se dois direcionamentos.

O primeiro é sobre o avanço tecnológico envolvido e a tecnologia usada, que constituem conteúdos a serem desenvolvidos para contemplar habilidades propostas pela BNCC. O segundo, mais complexo e que demanda bastante preparo e planejamento, consiste na discussão do tema a partir de reflexões sobre a ética, a humanidade e a moral envolvidas em todo o processo, como o motivo da decisão de dar início ao projeto, quais organismos seriam clonados e de que modo seriam incluídos na sociedade, entre outros questionamentos. Assim, é importante mostrar que o tema é complexo e que ainda há muitas dúvidas, o que impossibilita a tomada de posicionamentos definitivos.

Para subsidiar a discussão, os estudantes podem formar grupos e pesquisar as desvantagens e dificuldades encontradas na aplicação e utilização da técnica de clonagem com plantas e animais. Há muitos exemplos que podem ser discutidos. É importante que os grupos trabalhem com situações diferentes para que o compartilhamento de ideias seja eficiente e bastante rico.

Clonagem

Clonagem é o processo pelo qual são produzidas cópias idênticas de um original, ou seja, clones. Este processo pode acontecer naturalmente, como ocorre com os gêmeos univitelinos, ou de forma artificial, como descreveremos a seguir.

A clonagem artificial pode ser terapêutica e reprodutiva. Na clonagem reprodutiva, o núcleo de uma célula adulta a ser clonada é separado e introduzido em um ovócito anucleado, ou seja, sem núcleo, portanto sem DNA; depois o embrião é implantado em um útero para gerar o clone.

Temos como exemplo de experimento bem-sucedido a criação da ovelha Dolly, em 1996, feita por pesquisadores da Escócia. Nesse experimento, eles retiraram o núcleo de um óvulo de uma ovelha de certa raça e nele introduziram o DNA retirado de uma célula mamária adulta de uma ovelha de outra raça. O feto resultante dessa junção originou a ovelha Dolly, pertencente à raça da ovelha doadora do DNA.

Rigorosamente, entretanto, organismos formados por essa técnica não são clones perfeitos do doador das células somáticas adultas porque, geneticamente, não são 100% idênticos a ele. Isso acontece porque há dois tipos de organismos envolvidos: o doador do material genético da célula adulta, a ser clonado, e o doador de um óvulo que terá seu núcleo retirado.

Esquema simplificado do processo de clonagem reprodutiva por transferência de núcleo, pelo qual foi originada a ovelha Dolly em 5 de julho de 1996.

Fonte: REECE, J. B. et al Biologia de Campbell. 10. ed.

No citoplasma do óvulo anucleado que recebe o material genético da célula do doador também há DNA nas mitocôndrias, organelas que ficam no citoplasma das células. Por essa razão, a ovelha Dolly não era um clone perfeito: apesar de herdar da ovelha escura o DNA contido nos cromossomos do núcleo da célula mamária, também herdou da ovelha clara o DNA mitocondrial.

A clonagem terapêutica não tem como objetivo gerar clones, e sim tecidos para ajudar indivíduos com funções comprometidas. O procedimento inicial é o mesmo: implanta-se o núcleo de uma célula em outro óvulo anucleado. Após algumas divisões, essas células serão manipuladas em laboratório para gerar o tecido específico que o doador precisa e, como o material genético é idêntico ao desse doador, a rejeição é quase nula. Isso oferece a chance de cuidar de doenças atualmente sem muitas possibilidades de tratamento, como as neuromusculares, o Alzheimer, as deficiências motoras e visuais, entre outras.

Porto Alegre: Artmed, 2015.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

A ovelha Dolly nasceu em 5 de julho de 1996. Em 14 de fevereiro de 2003, com 6 anos de idade, foi diagnosticada com uma grave doença pulmonar e recebeu uma injeção letal. 1,30 m

Studio Caparroz

PPC9070 – Clonagem animal

células mamárias adultas ovócitos remoção do núcleo fusão embrião implantação do embrião no útero clone da ovelha

A tecnologia dos testes de RT-PCR na pandemia de covid-19

Você deve ter ouvido falar sobre o teste de covid-19 considerado mais preciso para a presença do vírus em amostras de pessoas com sintomas, o RT-PCR.

Esse teste ficou conhecido popularmente como “o teste do cotonete” (swab) no nariz e garganta.

Foi por meio dele que, no dia 24 de fevereiro de 2020, confirmou-se o primeiro caso da covid-19 no país. A técnica usada tem esse nome RT-PCR por conta da sigla em inglês para transcrição reversa (reverse transcription) seguida de reação em cadeia da polimerase (polymerase chain reaction). É utilizada há tempos em diversas áreas da pesquisa e diagnóstico de várias doenças.

Como funciona? Ele utiliza a ação de duas enzimas diferentes. É extraído RNA da amostra (esfregaço nasofaríngeo). A enzima transcriptase reversa é usada para transformar o RNA do vírus em DNA. Depois de ter sido transformado, é usada a enzima DNA polimerase, para amplificação do DNA resultante do RNA viral em 100 milhões de vezes. Esse material é analisado para verificar se a amostra analisada corresponde a uma amostra humana saudável ou se há sinais de genes específicos do vírus (no exemplo, o novo coronavírus). Nesse caso, é confirmada a suspeita de infecção pelo vírus.

Coleta da amostra

As amostras são coletadas dos pacientes por meio de um swab

Orientações

O Projeto Imagine, em parceria com professores e pesquisadores do Centro de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Santa Catarina (CCB-UFSC), lançou uma série de vídeos educacionais chamada A Ciência na pandemia. O objetivo foi produzir material de apoio para professores e professoras da educação básica interessados em obter conhecimento científico confiável sobre a covid-19.

• A CIÊNCIA na pandemia. In: PROJETO Imagine, Universidade Federal de Santa Catarina, 2020 h ttps://projetoimagine.ufsc.br/ a-ciencia-na-pandemia/.Acesso em: 20 maio 2022.

Transcrição: processo que origina uma molécula de RNA a partir do DNA.

RNA: ácido nucleico responsável pela síntese de proteínas.

Transcriptase reversa: enzima que possibilita a transcrição reversa, isto é, a obtenção de DNA a partir de uma molécula de RNA.

Amplificação do DNA: técnica utilizada para fazer muitas cópias de um DNA.

O RNA do vírus é convertido em DNA pela ação da enzima transcriptase reversa.

A reação de RT-PCR ocorre em uma máquina que amplifica o número de fragmentos de DNA.

Nesse portal, é possível encontrar vídeos sobre o que são e como se espalham os vírus, o funcionamento dos testes de diagnóstico que aparecem na televisão, a verdade sobre os medicamentos que poderão vir a ser usados para prevenir e tratar a covid-19 etc. Como o público-alvo principal são professores de Ensino Fundamental e Médio, sugerimos que analise, caso a caso, a melhor forma de utilizar os vídeos na preparação de suas aulas. Explore com a turma as vivências pessoais durante a pandemia. Provavelmente fizeram ou convivem com alguém que já fez teste de diagnóstico da covid-19. Contudo, fique atento para conduzir situações que possam surgir em razão da perda de amigos ou familiares para a doença.

São adicionados reagentes químicos à amostra para que o material genético seja extraído.

As moléculas de DNA são sequenciadas e os resultados podem ser considerados negativos (vírus não detectado) ou positivos (vírus detectado).

Coleta de amostra para teste de RT-PCR, utilizado para diagnosticar a covid-19, Rio de Janeiro (RJ), 2021.

Esquema simplificado do exame de RT-PCR.

Luciana Whitaker/Pulsar Imagens

Peterson Mazzoco

Orientações

Há técnicas bem conhecidas de reprodução assexuada utilizadas na propagação de plantas, que constituem processos de formação de clones, como o enraizamento de estacas, de folhas e a divisão de tubérculos com gemas laterais.

Proponha aos estudantes a criação de pequenas mudas de violetas a partir de suas folhas, que seriam transplantadas para pequenos vasos ou recipientes com solo, nos quais se desenvolveriam. Eles poderiam observar o processo e comparar os novos indivíduos entre si e com a planta original.

Peça aos estudantes que formem grupos e que cada grupo determine os procedimentos da prática, ou seja, que elaborem o protocolo detalhado de execução para a obtenção dos clones. Ao final, pode-se discutir a importância de planejar adequadamente experimentos científicos para a obtenção de resultados importantes para o avanço do conhecimento sobre os temas pesquisados. Nesse contexto, é fundamental destacar que não há resultado certo ou errado. Na verdade, há experimentos com resultados inconsistentes e sem planejamento, que dificultam a organização, a sistematização e a análise de dados, etapas essenciais para a construção de novos saberes.

Foco nos TCTs

A seção Um pouco mais sobre possibilita explorar o TCT Ciência e Tecnologia , desdobrando-se para aspectos bioéticos da clonagem humana, levantada nas atividades.

½ Um pouco mais sobre –Respostas

1. Clonar uma planta pode apresentar muitas vantagens, como a rapidez na produção de novos indivíduos, cujos frutos, madeira, flores ou produtos de seu metabolismo apresentam grande qualidade e valor para o uso pelo ser humano (alimentação, vestuário, construção, essências, fibras, sementes etc.). A reprodução acelerada também pode ser valiosa na produção de um conjunto de espécies distintas na formação de uma variada composição florística para a regeneração de um ecossistema.

2. Haveria uma chance muito grande de todo o cultivo ser exterminado pela praga, uma vez que, sem variabilidade, todos os indivíduos seriam igualmente vulneráveis. Por

Clonagem de plantas in vitro

A micropropagação também conhecida por propagação in vitro ou clonagem de plantas, permite a propagação em larga escala de plantas sadias, conservando as mesmas características agronômicas da planta mãe. Muitas vezes a propagação assexuada convencional é um processo lento e apresenta sérios riscos de disseminação de doenças e pragas, que podem comprometer a produção. A micropropagação permite produzir milhares de plantas, livres de doenças em curto espaço de tempo.

A técnica de micropropagação consiste, basicamente, em cultivar em ambiente asséptico (laboratório) segmentos de plantas (gemas, ápices caulinares, meristemas, fragmentos de folhas e raízes, entre outros), em frascos específicos contendo meio nutritivo adequado, proporcionando a produção de milhares de plantas idênticas à planta mãe. [...]

Cada um dos ramos é separado e transferido para um outro tubo de ensaio, contendo hormônios que induzem o enraizamento da planta.

Os pesquisadores retiram um ramo da árvore que servirá de matriz e o desinfetam para eliminar fungos e bactérias.

1 Qual é a vantagem de clonar uma planta?

2 O que aconteceria se uma praga atacasse uma plantação formada de árvores clonadas de um mesmo indivíduo?

3 Em dezembro de 2001, a ONU elaborou uma Convenção Internacional Contra a Clonagem Reprodutiva de Seres Humanos, deixando claro que a clonagem como forma de reprodução de seres humanos é internacionalmente repudiada e uma ameaça à dignidade do ser humano, da mesma forma que a tortura, a discriminação racial e o terrorismo. No Brasil, a clonagem humana é proibida pela Lei no 11.105/05. O que você pensa sobre isso?

4 Debata com os colegas a respeito da clonagem e depois pesquisem como é a legislação sobre clonagem humana em outros países.

Clonagem: da ovelha Dolly às células-tronco, de Lygia da Veiga Pereira (Moderna). O livro explica de maneira simplificada o processo de clonagem e discute temas relacionados com a bioética.

meio dessa atividade, é possível verificar se os estudantes reconhecem a importância da variabilidade genética para a manutenção de uma população.

3. Resposta pessoal. Peça aos estudantes que escrevam suas opiniões no caderno e promova o debate a seguir.

4. Resposta pessoal. Por ser um assunto polêmico, é preciso estar atento à diversidade de opiniões na turma. Faça a mediação da discussão de modo que os estudantes ajam de maneira respeitosa com os colegas que expressarem opiniões diferentes das deles.

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 8: As atividades 1 e 2 desenvolvem aspectos da competência, uma vez que possibilitam que os estudantes recorram aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões frente a questões socioambientais.

Competência geral 10: As atividades 3 e 4 mobilizam parcialmente esta competência, pois incentivam os estudantes a agir pessoal e coletivamente, tomando decisões com base em princípios éticos.

ULISSES, Claudia et al. Clonagem vegetal. Anais da Academia Pernambucana de Ciência Agronômica, Recife. v. 7, p. 86-91, 2010. Disponível em: www.journals.ufrpe.br/index.php/apca/article/download/122/111. Acesso em: 27 fev. 2022.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Esquema simplificado de clonagem de plantas.

Ilustrações: Studio Caparroz

O ramo é levado a um tubo de ensaio com hormônios de crescimento que fazem com que ele se multiplique e crie mais ramos iguais.

Depois que as raízes estão desenvolvidas, as mudas são transferidas para o plantio.

Clonagem e biodiversidade

A clonagem reduz a variabilidade genética dos seres vivos; contudo, para alguns pesquisadores, ela se apresenta como uma alternativa para salvar espécies ameaçadas de extinção.

[...] A Embrapa Cerrados (Planaltina-DF), Unidade da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Embrapa pretende utilizar técnicas de inseminação artificial, fertilizações in vitro , e até mesmo clonagem de animais que vierem a morrer para ampliar a população dessas espécies.

[...] foram recolhidas algumas células da pele de um lobo-guará, de um cachorro do mato e de um veado-catingueiro que morreram no Zoológico de Brasília. A partir delas, foram isoladas células somáticas (fibroblastos) para a realização de estudos moleculares e posteriormente para a multiplicação por transferência nuclear, conhecida como clonagem. [...]

PAES, Clarissa Lima. Biotecnologia a favor dos animais nativos do cerrado. Embrapa, Brasília, DF, 31 ago. 2009. Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/18055145/biotecnologia-a-favor-dos-animais-nativos-do-cerrado. Acesso em: 22 fev. 2022.

1 Em que medida as técnicas citadas no texto podem ajudar a evitar a extinção dessas e outras espécies?

Extração de DNA de morango

Material:

• polpa de morango congelada;

• recipiente tipo tigela;

• copo alto e transparente;

• filtro de papel;

• detergente incolor;

Procedimentos

• sal;

• álcool gelado;

• palito de churrasco;

• água morna.

1. Em um recipiente, adicionar uma colher rasa de detergente, uma pitada de sal e um pouco de água morna.

2. Adicionar os morangos e amassar para misturar bem.

3. Coar a mistura com o filtro dentro de um copo alto.

4. Separar uma quantidade de álcool gelado que seja mais ou menos igual à do líquido que está dentro do copo. Adicionar o álcool aos poucos no copo, de modo que se forme uma camada acima do líquido.

5. Aguardar um pouco e observar.

6. Misture tudo usando o palito e “pesque” o material que se formou entre as camadas. São aglomerados de moléculas de DNA.

1 De onde saíram essas moléculas?

2 Por que não vemos a dupla hélice do DNA?

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 2: A seção Experimentar colabora para o desenvolvimento da competência, pois incentiva os estudantes a compreender conceitos fundamentais das Ciências da Natureza e a dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica.

Orientações

Para a prática da extração do morango, aproveite a oportunidade para enfatizar a importância de planejar os materiais e os procedimentos de um experimento. Peça que pesquisem os papéis de cada item e o procedimento do experimento. Usam-se os morangos por terem grande quantidade de DNA (8n), serem macios e fáceis de homogeneizar para que a parede celulósica seja rompida. A função do detergente é desmanchar as membranas biológicas lipídicas, inclusive a carioteca, para que todo o conteúdo celular, incluindo o DNA, se disperse na solução. Com a adição do álcool gelado, as moléculas se agrupam, o DNA se desidrata e, por ser menos denso, migra aglutinado em forma de massa filamentosa esbranquiçada para a superfície do extrato. Os íons positivos do sal permitem que o DNA se enovele e não se desintegre. Reforçamos o cuidado com a segurança física dos estudantes na condução desta atividade em função do uso de álcool.

½ Um pouco mais sobre –Resposta

1. A aplicação da clonagem pode ser interessante, pois, mesmo que a variabilidade seja menor do que a desejável, há processos naturais como mutações e reprodução sexuada que promoverão, ao longo do tempo e das gerações, a retomada da diversidade genética.

½ Experimentar –Respostas

1. As moléculas saíram do núcleo das células do morango.

2. Porque o que pode ser visto é o aglomerado de moléculas. Só recentemente foi possível observar e fotografar o DNA por meio de um potente microscópio eletrônico.

Essa atividade exige supervisão do professor.

Para Criar

½ Mais atividades –Respostas

1. Não. Biotecnologia é a utilização dos conhecimentos sobre os seres vivos ou a utilização direta de organismos pelo ser humano em seu proveito. Apesar de parecer um tema restrito à modernidade, a biotecnologia existe desde a Antiguidade.

2. Homo erectus. Ao trabalhar com a imagem, explique aos estudantes que ela consiste em uma linha do tempo e não necessariamente indica ancestralidade entre as espécies de hominídeos.

3. Não. O homem e os macacos descendem de um ancestral comum.

4. Mutações e recombinação gênica.

5. A diversidade genética é um fator fundamental para a sobrevivência das espécies e para os mecanismos evolutivos. Ela está diretamente relacionada ao potencial adaptativo e às chances de sobrevivência de uma espécie.

6. Esses dados permitem investigar a localização de hotspots de biodiversidade e as espécies em risco de extinção, bem como orientar a prioridade no estabelecimento de áreas de conservação.

7. A clonagem reprodutiva tem como objetivo gerar indivíduos idênticos ao original. Já a terapêutica não tem como objetivo gerar clones, e sim tecidos para ajudar indivíduos com funções comprometidas.

8. O material coletado é analisado para verificar se a amostra corresponde a uma amostra humana saudável ou se há sinais de genes específicos do vírus. Nesse caso, é confirmada a suspeita de infecção pelo vírus. Se necessário, retome o texto da página 63.

9. Etnia ou grupo étnico é um grupo social cujos membros consideram ter uma origem e uma cultura comuns. Pertence a uma etnia ou a um grupo étnico quem dele se considera integrante e quem é reconhecido como a ele pertencente pelo grupo e pela sociedade.

10. São considerados vantajosos:

• obtenção de espécies (milho, soja, arroz etc.) que requerem menos espaço para serem cultivadas, diminuindo o desmatamento em áreas florestais;

• produção mais eficiente de medicamentos;

• criação de alimentos mais nutritivos;

1 É comum as pessoas se referirem ao termo “biotecnologia” como algo novo, recente. Essa consideração está correta? Explique.

2 Observe a imagem a seguir. Dentre as espécies de hominídeos ancestrais conhecidas, qual delas foi a primeira a apresentar proporções corporais mais semelhantes à nossa espécie?

3 É correto afirmar que o ser humano descende diretamente do macaco? Explique.

4 Que fatores são responsáveis pela diversidade genética?

5 Por que a diversidade genética é tão importante?

6 Os estudos, a análise e a documentação da diversidade de espécies e onde elas se localizam são de grande importância. Por quê?

7 Clonagem é o processo pelo qual são produzidas cópias idênticas de um original. Qual é a diferença entre clonagem terapêutica e clonagem reprodutiva?

8 Durante a pandemia de covid-19, um dos testes mais importantes e utilizados foi o RT-PCR, também conhecido como “teste do cotonete” (swab). De que maneira esse teste indica a infecção do vírus?

9 Os guaranis são uma das mais representativas etnias indígenas das Américas. O que caracteriza uma etnia ou grupo étnico?

10 Os transgênicos suscitam grandes discussões e dividem opiniões. Cite dois aspectos que podem ser vantajosos e dois que indiquem desvantagem sobre o uso dos transgênicos.

• enfraquecimento de patógenos e parasitas.

Podem ser considerados desvantajosos os aspectos a seguir:

• aplicação de herbicida em excesso nos cultivos de soja;

• perda de biodiversidade – pode afetar negativamente o equilíbrio ecológico ao excluir espécies nativas por competição;

• monopólio da produção – dificuldade para obtenção de sementes.

• riscos à saúde – ainda não há estudos que garantam que o consumo de alimentos transgênicos seja totalmente seguro.

Avaliação

Diagnóstico: A resolução correta das atividades indica que os estudantes compreendem o conceito de diversidade genética, os fatores responsáveis por ela e sua relação com a evolução dos seres vivos. Desse modo, alcançam-se satisfatoriamente os objetivos da habilidade EF09CI11

Estratégia: Utilize as atividades finais do capítulo para reconhecer quais foram os assuntos que causaram mais dúvidas entre os estudantes e retome esses conceitos.

Folheto informativo da prefeitura de Olinda (PE) sobre o exame de RT-PCR, 2021.

Família de indígenas guaranis, Bertioga (SP), 2018.

sapiens Homo neanderthalensis

erectus

habilis

Fonte: REECE, J. B. et al Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.

simplificado que retrata diferentes espécies de hominídeos.

Preservação da biodiversidade 2

1 Você sabe a diferença entre conservar e preservar?

2 O que é consumo consciente?

3 O que são Unidades de Conservação da Natureza? Qual é a sua importância?

Você já deve ter visto campanhas cujo foco é a preservação da natureza, ou até participado de alguma. Organizadas por órgãos públicos, organizações civis e até anúncios publicitários, é comum associá-las a belas imagens de ambientes naturais ou de desastres ambientais com frases do tipo “Salve a natureza”, “A natureza pede socorro”, “Preserve a vida”, entre outras similares.

As ações em pequena escala são muito importantes, pois ajudam a combater as ameaças à biodiversidade, mas também é necessário garantir um alcance maior, investir e promover políticas públicas com esse objetivo.

Preservar ou conservar?

Embora os termos preservação e conservação sejam popularmente tratados como sinônimos em campanhas como as que citamos anteriormente, há na legislação diferenças técnicas importantes entre os dois termos que impactam as ações e condutas a serem praticadas.

Com base na legislação brasileira (Lei no 9.985, de 18 de julho de 2000), podemos dizer de modo simplificado que:

• conservar significa proteger os recursos naturais, permitindo sua exploração e utilização de forma racional e sustentável, a fim de garantir sua disponibilidade para as futuras gerações;

• preservar significa manter intocável, visando à proteção integral do ambiente natural.

O consumo consciente é algo essencial e se faz urgente. Mais do que reciclar, o desafio é reduzir o consumo e racionalizar nossos gastos, lembrando que todo produto tem em sua composição algum tipo de recurso natural e que gera resíduos tanto na produção quanto no descarte após o consumo, impactando o ambiente.

Foco na BNCC

EF09CI12: O trabalho neste capítulo propicia o desenvolvimento da habilidade, pois explora textos e atividades que problematizam questões ambientais com vistas a conhecer os tipos e justificar a importância das unidades de conservação para a preservação da biodiversidade. Também são destacadas as relações entre essas unidades e as populações humanas e suas atividades e cultura, com destaque para comunidades tradicionais que vivem nesses locais.

Objetivos do capítulo

• Compreender o conceito e a necessidade de preservar a biodiversidade.

• Discutir a diferença entre preservação e conservação e aplicar esses termos na argumentação pela defesa do patrimônio biológico.

• Identificar ações e soluções para resolver problemas ambientais, visando à preservação da biodiversidade.

• Conhecer o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza (SNUC) e reconhecer sua importância.

Orientações

Antes de iniciar este capítulo, retome com os estudantes, por meio de uma roda de conversa, os conceitos básicos de ecologia, os níveis de organização biológica e as noções de biodiversidade e de inter-relações entre seres vivos. Depois explore as imagens e o texto apresentados, visando iniciar uma discussão sobre o assunto do capítulo e sondar os conhecimentos prévios dos estudantes. Instigue-os fazendo perguntas como:

• O que essas fotografias lembram?

• Há algo de comum entre elas? Promova uma discussão sobre o significado dos termos “preservação” e “conservação”. Identifique se os estudantes estão se apropriando dos conceitos já trabalhados no capítulo anterior. Questione-os sobre o motivo de existirem campanhas, grupos de pessoas e reuniões governamentais para debater a questão do meio ambiente e da preservação da biodiversidade.

½ Para começar –Respostas

1. Resposta pessoal. Avalie os conhecimentos prévios dos estudantes e diga a eles que a diferença entre esses conceitos será explorada ao longo do capítulo.

2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes deem respostas relacionadas à conservação ambiental.

3. Resposta pessoal. É possível que alguns estudantes já tenham ouvido falar em Unidades de Conservação e relacionem sua importância com a proteção dos seres vivos que ali habitam.

Tales Azzi/Pulsar Imagens

Vista aérea de mata atlântica e rio Caí, Parque Vale da Ferradura, Canela (RS), 2021.

Orientações

Explore as imagens apresentadas, comentando as diferentes espécies mostradas e como é importante conhecê-las e preservá-las. Peça aos estudantes que indiquem animais e plantas da região onde vivem, especialmente alguns que estejam ameaçados de extinção ou que já não sejam vistos com frequência na natureza.

É importante constatar a relação entre o crescimento das cidades e a redução da biodiversidade. Depois, inicie uma discussão sobre a relação entre os seres humanos e a natureza, ressaltando o fato de que nossa sobrevivência depende da biodiversidade. Trabalhe também valorizando a diversidade étnica e social, aproveitando a menção aos povos indígenas, e ressalte que cada povo tem um modo próprio de relacionar-se com os demais componentes ambientais.

Incentive uma discussão com livre expressão de opiniões e ideias. Acompanhe as falas, promova respeito e aceitação de todas as opiniões. Faça os ajustes conceituais necessários e, finalmente, no fechamento, aproveite para avaliar se os estudantes diferenciam adequadamente conservação de preservação

Para aprofundar

A seguir, indicamos um texto que informa a presença do Brasil na lista dos países megadiversos do planeta. Para que os estudantes saibam mais sobre o Sistema Brasileiro de Informação de Biodiversidade Brasileira:

• BRASIL Megadiverso: dando um impulso online para a biodiversidade. In: Notícias , Organização das Nações Unidas, Prgrama ambiental, fev. 2019. Disponível em: https://www.unep. org/pt-br/noticias-e-reportagens/ story/brasil-megadiverso -dando-um-impulso-online-para -biodiversidade (acesso em: 14 maio 2022).

O Brasil abriga a maior biodiversidade do planeta. Atualmente, ocupamos o primeiro lugar na lista dos países considerados megadiversos. O país apresenta uma riqueza de ambientes únicos no mundo, que abrigam espécies encontradas somente aqui. Isso sem contar regiões ainda pouco exploradas e espécies não descritas pela Ciência.

Além disso, é importante atentar para a riqueza social brasileira: são 305 povos indígenas que falam mais de 274 línguas, além das comunidades quilombolas e caiçaras, entre outras igualmente importantes, detentores de cultura e conhecimentos tradicionais, muitos deles relacionados à conservação da biodiversidade.

Essa riqueza natural e cultural é motivo de orgulho, e também exige responsabilidade, não só com o povo brasileiro, mas com todo o planeta. Vimos que o equilíbrio da biosfera depende da interdependência entre as diferentes formas de vida e que elas não respeitam fronteiras geográficas. Não somos “donos” da biodiversidade, mas sim parte dependente dela.

Quando, como e por que é necessário conservar ou preservar?

Stoykovic/Shutterstock.com

Araras-canindé. Onça-pintada. Borboleta. Pirarucu.

Frutos do guaraná.

Patryk Kosmider/Shutterstock.com

Eder Chiodetto/Folhapress

J.L. Bulcão/Olhar Imagem

Vitórias-régias.

Sari

ONeal/Shutterstock.com

Artur

Keunecke/Pulsar Imagens

Delfim Martins/Pulsar Imagens

Sala de aula de Ensino Médio na Aldeia Aiha da etnia kalapalo. Querência (MT), 2018.

As imagens desta página não estão representadas na mesma proporção.

Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza (SNUC)

Como um marco das ações no país, foi instituído o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza (SNUC), com a promulgação da Lei nº 9.985, de 18 de julho de 2000. O sistema orienta e dá diretrizes para a criação e gestão das Unidades de Conservação (UC) nas três esferas de governo (federal, estadual e municipal), objetivando uma visão integrada das áreas naturais a serem preservadas. Prevê, também, mecanismos para a participação da sociedade na gestão das UC.

[...] Os principais objetivos do SNUC são:

• contribuir para a conservação da variedade de espécies biológicas e dos recursos genéticos no território nacional e nas águas jurisdicionais;

• proteger as espécies ameaçadas de extinção;

• promover a educação e a interpretação ambiental;

• promover o desenvolvimento sustentável a partir dos recursos naturais;

• promover a utilização dos princípios e práticas de conservação da natureza no processo de desenvolvimento;

• proteger paisagens naturais e pouco alteradas de notável beleza cênica;

• proteger as características relevantes de natureza geológica, morfológica, geomorfológica, espeleológica, arqueológica, paleontológica e cultural;

• proteger ou restaurar ecossistemas degradados;

• proporcionar meio e incentivos para atividades de pesquisa científica, estudos e monitoramento ambiental;

• valorizar econômica e socialmente a diversidade biológica;

• favorecer condições e promover a educação e a interpretação ambiental, a recreação em contato com a natureza e o turismo ecológico; e

• proteger os recursos naturais necessários à subsistência de populações tradicionais, respeitando e valorizando seu conhecimento e sua cultura e promovendo-as social e economicamente.

SISTEMA Nacional de Unidades de Conservação da Natureza (SNUC). In: ICMBio. Educação ambiental. Brasília, DF, [20--]. Disponível em: www.icmbio.gov.br/educacaoambiental/politicas/snuc.html. Acesso em: 27 abr. 2022.

As Unidades de Conservação federais, estaduais, municipais e particulares estão distribuídas em 12 categorias, que se diferenciam quanto à forma de proteção e usos permitidos. Elas são divididas em duas categorias principais:

• unidades de proteção integral, áreas cujo objetivo é preservar a natureza, sendo admitido apenas o uso indireto dos recursos naturais, com algumas exceções;

• unidades de uso sustentável, cujo objetivo é compatibilizar a conservação da natureza com o uso sustentável de parte dos recursos naturais.

Para entender como funcionam as diferentes UC, é importante considerar o conceito de sustentabilidade

A palavra sustentar significa ser capaz de se manter. Desse modo, a exploração de um recurso natural exercida de forma sustentável deve garantir que esse recurso estará disponível para as gerações futuras.

Orientações

Na abordagem referente ao Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza (SNUC), chame a atenção dos estudantes para o fato de se tratar de uma lei relativamente recente no país. Você pode promover uma discussão sobre como essa legislação é importante, a partir da leitura de seus objetivos.

O conceito de sustentabilidade já pode ter sido ouvido pelos estudantes muitas vezes, então é importante investigar o que eles entendem por sustentabilidade e a que associam essa palavra.

O SNUC define o conceito de Unidades de Conservação (UC) e cria categorias e tipos segundo o modo de proteção efetiva aos ecossistemas. Na prática, as Unidades de Proteção Integral são as únicas que contam com a preservação dos biomas e ecossistemas brasileiros; no entanto, contemplam menos de 3% do território nacional.

Atividade complementar

Após a discussão sobre políticas que preservam e conservam áreas, você pode propor aos estudantes que imaginem como era o meio ambiente no passado, 20 ou 30 anos atrás, na região onde vivem e no restante do Brasil. Se for possível, como uma primeira etapa, peça aos estudantes que reúnam fotos antigas, obtidas na internet, que mostrem áreas onde antes não existiam casas, e sim vegetação, áreas que foram degradadas e áreas que se mantêm iguais.

Discuta com eles essas diferenças e se conhecem as ações do Poder Público que impedem a degradação ambiental – por exemplo, a fiscalização para impedir o desmatamento.

Posteriormente a essa discussão, peça que escrevam um texto sobre eventuais desequilíbrios ambientais, como falta de água, aquecimento global, perda de biodiversidade, rios que não eram poluídos e hoje são, entre outros. Em seguida, solicite que compartilhem esses textos entre eles.

Orientações

Antes da leitura do texto, pergunte aos estudantes o que eles entendem por desenvolvimento sustentável. Explore com a turma o texto e o esquema dos 5 Ps do desenvolvimento sustentável e questione se os estudantes já conheciam esses conceitos. É importante que eles compreendam que o desenvolvimento sustentável leva em conta não somente questões ambientais, como também sociais. É preciso proteger o planeta, mas ao mesmo tempo é necessário diminuir a desigualdade social, erradicar a pobreza e a fome e promover a cultura da paz na sociedade.

Essa abordagem apresenta questões burocráticas para a criação de Unidades de Conservação, mas que são essenciais para os estudantes compreenderem sua importância. Trabalhe a ideia de que, sem a consulta pública e a participação da comunidade, essas Unidades podem não se estabelecer ou podem gerar problemas, já que as comunidades precisam compreender e estar de acordo com as normas e o tipo de Unidade que será criada.

Atividade complementar

A criação de uma UC envolve etapas de estudos técnicos, de mobilização da sociedade e decisão do Poder Público. Peça aos estudantes que simulem as etapas de criação de uma UC, conforme o passo a passo a seguir:

1. Fotografar a área escolhida e elaborar um mapa de sua localização. Pode ser uma praça ou um jardim com vegetação ou perto de um rio.

2. Descrever os componentes bióticos e abióticos da área.

3. Definir a categoria da UC.

4. Justificar o motivo da criação da UC.

5. Levantar os possíveis impactos socioambientais locais com a nova UC.

6. Perguntar para o maior número possível de pessoas vizinhas da área se são contra ou a favor da criação da UC.

7. Fazer uma representação de uma audiência pública na sala de aula.

8. Trazer todas as informações e apresentar aos demais grupos.

9. Conduzir o debate para a decisão do projeto.

10. Aguardar a decisão da votação dos grupos, que será monitorada pelo professor.

11. Produzir uma síntese do processo relatando as dificuldades enfrentadas.

Para a Organização das Nações Unidas (ONU), no relatório Nosso Futuro Comum, publicado pela Comissão Mundial para o Meio Ambiente e o Desenvolvimento em 1987: Desenvolvimento sustentável é aquele que busca as necessidades presentes sem comprometer a capacidade das gerações futuras de atender suas próprias necessidades. Pessoas, Planeta, Prosperidade, Paz e Parcerias são os 5 pilares dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável.

Planeta

Proteger os recursos naturais e o clima do nosso planeta para as gerações futuras.

Pessoas

Erradicar a pobreza e a fome de todas as maneiras e garantir a dignidade e a igualdade.

Desenvolvimento sustentável

Parcerias

Implementar a agenda por meio de uma parceria global sólida.

Como é criada uma UC?

Fundiário: relativo a terrenos, terras.

Foco na BNCC

Prosperidade

Garantir vidas prósperas e plenas, em harmonia com a natureza.

Paz

Promover sociedades pacificas, justas e inclusivas.

Como vimos, as UCs têm como objetivo a proteção do meio ambiente. Para a proposição de uma nova UC, são seguidas algumas etapas básicas no processo:

• identificação de áreas de grande relevância ambiental ou necessárias à subsistência de populações tradicionais;

• estudos técnicos sobre fauna e flora, populações locais e situação fundiária;

• consultas públicas para discutir os pontos positivos e negativos e a opinião dos diversos cidadãos envolvidos;

• assinatura do ato legal.

O que é plano de manejo?

Documento técnico, fundamentado nos objetivos gerais das UC, que estabelece o seu zoneamento, as normas de uso de recursos e a implantação das estruturas físicas necessárias à gestão da unidade.

Qual é o papel do Conselho Gestor?

Permitir o diálogo entre representantes de diferentes segmentos da sociedade e a participação desses representantes em processos decisórios da UC.

Competências específicas de Ciências da Natureza 5 e 8: A atividade complementar estimula a argumentação e incentiva os estudantes a defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental e recorrer aos conhecimentos das Ciências da Natureza, para tomar decisões frente a questões socioambientais.

Competência geral 9: O trabalho em grupo possibilita aos estudantes exercitar a empatia, o diálogo, a resolução de conflitos e a cooperação, de modo que se respeitem e promovam o respeito ao outro.

Fonte: MOVIMENTO NACIONAL ODS. Os 5 Ps da sustentabilidade. [S. l.], c2021. Disponível em: https://movimentoods.org.br/os-5-ps-da-sustentabilidade. Acesso em: 31 mar. 2022.

Esquema simplificado dos 5 Ps do desenvolvimento sustentável.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Tipos de Unidade de Conservação

Veja a seguir como o Ministério do Meio Ambiente categoriza as 12 Unidades de Conservação.

Unidades de Proteção Integral

1. Estação Ecológica: área destinada à preservação da natureza e à realização de pesquisas científicas. [...]

Praia do Rio Verde e Costão da Jureia, Estação Ecológica de Jureia-Itatins, Iguape (SP), 2014.

2. Reserva Biológica: área destinada à preservação da diversidade biológica, na qual as únicas interferências diretas permitidas são a realização de medidas de recuperação de ecossistemas alterados e ações de manejo para recuperar o equilíbrio natural e preservar a diversidade biológica, podendo ser visitadas apenas com o objetivo educacional.

Reserva Biológica de Pedra Talhada, Quebrangulo (AL), 2012.

3. Parque Nacional: área destinada à preservação dos ecossistemas naturais e sítios de beleza cênica. [...]

Parque Nacional da Serra da Capivara. Importante área de conservação da Caatinga, onde foram encontrados vestígios arqueológicos pré-históricos, como pinturas rupestres com mais de 50 000 anos de idade. São Raimundo Nonato (PI), 2018.

4. Monumento Natural: área destinada à preservação de lugares singulares, raros e de grande beleza cênica, permitindo diversas atividades de visitação. [...]

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Orientações

Trabalhe de forma minuciosa a leitura do texto e das imagens. O objetivo não é que os estudantes memorizem os diferentes tipos de Unidade de Conservação e suas particularidades, mas que compreendam que elas podem ter planos de manejo diferentes.

Algumas delas podem abrigar comunidades com atividade de extrativismo; em outras, é possível somente pesquisa ou turismo, e de forma controlada. Se você achar pertinente, monte com os estudantes um quadro sobre as Unidades de Conservação e suas características.

Outra sugestão é mapear com eles as UCs do estado onde moram e como são classificadas. Informações sobre esse assunto podem ser obtidas no site do Ministério do Meio Ambiente, disponível em: https://antigo. mma.gov.br/areas-protegidas/cadas tro-nacional-de-ucs.html. Acesso em: 14 maio 2022.

Foco na BNCC

EF09CI12: Os temas e questões aqui trabalhados permitem discutir a importância das Unidades de Conservação para a manutenção da biodiversidade e também compreender sua classificação e sua contribuição para a sustentabilidade.

5. Refúgio de Vida Silvestre: área destinada à proteção de ambientes naturais, no qual se objetiva assegurar condições para a existência ou reprodução de espécies ou comunidades da flora local e da fauna. [...]

Monumento Natural das Falésias de Beberibe, Beberibe (CE), 2018.

Refúgio de Vida Silvestre do Rio dos Frades. Porto Seguro (BA), 2009.

Orientações

Promova um debate com os estudantes sobre a importância da criação dessas Unidades e também de sua manutenção para o futuro dos seres humanos e de outros seres vivos. É sempre importante ressaltar como nossa relação com o ambiente influencia nossa sobrevivência, a manutenção das reservas de água, a produção de alimentos, a manutenção do clima etc.

Foco na BNCC

Competência geral 1: A leitura e a discussão do texto possibilitam uma visão científica da questão da proteção ambiental, na medida em que esses conhecimentos são considerados para definir a importância e a abrangência das Unidades de Conservação.

Competências Específicas de Ciências da Natureza 1, 4 e 8: O trabalho com o texto desenvolve a responsabilidade e a autonomia do estudante, capacitando-o a tomar decisões frente a questões sociocientíficas.

Atividade complementar

Instrua os estudantes a fazer um glossário. A cada aula, peça que listem palavras novas sobre o tema, procurem seu significado no livro ou em outros recursos e produzam uma definição própria, com ilustração. O glossário pode ser feito em um caderno tipo brochura com índice alfabético ou em arquivo digital.

Unidades de Uso Sustentável

1. Área de Proteção Ambiental: área dotada de atributos naturais, estéticos e culturais importantes para a qualidade de vida e o bem-estar das populações humanas. Geralmente, é uma área extensa, com o objetivo de proteger a diversidade biológica, ordenar o processo de ocupação humana e assegurar a sustentabilidade do uso dos recursos naturais. [...]

2. Área de Relevante Interesse Ecológico: área com o objetivo de preservar os ecossistemas naturais de importância regional ou local. Geralmente, é uma área de pequena extensão, com pouca ou nenhuma ocupação humana e com características naturais singulares.

3. Floresta Nacional: área com cobertura florestal onde predominam espécies nativas, visando o uso sustentável e diversificado dos recursos florestais e a pesquisa científica. [...]

4. Reserva Extrativista: área natural utilizada por populações extrativistas tradicionais onde exercem suas atividades baseadas no extrativismo, na agricultura de subsistência e na criação de animais de pequeno porte, assegurando o uso sustentável dos recursos naturais existentes e a proteção dos meios de vida e da cultura dessas populações. [...]

Consulte um dicionário para saber o significado dos termos que você desconhece.

5. Reserva de Fauna: área natural com populações animais de espécies nativas, terrestres ou aquáticas; adequadas para estudos técnico-científicos sobre o manejo econômico sustentável de recursos faunísticos.

6. Reserva de Desenvolvimento Sustentável: área natural onde vivem populações tradicionais que se baseiam em sistemas sustentáveis de exploração dos recursos naturais. [...]

7. Reserva Particular do Patrimônio Natural: área privada com o objetivo de conservar a diversidade biológica, permitida a pesquisa científica e a visitação turística, recreativa e educacional. [...]

BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Unidades de Conservação: categorias. Brasília, DF: MMA, [20--]. Disponível em: https://antigo.mma.gov.br/areas -protegidas/unidades-de-conservacao/categorias.html. Acesso em: 28 fev. 2022.

Delfim Martins/Pulsar Imagens

APA da Serra do Baturité. Guaramiranga (CE), 2018.

Floresta Nacional do Tapajós. Belterra (PA), 2017.

Mulher retira açaí de ramo recém-colhido na Reserva Extrativista Tapajós-Arapiuns, na comunidade da Cabeceira do Amorim do Rio Tapajós, Santarém (PA), 2017.

Chico Ferreira/Pulsar Imagens

Luciana Whitaker/Pulsar Imagens

André Dib/Pulsar Imagens

Manejo de pirarucu no Rio Japurá. Reserva de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá. Maraã (AM), 2014.

Orientações

Distribuição das Unidades de Conservação no Brasil

O Brasil é um dos países mais ricos em relação à geografia e biodiversidade, apresentando grande complexidade de paisagens e riquezas naturais que são divididas em seis biomas terrestres (Amazônia, Mata Atlântica, Cerrado, Caatinga, Pantanal e Pampa) e das áreas marinhas. Cada um desses apresenta espécies características de seres vivos que são adaptados ao clima e ao ecossistema de cada região.

A criação de UCs reduz a exploração de recursos naturais presentes em áreas estratégicas, o que possibilita mitigar os impactos ambientais e preservar a biodiversidade. Para que o maior número de espécies de seres vivos seja protegido é necessário distribuir as UCs entre tipos diferentes de biomas presentes no país.

O mapa a seguir mostra a distribuição das UCs no território brasileiro. Veja que não existe uma uniformidade em relação à distribuição e ao tamanho das áreas protegidas atualmente.

Brasil: Unidades de Conservação - 2016

Fonte: INSTITUTO CHICO MENDES DE CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE. Unidades de Conservação Federais, RPPN, Centros de Pesquisa e Coordenações Regionais. Brasília, DF, 2021. Disponível em: https://www.gov.br/icmbio/pt-br/servicos/geoprocessamento/mapatematico-e-dados-geoestatisticos-das-unidades-de-conservacao-federais/copy_of_mapa_oficial_08_2021_150.pdf. Acesso em: 25 mar. 2022.

Em articulação com o professor de Geografia, explore o mapa das Unidades de Conservação com os estudantes e discutam a diferença entre as Unidades de Proteção Integral e as de Uso Sustentável. Você pode solicitar aos estudantes que identifiquem os locais com menor quantidade de áreas protegidas por essas unidades e busquem mais dados sobre a região onde fica a escola. A leitura do mapa possibilita que os estudantes exercitem a leitura inferencial.

É importante aqui retomar o conceito de bioma com os estudantes. Você pode inicialmente mostrar um mapa com a divisão dos biomas para que eles, então, associem a localização dos biomas com o mapa de distribuição das Unidades de Conservação. Por meio dessa comparação, podem-se realizar a leitura e a interpretação da tabela da página seguinte, com a informação da área total conservada e do bioma no total.

Oriente os estudantes com relação à resolução das questões e à divisão de grupos. Você pode propor que cada grupo apresente na sala os resultados sobre o bioma pesquisado.

Foco na BNCC

Competências gerais 1, 2 e 7: A realização da atividade da seção Um pouco mais sobre permite analisar diferentes fontes, como mapas e tabelas, para a obtenção de informações relevantes que levam à reflexão e à argumentação sobre um tema. Além disso, o trabalho em grupo possibilita exercer a empatia, o diálogo e a cooperação.

Competências específicas de Ciências da Natureza 2, 3, 4 e 5: A atividade possibilita ainda compreender a Ciência como empreendimento humano, investigar causas, analisar e compreender características dos processos que envolvem a delimitação de áreas de conservação ambiental, além de construir argumentos com base nos dados, informações e evidências analisados.

Alessandro Passos da Costa

½ Um pouco mais sobre –Respostas

1. A Amazônia. Porém, trata-se do maior bioma brasileiro e da floresta com maior biodiversidade do planeta. Logo, essa taxa de proteção ainda não é satisfatória em relação ao que representa no Brasil e no mundo.

2. O Pampa tem a menor área protegida, e a explicação mais provável é que grande parte de sua área original é ocupada por atividades agropecuárias.

3. As APAs marinhas foram criadas com o objetivo de compatibilizar a conservação da natureza com a utilização dos recursos naturais marinhos; valorizar as comunidades tradicionais da zona costeira, garantir a sustentabilidade do estoque pesqueiro e o uso ecologicamente correto e responsável do espaço marinho, também pelas atividades turísticas.

4. Devem-se considerar diversos ambientes: plataforma continental, ilhas, recifes verdadeiros, praias, atóis usados para reprodução de espécies migratórias, entre outros.

O quadro a seguir complementa as informações do mapa, listando o número de UCs por bioma (ao lado do respectivo nome), assim como a porcentagem de área protegida em relação à área total do bioma.

Situação dos biomas e suas regiões

Respondam às questões a seguir.

1 Qual dos biomas terrestres é o mais protegido? Justifique.

2 Qual bioma terrestre tem a menor área protegida? Por que vocês acham que isso ocorre?

3 Pesquise como funciona a proteção da área marinha.

4 Cada grupo ficará responsável por um bioma terrestre. Façam uma pesquisa sobre quanta cobertura vegetal ainda resta e comparem com a porcentagem que está protegida em UC. Pesquisem a complexidade desse bioma e os diferentes ecossistemas que o formam, relacionando-os com as principais UCs que os representam.

WWF Biomas Brasileiros BIOMAS Brasileiros. WWF, 2021. Disponível em: www.wwf.org.br/natureza_brasileira/questoes_ambientais/biomas/. Acesso em: 3 jun. 2022.

Site da ONG WWF com informações sobre os biomas brasileiros. Ministério do Meio Ambiente – Biomas BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Biomas. Disponível em: https://antigo.mma.gov.br/biomas.html. Acesso em: 3 jun. 2022.

Site do Ministério do Meio Ambiente com dados sobre os biomas brasileiros, com mapas, informações sobre a diversidade, preservação etc.

Fonte: MATTAR, Eduardo Pacca Luna et al. Federal Conservation Units in Brazil: The Situation of Biomes and Regions. FlorestaAmbient.,Seropédica, v. 25, n. 2, 2018. Disponível em: https://www.scielo.br/j/floram/a/KGMxnywmVWDrWvF7p7yDyfc/?lang=en#. Acesso em: 12 abr. 2022.

A conservação da natureza

[...] O conceito de Unidade de Conservação, tal como o entendemos hoje, surgiu com a criação do Parque Nacional de Yellowstone, em 1872 nos Estados Unidos, num contexto de valorização da manutenção de grandes espaços naturais, entendidos como “ilhas” de grande valor cênico, onde o ser humano pudesse contemplar a natureza em busca de paz e fruição espiritual. Outros motivos que levaram à criação desse Parque foram: a preservação de atributos cênicos, a significação histórica e o potencial para atividades de lazer. [...]

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Orientações

A apresentação da história da criação das Unidades de Conservação no mundo e no Brasil é importante para que os estudantes entendam que essa não é uma ideia que sempre esteve presente para a sociedade. No caso do Brasil, com base nos exemplos do texto, você pode discutir a relação entre a criação de Parques, como o Parque Nacional do Iguaçu, e a geração de renda a partir do turismo, aliada à conservação.

Atividade complementar

Seguindo o modelo americano, as iniciativas para a criação de áreas protegidas no Brasil datam de 1876, quando o engenheiro André Rebouças propôs a criação de dois Parques Nacionais: um na Ilha do Bananal no antigo estado de Goiás e outro em Sete Quedas no estado do Paraná. No entanto, o primeiro Parque Nacional Brasileiro só foi criado em 1937 com o Parque Nacional de Itatiaia, no Rio de Janeiro, e em 1939, com o Parque Nacional de Iguaçu, no estado do Paraná

As primeiras unidades de conservação brasileiras foram criadas a partir da ideia da proteção de monumentos públicos naturais ou da proteção de territórios de singular beleza. Esse conceito evoluiu do enfoque estético e recreativo ao atual, mais biológico, buscando a proteção da biodiversidade. [...] IBAMA. A conservação da natureza. Brasília, DF, 2006. Disponível em: http://www.ibama.gov.br/sophia/cnia/diversos/ aconservacaodanatureza.pdf. Acesso em: 28 fev. 2022.

Pense e debata as questões a seguir com os colegas.

1 Quais benefícios uma Unidade de Conservação pode trazer para uma cidade e a população dela? E os desafios ou problemas?

2 Compartilhem suas ideias com os outros grupos.

3 Caso haja algum órgão ambiental na região, organizem uma entrevista ou palestra com um profissional para saber mais sobre Unidades de Conservação.

½ Caminhando pela História – Respostas

1. Resposta pessoal. A criação de Unidades de Conservação é benéfica para as espécies da fauna e da flora, além de poder trazer benefícios para a cidade, como o aumento da renda com turismo. No entanto, a criação de UCs pode levar ao desalojamento de famílias que vivem nos locais que serão conservados.

2. Proponha uma roda de conversa para que os estudantes possam compartilhar suas ideias.

3. Auxilie os estudantes na busca de um profissional para realizar a palestra, e ajude-os a montar um roteiro de perguntas para a entrevista.

Peça aos estudantes que, em grupos, escolham um bioma terrestre para pesquisar quanto de sua cobertura vegetal ainda resta e comparem com a porcentagem que está protegida em UC. Eles também devem pesquisar a complexidade desse bioma e os diferentes ecossistemas que o formam, relacionando com as principais UCs que o representam.

Num segundo momento, peça que elaborem uma proposta simples para proteger os biomas brasileiros, considerando suas áreas, sua biodiversidade, as ações humanas ali desenvolvidas e seu estado atual de degradação. O produto final será uma síntese a ser apresentada em uma roda de conversa e entregue, ao final, para avaliação.

Foco na BNCC

Competências gerais 1 e 2: O trabalho com o texto permite que os estudantes tenham contato com a História da ciência e se aproximem de suas linguagens e contextos de construção de conhecimento. Além disso, valoriza os conhecimentos historicamente construídos, auxiliando os estudantes a traçar um panorama do assunto abordado.

Cataratas do Iguaçu, no Parque Nacional de Iguaçu (PR), 2017.

Belgian Pool, uma fonte termal no Parque Nacional de Yellowstone (EUA), 2017.

Olga Mendenhall/iStockphoto.com

Marcos Amend/Pulsar Imagens

Orientações

É importante discutir a questão das Terras Indígenas, bem como compreender o que elas significam e como esses povos, que são os nativos do Brasil, precisam constantemente lutar pela permanência em suas terras.

As questões referentes às áreas de que necessitam para sua subsistência alimentar e de recursos como água devem ser ressaltadas, assim como o valor cultural incalculável desses povos tradicionais.

Nessa abordagem, converse com a turma sobre o que é cultura. O grande objetivo é conduzi-los ao entendimento de que a diversidade cultural é um fato e caracteriza, de modo único, cada um dos diferentes povos da Terra, etnias ou populações humanas.

Assim, apresente o texto no livro e oriente os estudantes a pesquisar o significado de populações tradicionais e buscar exemplos brasileiros, como os povos indígenas, os caiçaras, os quilombolas, os ribeirinhos, entre outros.

Dando continuidade à pesquisa, questione-os sobre qual desses povos tradicionais é mais abundante no Brasil e precisa de maiores cuidados e atenção em relação ao seu modo de viver e sobrevivência. Espera-se que os estudantes percebam que são os povos indígenas, representados por mais de 250 nações em áreas ainda naturais ou protegidas por um tipo de UC chamado Terra Indígena.

Terras Indígenas

Outro tipo especial de delimitação de áreas muitas vezes relacionadas à proteção ambiental são as Terras Indígenas (TI). Como visto no mapa a seguir, as TI apresentam uma área relevante quando comparadas às UC.

Segundo a Fundação Nacional do Índio (Funai):

Crianças indígenas em contato com a natureza, Parque Indígena do Xingu, Gaúcha do Norte (MT), 2014.

Para aprofundar

Terra Indígena (TI) é uma porção do território nacional [...] habitada por um ou mais comunidades indígenas, utilizada por estes em suas atividades produtivas, culturais, bem-estar e reprodução física. Assim sendo, se trata de um bem da União, e como tal é inalienável e indisponível, e os direitos sobre ela são imprescritíveis.

FUNAI. Demarcação de Terras Indígenas. Brasília, DF, 10 mar. 2021. Disponível em: https://www.gov.br/funai/ pt-br/atuacao/terras-indigenas/demarcacao-de-terras-indigenas. Acesso em: 25 mar. 2022. Assim, as Terras Indígenas têm como objetivo principal preservar os povos indígenas e sua cultura. Além disso, estudos mostram que as TI são áreas que protegem a biodiversidade local, evitando o desmatamento e outras formas de exploração da terra. Atualmente, segundo o Instituto Socioambiental, existem 726 TI no Brasil, em diferentes fases do processo demarcatório.

As Terras Indígenas no Brasil em 2021

Em identificação Declarada Identificada Homologada

Fonte: INSTITUTO SOCIOAMBIENTAL. Mapa das Terras Indígenas. In: ISA. Povos Indígenas no Brasil. São Paulo, 2021. Disponível em: https://pib.socioambiental.org/pt/Localização_e_extensão_das_TIs. Acesso em: 27 fev. 2022.

A ideia de que as comunidades indígenas vivem somente longe das cidades ou em regiões preservadas pode ser evidente entre os estudantes, principalmente em razão de imagens que em geral são divulgadas nas diferentes mídias.

Uma sugestão é discutir como os meios urbanos foram tomando o espaço dessas comunidades e, mesmo nas cidades, esses povos esperam demarcação de suas terras. Esse é um fator de disputa em todo o país. Uma possível abordagem é buscar reportagens sobre esse tema.

Informações complementares podem ser encontradas nos sites:

• MINISTÉRIO da Justiça e Segurança Pública. Terras Indígenas. Fundação Nacional do Índio (Funai). Disponível em:

https://www.gov.br/funai/pt-br/atuacao/terras-indigenas. Acesso em: 8 jul. 2022.

• INSTITUTO Socioambiental. O que são Terras Indígenas? Povos Indígenas no Brasil. Disponível em: https://pib. socioambiental.org/pt/O_que_são_Terras_Indígenas%3F. Acesso em: 14 maio 2022.

• INSTITUTO Socioambiental. O que é o Marco Temporal e como ele impacta os povos indígenas. Disponível em: https://acervo.socioambiental.org/acervo/noticias/o-que -e-o-marco-temporal-e-como-ele-impacta-os-povos -indigenas. Acesso em :11 jul 2022

O conceito de mosaico

É necessário atentar ao fato de que as Unidades de Conservação devem ser analisadas e geridas como um conjunto integrado, não devendo ser vistas como “ilhas isoladas”, mas como partes de uma rede voltada à proteção da biodiversidade. O artigo 26 da lei do SNUC (Lei no 9.985/2000) faz referência a essa ideia:

Quando existir um conjunto de unidades de conservação de categorias diferentes ou não, próximas, justapostas ou sobrepostas, e outras áreas protegidas públicas ou privadas, constituindo um mosaico , a gestão do conjunto deverá ser feita de forma integrada e participativa, considerando-se os seus distintos objetivos de conservação, de forma a compatibilizar a presença da biodiversidade, a valorização da sociodiversidade e o desenvolvimento sustentável no contexto regional.

BRASIL. Lei no 9.985, de 18 jul. 2000. Brasília, DF: Presidência da República, 2000. Disponível em: www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l9985.htm. Acesso em: 27 fev. 2022.

Percebe-se que o mosaico, à luz do SNUC, não se limita aos aspectos físicos da paisagem, mas fundamenta-se em uma gestão integrada das diferentes UCs envolvidas, tal qual ocorre na natureza com os ecossistemas interdependentes.

O Mosaico do Espinhaço abrange uma área de quase 2 milhões de hectares – onde estão localizadas Unidades de Conservação como o Parque Estadual do Rio Preto e o Parque Nacional das Sempre-Vivas –, que abriga uma rica diversidade biológica e sociocultural. Veja no mapa as áreas do mosaico e as UCs que são administradas

Mosaico do Espinhaço: Alto Jequitinhonha - Serra do Cabral, 2012

Orientações

Auxilie os estudantes na interpretação do mapa com os mosaicos em Unidades de Conservação. Localize inicialmente a área em um mapa do Brasil para que os estudantes identifiquem onde está o Alto Jequitinhonha e percebam as delimitações dos municípios que aparecem no mapa do livro.

Questione-os sobre como essas áreas podem se relacionar – como origem e destino de aves em deslocamento ou na constituição de um microclima.

Sobre os mosaicos em Unidades de Conservação, sugerimos que trabalhe com os estudantes o texto do site: • OECO. O que são Mosaicos de Unidades de Conservação. Dicionário Ambiental, mar. 2017. Disponível em: https://oeco.org.br/dicionario-ambiental/o-que-sao-mosaicos-de-unidades-de-conservacao/. Acesso em: 14 maio 2022.

Atividade complementar

Proponha aos estudantes a seguinte questão: “Será que todos os biomas e todos os estados brasileiros estão contemplados com pelo menos um exemplo de todos os tipos de UC propostos pelo SNUC?”.

Peça que formem cinco grupos, que ficarão responsáveis por cada uma das regiões brasileiras, e consultem um mapa das regiões do Brasil, para que desenhem as regiões e os estados que as constituem em uma cartolina. Em seguida, eles devem pesquisar todas as UCs de todos os tipos existentes em suas regiões. Instrua-os a elaborar um quadro de legendas e usar cores diferentes quando incluírem as áreas protegidas no mapa.

Fonte: IEF - Instituto Estadual de Florestas. Unidades de Conservação de Minas Gerais. Belo Horizonte: Diretoria de Áreas Protegidas - Gerência de Criação e Implantação de Unidades de Conservação (Banco de dados institucional), 2012.

Paisagem do Mosaico do Espinhaço. São Gonçalo do Rio Preto (MG), 2018.

Luciano Queiroz/Pulsar Imagens Sonia Vaz

Orientações

Aqui alguns conceitos de Ecologia precisam ser retomados, como população e comunidades ecológicas. Desenvolva o conceito de corredores ecológicos e como eles permitem que animais passem entre os fragmentos de vegetação, contribuindo assim para a manutenção da biodiversidade e para o crescimento do número de indivíduos das espécies. Proponha uma reflexão para a turma: O que ocorreria com as populações de um ecossistema se fosse criada uma cidade no meio dele, dividindo essas populações?

Para aprofundar

O conceito de fluxo gênico precisa ser trabalhado com os estudantes, para que eles compreendam a importância dos corredores ecológicos e de manter o número de indivíduos de uma espécie acima de um nível crítico, para que possam manter sua variabilidade genética. Para complementar as informações sobre esse conceito genético, sugerimos a leitura do texto:

• FLUXO Gênico: Detalhes. IN: DEPARTAMENTO de Ecologia, Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo, 2004. Disponível em: http:// ecologia.ib.usp.br/evosite/evo101/ IIIC4aGeneflowdetails.shtml. Acesso em: 16 maio 2022.

Atividade complementar

Instrua os estudantes a realizar uma pesquisa sobre:

• corredores ecológicos perto da região em que moram;

• como é feita a comunicação e o deslocamento de animais quando uma estrada recorta um ecossistema e sua engenharia impede que os animais a atravessem? Espera-se que, por meio dessa pesquisa, os estudantes se sensibilizem com a questão e valorizem a criação de ecodutos ou pontes verdes, como são chamadas pontes cobertas com a vegetação do próprio ecossistema para imitar o ambiente e permitir que os animais daquela região possam circular livremente.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Corredores ecológicos

A conectividade física entre áreas de UC também é essencial para a manutenção da biodiversidade, impedindo o isolamento de populações. Isso favorece a conservação de espécies vulneráveis, em risco de extinção. Quando as áreas se encontram separadas por interferência humana (estradas, áreas de agricultura, atividade madeireira etc.), a solução são os corredores ecológicos ou de biodiversidade. Trata-se de áreas que ligam os fragmentos florestais ou Unidades de Conservação isolados.

É importante retomar o conceito ecológico de população, que corresponde ao conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que vive em determinada área em dado período. Os corredores ecológicos aumentam a possibilidade de intercruzamento entre populações de uma espécie que vivem em áreas separadas, o que contribui para o aumento da variabilidade genética.

Logo, o objetivo principal dos corredores é permitir o fluxo gênico, ou seja, que indivíduos de populações isoladas migrem e troquem genes. Além do deslocamento de animais, os corredores favorecem a dispersão de sementes, a polinização e, em consequência, a manutenção da biodiversidade genética das espécies, o aumento da cobertura vegetal e a recuperação de áreas degradadas.

Um exemplo é o Mosaico Capivaras-Confusões, corredor ecológico criado em 2005, pela portaria do Ministério do Meio Ambiente, que interliga o Parque Nacional da Serra da Capivara e o Parque Nacional da Serra das Confusões, no Piauí. Esse corredor ecológico engloba terras de dez municípios, com uma área de 1,5 milhão de hectares de extensão, protegendo uma importante faixa de Caatinga.

Vista aérea de formações rochosas do Parque Nacional da Serra das Confusões, Caracol (PI), 2018.

Esquema simplificado de um corredor ecológico.

Andre Dib/Pulsar Imagens

Orientações

1 Pesquise outros exemplos de corredores ecológicos. Há, inclusive, corredores que interligam países diferentes. Compartilhe com a turma as informações que encontrar.

2 Qual é a diferença entre Unidades de Proteção Integral e Unidades de Uso Sustentável?

3 Quais são as Unidades de Conservação de Proteção Integral?

4 Cite três objetivos do Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza (SNUC).

5 O que são corredores ecológicos? Quais são seus principais objetivos?

6 Em 2015, os países-membros das Nações Unidas aprovaram o documento “Transformando Nosso Mundo: a Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável”. De acordo com esse documento, o desenvolvimento sustentável se apoia em 5 pilares. Quais são eles?

7 Que aspectos devem ser considerados na gestão de uma área de mosaico?

A importância do diálogo e da participação popular

Áreas naturais protegidas são consideradas, mundialmente, um dos principais instrumentos para a conservação da biodiversidade, sendo que sua criação não impacta apenas a flora e fauna da região protegida, mas também as comunidades que vivem dentro ou próximo a essas áreas.

É muito preocupante quando a implementação de uma UC é realizada de forma pouco democrática ou participativa, ignorando ou desrespeitando as comunidades locais que ali vivem há muitas gerações. A desvinculação das populações do processo de criação de parques e reservas pode ser prejudicial para a conservação e gerar conflitos.

Nas comunidades, há pessoas de diferentes níveis de escolaridade, algumas não alfabetizadas. Não basta propor mecanismos de consulta acessíveis apenas a uma parcela da população, é necessário considerar os interesses dos diversos segmentos envolvidos. A questão é complexa, englobando o aspecto ecológico, econômico, cultural, social e político. E as pressões para a aprovação ou não de determinada UC podem comprometer o alcance dos objetivos iniciais.

Foco na BNCC

Competências específicas de Ciências da Natureza 5 e 8: As atividades desenvolvem aspectos das competências, estimulando a argumentação e incentivando os estudantes a defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental e a recorrer aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões frente a questões socioambientais.

EF09CI12: Os temas e as questões trabalhados nas atividades desenvolvem aspectos desta habilidade, pois permitem discutir a importância das UCs para a manutenção da biodiversidade e, também, compreender sua classificação e contribuição para a sustentabilidade.

Nesta página, é retomada a ideia da importância da participação popular na criação das Unidades de Conservação, tendo como principal objetivo a garantia de voz para todos os envolvidos. ½ Atividades – Respostas

1. Resposta variada. No Brasil, além do citado no texto, o Corredor Ecológico da Caatinga interliga oito diferentes Unidades de Conservação localizadas nos estados de Pernambuco, Bahia, Alagoas, Piauí e Sergipe. O Corredor Ecológico Santa Maria é o mais antigo dos corredores, localizado em uma Reserva Particular do Patrimônio Natural (RPPN) no oeste do Paraná e interligado ao Parque Nacional do Iguaçu. No Exterior: Corredor Ecológico Mesoamericano (América Central e sudeste do México), Corredor Biológico binacional (Guatemala e Honduras) etc.

2. Na de Proteção Integral, o objetivo é preservar a natureza, sendo admitido apenas o uso indireto dos recursos naturais, com algumas exceções. Nas Unidades de Uso sustentável, o objetivo é compatibilizar a conservação natural com o uso sustentável de parte dos recursos naturais.

3. Estação Ecológica, Reserva Biológica, Parque Nacional, Monumento Natural, Refúgio de Vida Silvestre. Se os estudantes tiverem dificuldades em se recordar, peça a eles que releiam as páginas 71 e 72.

4. Orienta e dá diretrizes para a criação e gestão das UCs nas três esferas de governo (federal, estadual e municipal), objetivando uma visão integrada das áreas naturais a serem preservadas. Prevê, também, mecanismos para a participação da sociedade na gestão das UCs.

5. Áreas que ligam os fragmentos florestais a unidades de conservação isolados. O objetivo principal é permitir o fluxo gênico entre indivíduos de populações isoladas. Nessa questão, relembre com os estudantes a importância da variabilidade genética para a evolução das espécies.

6. Pessoas, Planeta, Prosperidade, Paz e Parcerias. Enfatize para a turma a necessidade de diminuir a desigualdade social para que se consiga promover a paz e alcançar um desenvolvimento sustentável.

7. Fundamenta-se em uma gestão integrada das diferentes UCs envolvidas, tal qual ocorre na natureza com os ecossistemas interdependentes.

Avaliação

Diagnóstico: Utilize as atividades para verificar a aprendizagem dos estudantes quanto à importância do SNUC. Estratégia: Solicitem aos estudantes que - organizados em grupos- confeccionem um mural coletivo com mapas e cartões com informações e imagens para localizar e representar o SNUC .

Vista aérea de um corredor ecológico sobre estrada em Drenthe, Holanda, 2019.

Rudmer Zwerver/Alamy/Fotoarena

Orientações

Auxilie os estudantes na leitura do gráfico e das informações contidas no esquema, de modo que exercitem a leitura inferencial.

É importante organizar a pesquisa, orientando-os em quais plataformas eles podem encontrar as informações.

A visitação de espaços como museus e parques tem um impacto muito positivo na formação dos estudantes, pois enriquece os conhecimentos trabalhados em sala e possibilita que eles entrem em contato com outras realidades e até mesmo profissionais que trabalham nesses espaços.

A interação com o conteúdo de Ciências em um trabalho de campo, em um estudo do meio ou em uma visitação técnica a um museu, jardim botânico, zoológico ou a uma área natural, protegida ou não por lei, é insubstituível, pois potencializa e complementa o trabalho pedagógico da sala de aula ao incentivar e promover visualização, experiência, observação, reconhecimento e integração de ideias, objetos reais de estudo.

½ Um pouco mais sobre –Respostas

1. A pesquisa sobre UCs próximas ao entorno da escola ou da residência dos estudantes é bem simples e pode ser encaminhada facilmente. Atente para o fato de que áreas verdes ou naturais, praças e bosques que não representam UC também são adequados ao trabalho de educação, percepção e interpretação dos componentes ambientais. Nesse contexto, incluem-se algumas áreas públicas de lazer, cultura e educação.

2. Resposta pessoal. Peça aos estudantes que contem quais UCs eles visitaram, do que mais gostaram, que animais e plantas eles viram, entre outros.

3. Porque a contemplação da natureza também é uma necessidade intrínseca ao ser humano e serve para fruição espiritual, diminuir o estresse, descansar, relaxar, refletir, meditar, diminuir a ansiedade e outros estados angustiantes.

4. Resposta pessoal. Na impossibilidade de realizar uma visita presencial, o zoológico de Belo Horizonte disponibiliza um tour virtual, disponível em: Jardim Zoológico. Belo Horizonte Surpreendente. Disponível em: http://portalbelohorizonte.com.br/visitas -virtuais/natureza-na-cidade/jardim -zoologico. Acesso em: 5 jun. 2022.

UCs federais registram mais de 15 milhões de visitas em 2019

Em 2019, as 137 unidades de conservação (UCs) federais receberam 15.335.272 visitas, um aumento de 20,4% em relação a 2018 (12.389.393), sendo 6,4% (922.794) devido ao aumento real de visitas e 14% (2.023.085) à melhora no esforço de monitoramento, uma vez que a quantidade de UCs monitoradas também foi a maior já registrada, 137 unidades. Além de contribuir para a conservação da natureza e para a sensibilização da sociedade em relação ao meio ambiente, o ecoturismo também impulsiona o desenvolvimento da economia nacional com a geração de emprego e renda. Só em 2018, foram gerados cerca de 90 mil empregos, R$ 2,7 bilhões em renda, R$ 3,8 bilhões em valor agregado ao PIB e R$ 1,1 bilhão em impostos.

O Parque Nacional da Tijuca, no Rio de Janeiro, continua sendo o mais visitado (veja lista a seguir), seguido do Parque Nacional do Iguaçu, no Paraná. A Mata Atlântica foi o local de 67% de visitação com quatro das dez unidades mais visitadas. A categoria Parque Nacional permanece como principal, mas Áreas de Proteção Ambiental, Monumentos Naturais e Reservas Extrativistas vêm ganhando destaque e representam parcela importante da visitação total. Grande parte das visitas, 13,8 milhões, estão concentradas em 22 unidades de conservação, enquanto 1,1 milhão de visitas estão distribuídas nas outras 115 unidades de conservação.

Dados revelam que, ao longo de 20 anos, houve aumento constante na visitação. Desde a criação do ICMBio, em 2007, a visitação cresceu 471% e o número absoluto de unidades monitoradas saltou em 652%. Até 2010, o foco de gestão da visitação era concentrado nos parques nacionais. A partir de 2010, a promoção e o monitoramento da visitação foram ampliados para outras categorias de unidade de conservação. [...]

UCs mais visitadas

de 15

em 2019. ICMBio, Brasília, DF, 15 jun. 2020. Disponível em: https://www.gov.br/icmbio/ pt-br/assuntos/noticias/ultimas-noticias/ucs-federais-registram-15-milhoes-de-visitas-em-2019. Acesso em: 31 mar. 2022.

1 Pesquise qual é a Unidade de Conservação mais próxima da sua região. De que tipo ela é?

2 Você já visitou alguma UC?

3 Em sua opinião, é importante existir unidades que permitam a visitação? Por quê?

4 Que tal organizar, com a ajuda do professor, uma visita a algum parque, zoológico ou museu que tenha como proposta a educação ambiental (de preferência visitas agendadas e guiadas por monitores)?

Para aprofundar

O ensino de Ciências em espaços não formais, como museus, parques e jardins botânicos, pode ser muito importante para o aprendizado dos estudantes e para enriquecer sua experiência. Sobre esse assunto indicamos a leitura dos seguintes artigos:

• VIEIRA, Valéria; BIANCONI, M. Lucia Bianconi; DIAS, Monique. Espaços não formais de ensino e o currículo de Ciências. Cienc. Cult. vol.57 no.4 São Paulo Oct./Dec. 2005 Disponível em: http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0009-67252005000400014 . Acesso em: 14 maio 2022.

O texto aborda a educação não formal e como ela pode ser definida.

• OLIVEIRA, Roni Ivan Rocha de Oliveira; GASTAL, Maria Luíza de Araújo. Educação formal fora da sala de aula – olhares sobre o ensino de Ciências utilizando espaços não formais. In: VII Encontro Nacional de Pesquisa em Educação Científica. Florianópolis, nov. 2000. Disponível em: https:// www.sisemsp.org.br/blog/wp-content/uploads/2016/04/ Educação-formal-fora-da-sala-de-aula.pdf. Acesso em: 14 maio 2022.

O artigo faz um recorte e uma reflexão sobre alguns olhares em torno das definições da educação formal, não formal e informal e dos espaços nos quais estas modalidades de educação acontecem.

UCs federais registram mais

milhões de visitas

Biopirataria

A biodiversidade é importante não só pelos aspectos ambientais, mas também por interesses e motivos científicos e econômicos. Embora, para fins de equilíbrio ambiental, ela seja vista como patrimônio mundial, para fins econômicos é necessário regular o uso dos recursos para evitar a exploração indevida e sem retorno ao país detentor dessa biodiversidade.

Antes da Convenção sobre Diversidade Biológica (CDB) – tratado internacional aprovado no Rio de Janeiro em 1992 – os recursos genéticos de todos os organismos vivos e conhecimentos tradicionais eram considerados patrimônio comum da humanidade, e, portanto, não havia limitação ao acesso a eles.

As matérias-primas extraídas da flora e da fauna de muitos países com rica biodiversidade, como o Brasil, eram levadas com frequência para laboratórios de outros países, onde grandes empresas se beneficiavam com a fabricação de remédios, cosméticos e outros produtos. Essas empresas adquiriam patentes, ou seja, direitos exclusivos de produzir e comercializar esses produtos.

Assim, países ricos em biodiversidade, mas pobres em pesquisa científica e tecnológica, disponibilizavam seus recursos naturais a empresas e centros de pesquisa de países ricos. Depois, pagavam preços elevados pelos produtos produzidos a partir desses recursos.

Após a CDB de 1992, os recursos genéticos deixaram de ser considerados bem comum da humanidade para se tornarem bens nacionais, objeto da soberania dos países em que se encontram. Contudo, apesar de oficialmente ilegal, a prática de uso irrestrito da biodiversidade de outros países continua formando o que chamamos biopirataria

Na busca por novas matérias-primas, muitas vezes os biopiratas se utilizam da sabedoria popular, do conhecimento que as comunidades indígenas e os habitantes da região têm sobre a biodiversidade, principalmente sobre ervas e produtos medicinais.

É importante elaborar leis que regulem e fiscalizem a exploração da biodiversidade para que haja divisão dos lucros de modo justo e garantia da preservação das espécies. Contudo, é importante fazer essa fiscalização de modo adequado. É preciso diferenciar pesquisadores sérios e éticos de biopiratas, ou seja, o intercâmbio científico da biopirataria.

A exploração ilegal de nossos recursos resulta em danos, como perda da biodiversidade, desequilíbrio ecológico e prejuízos socioeconômicos, e afeta negativamente o desenvolvimento da pesquisa científica e tecnológica nacional.

Um caso impactante foi o do cupuaçu, fruta nativa da Amazônia. Ele foi alvo de disputa internacional entre brasileiros e uma empresa multinacional com sede no Japão, que patenteou o nome “cupuaçu”, registrado como marca nos EUA, Europa e Japão. Após uma acirrada disputa legal, o governo brasileiro conseguiu reverter esse processo.

A Lei no 11.675 estabelece o produto como fruta nacional.

O açaí também foi alvo de patente por parte de uma empresa alemã que pretendia ter exclusividade no uso do nome açaí, o que impossibilitaria o Brasil de vender produtos desse fruto utilizando o nome. Essa situação também foi revertida pelo governo brasileiro.

Infelizmente, dezenas de outros produtos da fauna e da flora brasileiras já estão patenteados no exterior por laboratórios farmacêuticos estrangeiros.

É preciso informar e sensibilizar toda a população, principalmente os grupos diretamente envolvidos, para essa importante questão.

Orientações

Patente: título que garante ao autor de um invento ou descoberta a propriedade sobre ele e seu uso exclusivo.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

A discussão sobre a biopirataria é importante, não somente por ser um tema atual, mas também por estar relacionada com a biodiversidade e com quanto plantas, animais e outros seres vivos podem ser utilizados pelos seres humanos em diversos aspectos. Antes da leitura do texto, discuta com os estudantes sobre o termo e se eles já haviam visto algo sobre ele em algum momento. Há termos no encaminhamento desse tema que podem representar alguma dificuldade de entendimento para os estudantes e para o trabalho pedagógico do professor.

A biodiversidade pode ser compreendida como um tesouro desconhecido. De todas as espécies da fauna e da flora existentes nos biomas brasileiros, apenas 11% estão catalogadas. É um imenso universo a ser desvendado. Os vídeos e os textos existentes têm o objetivo de provocar reflexão acerca dos processos legais, sociais e científicos que permitem o acesso a essa que pode ser considerada a maior riqueza do país: o patrimônio genético de sua biodiversidade. Assim, os documentários buscam encadear opiniões e conhecimentos sobre o tema, como a legislação de acesso, acordos internacionais, entraves à pesquisa científica, bioprospecção industrial, registro de patentes, inovação tecnológica, biopirataria, conhecimento tradicional e repartição de benefícios. Pode-se escolher não ampliar ou aprofundar algumas dessas ideias, pois não são ainda adequadas ao entendimento do estudante do 9o ano.

Mulher indígena colhendo ervas, Jordão (AC), 2016.

Cassandra Cury/Pulsar Imagens

O açaí é um fruto de palmeira nativa da Amazônia.

guentermanaus/Shutterstock.com

½ Mais atividades –Respostas

1. Resposta pessoal, mas espera-se que o estudante reconheça que o consumo de bens materiais, no ritmo em que acontece na maioria das sociedades atualmente, leva a um maior uso dos recursos naturais, ou seja, pode comprometer a biodiversidade e os demais processos naturais e levar ao esgotamento desses recursos.

2. Consumir de forma racional e adotar práticas como a reutilização, por exemplo.

3. Resposta variada, a partir da escolha de um dos 5 Ps: Pessoas, Prosperidade, Paz, Parcerias e Planeta.

4. Elas de diferenciam quanto à forma de proteção da biodiversidade e aos usos permitidos. Existem as unidades de proteção integral e as unidades de uso sustentável.

5. Resposta pessoal. Se necessário, auxilie os estudantes a encontrar as UCs existentes na região.

6. Não. Embora pareçam razoavelmente protegidos (cerca de 10% da área de cada um), esses biomas já foram bastante desmatados e ainda sofrem pressão intensa, caracterizando-se como hotspots e, portanto, necessitando de maior proteção.

7. As Terras Indígenas garantem para os indígenas a manutenção de sua cultura tradicional, material e imaterial. O outro ponto está no modo sustentável como os povos indígenas utilizam os recursos naturais.

8. Permitem a conectividade entre fragmentos de biomas e, assim, a recuperação de áreas degradadas e o estabelecimento de fluxo gênico, aumentando a variabilidade genética.

9. Alternativa d. A criação de animais com risco de extinção e posterior incorporação aos ambientes naturais é uma estratégia para preservar espécies ameaçadas de desaparecimento em razão da degradação de seu hábitat.

10. a) Espera-se que os estudantes citem prejuízos éticos, econômicos, científicos e socioambientais.

Esta questão pode se desdobrar em uma pesquisa sobre a proteção dos direitos de povos tradicionais com foco na repartição de benefícios pelo acesso ao conhecimento tradicional associado, principalmente se na região da escola existirem alguns desses povos. Para subsidiar o trabalho, vale esclarecer com a turma que:

1 Você acredita que o modo de vida em sociedades de consumo é compatível com a conservação de recursos naturais? Explique.

2 O que caracteriza um consumo consciente? Dê um exemplo.

3 Escolha um dos 5 Ps do desenvolvimento sustentável e escreva um pequeno texto sobre sua importância para a conservação do ambiente.

4 Quais são as Unidades de Conservação de Uso Sustentável?

5 Pesquise um exemplo de cada categoria de Unidade de Conservação, sendo pelo menos uma na região onde você vive. Busque informações sobre a fauna e flora encontradas nessa UC.

6 Analise o mapa do Brasil com as UCs demarcadas e os dados sobre as áreas protegidas. Podemos afirmar que a proteção da Mata Atlântica e do Cerrado é satisfatória? Justifique sua resposta.

7 Qual é a importância das Terras Indígenas tanto em relação à sobrevivência dos povos indígenas quanto à proteção do meio ambiente?

8 Qual é a importância dos corredores ecológicos para a manutenção da biodiversidade?

9 (Enem) Várias estratégias estão sendo consideradas para a recuperação da diversidade biológica de um ambiente degradado, dentre elas, a criação de vertebrados em cativeiro. Com esse objetivo, a iniciativa mais adequada, dentre as alternativas a seguir, seria criar:

a) machos de umas espécies e fêmeas de outras, para possibilitar o acasalamento entre elas e o surgimento de novas espécies.

b) muitos indivíduos da espécie mais representativa, de forma a manter a identidade e a diversidade do ecossistema.

c) muitos indivíduos de uma única espécie, para garantir uma população geneticamente heterogênea e mais resistente.

d) um número suficiente de indivíduos, do maior número de espécies, que garanta a diversidade genética de cada uma delas.

e) vários indivíduos de poucas espécies, de modo a garantir, para cada espécie, uma população geneticamente homogênea.

10 Foi noticiado:

Pesquisa encontra indícios de biopirataria

de conhecimentos indígenas

Uma pesquisa da Universidade Federal de Juiz de Fora encontrou indícios de biopirataria de conhecimentos dos povos tradicionais da Amazônia sobre a secreção da rã Kambôr. De nome científico Phyllomedusa bicolor, essa pequena rã é usada por cerca de quinze povos indígenas, que conhecem as propriedades analgésicas e antibióticas da secreção do animal.

Ao cruzar informações no sistema de patentes internacionais, a pesquisa encontrou indícios de que 11 patentes registradas em países desenvolvidos podem configurar apropriação de recursos genéticos a partir de saberes tradicionais de povos indígenas [...].

LEON, Lucas P. Pesquisa encontra indícios de biopirataria de conhecimentos indígenas. Agência Brasil, 2022. Disponível em: https://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2022-04/pesquisa-encontra-indicios-de-biopirataria-de -conhecimentos-indigenas. Acesso em: 15 jun. 2022.

a) Que tipo de prejuízos a biopirataria representa para nosso país? Discuta com seus colegas em grupo.

b) Pesquise outras notícias, charges e tirinhas críticas sobre a biopirataria. Inspire-se nelas e crie você uma charge ou tirinha acompanhada de uma legenda. Compartilhe com os colegas sua produção e montem um mural para divulgar o trabalho de vocês na escola.

[...] são povos e comunidades tradicionais, por exemplo, os indígenas, os ribeirinhos, os quilombolas, os ciganos, os povos de terreiro, os caiçaras, os seringueiros da Amazônia, dentre tantas outras comunidades unidas por seus saberes tradicionais e cultura própria, desenvolvida ancestralmente, com relação vital com os seus territórios e recursos naturais deles provenientes.

[...] Conhecimento tradicional associado é a “informação ou prática de população indígena, comunidade tradicional ou agricultor tradicional sobre as propriedades ou usos diretos ou indiretos associada ao patrimônio genético” (art. 2o, inciso II, da Lei 13.123/15).

[...] Patrimônio genético, por sua vez, é a “informação de

origem genética de espécies vegetais, animais, microbianas ou espécies de outra natureza, incluindo substâncias oriundas do metabolismo destes seres vivos” (art. 2o, inciso I, da Lei 13.123/15).

BURGOS, Giovanna. Povos e comunidades tradicionais, biopirataria e repartição de benefícios. RDP, [s. l.], 18 fev. 2019. Disponível em: https://rumoadefensoria.com/artigo/povos -e-comunidades-tradicionais-biopirataria-e-reparticao-de -beneficios. Acesso em: 12 jun. 2022.

b) Respostas pessoais. Espera-se que os estudantes expressem nas tirinhas uma visão crítica sobre a biopirataria, usando humor ou ironia.

11 Você conhece os pratos típicos da região amazônica brasileira? Se mora na Região Norte ou já teve oportunidade de visitar, sabe que muitos ingredientes da culinária são produtos da sociobiodiversidade e da agroecologia locais. Em 2020 foi até lançado um livro pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento com receitas para estimular uma alimentação saudável e nutritiva em escolas públicas do Norte do país:

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Amazônia à mesa. Brasília, DF, 2019. Disponível em: https://www.fnde.gov.br/index.php/centrais -de-conteudos/publicacoes/category/78-apoioa-gestao -do-livro-didatico?download=13663:livro-receitasamazonia. Acesso em: 20 maio 2022.

Entre as receitas desse livro, estão as de bolo salgado de pirarucu, tortilha de pupunha, pamonha de macaxeira e tucumã no vapor, pão com polpa de açaí, pão de banana-comprida e castanha-do-brasil, pãozinho de cará com polvilho, pirão de matrinxã com macaxeira e muitas mais.

a) Com base no nome dessas receitas, pesquise e extraia dois exemplos que ilustrem a riqueza da biodiversidade vegetal e animal da região amazônica.

b) Caso algum familiar ou conhecido conheça um prato dessa região, anote a receita e o modo de preparo. Pergunte com quem aprendeu e se sabe a origem do prato. A turma pode, com orientação do professor, organizar um livro de receitas ilustrado.

c) Além da culinária, cite outras atividades econômicas que se beneficiam da biodiversidade amazônica.

d) Pesquise se na região da Amazônia existem Unidades de Conservação que permitam a exploração de algum dos produtos usados nas receitas citadas.

e) Organizações ambientais vêm alertando que o desmatamento, a pesca predatória e outras ações humanas na região amazônica vêm causando o desaparecimento de variedades de espécies de ingredientes e tradições alimentares. Que processos, além dos citados, vêm ameaçando a biodiversidade amazônica?

Orientações

Aproveite a questão 11 para reforçar nos estudantes a valorização da biodiversidade, com destaque aqui para a região Amazônica, enfatizando os aspectos socioculturais. Peça ajuda aos professores de Arte, Geografia, Língua Portuguesa e Matemática para incrementar a produção do livro de receitas.

½ Mais atividades

11. a) Vegetal: pupunha, macaxeira, tucumã, açaí, banana-comprida, castanha-do-brasil, cará. Animal: pirarucu, matrinxã.

b) R esposta variada. O passo a passo da receita possibilita trabalhar com aspectos de pensamento computacional.

c) Turismo, indústria de cosméticos, farmacêutica, roupas e adereços, bebidas, extração de madeira etc.

d) Reservas de Desenvolvimento Sustentável (RDS) Uatumã, Juma, Rio Negro, Rio Madeira, Mamirauá, Puranga Conquista, Piagaçu Purus e Amanã; Reserva Extrativista Canutama, Catuá Ipixuna, Guariba e Rio Gregório, entre outras.

e) R espostas variadas. Queimadas, construção de barragens e de estradas, mineração, caça, poluição das águas, exploração madeireira, expansão da agropecuária, tráfico de animais etc.

Avaliação

Diagnóstico: Por meio das questões 4, 7 e 8 da seção Mais atividades, você pode avaliar se os estudantes conseguiram compreender satisfatoriamente os principais conceitos desenvolvidos neste capítulo relacionados ao desenvolvimento da habilidade EF09CI12

Estratégia: Caso perceba que os estudantes não conseguiram responder às questões por não terem aprendizagem satisfatória, retome os conceitos utilizando estratégias variadas, como roda de conversa.

Vista aérea de desmatamento ilegal na Floresta Amazônica, Maués (AM), 2020.

Andre Dib/Pulsar Imagens

© 2019 Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento

Objetivos do capítulo

• Relacionar o consumo consciente e ético com a sustentabilidade e o esgotamento dos recursos no planeta Terra.

• Identificar soluções e modelos que promovam um desenvolvimento sustentável e que possam ser replicados no âmbito individual e coletivo.

• Compreender a relação de determinadas categorias de UCs no Brasil com a manutenção da biodiversidade e da sustentabilidade.

Orientações

Antes de iniciar o estudo deste capítulo, avalie se o estudante:

• conhece os conceitos básicos de ecologia;

• distingue os níveis de organização biológica;

• relaciona os problemas ambientais e as políticas públicas para evitá-los;

• conhece os tipos de Unidades de Conservação.

Esses conceitos são a base para compreender o conteúdo deste capítulo. Caso note dificuldades, retome-os antes de prosseguir.

Nesse primeiro momento, explore o texto e as imagens apresentadas para levantar conhecimentos prévios dos estudantes e iniciar a discussão sobre o assunto do capítulo. Verifique se já se apropriaram do conceito de sustentabilidade, corrigindo alguma distorção ou equívoco, se necessário. Estimule a discussão do assunto a partir das questões no texto, pois o mais importante aqui é instigar nos estudantes o pensamento sobre o consumismo e a produção de bens de consumo e deixar que exponham suas concepções. Atente para identificar se já se apropriaram de conceitos abordados, como o de sustentabilidade, nas respostas dadas. Uma ideia é focalizar a questão das embalagens, quanto tempo duram, de qual matéria-prima são feitas, seu destino e tratamento quando se tornam resíduos sólidos depois de consumidas. É importante também instigar os estudantes a pensar em alternativas para determinadas embalagens, por exemplo.

½ Para começar –Respostas

1. Resposta pessoal. Esses conceitos serão desenvolvidos ao longo do capítulo.

2. Resposta pessoal. É possível que os estudantes associem a fotografia do engarrafamento com a poluição ambiental, e a fotografia da BlackFriday com o consumo descontrolado.

Sustentabilidade 3

Quando pensamos em sustentabilidade, temos que levar em consideração tanto as mudanças de condutas pessoais quanto as ações coletivas e políticas de alcance global, e perceber que o foco deve englobar não só os bens do indivíduo, mas principalmente do coletivo. No debate para enfrentamento dessas questões, surgem propostas que ressaltam a importância do consumo consciente, ético, responsável e sustentável

1 Você sabe o que significam essas expressões e o que elas têm a ver com a vida cidadã?

2 O que pensa, por exemplo, quando vê as imagens a seguir?

Vimos que o conceito de sustentabilidade está diretamente ligado ao uso racional dos recursos naturais. Estudos provam que o aumento no consumo ou desperdício de bens naturais, como energia, água, minério e recursos da biodiversidade, além da produção de resíduos, vem provocando graves impactos ambientais, como alterações climáticas, destruição de hábitats naturais e poluição de vários tipos. Tudo isso compromete o equilíbrio natural do planeta.

De onde vem a matéria-prima dos produtos que consumimos? Quanto tempo dura um produto? De onde vem o alimento que comemos? Que tipo de embalagem utiliza? O que acontece com as embalagens e outros resíduos de seu uso, consumo e transporte? Há possibilidade de reciclar ou reutilizar? São perguntas que nem sempre fazemos e têm relação direta com o impacto ambiental e a busca por sustentabilidade.

O que se deve levar em conta quando escolhemos um produto? Como tomar uma decisão que seja boa para nós, mas que também seja mais responsável do ponto de vista socioambiental? Que tal procurar se informar sobre o ciclo de vida do produto em questão?

Foco na BNCC

EF09CI12 e EF09CI13: O trabalho neste capítulo propicia o desenvolvimento dessas habilidades ao aprofundar a discussão e mobilizar conceitos que se articulam no contexto das ações sustentáveis. Os estudantes são orientados a problematizar a realidade relacionando práticas individuais com práticas coletivas e políticas governamentais, transitando entre o papel dos diferentes tipos de Unidades de Conservação e refletindo sobre hábitos de consumo consciente necessários para o equilíbrio socioambiental.

Engarrafamento em São Paulo (SP), 2021.

Clientes durante as compras da Black Friday em uma loja de São Paulo (SP), 2016.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Rubens Chaves/Pulsar Imagens

Nelson Antoine/Folhapress

O ciclo de vida de um produto

Podemos analisar aspectos ambientais de todas as fases da vida de determinado produto, desde a extração da matéria-prima, transporte, produção, necessidade de substitutos de menor impacto; consumo energético, água, minérios e de outros recursos naturais; tipos de resíduos gerados na produção, mão de obra envolvida, distribuição, consumo e usos; destinação (reciclagem, descontaminação, descarte etc.) e impacto pós-consumo.

Isso é essencial para entender como o ritmo atual de consumo no planeta é insustentável e a necessidade de fazer escolhas mais conscientes tanto na hora de comprar quanto na hora de descartar.

Orientações

Esquema de ciclo de vida do vidro. Infográfico mostrando a logística reversa.

O sistema de logística reversa prevê um conjunto de procedimentos nos quais o setor produtor se responsabiliza pelo pós-consumo. Ou seja, depois que o consumidor já utilizou e precisa se livrar do resíduo, este será encaminhado à empresa produtora onde deve ser reaproveitado ou receber outra destinação ambientalmente adequada. Trata-se de um processo baseado na responsabilidade pelo ciclo de vida dos produtos compartilhada entre fabricantes, importadores, distribuidores, comerciantes, consumidores e poder público.

FAVOR RECICLE

Explore o infográfico com os estudantes, estimulando-os a analisá-lo passo a passo. Em seguida, peça a eles que contem o que compreenderam da leitura da imagem, exercitando desse modo a leitura inferencial. É importante exemplificar para os estudantes materiais nos quais a logística reversa pode ser aplicada, como no caso de garrafas de vidro retornáveis, pilhas e baterias ou aparelhos eletrônicos como os celulares. Para ajudar na compreensão, explore o fato de que esses materiais têm componentes que podem poluir o ambiente e contaminar os seres vivos, como metais pesados, no caso dos eletrônicos e baterias, e que esses mesmos componentes, se reaproveitados da maneira correta, podem ser empregados na produção de novos produtos ao serem reintroduzidos na cadeia produtiva.

O link a seguir apresenta maiores detalhes e infográficos sobre a logística reversa:

• RESÍDUOS sólidos: lixões persistem. In: EM discussão!, Portal Senado. Brasília, set. 2014. Disponível em: https://www2.senado.leg.br/ bdsf/item/id/503305. Acesso em: 14 maio 2022.

Se for algo próximo da realidade dos estudantes, uma perspectiva que pode ser trabalhada aqui é o retorno das embalagens de agrotóxicos. Essa é uma política que já está implantada há mais tempo e é um bom exemplo de logística reversa. Neste caso, é importante discutir a implicação do descarte errado dessas embalagens, como o envenenamento e morte de pessoas e outros animais, poluição e contaminação do solo e da água, entre várias outras. Se você achar pertinente, pode propor uma pesquisa sobre o tema.

Para aprofundar

Outra perspectiva que pode ser explorada reside no consumo consciente dos estudantes em diversos aspectos. Sobre esse assunto, segue a sugestão de um site que explora os elementos que devem ser analisados antes de comprar um novo produto e como pensar em reduzir impactos:

• DIA do Meio Ambiente: viver em harmonia com a natureza é o único caminho. In: PORTAL Akatu. [S. l.: s. n.], 1 jun. 2022. Disponível em: https://akatu.org.br/dia-do-meio -ambiente-viver-em-harmonia-com-a-natureza-e-o -unico-caminho/. Acesso em: 22 jul. 2022.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

POR

petovarga/Shutterstock.com

Orientações

Oriente os estudantes na interpretação do infográfico explorando as informações apresentadas.

Você pode solicitar que elaborem um texto que expresse as ideias apresentadas ou um esquema ou mapa conceitual relacionando socioeficiência com ecoeficiência e sustentabilidade. Eles podem usar imagens obtidas em revistas usadas para compor essa produção. Desse modo, são estimulados a leitura inferencial e o pensamento computacional.

Conduza a discussão para que reconheçam que a socioeficiência considera a dimensão social, econômica e ambiental, em uma ampliação do conceito de ecoeficiência, em que a dimensão social não é enfatizada como as outras duas.

Ou seja, um produto ou serviço mais socioecoeficiente precisa trazer qualidade de vida, atender necessidades, ter baixo impacto ambiental e ao mesmo tempo apresentar custos financeiros mais acessíveis. Por exemplo, uma empresa que busque a socioeficiência pode investir no bem-estar social dos funcionários como forma de valorização do ser humano, gerando como “efeito colateral” ganho de produtividade.

A ecoeficiência considera como premissa menor impacto ambiental, menor utilização de recursos naturais, redução de custos, aumento de produtividade e eficiência. Os novos paradigmas trazidos pela evolução do conceito de responsabilidade social entre as empresas impulsionaram a incorporação da dimensão social ao conceito de ecoeficiência.

Pergunte: Para o consumidor consciente, seria importante analisar se a empresa que fornece um produto ou serviço é socioeficiente? Por quê?

Foco nos TCTs

A seção Em foco promove a discussão sobre a socioeficiência, levando os estudantes a refletir sobre a cadeia produtiva dos produtos que consomem. Com isso, trabalha os TCTs Educação para o Consumo e Educação Ambiental

Socioeficiência

Na hora de escolher um produto, o conceito de socioecoeficiência pode ajudar. Ele considera três fatores: social, econômico e ambiental. Ou seja, um produto ou serviço mais socioecoeficiente precisa trazer qualidade de vida, atender necessidades, causar baixo impacto ambiental e ao mesmo tempo apresentar custos financeiros mais acessíveis.

O que eu posso fazer?

Conhecer o ciclo de vida dos produtos – que é a forma como são produzidos, transportados e comercializados – desde a extração da matéria-prima até o uso e o descarte. Assim, teremos uma ideia dos impactos em cada etapa e poderemos fazer melhores escolhas.

Qual produto é mais socioeficiente?

Para medir a socioeficiência é preciso considerar os impactos ambientais, econômicos e sociais. Um produto pode ser mais ecológico, mas ser caro. Outras vezes é barato, mas provoca prejuízos ambientais ou sociais. Para avaliar a socioeficiência deve-se colocar na balança os impactos ambientais, sociais e econômicos de produtos semelhantes.

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 8: A atividade possibilita o desenvolvimento da competência, incentivando os estudantes a recorrer aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões frente a questões socioambientais, com base em princípios éticos, democráticos, sustentáveis e solidários.

exemplos de ciclos de vida

suco de laranja industrializado

suco de laranja caseiro

Competência geral 7: Também são mobilizados aspectos dessa competência, uma vez que a discussão possibilita que os estudantes exercitem a argumentação com base em fontes confiáveis de informação, para defender ideias que promovam o consumo responsável.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

1 Organizem-se em grupos. Cada grupo escolherá um produto que seja comercializado no Brasil.

2 Com a mediação do professor, a turma deve propor uma tabela única com 5 critérios para avaliar a socioeficiência.

3 Após pesquisar dados sobre o produto escolhido, cada grupo deverá avaliar sua socioeficiência usando a tabela proposta.

4 O produto ganhará uma nota a partir da tabela (de 0 a 5).

5 Os grupos apresentarão à turma esse resultado justificando sua análise.

1a Fase

A primeira fase de produção inclui o cultivo, a irrigação, o uso de fertilizantes e de defensivos agrícolas; não há diferenças significativas entre os produtos.

Orientações

Na orientação do trabalho dos grupos, observe se o produto escolhido por eles tem informações disponíveis para o trabalho a ser realizado.

2a Fase

Nessa etapa, da colheita ao produto final, o impacto ambiental do suco industrializado é maior por causa do processo industrial, enquanto o impacto social é positivo, pois gera empregos e renda.

Cada grupo pode sugerir um item para a tabela da turma. Ajude-os nessa construção coletiva. É importante que os critérios sejam coerentes com a socioeficiência e de fácil identificação por eles.

Exemplos: Tem baixo custo? A empresa utiliza parte do dinheiro obtido com o produto para beneficiar algum grupo socialmente vulnerável? Tem baixo impacto ambiental? Sua embalagem é reciclável ou reutilizável?

reciclagem

3a Fase

Na hora do consumo, o impacto depende da forma como utilizamos o produto. Por exemplo, se o suco caseiro for tomado com açúcar e em copo plástico, seu impacto aumenta. De onde vem e para onde vai?

Na apresentação à turma, estimule-os a usar recursos audiovisuais variados.

tipo do impactotamanho do impacto

4a Fase

A destinação dos resíduos ou embalagens de produtos faz toda a diferença. Reciclar ou reutilizar diminui bastante o impacto. Rejeitar produtos com não sustentáveis pode ajudar.

elosdacadeia produtiva

Orientações

A relação dos estudantes com o consumo e o consumismo pode ser um elemento importante para iniciar a discussão. Com base na análise das ideias e na comparação entre os dois textos, você pode questioná-los para quais coisas eles se consideram consumidores e para quais são consumistas. A ideia aqui é que os estudantes percebam que podem ser ou não consumistas de determinados bens e objetos – roupas, por exemplo. Questionar a real necessidade de determinada marca em um produto, a questão do status que isso gera, principalmente na adolescência, também podem ser temas do debate.

Foco na BNCC

EF09CI13: A seção Pontos de vista promove uma reflexão relevante e necessária no âmbito da sustentabilidade, contribuindo para o desenvolvimento da habilidade

Competência geral 7: Também são mobilizados aspectos dessa competência, uma vez que a discussão possibilita que os estudantes exercitem a argumentação com base em fontes confiáveis de informação, para defender ideias que promovam o consumo responsável.

Foco nos TCTs

A seção Pontos de vista promove a reflexão e análise crítica sobre hábitos de consumo, consumo responsável e consumismo. Problematiza-se assim, a realidade dos estudantes, abordando o TCT Educação para o Consumo

Consumir ou não consumir? Eis a questão!

De modo geral o consumo está associado à satisfação de uma real necessidade, para sobrevivência ou bem-estar. Já o consumismo estaria ligado a um modo de vida e comportamento caracterizados por um exagero no consumo de bens ou serviços, em geral supérfluos. Quais os limites? Existem pontos de vista e aspectos diferentes sobre o assunto. Leia os textos com seu grupo, atentem para as partes grifadas, debatam as questões a seguir e socializem suas ideias com o restante da turma:

Texto 1

[...] O consumo pode ser entendido como uma variável decisiva em nossa sociedade, na qual diariamente consumimos produtos e objetos que nos completam como seres sociais. É por isso que faz sentido que a publicidade recorra à pesquisa de mercado para saber com mais precisão os hábitos dos possíveis consumidores, seus tabus, seus papéis sociais, seus comportamentos, seus rituais e para avaliar a potencialidade e as tendências do mercado [...]

COSTA, Maria I. L.; MENDES, Marcília L. G. C. A publicidade como ferramenta de consumo: uma reflexão sobre a produção de necessidades. Biblioteca online de ciências da comunicação, [s l.], [20--]. Disponível em: http://www.bocc.ubi.pt/pag/costa-mendes-a-publicidade-como -ferramenta-de-consumo.pdf. Acesso em: 20 maio 2022.

Texto 2

[...] As necessidades humanas básicas são indispensáveis para tornar a vida digna. A sociedade do consumo é uma realidade no modelo econômico em que estamos inseridos. Todavia, é necessário desenvolver uma cultura de consumo sustentável com vistas às necessidades das gerações presentes e futuras, reconhecendo os limites de recursos naturais do planeta. A inovação tecnológica deve ser explorada para se buscar o conforto material, sem a ansiedade de comprar por comprar, sem alimentar as fantasias do poder e sem a obrigação social do “Ter” em detrimento do “Ser”. [...] MOURA, Roldão A. Consumo ou consumismo: uma necessidade humana? Revista da Faculdade de Direito de São Bernardo do Campo, São Bernardo do Campo, v. 4, n. 1, 2018. Disponível em: http://www.mpsp.mp.br/portal/page/portal/documentacao_e_divulgacao/doc_biblioteca/bibli_servicos_ produtos/bibli_boletim/bibli_bol_2006/Rev-FD-SBC_v.24_n.1.01.pdf. Acesso em: 20 maio 2022.

Charge sobre o consumo excessivo de produtos.

Ronaldo Barata

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Orientações

Consumo ético, responsável e consciente

Um consumidor consciente deve fazer um exercício de reflexão constante antes de comprar produtos ou serviços:

O produto é seguro para a saúde? A empresa que o fabrica respeita os direitos dos seus trabalhadores e dos consumidores? Como é feita a publicidade desses produtos? Há respeito à diversidade humana? Esse objeto é mesmo necessário? O seu consumo é econômico ou não poluente? O material usado em sua fabricação é reciclável? Suas matérias-primas, ingredientes ou componentes são obtidos sem agredir o meio ambiente?

Além de incorporar esses questionamentos em sua vida, que tal discutir com seus colegas como disseminar o consumo consciente para suas famílias e a comunidades em que vivem?

Selos ambientais

Quando for a um mercado, ou mesmo quando estiver em casa, observe se algum produto apresenta ecorrotulagem ou rotulagem ambiental. Trata-se de um selo conferido a produtos que geram menos impactos ambientais que seus similares. Por exemplo, produtos que não contêm metais pesados, que utilizam materiais reciclados, eletrodomésticos ou processos poupadores de água e energia etc. Esses selos ou rótulos fornecem ao consumidor informações para orientá-lo a fazer suas escolhas de compra com maior compromisso e responsabilidade social e ambiental. Veja a seguir alguns exemplos. Procure em produtos de sua casa ou mercado, alguns desses tipos de selo.

Selo que identifica os produtos orgânicos.

1 De acordo com as informações presentes nos textos, responda às questões.

Símbolo de consumo baixo de energia para eletrodomésticos.

a) Vocês se sentem mais “completos” consumindo produtos e serviços de maneira consciente? Expliquem.

b) Que relação existe entre o modelo econômico brasileiro e a sociedade de consumo?

c) O consumismo pode ser reforçado pelo significado simbólico de sucesso e felicidade dado a certos produtos e serviços pelos meios de comunicação de massa? Como?

d) As redes sociais colaboram na disseminação desses “ideais”, aumentando a popularidade de quem faz mais postagens exibindo sinais de “prosperidade e sucesso”? Expliquem.

e) Nossas escolhas e comportamentos como consumidores trazem impactos sociais e ambientais? Expliquem.

Atividade complementar

Esta atividade possibilita expandir a discussão do consumismo para aspectos da saúde mental dos estudantes. O incentivo ao consumo exagerado feito pelas mídias e pelas redes sociais associado a diferenças socioeconômicas entre os estudante pode levá-los a condições de saúde mental como ansiedade e depressão, uma vez que, ao não ter condições para adquirir o produto da moda, o estudante pode se sentir inferiorizado e até mesmo sofrer bullying dos colegas com maior poder aquisitivo. Se desejar, indique a leitura do texto disponível no link a seguir e promova uma discussão a esse respeito com a turma.

• DUARTE, Felipe. Saúde mental nas redes sociais: o que ansiedade e consumo têm em comum? Instituto Federal de Referência em Internet e Sociedade, 30 set. 2019. Disponível em: https://irisbh.com.br/saude-mental-nas-redes -sociais-o-que-ansiedade-e-consumo-tem-em-comum/. Acesso em: 5 jun. 2022.

O artigo aborda como o excesso de informação na internet impacta na construção da autoestima e no desenvolvimento de transtornos como a ansiedade.

Com base na análise das imagens presentes na página, pode-se encaminhar uma discussão com os estudantes sobre a importância de se observar esses selos ambientais no momento da compra.

É importante também discutir o fato de os países e as populações com melhores condições econômicas consumirem mais, gerando mais impacto no ambiente, como a poluição.

Há ainda mais exploração de recursos naturais, aumentando as desigualdades, a miséria e a pobreza. Isso pode ser levado para a questão da renda das pessoas: quanto maior a renda, maior o consumo, e muitas pessoas não possuem renda nem para as necessidades básicas. Esse aspecto é fundamental para não reforçar a ideia de que todas as pessoas são consumistas; é importante conversar sobre a forma como o consumo se estabelece. A partir disso, podem-se explorar as questões apresentadas no texto relacionando consumo e ambiente.

½ Pontos de vista –Respostas

As respostas às questões propostas são pessoais, mas é importante que, após as discussões, os estudantes reconheçam em alguma medida que:

1. a) É impor tante que os estudantes entendam que é mais comum na nossa sociedade a discutível sensação de realização ou plenitude associada ao maior grau de consumo, e não ao fato de consumir de forma consciente.

b) Somos um país capitalista e o modelo econômico utiliza o grau de consumo como indicador de crescimento. Consequentemente, há incentivo ao consumo.

c) Sim, muitas pessoas associam sucesso, felicidade e realização ao poder de consumo.

d) Sim. A figura do influenciador digital como “profissão” surgiu nesse contexto, monetizando canais e redes sociais pelo número de seguidores/potenciais consumidores de produtos que apresenta.

e) Sim. O que escolhemos consumir e quanto consumimos tem impacto no uso de recursos, transporte, poluição, embalagens, resíduos, políticas das empresas etc.

Eletrobrás

Ministério da Agricultura

Orientações

Uma questão que pode ser trabalhada na abordagem do texto, além do desperdício de água, é o desperdício da água virtual, ou seja, a água utilizada para produzir determinado produto.

Por exemplo, para produzir uma folha de papel são gastos aproximadamente 10 litros de água. Para produzir uma camiseta são utilizados 2 000 litros de água. É importante destacar que, ao trocar ou jogar fora um produto, a água utilizada em sua produção também é eliminada.

Proponha aos estudantes que pesquisem a quantidade de água utilizada na produção de alimentos e utensílios comuns no cotidiano. Eles podem elaborar gráficos ou desenhos com as informações obtidas e montar um mural, além de produzir folhetos informativos sobre o tema para a comunidade.

Consumo sustentável

Trata-se de uma proposta mais ampla, pois além das inovações tecnológicas e das mudanças nas escolhas individuais de consumo, enfatiza ações coletivas e mudanças políticas, econômicas e institucionais que favorecem padrões e níveis de consumo mais sustentáveis.

Não se trata de propor apenas estratégias de ação, mas de alcançar uma meta. Não basta a preocupação com a tecnologia dos produtos e serviços e o comportamento individual. É preciso enfrentar e buscar formas de superação dos níveis desiguais de consumo, acesso e distribuição dos recursos. Tanto o “superconsumo” quanto o “subconsumo” causam degradação social e ambiental. Não existe sustentabilidade ecológica sem avanços em relação à justiça e à igualdade social. Em alguns lugares e classes sociais impera o desperdício, e em outros, a escassez.

[...] O Ministério do Meio Ambiente (MMA) desenvolve políticas públicas que visam promover a produção e o consumo sustentáveis. Produção sustentável é a incorporação, ao longo de todo ciclo de vida de bens e serviços, das melhores alternativas possíveis para minimizar custos ambientais e sociais. Já o consumo sustentável pode ser definido, segundo o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), como o uso de bens e serviços que atendam às necessidades básicas, proporcionando uma melhor qualidade de vida, enquanto minimizam o uso de recursos naturais e materiais tóxicos, a geração de resíduos e a emissão de poluentes durante todo ciclo de vida do produto ou do serviço, de modo que não se coloque em risco as necessidades das futuras gerações. [...]

BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Responsabilidade socioambiental. Brasília, DF, [20--]. Disponível em: https://antigo.mma.gov.br/responsabilidade-socioambiental.html. Acesso em: 28 fev. 2022.

Solo seco e quebradiço pela falta de água, Tailândia, 2019.Homem lava a calçada com mangueira. São Paulo (SP), 2007.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Mauricio Simonetti/Pulsar Imagens

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Linguagens Orientações

A influência da publicidade sobre o público infantojuvenil

Os efeitos da publicidade sobre crianças e jovens causam polêmica e envolvem interesses de grupos variados. Há os que defendem uma legislação mais rigorosa para proteger essa faixa etária que consideram mais vulnerável. Outros contestam essa vulnerabilidade ou acham que cabe à família orientar seus filhos para aprenderem a fazer escolhas.

O pequeno consumidor

[...] Como a própria palavra indica, a publicidade tem por objetivo tornar algo conhecido, neste caso, um produto. Para que isso aconteça, estudos e estratégias realizadas por especialistas que pesquisam o consumidor são realizados resultando em abordagens diversas.

Por exemplo, “Beba leite” é uma propaganda. Uma publicidade seria “beba leite da marca X”. Enquanto que o merchandising seria “consumir o leite da marca X” numa cena de novela ou durante um programa ou ainda distribuí-lo para um futuro público consumidor em um ponto de venda.

Essas ações estão diretamente relacionadas ao marketing, que é o estudo do público-alvo do produto em questão, resultando no estabelecimento de estratégias que tragam como resultado o aumento de venda do produto.

O marketing estuda o mercado procurando conhecer necessidades e desejos do consumidor. É a partir dos resultados desses estudos que campanhas publicitárias e até políticas são construídas [...].

QUALIDADE de vida, consumo e trabalho: Caderno do Professor. São Paulo: Unitrabalho; Brasília, DF: MEC, 2007. (Coleção Cadernos de EJA). Disponível em: http://portal.mec.gov.br/secad/arquivos/pdf/09_cd_pr.pdf. Acesso em: 28 fev. 2022.

1 Dividam-se em grupos e façam o que se pede.

a) Registre suas impressões sobre as propagandas e peças publicitárias dirigidas às crianças, em diferentes veículos (internet, desenhos, filmes, séries televisivas, outdoors, revistas etc.).

b) Já se sentiram impelidos a comprar determinado produto por influência da publicidade? Expliquem.

c) Pesquisem e registrem a importância da regulamentação da propaganda e publicidade direcionadas ao público infantojuvenil, bem como os avanços na legislação conquistados por outros países.

2 Dividam a sala em dois grandes grupos. O primeiro será favorável à restrição das propagandas e publicidade dirigidas às crianças. O outro será contra. Com a ajuda do professor, organizem um debate sobre o tema “Criança e consumo” aproveitando o trabalho dos grupos. Sugestões de temas:

a) Quanto tempo por dia, em média, as crianças e adolescentes passam diante de aparelhos eletrônicos?

b) Que tipo de problemas podem ocorrer quando crianças e adolescentes desejam produtos que os responsáveis não podem comprar?

c) A publicidade dirigida ao público infantojuvenil favorece hábitos alimentares e de consumo voltados para a saúde e sustentabilidade?

3 Analise a tirinha.

a) Você concorda com o personagem sobre qualquer pessoa ser “vítima“ da propaganda? Por quê?

b) Justifique sua opinião dando exemplos de sua realidade.

Para aprofundar

Para complementar a abordagem da atividade, você pode apresentar aos estudantes ou comentar a legislação para a publicidade infantil em diferentes países do mundo. Isso amplia a leitura de mundo dos estudantes e permite que eles percebam que as realidades podem ser diferentes em cada sociedade.

• RELAÇÕES Governamentais - O que é? In: Portal Criança e consumo. [S. l.:s. n.], c2017. Disponível em: https://crianca econsumo.org.br/relacoes-governamentais/. Acesso em: 14 maio 2022.

Foco na BNCC

Competências gerais 1, 2, 3 e 4: a seção Diálogo com Linguagens fomenta a prática de procedimentos de investigação científica, o exercício da curiosidade e a análise de questões para propor soluções.

Competências específicas de Ciências da Natureza 5 e 6: As atividades desta página permitem que o estudante tenha contato com diferentes formas de expressão, como tirinhas, textos e infográficos, para obter informações e sistematizá-las.

Uma sugestão para a abordagem do tema da seção Diálogo com Linguagens é o documentário Criança,aalma do negócio (Brasil, 2008, 50 min. Direção: Estela Renner), que está disponível gratuitamente em plataformas digitais e apresenta a relação que a criança possui com o consumismo e as marcas. Com base nas questões propostas nas atividades, os estudantes poderão refletir e discutir a influência da publicidade e propaganda no consumo. Poderão também identificar onde eles veem ou percebem propagandas e mensagens publicitárias: no celular, em sites, nas ruas, aplicativos, entre outros. Isso permite identificar as propagandas que passam despercebidas, por exemplo.

Uma outra ideia é trabalhar a questão da distribuição de produtos nos supermercados. Alguns exemplos são: a disposição de produtos para crianças em prateleiras baixas, para que possam alcançar e visualizar; produtos cotidianos, como pão, estarem no fundo do supermercado, obrigando o consumidor a passar por vários outros produtos para comprá-lo; ou as cores usadas nas embalagens, que despertam sensações diversas, como vontade de comer. Essas são algumas das estratégias mercadológicas utilizadas para incrementar as vendas. Essa atividade permite reflexões sobre a aplicação conceitual do tema e o desenvolvimento do senso crítico dos estudantes e do seu questionamento do cotidiano.

½ Diálogo com Linguagens – Respostas

1 e 2. As respostas são pessoais, mas espera-se que os estudantes expressem ideias que resultem da reflexão e análise crítica, reconhecendo a influência da propaganda e da publicidade sobre o desejo de consumir.

3. Respostas pessoais. É possível utilizar a tirinha para trabalhar a leitura inferencial, na medida em que os estudantes devem interpretá-la para responder às questões. Se houver dificuldades, faça uma leitura coletiva da tirinha, incentivando os estudantes a expressar suas opiniões.

Tirinha sobre consumismo.

BECK, Alexandre. Armandinho quatorze. São Paulo: Matrix, 2018.

Orientações

Auxilie os estudantes na leitura do gráfico. Você pode anotar na lousa as informações que eles descreverem a partir da análise do gráfico para facilitar a dinâmica. É importante dar espaço para que eles também discutam sobre como o alimento é desperdiçado e as medidas que poderiam ser tomadas para evitar isso. Destaque que as etapas associadas às perdas são globais e não exclusivas de determinadas nações. Ressalte também que a produção de alimentos está relacionada às práticas de um intenso consumismo vinculado ao atendimento de demandas superestimadas, como desejos de comer, e a desdobramentos importantes, como agravos à saúde e a desequilíbrios sociais: diabetes, hipertensão, aterosclerose, infartos e obesidade, por um lado, e desnutrição e fome, por outro.

O trabalho de análise de gráficos e tabelas diversos é essencial e proporciona o exercício da leitura inferencial. Com ajuda do professor de Matemática, explore outras possibilidades para ampliar essa habilidade com outros dados sobre o tema estudado.

Para aprofundar

• TEIXEIRA, Pedro Pinheiro. As relações entre diversidade e a discussão de temas controversos: desafios atuais para a escola. Revista e-Curriculum (PUC-SP), v. 16, 2018. Disponível em: https:// doi.org/10.23925/1809-3876.

2018v16i2p494-515. Acesso em: 23 maio 2022.

O artigo suscita reflexões e possibilidades sobre o trabalho pedagógico orientado para uma abordagem multicultural que favoreça a valorização da diversidade mesmo diante de controvérsias e polêmicas.

Foco na BNCC

Competências gerais 4 e 7: A abordagem do texto e a leitura do gráfico possibilitam aos estudantes utilizar diferentes linguagens para se expressarem e partilharem informações. Além disso, promovem a reflexão sobre consumo responsável e sobre posicionamento ético diante de questões.

O desperdício de alimentos

Calcula-se que aproximadamente um terço do que é produzido no mundo é desperdiçado. O problema agrava-se quando constatamos que até 2050 a produção de alimentos deveria ter um incremento de 60% para suprir a demanda. Veja no gráfico a seguir como o desperdício ocorre em diferentes etapas.

Além da perda econômica e do impacto ambiental, o desperdício de alimentos tem um aspecto extremamente perverso do ponto de vista social, considerando que milhões de pessoas passam fome no mundo.

Onde ocorre o desperdício de alimentos

Fonte: RECEITA para reduzir perda e desperdício de alimentos.

WRI Brasil, São Paulo, 26 set. 2017. Disponível em: https://wribrasil. org.br/pt/blog/2017/09/ receita-para-reduzir -perda-e-desperdicio -de-alimentos. Acesso em: 9 abr. 2022.

Para aprofundar

Porcentagem de alimentos que são perdidos ou desperdiçados

25%22%19%15%17%23%

Observação: os números estão arredondados e não somam 100 em algumas colunas.

Essa análise é importante para detectar onde ocorre o problema e, com isso, propor uma solução mais acertada. Por exemplo, se o desperdício é na manipulação e no armazenamento, deve-se buscar soluções no processo ou melhorias tecnológicas. Se ocorre no consumo, pode-se realizar campanhas de conscientização para a população, cursos de aprimoramento em restaurantes, entre outros. Acerca desse cenário preocupante, leia o texto a seguir sobre o desperdício de alimentos no Brasil:

[...] O Brasil tem altos níveis de perdas pós-colheita em cultivos de frutas, hortaliças e grãos, o que o coloca entre os 10 países que mais desperdiçam comida no mundo. Atualmente, garantir a segurança alimentar da população mundial é um dos principais desafios globais. Para a Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura, FAO, a população mundial se encontra em um nível alto de insegurança alimentar, já que um terço dos alimentos produzidos para consumo humano (cerca de 1,7 bilhão de toneladas) é perdido ou desperdiçado em todo o mundo. [...]

BASTOS, Aline. Embrapa discute relação de perdas e desperdícios com segurança alimentar e nutricional. Embrapa, Brasília, DF, 27 abr. 2015. Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/2771291/embrapa -discute-relacao-de-perdas-e-desperdicios-com-seguranca-alimentar-e-nutricional. Acesso em: 27 fev. 2022.

• ZARO, Marcelo. Desperdício de alimentos: velhos hábitos, novos desafios. Caxias do Sul, RS: Educs, 2018. Disponível em: https://www.ucs.br/site/midia/arquivos/e-book -desperdicio-de-alimentos-velhos-habitos.pdf Acesso em: 14 maio 2022.

O livro traz vários textos que auxiliam na reflexão sobre desperdício de alimentos.

• PET Engenharia Sanitária e Ambiental. Impactos da alimentação na sociedade e meio ambiente. Salvador, 12 nov. 2019. Disponível em: https://petesa.eng.ufba.br/blog/ impactos-da-alimentacao-na-sociedade-e-meio-ambiente. Acesso em: 14 maio 2022.

O texto traz informações sobre os impactos da alimentação na sociedade e no ambiente.

O custo ambiental da industrialização de alimentos

Os hábitos alimentares também podem ser geradores de forte impacto ambiental, seja pela quantidade de produtos consumidos, seja pela escolha dos tipos de alimento consumido.

Os alimentos industrializados demandam uma série de procedimentos antes de chegar ao consumidor, como processamento da matéria-prima, uso de produtos químicos, necessidade de embalagem, armazenamento específico etc. Tudo isso exige uma mobilização maior de recursos, maior gasto de energia e produção de resíduos.

Orientações

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Circuito Tela Verde CIRCUITO tela verde. Ministério do Meio Ambiente. Disponível em: https://www.gov. br/mma/pt-br/assuntos/ educacaoambiental/ cidadania-ambiental/ circuito-tela-verde-1. Acesso em: 3 jun. 2022. A seleção do Circuito Tela Verde traz filmes que convidam ao comprometimento com o meio ambiente, a sociedade e o futuro. A proposta é ampliar os espaços de debate e reflexão crítica acerca das questões socioambientais.

Coordene a atividade instigando os estudantes a relatar seus hábitos alimentares em casa e com os amigos em outros espaços de socialização. A leitura das embalagens é um momento importante, em que você pode retomar as discussões relacionadas à publicidade e a formas de atrair os consumidores, como cores, artes e até uso de personagens, por exemplo. Além disso, devem-se explorar as quantidades e tipos de ingredientes e quais estudantes conhecem ou não. A cartilha que deve ser desenvolvida na atividade pode ser montada com recorte e colagem e pode também ser digitalizada para a divulgação por meio de redes sociais, por exemplo, reduzindo seu impacto ambiental.

½ Atividades – Respostas

1. Resposta pessoal. Enfatize que todos devem ser respeitados e certifique-se de que não haja nenhum tipo de bullying com determinados relatos.

O milho pode ser adquirido na forma natural ou enlatado em conserva.

1 Você e sua família consomem mais alimentos naturais ou industrializados? Explique.

2 O ritmo de vida e o acesso aos tipos de alimento têm alguma influência no hábito alimentar? Explique.

3 Organizem-se em grupos e analisem duas embalagens de alimentos diferentes: uma de um produto industrializado (milho enlatado, caixa de biscoito, lata de refrigerante etc.) e outra de um produto não industrializado (fruta, verdura etc.). Pesquisem informações e esquematizem ou desenhem a cadeia produtiva de cada alimento recebido, do plantio até chegar à mesa. Pensem nos recursos usados em cada etapa da produção, desde água, solo, combustível, matéria-prima para embalagens, energia elétrica etc. e que tipo de interferência no ambiente cada etapa provoca. Ao final desse trabalho, analisem e justifiquem qual das duas cadeias causa os maiores impactos e como seria possível diminuí-los.

4 Pesquisem os nutrientes contidos em partes dos alimentos que normalmente não são aproveitados (por exemplo, a casca de uva).

5 Procurem receitas com o aproveitamento de alimentos e organizem a confecção de uma cartilha para a comunidade. Deem preferência a produtos regionais.

Para aprofundar

Para auxiliar na abordagem sobre os alimentos que são muito processados e sua interferência não somente no ambiente, mas também na saúde, você pode explorar o Guia alimentar para a população brasileira com os estudantes. Nesse guia, que cita indicações de alimentação saudável para a população, respeitando as regionalidades e particularidades do país, existe a diferenciação entre alimentos naturais, pro-

cessados e ultraprocessados. O texto alerta para a preferência de produtos frescos e naturais na alimentação.

• BRASIL. Ministério da Saúde. Guia alimentar para a população brasileira. Brasília: Ministério da Saúde, 2014. Disponível em: http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/ guia_alimentar_populacao_brasileira_2ed.pdf. Acesso em: 14 maio 2022.

2. Resposta pessoal. Os estudantes podem mencionar que ritmos de vida mais acelerados e menor acesso à alimentação estão relacionados a hábitos alimentares menos saudáveis, como o consumo de fast-food etc.

3. Respostas pessoais. espera-se que os estudantes percebam que a cadeia produtiva dos produtos industrializados exerce maior impacto ambiental por conta do uso de matéria-prima, transporte, embalagens, energia etc. Estratégias como compra direta com os produtores, reutilização de embalagens, reciclagem, logística reversa, descarte adequado etc. podem ajudar a diminuir esses impactos.

4. Resposta pessoal. É importante que os estudantes compreendam que diversas partes de alimentos que normalmente são jogadas fora são nutritivas e poderiam ser aproveitadas.

5. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes busquem receitas que possam ser incluídas no dia a dia.

Avaliação

Diagnóstico: As atividades permitem mobilizar e avaliar conceitos e habilidades referentes às atitudes ligadas ao consumo no contexto da alimentação.

Estratégia: Caso haja dificuldades, organize uma roda de conversa na turma para leitura oral da proposta de cada atividade, tirando dúvidas e dando orientações complementares.

Olena Zaskochenko/Shutterstock.com

Orientações

Nos questionamentos sobre lixo eletrônico, as respostas são pessoais, mas deve-se encaminhar a discussão para o consumo racional e consciente de eletrônicos e o cuidado com seu descarte. Explore com os estudantes da turma outros exemplos de suas realidades acerca da obsolescência programada.

O vídeo História das coisas, feito com desenhos, aborda o tema da sociedade de consumo, extração da matéria, confecção do produto, venda, descarte de resíduos etc. de maneira didática e crítica. Ele pode ser encontrado legendado ou dublado na internet. Produzido nos Estados Unidos por Louis Fox e narrado por Annie Leonard, tem duração de cerca de 20 minutos.

Exiba antes de passar para a turma. Destaque trechos e promova um debate após a exibição.

Tudo que é bom dura pouco?

Quando falamos em consumo, não há como esquecer dos artefatos eletrônicos, objetos de desejo da maioria da população mundial. Eles são os exemplos típicos da obsolescência programada, ou seja, a tática de fabricar um produto para se tornar obsoleto ou não funcional depois de um certo tempo calculado, levando o consumidor a comprar um produto novo em substituição.

Essa “vida” curta, além de pressionar a população a comprar cada vez mais, causa um grave problema ambiental: o acúmulo de lixo eletrônico. Grande parte desse resíduo poderia ser reaproveitada, porém o custo torna a operação economicamente inviável nos dias de hoje.

E revela uma prática nociva do ponto de vista socioambiental: países ricos que despejam o lixo eletrônico que produzem nos territórios de países pobres. É o caso de centenas de milhares de toneladas de aparelhos eletrônicos provenientes dos Estados Unidos e da Europa que são anualmente despejados em Gana, na África, agravando a situação de insalubridade já comum em regiões de baixa cobertura de saneamento básico.

Reflita:

• Ajudamos a produzir lixo eletrônico? Avaliamos a real necessidade de compra ou troca de aparelhos eletrônicos?

• Pegamos emprestado ou alugamos aparelhos/equipamentos que não usamos com frequência em vez de comprá-los?

• Consertamos produtos em vez de descartá-los e substituí-los por novos?

• Descartamos em coletores próprios esse tipo de resíduo?

Lixo eletrônico em Gana, 2018.

Gioia Forster/picture alliance/Getty Images

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável – ODS

Todas as reflexões que fizermos são necessárias para buscar e efetivar ações que promovam o desenvolvimento sustentável. Essa é uma preocupação mundial.

Em 2015, a Cúpula das Nações Unidas sobre o Desenvolvimento Sustentável assumiu uma agenda coletiva composta de 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) e 169 metas a ser atingidos até 2030. O Brasil é um dos países que se comprometeram com essa agenda. O desafio é integrar os três pilares do desenvolvimento sustentável: social, econômico e ambiental.

Objetivo 1: Acabar com a pobreza em todas as suas formas, em todos os lugares;

Objetivo 2: Acabar com a fome, alcançar a segurança alimentar e melhoria da nutrição e promover a agricultura sustentável;

Objetivo 3: Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades;

Objetivo 4: Assegurar a educação inclusiva e equitativa de qualidade, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos;

Objetivo 5: Alcançar a igualdade de gênero e empoderar todas as mulheres e meninas;

Objetivo 6: Assegurar a disponibilidade e gestão sustentável da água e saneamento para todos;

Objetivo 7: Assegurar o acesso à energia confiável, sustentável, moderna e barata para todos;

Objetivo 8: Promover o crescimento econômico sustentado, inclusivo e sustentável, emprego pleno e produtivo e trabalho decente para todos;

Objetivo 9: Construir infraestruturas resilientes, promover a industrialização inclusiva e sustentável e fomentar a inovação;

Objetivo 10: Reduzir a desigualdade dentro dos países e entre eles;

Objetivo 11: Tornar as cidades e os assentamentos humanos inclusivos, seguros, resilientes e sustentáveis;

Objetivo 12: Assegurar padrões de produção e de consumo sustentáveis;

Objetivo 13: Tomar medidas urgentes para combater a mudança climática e seus impactos;

Objetivo 14: Conservação e uso sustentável dos oceanos, dos mares e dos recursos marinhos para o desenvolvimento sustentável;

Objetivo 15: Proteger, recuperar e promover o uso sustentável dos ecossistemas terrestres, gerir de forma sustentável as florestas, combater a desertificação, deter e reverter a degradação da terra e deter a perda de biodiversidade;

Objetivo 16: Promover sociedades pacíficas e inclusivas para o desenvolvimento sustentável, proporcionar o acesso à justiça para todos e construir instituições eficazes, responsáveis e inclusivas em todos os níveis;

Objetivo 17: Fortalecer os meios de implementação e revitalizar a parceria global para o Desenvolvimento sustentável

CAIRES, Taísa (ed.). Caderno de atividades de educação para sustentabilidade. São Bernardo do Campo: Fundação Espaço ECO, 2019. p. 21. Disponível em: https://www.espacoeco.org.br/wp-content/uploads/2020/01/ Caderno-de-Atividades-de-Educacao-para-Sustentabilidade_final.pdf. Acesso em: 28 fev. 2022.

Orientações

Cada um dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável representa muitas possibilidades de desdobramentos de atividades, explorando-se as metas globais e nacionais, por exemplo. Os estudantes podem pesquisar o que vem sendo de fato implementado para alcance dos ODS e escolher, em grupos, um deles para aprofundar, sugerindo atividades que possam ser feitas em articulação com a comunidade. É possível e desejável explorar os ODS, por exemplo, como os que destacam a Igualdade de gênero (5) e a Cultura de paz (16). Um trabalho a partir desses ODS pode ser ponto de partida para problematizar na escola e na comunidade o número crescente de casos de violência de gênero resultando em grande quantidade de homicídios. Que tal promover ações com vistas à valorização e visibilidade positiva da imagem feminina? Um debate com mulheres cientistas ou a participação da escola em programas que incentivam a presença de meninas na ciência seria muito produtivo nesse sentido.

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável no Brasil Disponível em: https://brasil.un.org/ pt-br/sdgs. Acesso em: 12 abr. 2022.

Da mesma forma, a escola também não pode se furtar a combater a violência contra a população LGBTQIA+ (sigla de Lésbicas, Gays, Bissexuais, Travestis, Transexuais e Transgêneros, Queer, Intersexuais, Assexuais e outros). Um número significativo de estudantes sofre violência física e emocional por sua orientação sexual. Outras práticas nocivas como bullying e cyberbullying, racismo, abuso e maus-tratos, intolerância religiosa e outras visões e práticas sociais deformadas e que atentam contra a dignidade e segurança humana podem e devem ser problematizadas na escola.

Organização das Nações Unidas

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da Organização das Nações Unidas (ONU).

Orientações

Inicie a atividade encaminhando a discussão para o consumo racional e consciente de eletrônicos e o cuidado com seu descarte, por meio das perguntas propostas no início desta página. Se for possível, você pode propor que os estudantes façam o teste:

• TESTE do consumo consciente. Intituto akatu. [S. l.: s. n.] Disponível em: https://tcc.akatu. org.br. Acesso em: 14 maio 2022. É importante lembrar na discussão que a questão financeira interfere no consumo de produtos classificados como ambientalmente corretos, porque muitas vezes eles têm seus preços superexplorados em razão do marketing e da propaganda envolvida.

Assim, além de debater condutas individuais com relação ao tema da pesquisa, pode-se discutir como a indústria alimentícia e as ações governamentais podem facilitar o acesso das camadas mais humildes da população a esses produtos, implementando, por exemplo, ações de incentivo a pequenos produtores locais, compartilhamento de produtos, fortalecimento de comunidades de artesãos, entre outras medidas.

½ Formação cidadã –Respostas

1. Não. O desenvolvimento sustentável pressupõe o uso e consumo racional e consciente dos recursos naturais.

2. R esposta variada, mas espera-se que os estudantes incluam características relacionadas à reflexão, racionalidade, responsabilidade socioambiental etc.

3. Ar ticule-se com professores de outros componentes curriculares para orientar os estudantes na elaboração da cartilha.

No caminho para o consumo consciente

Pesquisa feita em 2018 revelou que houve crescimento na adesão a práticas de consumo consciente no Brasil, ainda que de maneira eventual e não contínua.

[...] O brasileiro prefere claramente o caminho da sustentabilidade ao do consumo. Em um conjunto de alternativas oferecidas aos entrevistados em 10 temas distintos, ao expressar os dez principais desejos dos brasileiros, estão entre os sete primeiros uma clara expressão de preferência por alternativas que caminham para a sustentabilidade. Enquanto o primeiro lugar é ocupado pelo desejo de “estilo de vida saudável”, o segundo lugar indica o desejo pelo “carro próprio” (consumo).

Os três itens seguintes indicam preferência por caminhos da sustentabilidade: “água limpa, preservando fontes”, “alimentos saudáveis, frescos e nutritivos”, “tempo para pessoas que gosto”. [...] Os consumidores valorizam, segundo a pesquisa, empresas que cuidam mais das pessoas. Entre as oito principais causas que mais mobilizam o consumidor a comprar um produto de determinada marca, cinco estão ligadas ao cuidado com pessoas: atuar no combate ao trabalho infantil; tratar funcionários da mesma forma, independentemente de raça, religião, sexo, identidade de gênero ou orientação sexual; investir em programas de contratação de pessoas com deficiência; contribuir para o bem-estar da comunidade onde está localizada; e oferecer boas condições de trabalho. [...]

Agora realizem, em grupos, as atividades propostas.

1 É possível avançar no desenvolvimento sustentável sem discutir o consumismo de nossa sociedade? Expliquem.

2 Que características um consumidor responsável deve ter?

3 Elaborem uma cartilha de consumo responsável com dicas para o dia a dia, envolvendo energia elétrica, água, alimentos, descarte de resíduos, meios de transporte etc. Ela deve ser revisada, ilustrada, e pode ser reproduzida para a distribuição na escola e comunidade.

Para aprofundar

• PRIMEIROS Passos, seu guia para trilhar o consumo consciente. In: Instituto akatu. [S. l.: s. n.], 12 nov. 2021. [S. l.: s. n.], 2014. Disponível em: https://akatu.org.br/primeiros-passos -seu-guia-para-trilhar-o-consumo-consciente-esta-no-ar/. Acesso em: 8 jul. 2022.

Na página são encontradas dicas dos primeiros passos para se alcançar o consumo sustentável.

• WWF. Cartilha para o consumidor responsável. Disponível em: https://wwfbr.awsassets.panda.org/down loads/cartilha_para_o_consumidor_responsavel___wwf_ brasil_1.pdf. Acesso em: 8 jul. 2022.

A cartilha traz dicas de como ser um consumidor responsável.

PESQUISA Akatu 2018 traça Panorama do Consumo Consciente no Brasil. Instituto Akatu, São Paulo, 25 jul. 2018. Disponível em: https://akatu.org.br/pesquisa-akatu-2018-traca-panorama-do-consumo-consciente-no-brasil/. Acesso em: 27 fev. 2022.

Recipientes para coleta seletiva de lixo, Dourados (MS), 2018.

Cesar Diniz/Pulsar Imagens

Consumo e resíduos

Além da reflexão sobre a real necessidade de consumo, o destino dado aos resíduos produzidos é uma questão essencial no caminho para a sustentabilidade. A proposta dos 5 Rs vem trazer alternativas para o enfrentamento do problema. É importante notar a hierarquia entre os Rs. É melhor repensar e reduzir antes, do que reutilizar ou reciclar depois.

1o R – Repensar antes de adquirir algo novo, avaliando se ele realmente é necessário ou se existe alternativa mais sustentável.

2o R – Recusar produtos e serviços que agridam a saúde e o meio ambiente, conduta essencial na meta para a sustentabilidade.

3o R – Reduzir o consumo e, consequentemente, a produção de resíduos – evitar o desperdício, o consumismo desenfreado e embalagens desnecessárias.

4o R – Reutilizar objetos e materiais – devolver garrafas de vidro às fábricas; usar o verso da folha de papel para rascunho; reutilizar frascos para armazenamento; utilizar sacolas retornáveis; trocar e doar roupas, sapatos e livros usados etc.

5o R – Reciclar materiais como alumínio, plástico e vidro, dentre outros – isso evita o consumo de mais matéria-prima, reduz a poluição do solo e da água, diminui o volume de resíduos e gera trabalho e renda.

Orientações

Na abordagem sobre os 5 Rs, é importante colocar exemplos atuais e práticos para que os estudantes compreendam as diferenças entre eles. Um assunto bastante atual que pode ser utilizado nesse sentido é o uso de canudos plásticos descartáveis. Eles têm uma duração de uso de até 15 minutos e levarão muitos anos para se decompor na natureza, poluindo rios e mares, causando danos, para os animais principalmente. Esse é um exemplo de material cujo uso se pode repensar, recusar e, com isso, reduzir a quantidade de plástico descartado. Você pode propor que os estudantes pensem em outros materiais descartáveis que poderiam ser substituídos ou não utilizados para reduzir a quantidade de resíduos descartados. Em alguns estados e municípios do Brasil, os estabelecimentos comerciais já estão proibidos por lei de utilizar canudos descartáveis de plástico. Sugira à turma que pesquise se isso ocorreu onde moram.

½ Formação cidadã –Respostas

1. Resposta pessoal. Em conjunto com a turma, você pode elaborar uma campanha de coleta de materiais recicláveis na escola.

2. Auxilie os estudantes na pesquisa. Uma ideia interessante de colaboração é disponibilizar o espaço da escola para que a comunidade faça o descarte de materiais recicláveis e checar a possibilidade de cooperativas recolherem esses materiais periodicamente no local.

1 Pesquisem as formas concretas e possíveis de aplicar os 5 Rs na sua casa e escola. Que tal organizar um evento coletivo envolvendo a comunidade?

2 Há coleta seletiva e cooperativas de reciclagem na região? Busquem informações e vejam como colaborar com essas iniciativas.

Foco na BNCC

Competências específicas de Ciências da Natureza 5 e 8: As atividades desenvolvem aspectos dessas competências, pois estimulam a argumentação e incentivam os estudantes a defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental e a recorrer aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões frente a questões socioambientais.

Competências gerais 7 e 9: São mobilizados aspectos das competências, uma vez que a discussão possibilita que os estudantes exercitem a argumentação com base em fontes confiáveis de informação, para defender ideias que promovam o consumo responsável. O trabalho em grupo promove a cooperação entre os estudantes.

Foco nos TCTs

A seção Formação cidadã possibilita que os estudantes problematizem a relação entre o consumo consciente e produção/ destinação de resíduos. Estimula o protagonismo estudantil e mobilização da comunidade com eventos, campanhas e confecção de material informativo. Com isso, trabalha o TCT Educação para o Consumo

Reutilização de pneus para fazer uma jardineira. Rio das Ostras. (RJ), 2018.

Chico Ferreira/Pulsar Imagens

Orientações

Para além da definição apresentada no texto sobre povos e comunidades tradicionais, é importante comentar como esses grupos sofrem preconceito e pressão para reprimir e abandonar suas culturas e modo de vida. Explore também sua relação com a terra, que não é apenas de exploração, mas também de vínculo para a subsistência e de aplicação de práticas mais sustentáveis. A utilização de vídeos e documentários pode auxiliar a mostrar para os estudantes diferentes realidades. É fundamental também ressaltar os aspectos culturais e o conhecimento acumulado nos grupos quilombolas, nações indígenas e caiçaras. Esse conhecimento deve ser valorizado e registrado para as próximas gerações.

Foco na BNCC

EF09CI12: O tópico “Sustentabilidade e povos tradicionais” possibilita discutir a relação positiva e benéfica entre a preservação da biodiversidade e dos processos naturais nas Unidades de Conservação com a permanência das populações tradicionais em seus interiores, mantendo sua cultura e modo de vida.

Sustentabilidade e povos tradicionais

Já vimos que existem categorias de Unidades de Conservação de Uso Sustentável

Povos e comunidades tradicionais: grupos culturalmente diferenciados e que se reconhecem como tais, que possuem formas próprias de organização social, que ocupam e usam territórios e recursos naturais como condição para sua reprodução cultural, social, religiosa, ancestral e econômica, utilizando conhecimentos, inovações e práticas gerados e transmitidos pela tradição. (Decreto Federal no 6.040 de 7 de fevereiro de 2000.)

Essas UCs admitem a presença de moradores e buscam compatibilizar a conservação da natureza com o uso sustentável dos recursos naturais.

Para a gestão adequada dessas UCs é importante garantir a participação das comunidades que residem nelas ou no entorno.

Conciliar os esforços de conservação e ao mesmo tempo garantir a sobrevivência econômica de povos e comunidades tradicionais, cuja vida está diretamente ligada ao ambiente natural, é um dos desafios da sustentabilidade socioambiental. Embora apresentem diferenças étnicas e culturais, todos esses grupos têm em comum uma história de baixo impacto ambiental na terra onde vivem há muitas gerações e o interesse em manter ou recuperar o controle sobre o território.

Veja a seguir os exemplos de povos e comunidades tradicionais vivendo em áreas de UC.

Quilombolas

Chamamos de povos de quilombos, ou populações quilombolas contemporâneas, as comunidades remanescentes dos antigos quilombos. Os quilombos originais eram núcleos organizados em áreas rurais e urbanas por todo o país, formados por negros escravizados fugidos no período entre os séculos XVI e XIX. Representavam uma forma de resistência à escravização e opressão. Também eram aceitos nos quilombos negros recém-libertos e pessoas de outros grupos perseguidos e excluídos pela sociedade. Depois da abolição da escravatura (1888), grande parte preferiu continuar nos povoados que formaram.

Para aprofundar

Você sabe o que é racismo ambiental?

As questões ambientais também podem se relacionar com discriminação racial. Que tal saber mais sobre esse tema e articular-se com colegas de outros componentes curriculares para desenvolver um projeto? Recomendamos como fontes de consulta:

• SANTOS, Teresa. Racismo ambiental: o que é isso? In: MUSEU da vida, invivo. Rio de Janeiro, 13 maio 2022. Disponível em: http://www.invivo.fiocruz.br/sustentabilidade/ racismo-ambiental/.

• FERNANDES, Fernanda. O que é racismo ambiental e por que falar sobre isso na escola. In: MULTIRIO, Prefeitura do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 27 out. 2021. Disponível em: http://www.multirio.rj.gov.br/index.php/leia/repor tagens-artigos/reportagens/17388-o-que-%C3%A9-ra cismo-ambiental-e-por-que-falar-sobre-isso-na-escola. Acessos em: 25 jun. 2022.

Rainha do Maracatu no quilombo do Campinho comemora o XVIII Encontro da Cultura Negra. Paraty (RJ), 2016.

Edson Sato/Pulsar Imagens

Povos indígenas

São constituídos pelos descendentes dos povos que já habitavam o Brasil antes da chegada dos europeus no século XVI. Estima-se que, originalmente, fossem mais de mil povos, somando entre 2 e 4 milhões de pessoas.

Atualmente, encontramos no território brasileiro cerca de 300 povos, com culturas e línguas distintas. Ainda que muitos povos indígenas estabeleçam relações com os não indígenas, lutam para conservar suas identidades e tradições culturais e étnicas diferenciadas.

Caiçaras

São denominados caiçaras os membros de comunidades étnico-culturais organizadas principalmente no litoral dos estados do Rio de Janeiro, São Paulo, Paraná e Santa Catarina.

Essas comunidades incorporaram tradições e hábitos culturais dos indígenas, dos colonizadores portugueses e, em menor grau, de negros africanos que foram escravizados.

Desenvolvem até hoje atividades de agricultura itinerante, pesca, extrativismo vegetal e artesanato.

O nome dessa comunidade tradicional, “caiçara”, origina-se da língua indígena tupi-guarani (“caa” = pau, mato + “içara” = armadilha). Trata-se de um tipo de armadilha usada na pesca artesanal, feita de galhos entrelaçados.

Muitas comunidades tradicionais são vítimas de violência, preconceito e discriminação, incluindo o racismo. Conhecer e valorizar sua cultura e a diversidade é parte importante do processo de combate a essas práticas e comportamentos criminosos.

• Pesquisem outros povos e comunidades tradicionais que vivem no Brasil. Com o auxílio dos professores de Geografia e História, localizem os territórios e as Unidades de Conservação onde vivem, seus aspectos culturais e históricos.

• Se possível, combinem uma visita para entrevistar ou conhecer algum grupo em sua região.

Orientações

É importante trabalhar com os estudantes o conceito de populações tradicionais, quem são elas e a importância de manter seus modos de vida e cultura. Segue a sugestão de dois textos que podem auxiliar nessa abordagem:

• UNIDADES de conservação no Brasil. Quem são as populações tradicionais? In: INSTITUTO Socioambiental. [S. l: s. n.], c2016. Disponível em: https://uc.socioambiental.org/ territorios-de-ocupacao-tradicio nal/quem-sao-as-populacoes-tra dicionais.

• BRASIL. Ministério da Cidadania. Povos e comunidades tradicionais. Brasília, c2017 Disponível em: http://mds.gov.br/assuntos/ seguranca-alimentar/direito-a -alimentacao/povos-e-comuni dades-tradicionais.

Acessos em: 14 maio 2022.

Para aprofundar

• PEREIRA, Bárbara Elisa; DIEGUES, Antônio Carlos. Conhecimento de populações tradicionais como possibilidade de conservação da natureza: uma reflexão sobre a perspectiva da etnoconservação. DeMA, v. 22, 2010. Disponível em: https://revistas.ufpr.br/made/ar ticle/view/16054. Acesso em: 12 maio 2022.

Artigo que traz informações sobre populações tradicionais.

Cacique ensina crianças do povo indígena kalapalo (tradição oral), diante da Casa dos Homens, na Aldeia Aiha. Parque Indígena do Xingu (MT), 2018.

Pescador prepara barco para entrar no mar. São Miguel dos Milagres (AL), 2015.

Museu Caiçara, Ubatuba (SP)

Rua Pescador Antônio Athanásio da Silva, 273 – Itaguá, Ubatuba, (SP). Museu que conta um pouco da cultura caiçara, com objetos, esculturas e fotos antigas.

Fabio Colombini

MaFelipe/iStockphoto.com

Orientações

A atividade de júri , proposta na atividade da página 101, simulado deve ser bem orientada e estruturada para que os estudantes compreendam sua dinâmica e não assumam posturas de contrariedade, agressão, preconceito, não aceitação e desrespeito em relação aos colegas, seus posicionamentos e falas. Além dos textos apresentados no Livro do Estudante, você pode propor a eles que pesquisem mais informações sobre o tema na internet. Estimule-os a encontrar outras reportagens, documentários ou textos referentes ao caso. Com isso, terão mais elementos para discutir e argumentar durante o desenvolvimento da atividade.

As regras delimitadas para o debate no júri podem ser anotadas na lousa e intermediadas por um dos estudantes ou por você. A questão do respeito às opiniões e principalmente do exercício de escutar opiniões contrárias e formular respostas. Logo, fique atento para corrigir eventuais comportamentos inadequados por parte dos estudantes durante a atividade.

Para complementar a discussão sobre sustentabilidade e Unidades de Conservação, você pode chamar a atenção para qual mundo deixaremos para as futuras gerações e como o desperdício e o esgotamento dos recursos podem inviabilizar determinadas atividades ou a sobrevivência de populações em diferentes locais do mundo.

Foco na BNCC

EF09CI12 e Competências específicas de Ciências da Natureza 1, 2, 3, 4 e 5: A atividade possibilita compreender a Ciência como empreendimento humano, investigar causas, analisar e entender características dos processos que envolvem o estabelecimento das Unidades de Conservação, seu papel na preservação e conservação ambiental, as populações humanas envolvidas e suas atividades –neste caso, os apanhadores de sempre-vivas. Além disso, propicia aos estudantes construir argumentos com base em dados, informações e evidências pesquisadas.

UC e a sociedade

A criação e a posterior gestão das UCs envolvem, além de problemas ambientais, dificuldades de ordem econômica, social e principalmente política. Não são raros os conflitos entre as populações locais, proprietários de terras, empresários, ambientalistas e membros do poder público envolvidos na proposta de criação ou gestão dessas áreas.

Há regiões onde os conflitos chegam ao ponto de violência extrema causando até mortes. Leia um exemplo a seguir.

Apanhadores de sempre-vivas

Nas encostas da Serra do Espinhaço, em Minas Gerais, residem há séculos comunidades tradicionais de quilombolas, caboclos e brancos. Eles sobrevivem da agricultura e da coleta de frutos e flores. Todos se reconhecem como apanhadores de sempre-vivas, colhidas em campos de uso comum e que possuem grande valor no mercado de flores ornamentais. Esse nome popularizou-se porque, depois de colhidas e secas, conservam sua forma e coloração.

No começo dos anos 2000, parques estaduais e nacionais de proteção integral foram criados nessas áreas. Os conflitos entre os órgãos ambientais e as comunidades ampliaram-se em 2007, após a proibição de atividade extrativista no interior dos parques, onde se encontram os principais campos de sempre-vivas.

A consulta pública foi realizada, mas considerada inadequada por muitos. E o acesso dos apanhadores de flores foi impedido. Essas comunidades lutam até hoje por seu modo de vida e território.

Seguem dois textos sobre o caso:

[...] para a apanha, ou coleta de flores sempre-vivas, e para o manejo do gado rústico e de animais de carga nos campos. Eles costumavam arranchar, ou seja, dormir em ranchos, construídos em geral com matérias-primas que lá encontram com facilidade, como madeira e folha de palmáceas. Também era comum dormirem nas lapas (grutas nas formações rochosas), utilizando colchões feitos com capins nativos da serra. [...]

Algumas lapas, inclusive, recebem os nomes das famílias que tradicionalmente ali se estabeleciam para a apanha das flores, atividade que podia recrutar todos os membros de uma mesma família.

Coletor de sempre-viva no Parque Nacional das Sempre-Vivas. Diamantina (MG), 2013.

Andre Dib/Pulsar Imagens

Nos últimos 16 anos, foram criados uma estação ecológica e seis parques – dos quais cinco são estaduais (Rio Preto, Serra Negra, Pico do Itambé, Biribiri e Serra do Cabral); e um é federal (Sempre-Vivas). [...]

A criação dos parques se deu sem consulta pública ou qualquer forma de participação social local. A implantação dessas unidades de proteção integral vem sendo realizada desconsiderando-se as formas tradicionais de uso e apropriação territorial e violando os direitos referentes a comunidades tradicionais previstos na legislação brasileira.

[...] Segundo membros das comunidades, as dificuldades econômicas pelas quais estão passando decorrem da criação dos parques e da fiscalização ambiental severa, muitas vezes hostil. Ressaltam que ficaram sabendo da existência das UCs após a sua criação com o advento das proibições. [...]

MONTEIRO, Fernanda Testa; FÁVERO, Claudenir. A luta dos(as) apanhadores(as) de flores sempre-vivas frente à expropriação territorial provocada por unidades de conservação de proteção integral da natureza. AS – PTA: agricultura familiar e agroecologia. Agriculturas, [s. l.], 2011. Disponível em: http://aspta.redelivre.org.br/ files/2019/09/Art-6-Agriculturas_DEZ2011.pdf. Acesso em: 27 fev. 2022.

[...] Atualmente, os apanhadores de flores lutam pelo seu reconhecimento cultural e econômico com vínculos territoriais demandando o direito de acesso e uso dos recursos dos quais dependem para manter seu modo de vida tradicional. Os apanhadores de flores estão organizados na CODECEX (Comissão em Defesa dos Direitos das Comunidades Extrativistas Apanhadoras de Flores Sempre-Vivas), que luta pela recategorização do Parque Nacional das Sempre-vivas para uma Reserva de Desenvolvimento Sustentável (RDS) reconhecendo o direito à coleta de flores como prática tradicional.

[...] Há indícios de que a atual conservação da região é fruto do trabalho realizado de forma sustentável pelas comunidades ali presentes, principalmente por meio do manejo sustentável das flores, do saber tradicional ligado às fases de vida das flores, coleta e os saberes ligados à produção sustentável de alimentos para subsistência, como nas roças. Isso serve de forte mensagem na luta dos apanhadores de flores para que seu direito de uso seja garantido.

“Nós somos a favor da preservação da natureza e fizemos isso a vida inteira, tanto que eles acharam isso aqui bem cuidado e quiseram fazer um parque. A questão é que nós não queremos ser excluídos da preservação.”

(Morador da serra)

APANHADORES de sempre-vivas. Portal Ypadê, Brasília, DF, 14 jul. 2016. Disponível em: http://portalypade.mma.gov.br/apanhadores-de-sempre-vivas-caracteristicas. Acesso em: 12 abr. 2022.

Apanhadores de sempre-vivas

Disponível em: http:// portalypade.mma. gov.br/apanhadores. Acesso em: 14 jun. 2022. Portal do governo que apresenta artigos que tratam dos apanhadores de sempre-vivas.

Sempre Viva https://www. canalsaude.fiocruz. br/canal/videoAberto/ Sempre-VivaCAE-0007. Canal Saúde, Fundação Oswaldo Cruz, 24 min. Disponível em: www.canal. fiocruz.br/video/index. php?v=Sempre-VivaCAE-0007. Acesso em: 14 jun. 2022. Curta-metragem que aborda a luta de populações tradicionais do Vale do Espinhaço (MG).

Orientações

O uso do júri simulado como atividade para abordar questões ambientais pode trazer vários elementos para a aprendizagem dos estudantes, não somente quanto a questões ambientais, mas também sobre como se posicionar diante de temas polêmicos, como formar e usar argumentos, ouvindo e pesquisando lados positivos e negativos.

• ALBUQUERQUE, Carolina; VICENTINI, Juliana de Oliveira; PIPITONE, Maria Angélica Penatti. O júri simulado como prática para a educação ambiental crítica. Rev. bras. Estud. pedagog. (on-line), Brasília, v. 96, n. 242, p. 199-215, jan./abr. 2015. Disponível em: https://www.scielo. br/j/rbeped/a/Dv56LXXNMbR qftwS3VYk5Mq/?format=pdf.

Acesso em: 23 maio 2022.

O texto traz mais esclarecimentos sobre esse tipo de prática no ensino de Ciências.

Mais importante que o resultado do júri é a vivência do processo, quando competências e habilidades socioemocionais e cognitivas dos estudantes são ampliadas. Contudo, é essencial atentar para a consistência conceitual e à conduta ética, pautada no respeito aos direitos humanos, das argumentações utilizadas pelos grupos.

Foco na BNCC

1 Com a ajuda do professor, organizem um júri simulado. Formem subgrupos representando os diferentes atores envolvidos no conflito (a comunidade tradicional, os ambientalistas, os representantes do governo local e federal, o júri e o juiz).

Pesquisem informações, legislação, casos semelhantes e selecionem argumentos para defender suas posições. Escolham quem vai ser o(a) juiz(a), membros do júri, advogados, testemunhas etc.

Determinem o tempo e as regras de exposição dos argumentos e a deliberação final pelo júri a favor do grupo que apresentar argumentos considerados mais consistentes.

Avaliação

Diagnóstico: Nesta atividade são mobilizadas competências e habilidades , bem como o domínio de conceitos que embasarão os argumentos no júri.

Estratégia: Se perceber dificuldades, reforce as orientações para pesquisa em fontes confiáveis e organize com a turma um roteiro para a apresentação dos grupos, bem como os critérios de avaliação, coavaliação e autoavaliação, estimulando a autonomia e metacognição dos estudantes

Competências gerais 9 e 10: São trabalhadas parcialmente as competências gerais 9 e 10, uma vez que incentiva os estudantes a exercitar a empatia, o diálogo, a resolução de conflitos e a cooperação, de modo que se respeitem e promovam o respeito ao outro e aos direitos humanos. Os estudantes também são incentivados a agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários. Competência específica de Ciências da Natureza 8: A atividade mobiliza aspectos da competência específica 8 ao recorrer aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões frente a questões socioambientais, com base em princípios éticos, democráticos, sustentáveis e solidários.

Orientações

Explore os exemplos de Unidades de Conservação apresentados no texto. Se possível, mostre outras imagens e referências sobre elas. Para facilitar e aproximar o assunto do cotidiano dos estudantes, você pode citar Unidades de Conservação de categorias semelhantes que se localizem perto da região onde eles moram. É importante ressaltar que a extração de materiais e o manejo das áreas são atividades que obedecem aos critérios de uso citados em lei, respeitando a biodiversidade e a manutenção dos recursos para as futuras gerações, e não feitas de maneira exploratória e predatória.

Unidades de Conservação de Uso Sustentável

Reserva Extrativista (Resex)

Chico Mendes (AC)

Criada em 1990, a Resex Chico Mendes fica no estado do Acre, na divisa com Peru e Bolívia. É uma das pioneiras na questão do uso sustentável. A população tradicional residente na reserva pode explorar as riquezas da Floresta Amazônica, como a extração de látex, coleta de castanha-do-brasil, extração de óleo de copaíba e andiroba e de mel de abelhas nativas, entre outros produtos. Além do extrativismo, os moradores possuem criação de animais e sistemas agroflorestais para a sua subsistência.

Floresta Nacional do Tapajós (PA)

Localizada no oeste do Pará, é considerada modelo para outras Unidades de Conservação que estão iniciando suas atividades de manejo florestal madeireiro comunitário e familiar.

[...] A população tradicional se organiza para esta atividade por meio da Cooperativa Mista da Floresta Nacional do Tapajós (COOMFLONA) [...].

Em 2009 a cooperativa recebeu o Prêmio Chico Mendes, categoria Negócios Sustentáveis, pela produção e comercialização sustentável de produtos da floresta, ajudando a proteger a vegetação além de garantir às famílias que vivem na floresta geração de renda e inclusão social. [...] FLORESTA Nacional do Tapajós. In: ICMBio. Brasília, DF, [20--]. Disponível em: https://www.gov.br/icmbio/pt-br/ assuntos/populacoes-tradicionais/producao-e-uso-sustentavel/uso-sustentavel-em-ucs/floresta-nacional-do-tapajos. Acesso em: 25 fev. 2022.

Reserva de Desenvolvimento Sustentável estadual do Rio Iratapuru (AP)

Criada em 1997 com aproximados 806 mil hectares, a UC interliga o Parque Nacional Montanhas do Tumucumaque e a Reserva Extrativista do Rio Cajari (AP), e por isso é uma área de grande importância no Corredor da Biodiversidade do Amapá, que engloba 12 UCs e mais de 10 milhões de hectares. Estudos científicos na região registraram a ocorrência de espécies raras e ameaçadas de extinção. Os moradores exploram a castanha-do-brasil, mas também outras espécies, como a andiroba, a copaíba e o camu-camu, e a pesca.

Reserva Particular do Patrimônio Natural (RPPN) Santuário do Caraça

Essa categoria de Unidade de Conservação é criada pela vontade do proprietário, ou seja, sem desapropriação de terra. Além de preservar belezas cênicas e ambientes históricos, essas UCs têm por objetivos a proteção de recursos hídricos, o manejo de recursos naturais e pesquisas científicas. São permitidas atividades recreativas, turísticas, de educação e pesquisa, desde que autorizadas pelo órgão ambiental responsável pelo seu reconhecimento.

A RPPN Santuário do Caraça é um trecho da Serra do Espinhaço, nos municípios de Catas Altas e Santa Bárbara (MG).

Cedro caído e cortado para manejo sustentável na trilha do Piquiá na Floresta Nacional do Tapajós. Belterra (PA), 2017.

Coleta de castanha-do-pará. Reserva de Desenvolvimento Sustentável do Rio Iratapuru. Laranjal do Jari (AP), 2017.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Luciana Whitaker/Pulsar Imagens

A natureza como sujeito de direitos

Você já deve ter ouvido que é um direito do ser humano um meio ambiente saudável. A Constituição do Equador, promulgada em 2008, fez diferente: garante à própria natureza o direito a um ambiente sadio. Ela diz em seu artigo 71: “A natureza ou Pacha Mama, onde se reproduz e se realiza a vida, tem direito a que se respeite integralmente a sua existência e a manutenção e regeneração de seus ciclos vitais, estrutura, funções e processos evolutivos”.

Essa forma de ver a natureza como algo diferente de um objeto incorporou a visão dos povos indígenas.

Isso significa que entes da natureza, como ecossistemas, a fauna e a flora, podem ser a parte ativa em ações judiciais. Um exemplo é o caso do rio equatoriano Vilcabamba, que margeia a estrada entre a cidade de Vilcacamba e Quinara, na província de Loja.

Ao sofrer danos ambientais causados por obras de extensão da estrada, o rio “reclamou” por seus direitos, sendo representado obviamente por seres humanos no processo judicial. Houve, de forma revolucionária, a prevalência de um interesse não humano sobre o interesse humano.

Na legislação brasileira, embora já haja alguns sinais do Novo Constitucionalismo Latino-Americano, ainda permanece o foco nos interesses humanos acima de qualquer outro, fazendo com que a natureza dependa do conflito entre o direito dos seres humanos para que o seu seja efetivado.

Algumas cidades brasileiras vêm tomando à frente em decisões neste sentido. Um exemplo é o município de Bonito, no estado de Pernambuco, onde as serras verdes, rios e cachoeiras têm direitos próprios reconhecidos desde 2018, assim como os cidadãos.

Orientações

Explore com os estudantes a imagem que faz uma crítica ao antropocentrismo. O que pensam sobre isso? Como essa visão se reflete e impacta desde as atitudes individuais até as políticas ambientais regionais e globais?

Para aprofundar

• VIEIRA, Ana Beatriz Albuquerque; MATA, Antônio Lucas dos Santos. A natureza como sujeito de direitos: uma análise do novo modelo de proteção ambiental na América Latina. Disponível em: http:// www.periodicos.ufc.br/dizer/ar ticle/view/43181. Acesso em: 11 maio 2022.

O artigo analisa o novo modelo de proteção ambiental a partir da transformação da natureza em sujeito de direitos, como ocorreu no Equador a partir da Constituição de 2008.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Dayane Raven

Município de Bonito (PE), 2020.

Adobe Stock/Easypix Brasil

João

Carlos Mazella/Fotoarena

Imagem comparando uma visão antropocêntrica – do ser humano acima de todos os seres vivos – com uma perspectiva mais solidária de natureza.

Queda-d'água em Bonito (PE), 2017.

Para aprofundar

• CABRAL, Maria da Luz Leite; MACUCH, Regiane da Silva. Solidariedade intergeracional: perspectivas e representações. Cinergis, Santa Cruz do Sul, ano 18, v. 18, n. 1, jan./mar. 2017. Disponível em: https://doi.org/10.17058/ cinergis.v18i1.8393. Acesso em: 11 maio 2022.

O artigo relata os resultados de um estudo com foco na educação intergeracional como impulsionadora de solidariedades e cidadania participativa.

½ Atividades – Respostas

1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes pensem que essa situação seria ideal, porém, como as plantas e os animais não podem se defender, cabe aos seres humanos tomar atitudes para sua preservação.

2. Resposta pessoal. Mais informações podem ser acessadas no link: PURVIN, Guilherme. Anaturezacomo sujeito de direitos. Disponível em: https://oeco.org.br/colunas/a-na tureza-como-sujeito-de-direitos/. Acesso em: 5 jun. 2022.

3. Resposta pessoal. Faça uma roda de conversa com os estudantes para propor atividades que sejam possíveis de realizar com a comunidade. Alguns exemplos: construir uma horta, plantar árvores, limpar uma área verde na cidade etc.

4. Resposta pessoal e variável. Incentive os estudantes a refletir sobre como essas questões são vistas por seus familiares de diferentes idades.

5. Resposta pessoal. Estudantes de áreas rurais ou litorâneas podem ter mais contato e histórias relacionadas com a natureza. Estudantes de áreas urbanas podem ter lembranças de época de férias, por exemplo.

Solidariedade intergeracional

Trata-se da solidariedade entre as gerações para a preservação do meio ambiente. A ideia é que as pessoas que vivem hoje na Terra atuem de forma sustentável, a fim de que as gerações futuras possam também usufruir dos recursos naturais da Terra. É o esforço conjunto, de idosos a crianças, para garantir o direito a um meio ambiente saudável no presente e no futuro. Segundo vários especialistas e pesquisadores, limites relacionados à integridade da biosfera e às mudanças climáticas, por exemplo, já foram superados ou estão por um fio, exigindo atenção plena da humanidade.

A solidariedade intergeracional traz em si os vínculos solidários entre as gerações, fazendo repensar nossa forma de existir no mundo e refletir sobre nossas reais necessidades e sobre os padrões de consumo que pressionam o planeta.

1 Imagine a Floresta Amazônica sendo representada por advogado e ganhando um processo na justiça contra garimpeiros. Animais e plantas processando quem provoca queimadas em seus hábitats. O que você pensa sobre isso?

2 Pesquise sobre outros países e cidades brasileiras que buscam reconhecer a natureza como sujeito de direitos.

3 Organize com a turma e o apoio do professor atividades com foco na sustentabilidade em que membros de diferentes gerações das famílias da comunidade escolar sejam convidados a participar, não só como ouvintes, mas realizando práticas e tendo espaço para expressar suas ideias.

4 Como você acha que cada geração vê as questões ambientais?

5 Como suas histórias de vida se cruzam com a história do rio, da floresta, da praia, do mangue ou de outras áreas da região?

Avaliação

Diagnóstico: Utilize as atividades propostas para avaliar conceitos e habilidades relativas às questões ambientais e interação com a sociedade em geral.

Estratégia: Construa com a turma um roteiro orientador caso tenham dificuldades na execução das atividades. Estimule os estudantes a compartilharem suas ideias e vivências criando um clima de confiança e abertura na turma.

Estudantes organizando uma horta na escola, Estados Unidos, 2020.

SDI Productions/iStockphoto.com

1 Analise a charge e escreva um pequeno texto relacionando consumo, publicidade e sustentabilidade.

2 Os direitos básicos do consumidor estão sintetizados no artigo 6o do Código de Defesa do Consumidor:

• proteção da vida, saúde e segurança;

• educação para o consumo;

• informação adequada e clara sobre produtos e serviços;

• proteção contra a publicidade enganosa e abusiva e métodos comerciais ilegais;

• proteção contra práticas e cláusulas abusivas nos contratos;

• prevenção e reparação de danos patrimoniais e morais;

• adequação e prestação eficaz dos serviços públicos em geral;

Charge a respeito da publicidade direcionada para crianças.

• acesso à justiça e aos órgãos administrativos e facilitação da defesa em favor do consumidor. Escolha um dos direitos da lista e crie um cartaz com imagem e um pequeno texto alertando sobre a importância dele.

3 A sustentabilidade, como princípio orientador de ações, políticas públicas, programas sociais e propostas, é cada vez mais comum nos fóruns internacionais e nacionais. Esse princípio atenta para a importância de atender às demandas do desenvolvimento dos diferentes países sem comprometer as gerações futuras e suas próprias necessidades.

Isso se estende para os campos econômico, social e ambiental. Por que a pesquisa e o investimento em fontes de energia renovável e limpa costumam fazem parte das ações pautadas na sustentabilidade adotadas por vários países?

4 Costuma-se afirmar que quanto maior for o desenvolvimento econômico de um país, mais recursos seus habitantes consomem e mais resíduos produzem.

a) Explique por que ações para o desenvolvimento sustentável são urgentes e necessárias.

b) O que o cidadão pode fazer no seu cotidiano para contribuir com essas ações?

c) Como a aplicação dos 5 Rs pode colaborar nessa questão?

5 Na região conhecida como Salgado Paraense estão localizadas as reservas extrativistas Mãe Grande de Curuçá, São João da Ponta, Caeté-Taperaçu, Tracuateua, Araí Peroba, Gurupi-Piriá, Chocoaré-Mato Grosso e Soure, com a predominância, entre as populações tradicionais, da atividade de artesanato, associada à pesca artesanal e à cata do caranguejo.

a) A que grupo de Unidade de Conservação pertencem as Resex?

b) Como se caracteriza essa categoria Resex?

c) Por que as atividades econômicas citadas são autorizadas nessas áreas?

6 Qual é a vantagem ambiental da presença de povos e comunidades tradicionais nas Unidades de Conservação?

7 O telefone celular possui, em média, um ciclo de vida de três anos. Em alguns países, as autoridades estão multando fabricantes por forçarem os clientes a realizar atualizações de software que os tornam mais lentos, acelerando assim a sua substituição por produtos mais novos. Relacione essas informações com a “obsolescência programada”. Pesquise sobre o ciclo de vida de outros produtos e compare-os ao do celular. Debata com os colegas o que pensam sobre os dados obtidos.

Avaliação

Diagnóstico: Com base nas questões propostas no final do capítulo e nas outras atividades desenvolvidas, avalie se os estudantes conseguiram compreender satisfatoriamente as principais características, informações e dados extraídos dos textos, tirinhas e esquemas sobre sustentabilidade e consumo, bem como analisar de forma qualitativa e quantitativa os impactos sociais e socioeconômicos dos processos

de utilização dos recursos naturais, de modo a desenvolver as habilidades EF09CI12 e EF09CI13

Estratégia: Caso perceba que os estudantes não conseguiram responder de forma satisfatória às propostas, retome os conceitos utilizando estratégias diferentes das usadas anteriormente.

½ Mais atividades –Respostas

1. A produção textual é livre, mas espera-se que o estudante consiga relacionar que o consumo é inato aos seres humanos para o atendimento de suas necessidades básicas, mas que o consumismo desmedido e estimulado pela publicidade pode levar ao esgotamento de recursos naturais e comprometer a sustentabilidade do planeta Terra. Essa atividade estimula o estudante a desenvolver a leitura inferencial.

2. Nesta proposta, certifique-se do adequado entendimento dos itens pelos estudantes e oriente-os sobre a correspondência textual e a iconográfica.

3. A exploração de recursos naturais como fontes de energia é indiscutível e, nesse sentido, busca-se a utilização de fontes sustentáveis como as renováveis e limpas, que evitam o esgotamento dos recursos naturais.

4. a) Para que os recursos naturais não se esgotem e a poluição e a contaminação ambientais diminuam.

b) R eduzir seu consumo, refletir sobre suas reais necessidades e destinar corretamente os resíduos sólidos, praticando mais a reciclagem e a reutilização. c) Estimulando a reflexão sobre o consumismo, a recusa de produtos agressivos socioambientalmente, a redução do consumo, a reutilização e a reciclagem de objetos e produtos que seriam descartados.

5. Se os estudantes tiverem dificuldades, oriente-os a reler a página 102. a) As Resex pertencem às UC de Uso Sustentável.

b) Uma Reserva Extrativista é uma área natural com o objetivo principal de proteger os meios, a vida e a cultura de populações tradicionais, cuja subsistência se baseia no extrativismo e, ao mesmo tempo, assegurar o uso sustentável dos recursos naturais existentes.

c) Para garantir a cultura e a sobrevivência das populações tradicionais que vivem nessas áreas.

6. A presença de populações tradicionais no interior de uma UC promove o uso sustentável da biodiversidade e dos demais recursos naturais.

7. Resposta pessoal. Espera-se que, após o estudo do capítulo, os estudantes reconheçam que a “obsolecência programada” vai contra o consumo consciente.

Gilmar

GILMAR. [Propaganda infantil]. 18 Nov. 2018. 1 ilustração. São Bernardo, 2018. Diário do Grande ABC.

Orientações

Os temas da seção Em foco favorecem a abordagem interdisciplinar. Para isso, é importante a problematização, recurso que utilizamos ao propor questionamentos sobre o assunto. Você pode e deve ampliar este rol de questões em seu planejamento docente. Sem a problematização, a abordagem do tema fica restrita a um enfoque multidisciplinar, que pode ser interessante, mas ainda é fragmentado.

Há infográficos com informações, amplamente ilustrados, que indicam possibilidades de conexão entre as diferentes disciplinas do currículo escolar.

O trabalho desta seção pode ser desenvolvido em grupos e associado a pesquisas complementares que reforcem a base conceitual.

Atividades como estas ampliam o olhar do estudante e sua leitura de mundo, favorecendo seu preparo para imprevistos, incertezas e mudanças.

Foco nos TCTs

A seção Em foco aborda atividades que causam impacto negativo sobre a Amazônia, como o desmatamento, o garimpo, a pesca ilegal, que ocorrem mesmo dentro de Unidades de Conservação. Com isso é trabalhado o TCT Educação Ambiental

Ameaças à Bacia Amazônica

O texto ficcional a seguir narra, em primeira pessoa, a história de uma jovem moradora das florestas amazônicas. No trecho, ela relata seu assombro ao se deparar com um madeireiro cortando árvores. O espanto da garota é grande pelo fato de aquela floresta fazer parte de um grande santuário natural, o Parque Nacional de Anavilhanas, onde diversas espécies da fauna e da flora encontram refúgio. Além da extração de madeiras, a biodiversidade e a vida de comunidades na Bacia Amazônica sofrem impactos de inúmeras ações humanas, como mostra o infográfico.

MEU AMOR PELAS ANAVILHANAS foi coisa de mergulho: caí inteira. Nunca tinha sentido antes essa vontade de me despejar toda em um só lugar. Deixei os ouvidos adormecerem debaixo da água e, pouco a pouco, o limo foi brotando em meu corpo, me dizendo: fica, fica... Da primeira vez, não fiquei. Então, tive de voltar. Agora só quero deixar que o limo tome conta de mim, porque ganhar manto de limo é coisa mágica, que não acontece em nenhum outro lugar. A gente recebe o manto e fica toda esverdeada. Esse limo é assim: escolhe quem quer e faz jura de tempo: sempre.

Um bem-te-vi me confunde com planta e pousa em meu ombro, me colorindo com delicadeza. Aceito o seu carinho de plumas, mas nosso encontro dura pouco. Um rangido chega da floresta, rasgando o ar e afastando toda a beleza para longe. Um grito seco vem da floresta, e imploro ao tempo que pare o rangido. O som de serra metálica chega nervoso, sem espera, sem depois. Toco a água em despedida e visto os pés para enfrentar o mato. Não entendo de terra. Preciso andar com cuidado para não despertar os bichos. Na terra pode haver cobra, formiga, escorpião. Olho tudo de longe. Árvores caem sobre árvores e a terra vai ficando pelada. Não suporto tanto fim.

Quem é esse que abraça o cedro como se fosse um cipó? Agarra a última árvore como se abraçasse gente. A serra segue rangendo, derrubando tempo e história. Muita raiz arrancada, muita vida empilhada no chão. As toras são levadas rio abaixo e a floresta se veste de escuro. É dia de luto. SILVA, Flávia Lins e. Mururu no Amazonas. Rio de Janeiro: Manati, 2010. p. 37-38.

A remoção da vegetação prejudica os rios, pois as chuvas carregam terra para dentro deles, deixando suas águas turvas e seu leito cada vez mais raso.

Estima-se que cerca de 80% da madeira extraída da Bacia Amazônica seja ilegal, ou seja, não é retirada de maneira sustentável, que possibilite sua recuperação. Após a remoção da madeira, grandes áreas da Floresta Amazônica costumam ser convertidas em lavouras para o cultivo de soja.

½ Em foco - Respostas

O mercúrio é muito usado no garimpo, atividade de coleta do ouro presente na água dos rios, e pode intoxicar todos os seres vivos presentes no ecossistema que depende dessas águas, como os peixes que servem de alimento aos moradores locais. O mercúrio se acumula no organismo; portanto, uma pessoa contaminada nunca conseguirá eliminar o mercúrio de seu corpo, tendo de conviver com dores de cabeça frequentes, náuseas e outros sintomas.

A pesca pode ocorrer de maneira predatória quando se utilizam técnicas que coletam muitos peixes e também quando ocorre em períodos em que os peixes se reproduzem. A pesca predatória reduz drasticamente a oferta de peixes nos rios.

1 Pesquise e localize no mapa do Brasil onde fica o Parque Nacional de Anavilhanas.

2 Busque informações sobre espécies de fauna e flora encontradas nesse local.

3 Quais as características desse tipo de Unidade de Conservação?

4 Apresente dois argumentos que justifiquem sua importância para a comunidade que vive próxima à região e para o planeta em geral.

Muitas pessoas que admiram animais optam por comprar espécimes raros, desconsiderando a procedência deles, para criar como animais de estimação e, assim, promovem o tráfico de animais silvestres. Esse comércio movimenta cerca de 1 bilhão de dólares por ano.

1. Está localizado no estado do Amazonas, com território distribuído pelos municípios de Manaus, Iranduba e Novo Airão. Se possível, leve um mapa do Brasil para a aula, para que os estudantes possam localizar a região.

2. Resposta pessoal. Se possível, reserve a sala de informática para que os estudantes possam fazer a pesquisa.

3. Trata-se de um Parque Nacional, uma Unidade de Proteção Integral. É uma área destinada à preservação dos ecossistemas naturais e sítios de beleza cênica.

4. Resposta pessoal. Os estudantes podem citar a importância quanto à preservação de espécies da fauna e da flora. Com relação à comunidade, por se tratar de um local de extrema beleza, sua importância pode ser relacionada com atividades de lazer, por exemplo.

Pablo Mayer

Orientações

Esta seção possibilita entender as relações entre os principais conceitos estudados na unidade. É possível elaborar, com os estudantes, um quadro como o exposto. A ideia é que ele não seja idêntico a este, pois o importante nessa atividade é o processo de sistematização do conteúdo tratado na unidade.

Para retomar os principais conceitos estudados, faça um levantamento com os estudantes do que eles se lembram dos assuntos trabalhados e vá anotando na lousa. Considere a seção Mapa conceitual um guia e, se perceber que algum conceito muito importante não foi bem compreendido pelos estudantes, faça perguntas que possam retomá-lo.

Com base nesse levantamento, é possível conectar os termos que surgirem: identifique aqueles que são sinônimos ou próximos, ou vá agrupando os termos de acordo com os capítulos. Por exemplo, deixe a lateral esquerda para anotar os termos do primeiro capítulo; a lateral direita, para o segundo; e o rodapé, para o terceiro. Isso permitirá fazer a visualização no meio da lousa, sem necessidade de apagar os termos levantados.

Organismos Geneticamente Modificados (OGM)

Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC)

preservação da biodiversidade

Terras Indígenas

sustentabilidade

plano de manejo conselho gestor participação popular povos tradicionais

Unidades de Proteção Integral preservação

Unidades de Uso Sustentável conservação

consumo consciente logística reversa

Foco na BNCC

Competência geral 4: O esquema desta página possibilita aos estudantes acessar a informação por meio de diferentes linguagens.

Fabio Nienow

Orientações

Realize as atividades com os estudantes e procure tirar dúvidas na correção. É possível solicitar que os estudantes façam uma correção prévia em duplas ou grupos.

½ Para encerrar –Respostas

1. a) Embora determinadas espécies sejam diretamente afetadas, em maior ou menor escala e prazo, os biomas, ecossistemas, comunidades, populações e indivíduos também são atingidos por qualquer fator que provoque redução da biodiversidade.

b) Resposta pessoal. Sugestão de fonte de pesquisa:

• CARVALHO, Rêmulo Araújo, Controle do caracol gigante africano (Achatina fulica Bowdich, 1822): ameaça ecológica, sanitária, agrícola e paisagística. Disponível em: https://www.mma.gov.br/ estruturas/174/_publicacao/ 174_ publicacao17092009 11 3400.pdf. Acesso em: 14 maio 2022.

2. Essa é a ideia de uma sequência evolutiva linear das espécies de hominídeos, direcionada para o ser humano. As pesquisas têm revelado que espécies diferentes podem ter coexistido, em regiões distintas na Terra, durante alguns períodos ao longo da evolução.

3. Não. Biologicamente, Pedro e sua namorada, e todos os outros seres humanos, são da espécie Homo sapiens, e não apresentam diferenças genéticas significativas entre si que justifiquem a divisão em raças biológicas.

4. Porque o consumo de bens leva a um maior uso dos recursos naturais que são necessários para sua produção, dificultando a garantia de esses recursos estarem disponíveis para as gerações futuras.

5. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes realizem um trabalho de pesquisa, compilando e organizando informações em diferentes formas, como mapas com legendas.

6. a) Sim, a sociodiversidade é um componente da biodiversidade e abrange o conhecimento e a cultura de toda a sociedade local, incluindo todos os povos e comunidades tradicionais.

1 Uma das mais graves ameaças à biodiversidade é a introdução de espécies exóticas em ecossistemas e biomas. Trazidas de outras regiões do país ou até do exterior de forma acidental ou intencional, podem tornar-se invasoras e, na disputa por alimento e espaço, levar vantagem e diminuir drasticamente as chances de sobrevivência de espécies nativas. Podem ser organismos de diferentes tipos: fungos, plantas, animais e até microrganismos.

a) Que níveis da biodiversidade podem ser afetados pela introdução de espécies desse tipo? Explique.

b) Pesquise casos de espécies exóticas invasoras. Compartilhe com os colegas as informações obtidas e procurem identificar se há casos na região onde moram.

2 Esta representação é muito usada para ilustrar textos sobre a evolução do ser humano.

Contudo, ela ajuda a reforçar um equívoco comum quando falamos da evolução de nossa espécie. Qual é esse equívoco?

3 Pedro tem a pele negra, grandes olhos escuros e cabelos cacheados. Sua namorada Sandra é filha de japoneses e tem cabelos bem lisos e olhos amendoados. Biologicamente, está correto dizer que esse casal é formado por pessoas de raças diferentes? Explique.

4 Explique por que o consumismo não favorece o alcance das metas de desenvolvimento sustentável.

5 Escolha uma categoria de cada um dos tipos básicos de Unidades de Conservação (Proteção e Sustentabilidade). Caracterize-os e busque dois exemplos no Brasil. Desenhe um mapa e localize-os.

6 Leia:

Parque Nacional do Cabo Orange

[...] O PNCO foi criado pelo Governo Federal em 15 de julho de 1980, através do Decreto nº 84.913. Tem uma área de 619 000 hectares. Está localizado no extremo norte do estado do Amapá, na fronteira com a Guiana Francesa. [...] O parque faz limites com a foz do Rio Oiapoque e tem uma faixa costeira de 200 km de extensão e que adentra ao mar em 10 km. O PNCO abrange partes dos municípios de Oiapoque e Calçoene […].

Além da Terra Indígena Uaçá, o Quilombo do Cunani é uma localidade onde existe sobreposição territorial. A margem esquerda do Rio Cunani está localizada dentro do PNCO, e esta também é parte da área que a comunidade reivindica como território quilombola. [...]

KORNIJEZUK, Nádia B. S. Cultura e biodiversidade: uma comparação entre a gestão do Parque Nacional do Cabo Orange, no Brasil, e a do Parque Nacional da Vanoise, na França. Confins – Revista Franco-brasileira de Geografia, [s. l.], n. 16, 2012..

a) Podemos dizer que a biodiversidade também inclui a cultura de um país? Justifique.

b) Com ajuda de um atlas ou outra fonte confiável de pesquisa, localize no mapa do Brasil ou da América onde fica o Parque Nacional do Cabo Orange.

c) Pesquise informações sobre a história e cultura das comunidades tradicionais que vivem no referido parque.

b) e c) Sugestão de fonte:

• GOMES, Eduardo Lima dos Santos. Turismo no entorno do Parque Nacional do Cabo Orange. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Pará, Núcleo de Altos Estudos Amazônicos, Belém, 2007. Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento Sustentável do Trópico Úmido. Disponível em: http://www. repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/1961. Acesso em: 14 maio 2022.

Avaliação

Diagnóstico: as atividades da seção Para encerrar possibilitam fazer uma avaliação do conteúdo de toda a unidade e do desenvolvimento das habilidades EF09CI11 , EF09CI12 e EF09CI13. Você pode sugerir que os estudantes façam também uma auto avaliação, para que reflitam sobre o próprio aprendizado.

Estratégia : retome os pontos em que os estudantes apresentarem dificuldades por meio de uma revisão, utilizando o infográfico das páginas 108 e 109, ou por meio de outros recursos didáticos, como vídeos.

David Gifford/Science Photo Library/Fotoarena

Representação incorreta da evolução da espécie humana.

7 Leia o texto a seguir.

A Estação Ecológica (Esec) de Murici, em Alagoas, iniciou, no mês de maio, a construção de um corredor ecológico. O objetivo é reconectar as áreas para proporcionar o deslocamento de animais, a dispersão de sementes e o aumento da cobertura vegetal. O corredor ligará o setor leste e oeste da unidade de conservação federal, isolados a mais de 20 anos por pastagem. [...] Os corredores ecológicos são alternativas para reconectar fragmentos dos ecossistemas, muito utilizados no sudeste e sul do Brasil a partir dos anos 90. Essa ferramenta de conservação reduz os efeitos da fragmentação dos ecossistemas ao promover a ligação entre as áreas. Com isso, ajuda na manutenção do fluxo de espécies entre fragmentos naturais, a conservação dos recursos naturais e da biodiversidade. [...]

ESEC de Murici reconecta fauna e flora em corredor ecológico. ICMBio, Brasília, DF, 4 set. 2020. Disponível em: https://www.icmbio.gov.br/cemave/ destaques-e-noticias/244-iniciativa-da-esec-murici-beneficiara-aves-ameacadas-de-extincao.html. Acesso em: 27 fev. 2022.

a) Qual é a importância de um corredor ecológico?

b) Localize no mapa do Brasil a região onde fica o corredor citado.

8 O que a imagem ao lado aborda? Explique.

9 Quanto maior for o consumo de nossa sociedade, maior será a produção de lixo, principalmente nas áreas urbanas. O problema se agrava quando não há o descarte e destino adequados aos diferentes resíduos. Nesse sentido, pesquise e sugira o que pode ser feito para evitar o desperdício e o impacto ambiental do descarte de:

a) restos de alimentos;

b) embalagens de papel.

10 Observe as imagens a seguir.

Esquemas simplificados que demonstram estruturas presentes nos membros de animais vertebrados.

a) O que as estruturas em destaque representam?

b) Considerando a evolução dos seres vivos, o que a semelhança entre essas estruturas indica?

c) Cite outro exemplo de estruturas encontradas em seres vivos que apresentem a mesma relação.

7. a) Os corredores ecológicos são espaços do território que conectam fragmentos naturais de biomas e ecossistemas e UCs de quaisquer categorias e tipos. Sua maior importância é permitir a recuperação ambiental de áreas degradadas, possibilitando o fluxo gênico entre organismos de populações intraespecíficas distintas geograficamente.

b) A Estação Ecológica de Murici localiza-se no estado de Alagoas, entre os municípios de Murici, Itamaracá, Flexeiras e Joaquim Gomes.

8. A biopirataria, que representa a exploração ilegal, irrestrita e não autorizada de recursos da biodiversidade de um país. A atividade propicia o desenvolvimento da leitura inferencial.

9. a) A resposta depende da pesquisa, mas de modo geral os restos de alimentos devem ser direcionados para a compostagem ou aproveitamento energético com produção de biogás.

b) As embalagens de papel, de modo geral, podem ser encaminhadas para separação e reciclagem.

10. a) Essas estruturas representam evidências evolutivas do tipo homólogas, pois indicam que espécies diferentes apresentam estruturas anatômicas distintas com a mesma origem embrionária.

b) Essas semelhanças pressupõem parentesco e ancestralidade comum entre os seres portadores dessas características.

c) Resposta pessoal. Alguns exemplos são: asa de um pinguim e asa de uma garça; perna de uma rã e perna da lagartixa; nadadeira de uma foca e o braço do ser humano etc.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Ilustrações: Selma Caparroz

Selma Caparroz

Imagem da atividade 8.

Objetivos da unidade

Essa Unidade traz temas que partem da apresentação e análise de aspectos estruturais da matéria e da luz para mostrar efeitos e características de transformações químicas, permitindo que os estudantes se apropriem desses conceitos para compreender, analisar e investigar aspectos tecnológicos provenientes desses conhecimentos, como uso de radiações e transmissão de som e imagens. Assim, são mobilizadas as habilidades EF09CI01, EF09CI02, EF09CI03, EF09CI04 , EF09CI05 , EF09CI06 e EF09CI07 e desenvolvidos os seguintes objetivos:

• Analisar fenômenos químicos e físicos e compreender como o conhecimento científico e os avanços tecnológicos beneficiam a Medicina, especialmente na aplicação das radiações.

• Desenvolver o olhar crítico para a melhoria da vida em sociedade e a atenção à ética.

• Reconhecer mudanças no estado físico da matéria, considerando sua estrutura submicroscópica e modelos descritivos.

• Compreender a constituição do átomo e a composição das moléculas, e esclarecer que esses modelos passam por evolução histórica.

• Relacionar o desenvolvimento científico e tecnológico a aspectos sociais, políticos e culturais.

• Trabalhar as reações químicas, considerando as quantidades de reagentes e produtos e a proporção entre as massas, e diferenciar os aspectos quantitativos e qualitativos. Ao desenvolver essas habilidade e objetivos, os estudantes exercitam sua capacidade de análise crítica para compreender aspectos naturais e tecnológicos do ambiente em que vivem, podendo se posiciona sobre temas atuais e propor ações para modificar aspectos tanto de suas atitudes individuais como de características das comunidades em que vivem.

A BNCC na unidade

Competências gerais: 1, 2, 4, 5, 7, 8 e 9.

Competências específicas de Ciências da Natureza: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8

Habilidades de Ciências da Natureza: EF09CI01, EF09CI02, EF09CI03, EF09CI04, EF09CI05, EF09CI06, EF09CI07

Viaduto Santa Ifigênia, São Paulo (SP), 2018.

3

Você já viu de perto a estrutura de uma ponte? Muitas estruturas rígidas utilizadas no cotidiano são compostas do elemento químico ferro, que é extraído de minérios. Pensando nisso: Será que o material presente no minério teve de passar por muitos processos para virar a placa de ferro utilizada na construção da ponte? Essa questão está ligada aos materiais presentes no dia a dia. Reflita sobre as perguntas a seguir.

1. O que diferencia um material do outro?

2. Como ocorrem as transformações dos materiais?

3. Somente os minérios dão origem aos materiais que utilizamos diariamente?

4. Qual é a diferença entre os minérios encontrados na natureza e os materiais produzidos com eles?

Nesta unidade, você vai ter a oportunidade de:

• conhecer alguns modelos descritivos da estrutura da matéria, com base no átomo e sua constituição, e da composição de moléculas simples;

• reconhecer que os modelos atômicos passam por evolução histórica;

• propiciar a análise de fenômenos químicos e a utilização do conhecimento científico no cotidiano, para que adote valores éticos para a melhoria da vida em sociedade;

• diferenciar aspectos quantitativos e de qualitativos presentes na Química;

• analisar reações químicas, considerando as quantidades de reagentes e produtos e a proporção entre as suas massas.

Orientações

Neste momento, não é importante que os estudantes respondam corretamente às questões, pois o objetivo é verificar o conhecimento prévio deles e despertar a curiosidade sobre o tema. Alguns podem confundir o ferro com outros metais, como alumínio. Caso isso aconteça, explique que o ferro é apenas um dos diversos metais existentes na natureza. Pergunte se conhecem outros exemplos. Eles podem citar o cobre, a prata e o ouro, por exemplo.

Avaliação diagnóstica

Antes de iniciar o trabalho com a unidade, identifique os conhecimentos prévios dos estudantes. Pergunte o que conhecem sobre matéria. Espera-se que apresentem considerações sobre a matéria e respondam que é tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no espaço. Em seguida, peça que observem as imagens de abertura e pergunte: “Vocês já viram como são construídas as pontes?”; “Que tipos de materiais podem ser utilizados na construção delas?”; “De que material é construída a ponte da imagem?”. Espera-se que os estudantes discutam o projeto inicial, os tipos de pontes e a ação humana para a realização dos projetos; que citem tipos de ponte e materiais como madeira, aço, ferro, areia, cimento, terra etc. É provável que identifiquem materiais como metal, ferro ou aço na ponte da imagem.

½ Abertura da unidade –Respostas

1. São muitas as características que diferenciam um material do outro. A mais básica é a constituição química, o que determina as diferentes propriedades da matéria.

2. As transformações podem ocorrer em reações químicas ou em processos físicos e mecânicos. Um medicamento, por exemplo, pode ser obtido em reações químicas; por sua vez, ao amassarmos uma folha de papel ocasionamos uma transformação física ao material.

3. Não. Há muitos materiais obtidos de outros que não os minérios. Como exemplo, a borracha natural é extraída da seringueira.

4. Os minér ios são materiais que têm metais combinados com outros elementos químicos; já os materiais feitos deles apresentam o metal isolado por meio de reações químicas.

Objetivos do capítulo

• Por meio da contribuição de filósofos e cientistas para a formulação das teorias atômicas, comparar diferentes elementos químicos com base em seu núcleo e em suas características.

• Identificar que um mesmo elemento pode compor diferentes materiais.

• Analisar e formular explicações para fenômenos e propriedades da matéria e reconhecer a importância da experimentação para a ciência, assim como suas contribuições para o desenvolvimento tecnológico.

Orientações

A proposta desta atividade é levar os estudantes a identificar no ambiente ao redor deles os objetos e os materiais que os constituem. Na sala de aula pode haver outros objetos além daqueles representados na imagem. Peça que os observem, comparem com a imagem e citem os materiais que os compõem.

Divida a turma em trios e solicite que construam uma tabela que relacione materiais e objetos encontrados na sala de aula. Depois, abra uma discussão sobre o que cada grupo indicou. Pergunte se é possível substituir os materiais presentes nesses objetos. Essa discussão poderá ser retomada quando forem discutidos materiais ambientalmente mais favoráveis.

½ Para começar

–Respostas

1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes citem madeira, metais como ferro e alumínio, plásticos etc.

2. Resposta pessoal. É possível que respondam que têm formas e utilidades diferentes, porém o mais importante é que cheguem à conclusão de que são constituídos por materiais distintos.

da matéria e radioatividade

Há inúmeros objetos e materiais na sala de aula. Alguns são mais rígidos, como a madeira, e outros mais flexíveis, como as réguas de plástico ou as folhas deste livro. Há aqueles que são condutores elétricos, como clipes de metal e outros objetos metálicos, e os que não conduzem bem a eletricidade, como a borracha. Diante dessa variedade de propriedades, talvez você já tenha se perguntado:

1 Do que são formados os materiais e objetos?

2 Por quais razões eles são tão diferentes entre si?

Para elaborar hipóteses sobre essas questões, você pode montar uma tabela, no caderno, da seguinte forma: na primeira linha, em cada coluna, escreva o nome dos materiais, por exemplo: plástico, madeira, metal, vidro, entre outros. Em cada linha, nomeie os objetos feitos com esse material. Você pode fazer um círculo para destacar os objetos feitos de mais de um material – uma cadeira pode ter metal na estrutura e madeira ou plástico no assento e no encosto. A tabela ajudará a encontrar padrões entre as características dos objetos e os tipos de materiais de que são formados.

Foco na BNCC

EF09CI01 e EF09CI03: O trabalho neste capítulo propicia o desenvolvimento das habilidades ao investigar as mudanças de estado físico da matéria e explicá-las com base no modelo de constituição submicroscópica, e ao identificar modelos que descrevem a estrutura da matéria (constituição do átomo e composição de moléculas simples) e conhecer como evoluíram ao longo do tempo.

Avaliação

Diagnóstico: Solicite que os estudantes observem a sala de aula em que estão e comparem com a imagem. Nesse processo, eles podem apontar exemplos de materiais que ajudam a trabalhar a seção Para começar. Utilize os exemplos e questione a respeito do que são formados e o motivo pelo qual são diferentes entre si. É possível abordar outros ambientes para que possam apresentar outros exemplos.

Estratégia: Se necessário, auxilie na identificação de materiais para mostrar que mesmo materiais parecidos podem ter propriedades distintas, como diferentes tipos de plásticos.

A imagem representa uma sala de aula vazia em que é possível ver diferentes objetos e materiais, como tampos das mesas e assentos e encostos das cadeiras em madeira, janelas de vidro, peças metálicas nas cadeiras, papéis, entre outros.

De que é feita a matéria?

Desde a Antiguidade, o ser humano tem buscado compreender do que os materiais são formados. A principal pergunta de filósofos, pensadores e cientistas era: Se todos os objetos são constituídos de matéria, do que ela é feita?

É bem provável que você ou os colegas respondam: de partículas ou de átomos. Porém, para se chegar a essas respostas houve um longo percurso.

Na Grécia, por volta do século V a.C., uma teoria afirmava que a matéria era um conjunto de partículas minúsculas que não se dividiam. Os principais filósofos materialistas gregos foram Anaxímenes (588 a.C.-524 a.C.), Empédocles (494 a.C.-430 a.C.), Leucipo (século V a.C.) e Demócrito (460 a.C.-370 a.C.).

Naquela época, grupos de filósofos com pensamentos parecidos formavam o que chamamos de escolas, e debatiam suas ideias e pensamentos com outros filósofos. Não havia consenso sobre a constituição da matéria entre os pensadores da Grécia Antiga.

A escola atomista, cujos principais representantes foram Leucipo e Demócrito, apresentou novas teorias sobre a constituição da matéria. Leucipo compreendia que todas as coisas eram formadas por corpúsculos indivisíveis, os átomos – palavra de origem grega que significa “não divisível”. Demócrito, discípulo de Leucipo, acrescentou que tudo que existe era formado por átomos, e que existe o vazio – ou seja, a inexistência de qualquer coisa – nos espaços não ocupados por átomos. Os átomos estariam em constante agitação e chocavam-se uns com os outros, o que originou os corpos. Os mais pesados ficariam na terra e os mais leves, no ar.

É importante destacar que, embora as ideias sobre a constituição da matéria façam sentido e tenham hoje comprovação experimental, não tiveram grande destaque naquela época. Hoje sabemos que entre as ideias de inúmeros filósofos, o atomismo foi a que mais se aproximou da concepção atual.

Representação artística dos quatro elementos que representam a terra, o fogo, o ar e a água.

Orientações

Para ampliar a discussão sobre o que é matéria, cite alguns materiais observados na sala de aula, na atividade da página anterior. Leia o texto com os estudantes e utilize-o para orientar a discussão sobre a constituição da matéria. Explique o conceito de átomo proposto pelos gregos e a proposta filosófica de que a matéria era formada por quatro elementos. Pergunte aos estudantes se já conheciam essas ideias. Provavelmente alguns já ouviram sobre a teoria dos quatro elementos em livros, desenhos, filmes ou histórias em quadrinhos. Esclareça que essa teoria não é mais aceita para explicar a constituição da matéria.

Ao longo da história, a necessidade de explicar os fenômenos caminhou ao lado do desenvolvimento da humanidade. O ser humano já era capaz de misturar alguns materiais e, com isso, obter compostos diferentes, como a liga de bronze (mistura dos metais cobre e estanho), há mais de cinco mil anos, por exemplo. Com essas misturas também surgiam muitas questões, entre elas: Por que alguns materiais, quando misturados, originam outro material? Como ocorrem essas transformações?

Atomismo: pensamento dos filósofos gregos segundo o qual a matéria é formada por átomos.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Atividade complementar

Peça aos estudantes que pesquisem sobre Demócrito e Leucipo e as suas contribuições para a humanidade. Promova uma discussão sobre os dados obtidos na pesquisa, direcionando o debate para como as ideias dos filósofos foram recebidas na época.

Aproveite a imagem de bronze e, se possível, sugira que leiam o texto disponível em:

Nessa fotografia, vemos a escultura Cavalos de bronze de São Marcos, do século IV a.C., localizada na Basílica de São Marcos, em Veneza, na Itália.

• AMARAL, Antônio José Rodrigues do. Mineração. Departamento Nacional de Produção Mineral. Disponível em: https://www.dnpm-pe.gov.br/Geologia/Mineracao. php. Acesso em: 22 jul. 2022. www.dnpm-pe.gov.br/ Geologia/Mineracao.php. Acesso em: 15 maio 2022. Direcione o estudo para a questão histórica.

BRUGGHEN, Hendrick ter. Democritus, 1628. Óleo sobre tela, 70 x 85,7 cm. Amsterdan, Rijksmuseum.

Rijksmuseum, Amsterdam/akg-images/Album/Fotoarena

Orientações

Leia o texto com os estudantes e pergunte o que sabem sobre os termos “alquimia” e “pedra filosofal”, bem como a transformação de alguns elementos em ouro. A proposta é despertar a curiosidade deles sobre os alquimistas.

Em seguida, chame a atenção deles para a palavra alquimia. Pergunte se conhecem lendas ou se já leram livros ou assistiram a filmes em que alquimistas aparecem. Mostre que, apesar de os dois objetos de estudo principais dos alquimistas, a pedra filosofal e a transmutação dos materiais, não terem sido alcançados, seu trabalho serviu de base para o desenvolvimento da Química nos séculos seguintes.

O momento é oportuno para um trabalho interdisciplinar com Arte, História e Língua Portuguesa e ampliar os assuntos abordados em lendas africanas e indígenas.

Pergunte por que a água derramada sobre uma superfície desaparece após algum tempo. Esclareça que isso se deve à evaporação. Comente que, ao longo da história, os cientistas tentam explicar fenômenos com base em imagens mentais simplificadas.

Explique que um modelo é uma representação daquilo que imaginamos sobre algo que queremos explicar. Quanto maior for o número de características que justifiquem uma observação, melhor o modelo. À medida que novas características são descobertas, modelos são substituídos, até que se chegue à comprovação cientifica do fenômeno em questão.

Atividade complementar

Oriente os estudantes a formar grupos para fazer uma pesquisa sobre descobertas e técnicas de laboratório de alquimistas, que depois foram adotadas pelos químicos. Em seguida, promova o compartilhamento das informações obtidas pelos grupos.

½ Caminhando pela História – Respostas

1. Resposta pessoal. Espera-se que abordem em sua pesquisa as principais escolas e suas características. Nesse contexto, destacam-se as escolas jônica, pitagórica, eleata e pluralista. Auxilie-os na pesquisa e na escolha de quais escolas filosóficas serão apresentadas pelos grupos.

2. Resposta pessoal. Oriente-os para que elaborem cartazes com desenhos que sejam representativos da ideia principal de cada escola. Outro modo de trabalhar a atividade é fazer uma apresentação de slides. Os meios digitais estimulam os estudantes a explorar diferentes tecnologias para disseminar informações, e mobilizam aspectos da competência geral 5

Formas da matéria

O filósofo Tales de Mileto (aproximadamente 625 a.C.-550 a.C.) observou que a matéria existe na natureza em três formas: sólida, líquida e gasosa. Ele indicou a água como o elemento primordial na constituição da matéria. Já para Anaxímenes, era o ar. Depois, outro filósofo, Heráclito atribuiu o fogo como o elemento básico constituinte da matéria. Tempos depois, passou-se a aceitar a ideia de que a matéria é composta da relação entre os quatro elementos básicos – terra, fogo, ar e água –, conforme previa o também filósofo Empédocles (494 a.C.-430 a.C.). Os símbolos desses elementos estão representados no quadro a seguir.

terra ar água fogo Símbolos para identificação dos elementos da natureza.

Ainda hoje o triângulo é um símbolo para representar o aquecimento, herança da época em que era comum a prática da alquimia

1 Pesquisem as ideias das diferentes escolas filosóficas gregas sobre como a matéria era constituída. Cada grupo será responsável por pesquisar e apresentar o pensamento de uma das escolas.

2 Elaborem cartazes e discutam essas ideias com a turma.

Alquimia: conjunto de práticas e técnicas que tinham como objetivo, por exemplo, a descoberta da pedra filosofal, fórmula que transformaria os metais em ouro, e da panaceia, remédio que curaria todos os males.

Da ideia filosófica aos modelos atômicos

Da concepção grega sobre a matéria à primeira teoria científica sobre o átomo transcorreram mais de 20 séculos. Foi somente no século XVIII que se intensificou o interesse pelo conhecimento que possibilitaria transformar um material em outro. Os alquimistas ainda buscavam transformar materiais comuns, como ferro ou chumbo, em materiais nobres e mais raros, como ouro e prata. Essa busca resultou em algumas descobertas casuais, como a de Henning Brand (1630-1710). Assim como outros alquimistas de sua época, Henning Brand buscou sintetizar a pedra filosofal – material que seria capaz de transformar qualquer metal em ouro. Em suas tentativas, aqueceu certo volume de urina e obteve um sólido que emitia um brilho. A esse material ele chamou de fósforo (palavra de origem grega que significa “portador da luz”). Brand manteve sua descoberta em segredo, prática comum entre os alquimistas.

Foco na

BNCC Competência geral 4 e competência específica de Ciências da Natureza 6 : A leitura e a discussão do texto da seção Caminhando pela História mobilizam essas competências ao abordar sinais para representação de componentes ambientais desenvolvidos pela civilização grega.

Competência geral 1 e competência específica de Ciências da Natureza 1: A atividade também desenvolve aspectos dessas competências, uma vez que o estudo das diferentes escolas filosóficas possibilita aos estudantes valorizar conhecimentos historicamente construídos e reconhecer a ciência como um empreendimento humano.

DAE Tales de Mileto, xilogravura feita por Johannes Sambucus (1531-1584) e colorizada posteriormente.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Gregory Tobias/chemical Heritage Foundation/Science Photo Library/Fotoarena

Xilogravura O alquimista, de 1775, feita pelo gravurista inglês William Pether (1739-1821) e finalizada pelo artista inglês Joseph Wright (1734-1797).

A teoria atômica de Dalton

No início do século XIX, o químico inglês John Dalton (1766-1844) iniciou seus estudos sobre gases e transformações gasosas. Por meio de vários experimentos, concluiu que algumas substâncias são formadas por partículas elementares chamadas de átomos.

Dalton acreditava que nas diversas combinações entre os átomos estaria a origem da diversidade das substâncias conhecidas. Ele formulou explicações para suas observações e propôs a primeira teoria atômica baseada em experimentos.

De acordo com essa teoria:

I. todos os átomos de determinado elemento são idênticos entre si;

II. os átomos de diferentes elementos têm massas diferentes;

III. um composto é originado pela combinação específica de dois ou mais átomos de elementos químicos diferentes;

IV. em uma reação química, os átomos não são destruídos nem criados: simplesmente se rearranjam e formam novas combinações químicas.

Para Dalton, de forma simplificada, os átomos seriam minúsculas esferas maciças, homogêneas, indivisíveis e indestrutíveis.

A teoria de Dalton não foi aceita por muitos cientistas da época, mas teve apoio de alguns. Porém, em décadas posteriores, foram obtidos dados em novos experimentos que não podiam ser explicados por essa teoria, como a descoberta de partículas menores que o átomo.

Embora não seja o modelo atômico atual, o modelo de Dalton ainda é muito utilizado nas escolas e universidades para explicar diferentes fenômenos, como a colisão de partículas ou sua interação em diferentes estados físicos.

Gases e variação de temperatura

Material:

• 1 garrafa PET de 500 mL ou 600 mL;

• 1 balão de festa;

• 2 recipientes (com dimensões suficientes para caber a garrafa);

Procedimentos

• água gelada e gelo;

• água quente, mas não fervente;

• elástico.

1. Adicione a água fria e o gelo em um dos recipientes até a metade de sua capacidade.

2. Coloque água quente no outro recipiente, também até a metade.

3. Prenda o balão no gargalo da garrafa PET. Use o elástico para que não se solte da garrafa.

4. Introduza a garrafa no recipiente de água quente e a segure por três minutos. Observe o que ocorre.

5. Retire a garrafa desse recipiente e coloque-a no outro. Observe o que ocorre e anote os resultados.

1 O que você observou no experimento? Como você explica os resultados obtidos?

2 Represente como as partículas que compõem o ar dentro da garrafa estavam antes e depois de ela ser colocada em água quente. Como essas partículas ficam quando a garrafa é colocada em água fria?

½ Experimentar – Respostas

1. Resposta pessoal. De acordo com o modelo de Dalton, o átomo é uma esfera. Espera-se que o ar seja representado por várias esferas. Como o balão aumenta de volume quando a temperatura da garrafa se eleva e diminui quando se reduz, espera-se que os estudantes compreendam que a temperatura afeta o ar atmosférico e altera o espaço entre as esferas. Maior temperatura resulta em esferas mais espaçadas, enquanto em temperatura menor as esferas ficam mais próximas.

2. Espera-se que os estudantes percebam que, ao aumentar a temperatura, os átomos tornam-se mais espaçados entre si. Por outro lado, ao diminuir a temperatura, os átomos ficam mais próximos.

Orientações

Leia com a turma o texto sobre a teoria atômica de Dalton. Discuta o fato de a ciência não ser imutável, mas uma construção em constante modificação, para a qual contribuem inúmeras pessoas, tendo em vista o desenvolvimento da humanidade.

Mostre que o modelo de Dalton possibilitou a explicação de diversos fenômenos e contribuiu para o conhecimento da composição da matéria. No entanto, não considerava a natureza elétrica da matéria.

É necessário tomar cuidado ao fazer afirmações que transmitam a ideia de que o antigo é ultrapassado. No caso dos modelos atômicos, podem coexistir diferentes teorias, pois, quando trabalhamos a ideia de que as transformações químicas são rearranjos de átomos, não precisamos abordar os modelos de Rutherford e Bohr.

Peça aos estudantes que formem grupos e oriente-os. A água que será utilizada na atividade pode ser aquecida previamente e acondicionada em garrafas térmicas antes de ser distribuída.

Incentive-os a fazer o experimento mais de uma vez e pergunte se haveria alteração dos resultados se a garrafa permanecesse na água quente por mais tempo. Oriente-os a guardar os materiais para serem reutilizados em outras atividades.

Sheila Terry/SPL/Fotoarena

John Dalton (1766-1844).

Representação do modelo de átomo proposto por Dalton em 1803.

DAE

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Orientações

Promova uma conversa com os estudantes acerca do que compreenderam do texto sobre os estados físicos da matéria. Depois, peça que anotem nomes de materiais sólidos, líquidos e gasosos à temperatura ambiente.

Ao discutir o estado sólido, use um exemplo citado por um dos estudantes e destaque que a forma de um corpo sólido é fixa ou constante na ausência de forças externas, que, se aplicadas, poderiam causar deformações.

Ressalte que, dependendo da substância, ela pode se apresentar, em condições normais de temperatura e pressão, nos três estados físicos básicos: sólido, líquido e gasoso. Um exemplo é a água, que pode ser encontrada em estado sólido, na forma de gelo; em estado líquido, em rios, lagos etc.; e em estado gasoso, na atmosfera terrestre.

Os estudantes devem compreender as diferentes disposições das moléculas em cada estado físico da água. Para isso, chame atenção para as imagens.

Aproveite para comentar que no Sol e nas demais estrelas, por causa das temperaturas altíssimas, a matéria pode se apresentar em um quarto estado físico, o plasma, que não ocorre em condições naturais na Terra.

Os estados físicos da matéria

Observando a natureza ao nosso redor, podemos perceber que a matéria pode se apresentar em três estados físicos. As rochas da crosta terrestre estão no estado sólido. O ar da atmosfera está no estado gasoso. Nos mares, rios e lagos, a água se apresenta no estado líquido. Em lugares sob outras condições ambientais isso pode variar. Por exemplo, em regiões muito frias, a água pode congelar, ou seja, apresentar-se no estado sólido.

A matéria é formada pela reunião de partículas. É a intensidade dessas forças de atração que determina em que estado ela está: sólido, líquido ou gasoso

O estado sólido

Nos sólidos, a força de atração entre as partículas que compõem a matéria é muito intensa, o que dificulta sua movimentação e faz com que assumam posições fixas.

Os sólidos têm forma e volume fixos ou constantes, como é o caso de um pedaço de ferro, de uma pedra, entre outros.

O estado gasoso

No estado gasoso, a força de atração entre as partículas é muito pequena, o que facilita sua movimentação de modo livre, chocando-se desordenadamente uma contra a outra.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Esquema simplificado representativo do estado de agregação das partículas no estado gasoso. O gás assume o volume e a forma do balão que o contém.

Nesse estado, a matéria apresenta forma e volume variáveis. É o caso dos gases, que assumem a forma e o volume do recipiente que os contém.

Atividade complementar

Peça aos estudantes que pesquisem a relação entre o estado físico de um material e a intensidade de seu cheiro. O objetivo é que percebam que o cheiro corresponde às partículas em estado gasoso que chegam ao nosso sistema olfativo. Explique que, por isso, não devemos cheirar materiais desconhecidos, sob o risco de inalação de substâncias tóxicas. Por exemplo, alguns materiais de limpeza podem ser prejudiciais à saúde ou causar alergias, se hou-

ver exposição acima dos limites estabelecidos pelo fabricante. Ressalte que devemos sempre ler os cuidados necessários para o uso e manuseio dos produtos. Você pode complementar a proposta solicitando a eles que elaborem um material de divulgação, escrito ou digital, de modo a sensibilizar as pessoas da comunidade escolar e do entorno sobre os cuidados em relação ao risco de inalação de substâncias tóxicas.

Esquema simplificado representativo do estado de agregação das partículas no estado sólido. Operário trabalhando em máquina industrial feita de metal.

O estado líquido

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

No estado líquido, a força de atração entre as partículas é menor que no estado sólido, o que possibilita que se movimentem mais livremente. Nesse estado, a matéria tem volume fixo e forma variável

Como mostra a fotografia, a matéria no estado líquido, em razão de sua fluidez, pode ser facilmente transferida de um recipiente para o outro, e assume sempre a forma do recipiente que a contém. Nesse estado, as partículas deslizam facilmente umas sobre as outras.

Mudanças de estado físico da matéria

Tanto o aumento quanto a diminuição da temperatura e da pressão podem ocasionar mudanças no estado físico da matéria. Observe as situações a seguir.

1. Quando a água é aquecida até a fervura, começam a aparecer bolhas no líquido. À medida que a água ferve, ela passa para o estado gasoso.

2. Quando colocamos água no congelador, após certo tempo podemos verificar que se transformou em gelo (água no estado sólido).

Orientações

Comece a discussão sobre a mudança de estado físico da matéria, pergunte aos estudantes por que uma poça de água, formada pela chuva, seca depois de um tempo. O que aconteceu com a água que estava ali? Espera-se que eles compreendam que as partículas que compõem a água se apresentam de maneiras diferentes em cada um dos estados.

Aproveite o texto e as imagens para explicar os fenômenos de transformação de estado físico, relacionados com a energia do sistema. Após a leitura e a discussão inicial, esclareça que, mesmo a 25 °C, a água passa para o estado gasoso, porém isso ocorre mais rapidamente quando a água é aquecida.

Ressalte que o processo contrário também ocorre: é possível que a água em forma de vapor na atmosfera se condense e passe para a forma líquida. Mostre a imagem do copo com refrigerante para representar esse efeito.

O vapor é invisível, mas, ao sair do recipiente, resfria-se e torna-se líquido, formando as gotículas que vemos.

Esses dois processos chamam-se, respectivamente, vaporização e solidificação. Com base neles, podemos deduzir que:

• a água passou do estado líquido para o estado gasoso com o aumento da temperatura (situação 1);

• a água passou do estado líquido para o estado sólido com a diminuição da temperatura (situação 2).

O aumento da temperatura também pode fazer com que um material em estado sólido passe para o estado líquido. Se retirarmos, por exemplo, uma fôrma de gelo do congelador, o aumento da temperatura fará o gelo, que é sólido, derreter, tornando-se líquido. Esse processo é denominado de fusão

Entretanto, a diminuição da temperatura pode levar uma substância que esteja no estado gasoso a passar para o estado líquido. Isso ocorre, por exemplo, quando o vapor de água da atmosfera encontra temperaturas mais baixas e se transforma em nuvens, ou quando um copo com água ou refrigerante gelado parece “suar”.

Essa transformação é denominada condensação. As gotículas na parede externa do copo que contém refrigerante gelado são formadas pela água no estado gasoso (vapor) presente na atmosfera, que se condensa quando é resfriada.

O processo de mudança do estado sólido para o gasoso, e vice-versa, sem passar pelo estado líquido, denomina-se sublimação

Uma vez que o copo com refrigerante está gelado, o vapor de água presente no ar se condensa nas paredes externas do copo.

Se possível, demonstre esse processo em sala de aula com um copo de água gelada. Essa observação favorece a integração dos estudantes com os conteúdos em estudo. Comente que temperatura de ebulição da água pode variar de acordo com a altitude. No Rio de Janeiro, cidade que está no nível do mar, a água entra em ebulição à temperatura de 100 °C, mas isso não ocorre no Monte Everest.

O topo está 8 848 m acima do nível do mar, por isso a pressão atmosférica exercida sobre a água é muito menor. Nessa região, a temperatura de ebulição da água é de 71 °C.

Experimento que retrata o fenômeno de sublimação do iodo. No estado sólido, o iodo apresenta cor acinzentada e, no estado gasoso, coloração violeta.

Esquema simplificado representativo do estado de agregação das partículas no estado líquido.

A temperatura promove mudanças de estado físico da matéria.

A água transforma-se em gelo quando resfriada.

Alexandre Dotta/Science Source/Fotoarena

fortton/iStockphoto.com

Com base nas discussões anteriores, aproveite o esquema sobre as mudanças de estado físico da água para promover o aprendizado. Peça aos estudantes que observem a imagem como um todo e identifiquem o que está representado. A seguir, peça que observem cada situação separadamente e identifiquem as diferentes mudanças de estado. Desse modo, estimula-se o desenvolvimento da leitura inferencial e do pensamento computacional.

Apresente os conceitos de fusão, ebulição, condensação e solidificação aos estudantes e peça que façam uma lista, no caderno ou em uma folha à parte, de algumas situações cotidianas em que esses processos ocorrem, natural ou artificialmente. Solicite que vejam as imagens caso não tenham citado esses exemplos.

O momento é oportuno para discutir as variações de temperatura necessárias para que ocorram mudanças de estado físico.

Peça que registrem as mudanças de estado físico que requerem o aquecimento de um material e aquelas que requerem o resfriamento. Em seguida, ajude-os a classificar as mudanças em dois grupos: mudanças em que ocorre a absorção de energia e mudanças em que ocorre a liberação.

½ Atividades – Respostas

Para responder às duas perguntas, ajude os estudantes a imaginar como as situações propostas ocorrem. Caso haja dificuldades, retome o esquema no início da página, que representa os estados físicos da água e suas mudanças.

1. a) Gasoso.

b) Líquido.

c) Sólido.

d) Líquido.

e) Sólido.

2. a) Condensação.

b) Ebulição.

c) Evaporação.

d) Condensação.

e) Solidificação.

Representação simplificada em cores-fantasia. Observe, no esquema, a síntese das mudanças de estado físico da água vistas anteriormente.

aumento de temperatura (ganho de calor)

sublimação

Evaporação.

vaporização

Ebulição. Quando a água entra em ebulição numa chaleira, o vapor de água produzido é invisível. O que é visível é o líquido originado da condensação do vapor pelo fato de a temperatura ser menor fora da chaleira.

Dotta Calefação.

Mudanças de estado físico da água. O vapor de água não é visível, por isso foi ilustrada uma chaleira sendo aquecida para representar o estado gasoso.

A vaporização pode ser dividida em três tipos específicos. Veja a seguir.

• Evaporação: consiste na passagem natural e lenta de uma substância para o estado gasoso, como ocorre com a água quando uma peça de roupa molhada é estendida no varal.

• Ebulição: é a vaporização rápida causada por aquecimento, como ocorre com a água que ferve na panela sobre a chama de um fogão. Nesse processo, verifica-se a formação de bolhas (fervura).

• Calefação: ocorre quando um líquido é colocado em um ambiente muito aquecido e vaporiza rapidamente. Isso pode ser percebido quando uma gota de água cai em uma superfície metálica superaquecida e escutamos um chiado.

1 Escreva no caderno o estado físico dos materiais nas situações a seguir.

a) Água presente no ar.

b) Ouro derretido para fazer uma joia.

c) Neve.

d) Lava de um vulcão em erupção.

e) Gelo-seco em um isopor com picolés.

2 Indique qual é o tipo de passagem de estado físico que ocorre nas situações a seguir.

a) Formação da chuva nas nuvens.

b) Produção de bolhas quando a água ferve.

c) Superfície torna-se seca após limpeza com álcool.

d) Lentes dos óculos embaçam quando uso máscara de proteção respiratória.

e) Lava do vulcão endurece após algum tempo da erupção.

Foco na BNCC

EF09CI01: As questões da seção Atividades contribuem para o reconhecimento dos diferentes estados da matéria e identificar as mudanças de estado físico, mobilizando aspectos da habilidade.

Avaliação

Diagnóstico: As atividades propostas podem ser utilizadas para avaliar se os estudantes conseguem associar materiais conhecidos e mudanças de estado em situações diversas.

Estratégia: Se os estudantes apresentarem dificuldades, retome os conceitos das páginas 118 a 120, trabalhando as opções de pergunta de acordo com o conteúdo apresentado.

Orientações

Evaporação e condensação

Este experimento deverá ser feito em um dia ensolarado, ou com uma fonte de calor que não derreta os materiais plásticos.

Material:

• 1 copo longo com água até 1/5 de sua capacidade;

• pedaço de filme plástico com o dobro do diâmetro do copo;

• 1 elástico;

• 1 cubo de gelo;

• 2 folhas de papel-toalha.

Procedimentos

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

1. Cubra a boca do copo com o plástico transparente, deixando-o arqueado para dentro, conforme mostrado na imagem.

2. Prenda o plástico no copo com o elástico.

3. Exponha o copo à luz solar e aguarde por uma hora.

4. Retire o copo da insolação direta e coloque imediatamente o cubo de gelo sobre o plástico. Aguarde por 2 minutos.

Aproveite a atividade experimental para sistematizar o que foi discutido nas páginas anteriores. Para isso, peça aos estudantes que se organizem em grupos e anotem os resultados para discuti-los e compartilhá-los com a turma posteriormente.

Após a montagem do experimento, incentive-os a discutir e anotar o que imaginam que vai acontecer. Após a obtenção dos resultados, peça aos grupos que retomem as hipóteses iniciais e comparem com o que foi observado, o que estimula o desenvolvimento do pensamento científico.

Caso o dia determinado para o experimento não esteja ensolarado, providencie uma luminária com uma lâmpada incandescente e peça aos grupos que coloquem os experimentos sob a lâmpada. Durante esse passo, fique atento para que os estudantes não encostem na lâmpada, para evitar que se queimem ou que a quebrem.

½ Observar – Respostas

1. A água evapora naturalmente, sobretudo em regiões mais quentes. Ao ser deixado ao Sol por uma hora, o sistema recebe calor e, com isso, uma quantidade ainda maior de água no interior do copo tende a evaporar.

As imagens representam etapas do experimento.

5. Retire o cubo de gelo. Use o papel-toalha para absorver a água proveniente do derretimento do gelo.

6. Observe como está o lado interno do plástico (voltado para dentro do copo). Responda às questões a seguir.

1 O que acontece com a água no interior do copo deixado exposto à luz solar por uma hora?

2 Após a retirada do cubo de gelo e da absorção da água pelo papel-toalha, a parte interna do plástico apresenta alterações. Como você explica esse fato?

3 Há na natureza algum fenômeno parecido com o observado por você nesse experimento?

Foco na BNCC

EF09CI01: O experimento mobiliza aspectos da habilidade, uma vez que possibilita que os estudantes investiguem as mudanças de estado físico da matéria, nesse caso, da água.

Competência geral 2 e competência específica de Ciências da Natureza 2: O levantamento de hipóteses e a discussão dos resultados permitem desenvolver aspectos das

competências, de modo que os estudantes exercitem a curiosidade, investiguem e levantem hipóteses, além de compreender conceitos fundamentais das Ciências da Natureza, bem como dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica.

2. Quando o cubo de gelo foi colocado sobre o plástico, houve o resfriamento de sua superfície, o vapor de água no interior do copo se condensou e formou as gotículas.

3. O ciclo da água, que envolve a evaporação e a condensação.

Atividade complementar

Após a atividade, peça aos estudantes que elaborem um relatório individual com suas ações e as conclusões a que chegaram ao fim da observação.

Você também pode fazer o seguinte experimento: se na escola houver forno de micro-ondas e geladeira, aqueça um pouco de água em um copo de vidro até a fervura e coloque um pires sobre ele.

Aguarde um tempo e mostre a condensação da água no pires. Depois, coloque esse pires no congelador e mostre que a água condensada anteriormente sofreu solidificação. Faça uma analogia com a formação de nuvens, chuva e geada.

Orientações

Para iniciar a discussão sobre o modelo atômico de Thomson, pergunte aos estudantes se a teoria atômica de Dalton explica a natureza elétrica da matéria. Peça que tentem explicar como alguns materiais conduzem eletricidade. Após essa primeira discussão, leia com eles o texto da seção e discuta com a turma a natureza elétrica da matéria e os experimentos de Thomson. Ajude os estudantes a investigar as características dos experimentos de Thomson, de modo que possam chegar às mesmas conclusões. São elas: o feixe elétrico tem carga negativa, pois é atraído para o polo positivo do campo magnético; o feixe comporta-se como um material que tem massa, pois, ao chocar-se com as paletas, é capaz de fazê-las girar.

½ Caminhando pela

História – Respostas

1. A natureza elétrica do feixe luminoso é negativa devido à atração para o polo positivo. Se desejar, relembre com os estudantes o estudo sobre pilhas e circuitos elétricos do 8o ano, de modo que compreendam que polos (ou cargas) opostos se atraem.

2. Se o feixe luminoso, ao atingir o cata-vento, fazia as paletas girarem, podemos considerar que esse feixe somente poderia ser constituído por partículas, que são capazes de atingir as paletas e fazer o cata-vento se mover. Ao trabalhar essa questão, reforce que o experimento foi feito em ar rarefeito, de modo que o ar não era suficiente para mover as paletas do cata-vento.

Foco na BNCC

Competência geral 1: O trabalho com a seção Caminhando pela História possibilita o desenvolvimento parcial da competência, que estimula os estudantes a valorizar conhecimentos historicamente construídos. Competência específica de Ciências da Natureza 1: A proposta desta seção auxilia a compreender as Ciências da Natureza como empreendimento humano e o conhecimento científico como provisório, cultural e histórico.

EF09CI01: A habilidade também é trabalhada, pela identificação de modelos que descrevem a estrutura da matéria, nesse caso, a natureza elétrica do átomo.

A natureza elétrica

A eletricidade é estudada desde o século XVIII e, desde então, os cientistas vêm avançando em pesquisas e experimentos. No final do século XIX, o químico e físico britânico William Crookes (1832-1919) e outros cientistas da época fizeram um experimento com descargas elétricas dentro de ampolas de vidro que continham gases à baixa pressão.

Nessas ampolas de vidro foram introduzidos dois eletrodos (placas metálicas) em lados opostos.

ampola de Crookes eletrodo eletrodo apoio

Representação da ampola do experimento de Crookes.

Os eletrodos foram ligados a uma fonte de alta tensão. Um eletrodo foi conectado ao polo positivo da ampola, chamado de ânodo, e o outro, ao polo negativo, chamado de cátodo. Ao ligar a fonte de alta tensão, à medida que uma bomba de vácuo retirava o ar do interior do tubo e o tornava rarefeito, observava-se uma luz esverdeada em seu interior.

Luz esverdeada observada na ampola de Crookes.

Rarefeito: em quantidade muito pequena.

fonte de tensão elétrica

cátodo ânodo

cargas elétricas de raios catódicos

Ilustrações:

Esse experimento gerou novos questionamentos sobre a constituição da matéria. O inglês Joseph Thomson (1856-1940), ao estudar as descargas elétricas produzidas no interior da ampola, observou algumas características:

• o feixe luminoso era atraído para o polo positivo quando submetido a um campo magnético;

ânodo (+)

cátodo (-)

placas carregadas

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Feixe luminoso sendo atraído para o polo positivo.

• colocando-se um anteparo na forma de cata-vento na direção do feixe luminoso, o cata-vento girava.

ânodo (+)

cátodo (-)

Paletas girando dentro da ampola.

paletas

Com base nas ilustrações dos experimentos, discuta as seguintes questões:

1 Se as descargas elétricas no interior do tubo são atraídas para o polo positivo, qual é a natureza elétrica do feixe luminoso: positiva ou negativa?

2 Se o feixe luminoso era capaz de girar as paletas do cata-vento no interior do tubo, será que ele é constituído de matéria?

Luca Navarro

O modelo de Thomson

Fundamentado nos experimentos que envolviam tubos com descargas elétricas, Thomson concluiu que esse feixe luminoso, proveniente do cátodo e denominado raios catódicos, também era constituído por matéria e tinha carga negativa. Thomson concluiu que o feixe era constituído de partículas denominadas elétrons

Por meio de estudos mais detalhados, Thomson verificou também que o tamanho das partículas emitidas nos raios catódicos (feixe de elétrons) era inferior ao dos átomos, ou seja, eram partículas subatômicas, menores que os átomos.

Com esses novos conhecimentos, o modelo de Dalton deixou de ser consenso, pois não explicava a existência do elétron observado nas descargas elétricas produzidas nos tubos. Portanto, era necessário um novo modelo, que tivesse como base o fato de a matéria, ou seja, o átomo, ter partículas com carga elétrica negativa.

Cerca de um século depois de Dalton, Thomson propôs outro modelo para explicar o átomo, que levava em consideração o conhecimento de então sobre eletricidade.

Em 1897, Thomson afirmou que o átomo seria uma esfera neutra, maciça e não homogênea, composta de um fluido positivo, no qual estariam dispersos os elétrons.

No modelo criado pelo cientista, o átomo continuava representado por uma minúscula esfera, mas com uma estrutura complexa e que poderia ser dividida.

Esse modelo de átomo ficou conhecido como “pudim com passas”, em que a parte interna do pudim seria a carga positiva e as passas espalhadas sobre ele seriam as partículas negativas – os elétrons.

Anos mais tarde, o cientista Eugen Goldstein (1850-1930), estudando um pouco mais as descargas elétricas produzidas no experimento de Crookes, identificou partículas de carga positiva. Mais tarde, em 1920, outro cientista, o físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937), ao estudar a natureza das partículas de carga positiva, denominou-as de prótons

Naquela época, descobriu-se também a radioatividade. Novos experimentos geraram significativos avanços tecnológicos e levaram os cientistas a novas especulações sobre a composição da matéria e a estrutura do átomo.

A radioatividade

Em 1896, o físico francês Antoine Henri Becquerel (1852-1908) verificou que alguns materiais tinham a propriedade de emitir radiação, seja na forma de partículas em altíssima velocidade, seja na forma de energia.

Em 1900, Rutherford realizou um experimento que pode ser descrito da seguinte maneira: uma amostra de polônio radioativo foi colocada no interior de um bloco de chumbo, em que havia um pequeno orifício pelo qual as radiações poderiam passar. Essa radiação passava entre duas placas carregadas eletricamente e caminhava em direção a uma película recoberta com sulfeto de zinco (ZnS), um material que emite luminosidade quando atingido por radiações.

Experimento de Rutherford para identificação das radiações alfa, beta e gama.

Fonte: COMMONS, C.; COMMONS, P. (org.). Heinemann Chemistry 1 5th. ed. Melbourne: Pearson Australia, 2016.

Atividade complementar

Peça aos estudantes que pesquisem como funcionavam as televisões de tubo e que levantem quais são os avanços tecnológicos mais importantes nesse segmento. Pergunte como são os aparelhos de televisão atualmente.

Com a pesquisa, será possível constatar que a formação da imagem é similar ao experimento de Thomson.

Orientações

Promova uma leitura compartilhada, de modo que todos possam ler uma parte do texto. Se necessário, repita a leitura. Procure retomar os conhecimentos prévios dos estudantes. Aproveite o texto para mostrar que, com base nos resultados do experimento de Thomson, concluiu-se que o modelo de Dalton não explicava as características do átomo. Por essa razão, esse modelo foi substituído por um que podia explicar a natureza elétrica da matéria.

Reforce que é dessa forma que os trabalhos científicos são realizados e que é assim que a ciência evolui, na maioria das vezes, com base nas descobertas de cientistas anteriores.

partículas de carga negativa (elétrons)

Os tons de cores e a proporção entre as dimensões das estruturas representadas não são os reais.

película com sulfeto de zinco

radiação 2

radiação 1

radiação 3

Pergunte aos estudantes o que eles sabem sobre radioatividade. Muitos deles provavelmente já terão ouvido falar sobre o tema em filmes, seriados e notícias sobre acidentes que envolvem radiação. A discussão proposta neste capítulo possibilitará, com base no conhecimento que eles já têm, ampliar a percepção da importância da radioatividade para o avanço científico e social.

chumbo

fonte radioativa

Promova uma discussão inicial com eles sobre o assunto e depois promova uma leitura dialogada do tema. Assim, eles poderão compreender melhor o experimento de Rutherford. Destaque para a turma que J. J. Thomson não utilizou o nome elétron, mas definiu as partículas dos raios catódicos como “corpúsculos”. O termo elétron, electron em inglês, foi introduzido por George Johnstone Stoney, porém com outro significado. Elétron foi o nome dado às cargas elementares, ou seja, aquilo que outro cientista, Helmholtz, em uma palestra havia chamado de “átomos de eletricidade”. Somente após os experimentos de Thomson o termo elétron passou a ser utilizado para as partículas dos raios catódicos.

Dawidson França DAE

Joseph Thomson (1856-1940).

Representação do modelo de átomo proposto por Thomson.

esfera de carga positiva

Orientações

Você pode mostrar previamente aos estudantes a simulação do experimento de Rutherford e compará-lo à seção Modelar, antes de explicar o modelo proposto por ele. Esse recurso, mediado pelo professor, possibilita retomar detalhes da simulação ou mostrá-la novamente ao trabalhar o conteúdo. Dessa forma, é possível despertar a curiosidade dos estudantes e estimulá-los a fazer associações entre os conteúdos.

A simulação está disponível no link a seguir: https://phet.colorado. edu/sims/html/rutherford-scattering/ latest/rutherford-scattering_pt_ BR.html. Acesso em: 17 maio 2022.

½ Modelar – Respostas

1. Espera-se que algumas bolinhas batam e voltem, mas a maioria deve passar pela rede.

2. Os espaços presentes na rede eram bem maiores que as bolinhas.

3. Provavelmente essa bolinha deve ter se chocado com os fios que entrelaçam a rede. Assim, bateu e voltou, ou sofreu algum desvio.

As partículas com cargas positivas são atraídas por partículas de cargas negativas e vice-versa. Lembre-se de que as partículas com cargas iguais se repelem.

Ele observou a existência de três tipos de radiação. As emissões que eram atraídas pela placa negativa foram denominadas alfa (a), as atraídas pela placa positiva receberam o nome de emissão beta (b), e as que não sofreram desvio foram chamadas de gama (g).

Com base nos resultados desse experimento, Rutherford chegou às conclusões a seguir.

• As emissões alfa e beta são partículas que têm massa e carga elétrica.

• A partícula alfa apresenta carga positiva.

• A partícula beta tem carga negativa.

• As emissões gama são ondas eletromagnéticas que não dependem do meio material para se propagarem, são constituídas apenas de energia na forma de radiação eletromagnética.

O modelo de Rutherford

Ernest Rutherford (1871-1937).

Em 1904, Rutherford fez outro experimento, que ficou conhecido na história da ciência como “experimento de Rutherford”. Para facilitar a compreensão, propomos uma atividade.

Experimento de Rutherford

Material:

• 1 rede de vôlei ou de futebol; • 1 bacia de plástico de 3 L; • folhas de jornal. Procedimentos

1. Reúna-se com a turma e, juntos, façam bolas de papel bem pequenas com as folhas de jornal, do tamanho de bolas de gude.

2. Encham a bacia com essas bolinhas.

3. Levem a bacia com as bolinhas para a quadra da escola. Caso tenham trazido a rede para a sala de aula, alguns estudantes devem mantê-la esticada.

4. Os demais devem jogar todas as bolinhas ao mesmo tempo diretamente da bacia em direção à rede.

5. Juntem as bolinhas na bacia e repitam o procedimento mais algumas vezes, observando se todas as bolinhas atravessam a rede.

1 Todas as bolinhas passaram pela rede?

2 Por que a maior parte das bolinhas atravessou a rede?

3 Se alguma bolinha não passou pela rede, qual foi o motivo?

Rutherford já sabia da existência das partículas alfa a, de carga positiva, devido ao trabalho anterior com a radioatividade. Dessa vez, ele colocou no interior de um bloco de chumbo uma substância emissora de partículas a, de modo que fossem orientadas, por meio de um orifício em uma placa de chumbo, a colidir contra uma fina lâmina de ouro. Ao redor dessa lâmina foi colocada uma lâmina de sulfeto de zinco, um material fosforescente que emite luminosidade quando atingido por essas partículas.

Foco na BNCC

EF09CI03: Com base na análise histórica das teorias propostas por filósofos gregos até o modelo de Bohr, é possível reconhecer a constituição do átomo e a composição de moléculas simples mediante modelos que descrevem sua estrutura. O experimento contempla a proposta relacionada ao modelo de Rutherford, pois os estudantes poderão associá-lo ao comportamento das partículas alfa ao serem

direcionadas à placa de ouro. Desse modo, trabalha-se a habilidade.

Competência geral 2 e competência específica de Ciências da Natureza 2: O experimento também possibilita desenvolver aspectos dessas competências, já que estimula os estudantes a exercitar a curiosidade intelectual e os auxilia na compreensão de conceitos fundamentais das Ciências da Natureza.

Com esse experimento, Rutherford verificou que:

• a maioria das partículas a atravessava a lâmina de ouro sem sofrer desvios (A);

• algumas dessas partículas, ao atravessar a lâmina, eram desviadas (C);

• uma pequena parte das partículas a não ultrapassava a lâmina e retornava, como se tivessem se chocado com algo muito denso (B). Com base nesses resultados, Rutherford concluiu que:

• o átomo não é uma esfera maciça – há muitos espaços vazios, pois a maior parte das partículas a atravessou a lâmina de ouro;

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Experimento de Rutherford –bombardeamento de uma fina lâmina de ouro por partículas a

Fonte: COMMONS, C.; COMMONS, P. (org.) Heinemann Chemistry 1. 5th ed. Melbourne: Pearson Australia, 2016.

partícula desviada partícula retornando lâmina de ouro

partículas que atravessam

Orientações

Peça aos estudantes que observem a ilustração sobre o experimento de Rutherford. Leia o texto em voz alta e depois peça que façam uma leitura silenciosa.

Discutam se os resultados que os estudantes obtiveram com as bolinhas e a rede têm alguma semelhança com o experimento de Rutherford. Esclareça que as setas que aparecem no esquema são apenas recursos explicativos. O que o pesquisador observou foram os pontos cintilantes na placa de sulfeto de zinco.

Ressalte que, para seu experimento, Rutherford recorreu a conhecimentos obtidos anteriormente sobre radioatividade por outros cientistas, como Antoine Henri Becquerel.

• no átomo há uma região central em que está concentrada praticamente toda a sua massa – foi contra essa região, denominada núcleo, que as partículas a se chocaram ao se aproximarem, sofreram desvios ou mesmo voltaram;

• esse núcleo apresenta carga positiva, pois repeliu a partícula a, que também tem carga positiva;

• o raio do átomo de ouro é muito maior que o raio de seu núcleo (conclusão baseada na proporção entre o número de partículas que atravessaram a lâmina e o número das que foram repelidas ou desviadas pelo núcleo). Para ter ideia dessa proporção, imagine que, se o tamanho do núcleo fosse igual ao de uma bolinha de gude, os elétrons mais externos estariam a cerca de 200 m de distância.

De posse desses dados, Rutherford elaborou seu modelo atômico. Nesse modelo, o átomo é uma partícula muitíssimo pequena, composta de duas regiões:

• uma interna, o núcleo, na qual estaria concentrada praticamente toda a massa do átomo – de carga elétrica positiva, representada por partículas chamadas de prótons;

• outra externa, de massa desprezível, na qual estariam os elétrons, diminutas partículas negativas em permanente movimento ao redor do núcleo. Essa região é conhecida hoje como eletrosfera. Por esse motivo, o modelo de Rutherford ficou conhecido como modelo do sistema planetário.

Esquema que representa o comportamento das partículas a ao serem lançadas contra a lâmina de ouro.

Desprezível: no contexto, é um termo referente a algo que, em relação a outra coisa, pode ser desconsiderado, por apresentar uma dimensão relativa muito pequena.

Representação do modelo atômico proposto por Rutherford. No centro, há um núcleo muito denso e positivo e, na eletrosfera, giram os elétrons negativos. Entre o núcleo e a eletrosfera há um imenso espaço vazio.

Luis Moura

Luis Moura

Observe, a seguir, o esquema do experimento de Rutherford.

No núcleo estão os prótons.

Na região externa estão os elétrons.

Orientações

Leia com a turma o texto sobre o modelo de Bohr. Em seguida, peça aos estudantes que comparem todos os modelos atômicos e registrem em uma tabela suas características, para que possam identificar como ocorreram as mudanças no pensamento sobre o átomo desde a Antiguidade. Essa tabela também servirá como fonte de consulta sempre que necessário. Aproveite para enfatizar a importância dos diferentes modelos atômicos e das descobertas dos cientistas, de modo que os estudantes reconheçam o papel histórico da ciência e compreendam o caráter provisório do conhecimento científico.

½ Atividade – Respostas

1. a) Falsa, pois, segundo o modelo, o átomo é indivisível.

b) Verdadeira; o cientista descobriu os elétrons como partículas de carga negativa.

c) Falsa, pois a partícula alfa tem carga positiva.

d) Verdadeira, o cientista pôde verificar os espaços vazios pela passagem das partículas alfa, e deduziu os elétrons estariam nesses espaços.

e) Verdadeira, pois a Física clássica não conseguiu explicar o motivo de os elétrons não serem atraídos pelo núcleo nem se chocarem com ele.

O modelo de Bohr

As investigações sobre a constituição do átomo caminhavam a todo vapor. O modelo atômico de Rutherford foi complementado por um novo conceito introduzido pelo físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962). Com novos experimentos com emissão de luz, Bohr constatou que o elétron descreve uma órbita circular ao redor do núcleo sem ganhar ou perder energia.

As órbitas descritas pelo elétron são denominadas níveis de energia ou camadas eletrônicas. Em um átomo há várias órbitas circulares, cada qual com determinado valor energético.

Representação do modelo atômico no qual há um núcleo central e, ao redor, uma região onde é provável encontrar o elétron na eletrosfera.

que envolvia níveis de energia. Eletrosfera dividida em níveis de energia (camadas).

Outros modelos que vieram depois especificaram as características das órbitas ou camadas de energia, com base na discussão da natureza dos elétrons.

Em 1932, o físico inglês James Chadwick (1891-1974), ao pesquisar materiais radioativos, concluiu que no núcleo havia também partículas desprovidas de carga elétrica, denominadas nêutrons

Outras pesquisas após a elaboração dos modelos de Rutherford e de Bohr comprovaram que é impossível determinar num mesmo instante a posição e a velocidade de um elétron. Por isso, acredita-se que exista uma região na qual é provável encontrar os elétrons, como descrito no modelo ao lado.

1 Escreva no caderno se as afirmações sobre os modelos propostos pelos cientistas para explicar a constituição da matéria são verdadeiras ou falsas.

a) Dalton afirmou que o átomo era uma esfera maciça, homogênea, indestrutível e divisível.

b) Thomson apresentou seu modelo baseado nos estudos com eletricidade, e verificou a presença de partículas negativas nos raios catódicos.

c) Rutherford identificou em um de seus experimentos que a radiação alfa (a) é uma partícula de carga negativa.

d) Rutherford verificou que a matéria apresenta espaços vazios, e concluiu que os elétrons giravam ao redor de um centro de massa de carga positiva.

e) Bohr apresentou seu modelo no qual o elétron descreve uma trajetória ao redor do núcleo, sem ganhar ou perder energia, denominada nível de energia.

Avaliação

Diagnóstico: A atividade proposta tem por propósito verificar se os estudantes conseguiram compreender os modelos propostos por Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr, inclusive o desenvolvimento científico da proposta a respeito da constituição da matéria e do significado de átomo.

Estratégia: Se os estudantes não conseguirem se recordar ou associar os modelos propostos, utilize imagens dos modelos e experimentos para que possam debater entre si e relembrarem o assunto, como os presentes a partir da página 122 desse volume.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Bohr e seu modelo atômico

Orientações

Para deduzir o que não posso ver

Material:

• 3 caixas de sapatos;

• 1 dado;

• 1 bola de gude;

Procedimentos

• 1 moeda;

• folhas de jornal;

• lápis e folha de papel para anotação.

1. Em sala de aula, dividam-se em grupos. Os integrantes dos grupos deverão colocar em cada caixa de sapatos um dos objetos selecionados: dado, bola de gude, ou moeda, sem que os colegas vejam.

2. Então, vão embrulhar as caixas com as folhas de jornal, identificá-las com os números 1, 2 e 3 e, separadamente, escrever em uma folha de papel o nome do objeto que está em cada caixa, por exemplo, “Caixa 1: dado”, e assim por diante. Portanto, os demais estudantes não saberão o que há no interior de cada caixa.

3. Depois, cada grupo deverá passar suas caixas aos outros grupos, para que os colegas tentem descobrir qual é o objeto contido em cada uma por meio de movimentos da caixa, pelos sons etc.

1 É possível identificar qual é o objeto que está em cada caixa? Se sim, como isso é possível?

2 Qual caixa contém um objeto que corresponde ao modelo atômico proposto por Dalton?

3 Quando uma pessoa sofre um acidente, é muito comum ser submetida a radiografias para verificar se há alguma fratura óssea. O exame é feito com raios X. Se não podemos ver esses raios, como permitem saber se há ou não uma fratura? Faça uma pesquisa sobre o assunto e produza um texto explicando esse fenômeno.

A estrutura do átomo

Como vimos até agora, os cientistas concluíram que o átomo é composto basicamente de:

• um núcleo, em que estão os prótons (com carga elétrica positiva) e os nêutrons (sem carga elétrica);

• uma eletrosfera, em que estão os elétrons (com carga elétrica negativa). Por serem partículas de cargas elétricas de sinais opostos (+ e –), os elétrons são atraídos pelos prótons que se encontram no núcleo. Os átomos são tão pequenos que não podem ser observados nem mesmo por microscópios eletrônicos.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Na seção Modelar, a troca das caixas entre os estudantes permite que eles deduzam qual é o conteúdo delas.

Esse procedimento os ajudará a pensar a respeito da composição da matéria, mesmo que não possam vê-la. Pela percepção, eles poderão compartilhar hipóteses e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo, de forma a associar o modelo de Dalton com a análise de cada caixa.

Se possível, leve alguns objetos para que os estudantes possam simular um trabalho de investigação científica. Podem ser ímãs e caixas vazias, para que eles façam alguns testes e obtenham resultados antes de chegarem a uma conclusão que se aproxime do trabalho científico.

Promova a leitura do texto sobre a estrutura do átomo e sistematize todas as suas regiões, de modo que fica claro para os estudantes que o átomo é formado por um núcleo, que contém prótons e nêutrons, e uma eletrosfera, que contém os elétrons. Analise detidamente a representação do átomo com a turma, e explique a legenda.

½ Modelar – Respostas

1. Sim. Sacudindo ou balançando a caixa, o dado se movimenta e produz sons diferentes dos demais objetos, pois bate com mais intensidade; a bola de gude rola; a moeda desliza.

2. A caixa que contém a bola de gude, pois o modelo atômico proposto por Dalton trata o átomo como uma esfera maciça e homogênea, semelhante à bola de gude.

Foco na BNCC

Esquema da estrutura de um átomo. Observe que o núcleo é constituído de prótons e nêutrons (parte positiva) e na eletrosfera estão os elétrons em suas camadas (parte negativa).

Competência específica de Ciências da Natureza 2: A investigação e o levantamento de hipóteses em grupo para descobrir quais são os objetos nas caixas estimulam o desenvolvimento do pensamento científico, e mobilizam aspectos da competência.

Competência geral 9: A atividade em grupo promove a cooperação entre os estudantes e estimula a empatia e o respeito. Desse modo, são desenvolvidos aspectos da competência.

3. Os raios X são um tipo de radiação capaz de impressionar um filme fotográfico. Quando há um anteparo que não deixa a radiação passar ou dificulta sua passagem, aparecem manchas que variam do preto, passam por tonalidades cinza até a ausência de cor. Onde há ossos, o filme apresenta coloração cinza muito clara ou transparente, porque essa radiação é absorvida por eles. Os tecidos moles são penetrados pela radiação, o que escurece o filme. Se houver fratura, na região mais clara do osso aparecerá outra mais escura, que é por onde a radiação atravessou.

Orientações

Explique aos estudantes o conceito de massa relativa, para que não pensem que o próton tem massa equivalente a 1 grama, mas sim que é a massa relativa dessa partícula.

Explique também que a presença dos nêutrons permite que os prótons se acomodem no núcleo, mesmo com a presença de uma força de repulsão entre eles.

É importante que os estudantes tenham compreendido que os modelos científicos de representação do átomo sofreram alterações ao longo do tempo e surgiram novos modelos.

Promova uma roda de conversa para revisitar as teorias de Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr. Aproveite para sanar eventuais dúvidas.

Nesta etapa, os estudantes serão apresentados a conceitos mais abstratos sobre os átomos e, para isso, é importante evidenciar que o que diferencia um átomo de outro é o número atômico, e que átomos com o mesmo número atômico constituem o mesmo elemento químico.

Cargas elétricas e massas relativas

Levando-se em consideração as cargas elétricas e as massas relativas dos prótons, nêutrons e elétrons do átomo, temos:

• carga elétrica: a carga do próton é positiva, a carga do elétron é negativa e o nêutron não apresenta carga. Sabe-se que cargas elétricas opostas se neutralizam. Ou seja, a carga elétrica de um próton (positiva) anula a carga elétrica de um elétron (negativa). Qualquer átomo apresenta número igual de prótons e de elétrons; logo, é eletricamente neutro;

• massa: a massa do nêutron é praticamente igual à do próton. Como a massa de prótons e nêutrons é cerca de 2 mil vezes maior que a do elétron, a massa do elétron é considerada desprezível.

O quadro a seguir apresenta algumas características das partículas fundamentais do átomo.

Massa relativa: é a relação entre as massas das partículas, e não a massa real de cada uma delas. Exemplo: ao compararmos a massa de duas esferas que tenham massas reais iguais a 30 g e 300 g, podemos afirmar que, se a massa relativa da mais leve for igual a 1, a massa da mais pesada será igual a 10.

Partícula RegiãoCarga elétricaMassa relativa

próton (p) núcleo positiva 1

nêutron (n) núcleo neutra 1

elétron (e)eletrosfera negativa 1/1836

Número atômico

Existem muitos átomos diferentes entre si. Por exemplo, o átomo de alumínio é diferente do de ouro; o átomo de carbono é diferente do de enxofre. Quais são as principais diferenças entre esses átomos?

O número de prótons é uma das principais características que os diferenciam. Esse número é chamado de número atômico e é representado pela letra Z Z é a “carteira de identidade” do átomo, pois indica a qual elemento químico ele pertence.

Elemento químicoNúmero atômico (Z)

O conjunto de todos os átomos que têm o mesmo número atômico (Z) é denominado elemento químico.

Portanto, com base no conceito de elemento químico, é possível afirmar que átomos com números de prótons diferentes pertencem, obrigatoriamente, a elementos químicos diferentes. Vejamos: o átomo de sódio tem 11 prótons; logo, seu número atômico é igual a 11 (Z = 11), e todos os átomos com esse número atômico pertencem ao elemento químico sódio.

Atividade complementar

Proponha aos estudantes que façam uma atividade investigativa com base na analogia da carteira de identidade.

Pergunte: É possível duas pessoas terem o mesmo número de registro de identidade?

Permita que exponham suas ideias livremente. Após isso, esclareça que, assim como duas pessoas não podem ter o mesmo número de registro, dois átomos que não pertencem ao mesmo elemento químico não podem ter o mesmo número atômico.

Fonte: BROWN, Theodore L. et al. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson, 2004.

Número de massa

É a soma do número de prótons (p) com o número de nêutrons (n). O número de massa é representado pela letra A e corresponde à massa do núcleo do átomo.

A 5 p 1 n

Logo, a diferença entre o número de massa e o número atômico revela o número de nêutrons.

n 5 A Z

O número de massa (A) não corresponde à massa total do átomo, pois também existem os elétrons. Mas, como vimos anteriormente, a massa do elétron é desprezível quando comparada com a de prótons e nêutrons.

Os átomos pertencentes ao mesmo elemento químico podem ter número de nêutrons diferente. A prata, por exemplo, é encontrada na natureza com números de nêutrons distintos: 60 e 62. Se somarmos esses números com o número de prótons, que é igual a 47, teremos:

• 60 nêutrons 1 47 prótons 5 107 como número de massa;

• 62 nêutrons 1 47 prótons 5 109 como número de massa.

Por isso, somente o número atômico identifica o elemento químico.

Representação dos átomos

Os átomos dos elementos químicos são representados por símbolos compostos de uma ou duas letras. Para o sódio, utiliza-se Na; para o cloro, Cc; para o carbono, C; e assim por diante.

Note que a primeira letra é sempre maiúscula. Normalmente, o número de massa (A) é representado no canto superior esquerdo, e o número atômico (Z), no canto inferior esquerdo. No próximo capítulo estudaremos esse assunto de forma mais aprofundada.

A 35 Cc símbolo

Z 17

Semelhanças atômicas

Os átomos que têm algum tipo de semelhança são classificados em três grupos básicos: isótopos, isótonos e isóbaros.

• Átomos isótopos são aqueles que apresentam o mesmo número de prótons e número diferente de nêutrons e de massa. Obrigatoriamente, pertencem ao mesmo elemento químico.

Orientações

Com base em alguns exemplos numéricos, faça o cálculo do número de massa e do número de nêutrons de átomos.

Nesta etapa, serão apresentadas as semelhanças entre os átomos. Reforce para os estudantes que os números atômicos são diferentes para elementos distintos, mas os números de massa ou de nêutrons podem ser iguais.

Com a participação dos estudantes, destaque alguns elementos na lousa para que seja possível visualizar a relação entre número de massa e quantidade de nêutrons.

35 Z 5 17

Cc Cc 35 35 17 17

17

20

• Átomos isótonos são aqueles que têm o mesmo número de nêutrons e número diferente de prótons e de massa. Obrigatoriamente, não podem pertencer ao mesmo elemento químico.

28

14

14

Atividade complementar

Para facilitar o aprendizado sobre os elementos, peça aos estudantes que façam, individualmente, uma pesquisa sobre um elemento químico. Oriente-os a escolher elementos que tenham mais aplicações práticas no dia a dia, para que consigam ver a presença deles de forma mais concreta.

Esse assunto será aprofundado mais adiante, no estudo da tabela periódica. Consulte o site do Centro de Tecnologia

Em alguns casos é possível observar elementos químicos representados por três letras, mas isso é temporário. Quando um novo elemento químico é identificado, até que seja dado um nome a ele, as três letras representam seu número atômico segundo regras específicas. Mas tão logo um nome é definido pela comunidade científica, isso é alterado.

Mineral, que disponibiliza uma tabela periódica com informações básicas dos elementos químicos.

• TABELA periódica dos elementos. CETEM. Disponível em: www.cetem.gov.br/antigo/images/popularizacao-ciencia/ tabela-periodica-cetem.pdf. Acesso em: 15 maio 2022.

Orientações

Faça a leitura dialogada sobre a eletrosfera e os níveis de energia para que os estudantes entendam como ocorre a divisão das camadas do átomo.

Atividade complementar

O site a seguir disponibiliza um simulador por meio do qual os estudantes podem construir um átomo com prótons, nêutrons e elétrons.

Caso a escola disponha de um laboratório de informática, oriente-os a usar o simulador e peça que montem alguns átomos e íons.

MONTE um átomo. PhET. Disponível em: https://phet.colorado.edu/ pt_BR/simulations/build-an-atom. Acesso em: 15 maio 2022.

• Átomos isóbaros são aqueles que apresentam o mesmo número de massa e número diferente de prótons e de nêutrons. Obrigatoriamente, não podem pertencer ao mesmo elemento químico.

Exemplo:

Eletrosfera e níveis energéticos

Como vimos anteriormente, Bohr aperfeiçoou o modelo atômico criado por Rutherford com algumas propostas, como exposto a seguir.

I. Os elétrons estão distribuídos de acordo com a distância em relação ao núcleo, e descrevem órbitas circulares ao redor dele sem ganhar ou perder energia.

Assim, há várias órbitas circulares em um átomo, e cada uma tem um valor energético definido. Dependendo do número de elétrons, o átomo pode apresentar de um a sete níveis de energia (níveis energéticos) ou camadas. Esses níveis são numerados de 1 a 7, enquanto as camadas correspondentes a eles são representadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q, a partir do nível mais interno, mais próximo do núcleo.

II. Ao receber energia, o elétron pode saltar para uma camada mais externa; ao retornar para a camada de origem, há liberação da energia recebida sob a forma de luz.

Observe os esquemas que representam o modelo das transposições dos elétrons de uma camada para a outra.

Atividade complementar

Peça aos estudantes que pesquisem sobre as diferentes cores que observamos nos fogos de artifício e quais são os elementos químicos associados a cada uma delas. Quando eles apresentarem os resultados, retome a explicação sobre as transições dos elétrons nas camadas do átomo.

Ressalte os impactos que os fogos de artificio trazem para o ambiente, incluindo o perigo para os animais domésticos. Solicite que pesquisem as propostas que alguns municípios têm apresentado para solucionar esse problema.

Energia absorvida. Energia liberada.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Liberação de energia na forma de luz

A diversidade de cor das chamas ocorre porque os elétrons dos átomos de elementos químicos diferentes atingem camadas externas também diferentes ao receberem energia. A emissão da luz depende da diferença de energia entre a camada eletrônica em que o elétron estava e a camada para a qual ele “saltou” ao receber energia.

A energia em forma de luz é emitida quando o elétron retorna à camada eletrônica inicial; a cor da luz observada é característica de cada elemento químico.

Os íons

Como vimos, de acordo com a teoria de Bohr, ao receber energia, um elétron pode saltar para uma camada mais externa, de maior energia. Se a quantidade de energia fornecida a um elétron for muito elevada, ele poderá saltar para fora da eletrosfera. Portanto, o átomo não apresentará mais igualdade em relação ao número de prótons e elétrons, e deixará de ser neutro.

Átomo original de sódio com 11 prótons e 11 elétrons.

Esquema que mostra o átomo de sódio perdendo o elétron da última camada.

Da mesma forma que pode perder elétrons, o átomo pode receber elétrons, o que provoca a quebra de neutralidade de cargas.

Quando há perda ou ganho de elétrons, os átomos deixam de ter carga neutra. Quando isso ocorre, o átomo recebe uma nova denominação e passa a ser chamado de íon

Orientações

Os estudantes já sabem que o átomo é neutro, pois o número de prótons é igual ao de elétrons. Retome com eles o assunto e promova a leitura sobre os íons. Explique que, caso um átomo perca elétrons, ele se torna um íon com carga positiva; caso ganhe elétrons, o íon originado apresentará carga negativa.

Dê exemplos da formação de cátions e ânions e esclareça por qual razão se formam cargas negativas ou positivas.

É comum que os estudantes se confundam ao atribuir cargas aos íons, pois o senso comum os leva a pensar que, quando se ganha algo, a carga fica positiva e, quando se perde algo, fica negativa, mas, neste caso, ocorre o contrário.

Quando um átomo perde um elétron, seu número de prótons fica maior que o de elétrons. Assim, o átomo assume carga positiva, torna-se um íon positivo, denominado cátion. Considere novamente o átomo de sódio:

Observe que, ao perder um elétron, o átomo de sódio transforma-se em um íon de carga positiva (11), ou seja, torna-se um cátion de carga 11

Quando ocorre o processo inverso, ou seja, o átomo recebe um elétron, o número de elétrons torna-se superior ao de prótons e o átomo assume carga negativa, torna-se um íon negativo, denominado ânion

Atividade complementar

Oriente os estudantes a fazer círculos de papel com cargas positivas, negativas e neutras. Para isso, peça que simulem, em uma cartolina ou papel-cartão, o núcleo atômico e coloquem os prótons e nêutrons. Na eletrosfera, devem pôr o número de elétrons igual ao de prótons. Em seguida, devem acrescentar ou retirar elétrons, fazendo o balanço de cargas para verificar quais foram os íons formados. Reitere que essa dinâmica é um modelo e contraria os estudos de Rutherford e Bohr, principalmente no que diz respeito a dimensões e distâncias na relação núcleo-eletrosfera.

Átomo perde 1 elétron, ficando com 11 prótons e 10 elétrons.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Queima do gás de cozinha e do carvão.

Orientações

Para iniciar as atividades sobre radiação, promova a leitura da seção CiênTIC. Explore o texto até que não restem dúvidas para os estudantes. Discuta com eles a temática de alguns dos filmes. É importante ressaltar que o ser humano, em geral, sempre viveu em contato com as radiações, que são fenômenos naturais. Porém, alguns tipos de radiação, em determinadas intensidades ou por longos períodos de exposição, podem provocar danos à saúde. Comente que organismos mais simples, como as bactérias, são mais resistentes a esses efeitos.

Hoje, a tecnologia explora a radioatividade, em pequenas quantidades, em prol da saúde humana. A exposição dosada a fontes radioativas ajuda no tratamento do câncer, já que pode destruir certos tumores. No entanto, em quantidades maiores, a radiação pode causar queimaduras. Basicamente, a radiação pode penetrar em nosso organismo e atuar sobre as células, destruindo-as ou fragmentando-as.

A explicação para a ação da radiação no corpo baseia-se no fato de ela ter alto conteúdo energético e, com isso, poder provocar alterações na estrutura das moléculas presentes nas células. O resultado são células modificadas e, consequentemente, mutações genéticas.

Avaliação

Diagnóstico: A partir do estudo das partículas quantificadoras dos átomos, espera-se que os estudantes consigam também identificar quantitativamente o número de elétrons presentes nos íons.

Estratégia: Utilize um modelo em cartolina que contenha um átomo genérico “X” representado ao centro. Desenhe os níveis energéticos. Coloque tampinhas de garrafas ao centro e o mesmo número distribuídas na eletrosfera (utilize valores pequenos para facilitar). Retire ou coloque tampinhas na eletrosfera indicando os elétrons perdidos ou recebidos. Solicite que eles contem as cargas positivas e negativas e representem os íons. Feito isso descreva o exercício como processo inverso ao que realizaram.

½ Atividade – Respostas

1. Se os estudantes apresentarem dificuldades, faça a atividade na lousa com a turma. Verifique se eles compreendem que os ânions, de carga negativa, ganham elétrons (bromo [a] e fósforo [c]), enquanto os cátions, de carga positiva, perdem elétrons (estrôncio [b] e chumbo [d]).

a) Ânion (ganhou um elétron): 35 + 1 = 36 elétrons.

b) Cátion (perdeu dois elétrons): 38 – 2 = 36 elétrons.

c) Ânion (ganhou três elétrons): 15 + 3 = 18 elétrons.

d) Cátion (perdeu quatro elétrons): 82 – 4 = 78 elétrons.

Agora, considere o átomo de cloro:

Nesse exemplo, a carga do íon cloro passou a valer (1 ), pois o átomo recebeu um elétron, ou seja, tornou-se um ânion de carga 1

A quantidade de carga de um cátion ou de um ânion pode variar de acordo com o número de elétrons que o átomo de origem perdeu ou recebeu. Assim, é possível encontrar íons com carga 11, 1 , 21, 2 , 31, 3 etc.

Veja um exemplo com o átomo de magnésio:

1 Indique o número de elétrons presentes em cada um dos íons a seguir.

A radioatividade na ficção e na realidade

Além de usos comuns na sociedade atual, a radioatividade está presente em vários filmes e documentários. Desde que os Estados Unidos lançaram bombas nucleares sobre Hiroshima e Nagasaki, o mundo vive em constante medo de que isso ocorra novamente. Em 1959, a indústria cinematográfica já explorava esse tema com o filme Hiroshima, meu amor, um drama. Muitos outros foram lançados nas décadas seguintes, como o filme Radioativo, de 2019, que conta a história de Marie Curie. Na vida real, alguns acidentes tiveram consequências trágicas para o ambiente e as pessoas. Em contrapartida, nem tudo ligado a radioatividade pode ser visto como tragédia. A radioatividade traz inúmeros benefícios em diversos seguimentos para a humanidade, como na área de saúde.

1. Na internet, faça uma pesquisa sobre filmes, documentários e textos que abordem o tema radioatividade, seus benefícios e perigos.

2. Em seguida, forme grupo com os colegas e criem um documento digital com a síntese das informações obtidas. Depois, divulguem o texto aos colegas dos outros grupos por e-mail

3. O texto pode ser desenvolvido com base nas questões do item “Fazendo acontecer”, da página seguinte.

Ao debate!

Organize, com os colegas, uma discussão sobre os resultados da pesquisa anterior, que inclua os seguintes tópicos: como manusear substâncias radioativas sem contaminar o ambiente e os seres vivos? Quais são os perigos da radioatividade para a humanidade quando nos referimos a países com grande poder bélico? Como construir um mundo melhor mesmo com o uso da radioatividade?

Foco na BNCC

Competência geral 9: O trabalho em grupo possibilita que os estudantes atuem de forma cooperativa, exercitam o respeito e a empatia. Dessa maneira, são mobilizados aspectos da competência.

Competência geral 5: A criação de documentos digitais é uma forma de trabalhar a competência. Competência geral 7: A discussão e a argumentação possibilitam desenvolver aspectos da competência.

Foco nos TCTs

As reflexões propostas na seção CiênTIC envolvem o estudo de impactos do uso de radiações na sociedade, mostrando relações entre desenvolvimento científico a aspectos cotidianos, e assim permitem o desenvolvimento do tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia

Elaborem um material de divulgação sobre os benefícios da radioatividade. Sejam bem criativos, procurem mostrar as vantagens; geralmente os filmes mostram apenas o lado ruim da radioatividade. O material pode ser divulgado no formato que julgarem melhor, como podcasts e vídeos.

1 A radioatividade pode destruir células de seres vivos. Em que situação isso pode trazer benefícios?

2 A radioatividade pode ser aplicada na agricultura?

3 É possível descobrir a idade de materiais por meio da radioatividade?

4 Há indústrias que utilizam a radioatividade em seus processos produtivos?

5 Quais foram os principais acidentes que envolveram radioatividade no mundo?

Radioatividade e saúde

Com base nos estudos de Becquerel sobre a radioatividade, muito se avançou no conhecimento das partículas nucleares. Entre as diversas evidências da influência da ciência e da tecnologia em nosso cotidiano, destaca-se a medicina nuclear, uma especialidade médica que utiliza material radioativo, conhecido como radioisótopo, para fins diagnósticos e terapêuticos. O radioisótopo, ou isótopo radioativo, é o átomo que apresenta um núcleo atômico instável, que emite partículas e/ou energia quando transformado em isótopo estável.

A maioria dos procedimentos com radioisótopos consiste na obtenção de imagens – mapeamento da concentração de materiais radioativos nos órgãos ou nos tecidos do corpo. Para isso, um equipamento detecta o material radioativo.

Nas dosagens utilizadas nesses exames, os materiais ingeridos ou injetados apresentam toxicidade muito baixa. Portanto, esses exames não são nocivos à saúde humana.

Por meio da cintilografia – exame que possibilita visualizar regiões do corpo com colorações distintas após a ingestão de um radioisótopo pelo paciente – é possível avaliar o funcionamento dos órgãos, ou seja, a capacidade de metabolizar diferentes substâncias, e não apenas sua morfologia.

Diferentes radioisótopos podem ser utilizados para estudar a função de várias estruturas. Desse modo, na cintilografia, um tecido doente que tenha perdido a capacidade de concentrar alguma substância será diferenciado de outro, com maior poder de captação. Em outros casos, o tecido doente poderá apresentar excessiva afinidade com outros compostos. Vejamos como isso acontece no exemplo a seguir.

O iodo encontrado na alimentação participa da produção dos hormônios da tireoide. O iodo radioativo, quimicamente idêntico ao primeiro, é utilizado na cintilografia da tireoide.

Por essa técnica, são indicadas as áreas da tireoide que estão produzindo muito hormônio e apresentam excessiva concentração desse elemento radioativo, enquanto as áreas que estão produzindo pouco hormônio têm baixa concentração.

Com esse isótopo radioativo, é possível fazer o diagnóstico do mau funcionamento da glândula tireoide e proceder à terapia do hipertireoidismo e do câncer tireoidal, por exemplo.

½ CiênTIC – Respostas

1. Um dos benefícios destruir células de tumores cancerígenos. A destruição das células que formam o tumor impede a proliferação da doença.

2. Sim, pode -se determinar a quantidade de agrotóxicos utilizados em determinada região, assim como produzir insetos estéreis, o que possibilita eliminar pragas sem aplicação de inseticidas.

3. Sim, em materiais biológicos, pela análise da quantidade de carbono-14, e em minerais, pela quantidade de urânio e chumbo.

Orientações

Durante a leitura, comente que a radioatividade também apresenta benefícios, como exames que permitem diagnosticar diversas doenças.

Pergunte se já fizeram ou conhecem alguém que fez algum exame com esse tipo de tecnologia. É provável que mencionem exames de raios X. Peça que compartilhem a experiência e seus aspectos positivos e negativos.

Enfatize a presença de isótopos nesses exames e que, por isso, é fundamental conhecer os elementos radioativos.

Na área médica, o fenômeno da radioatividade é a base para alguns tratamentos e técnicas de diagnóstico. Como tratamento, o destaque é a radioterapia, utilizada para eliminar células cancerosas.

Além do iodo-131, também são utilizados em tratamentos médicos isótopos como samário-153, gálio-67, sódio-24, tecnécio-99 e cromo-52. Entre as técnicas mais conhecidas de diagnóstico por imagem com radiação estão a tomografia, a tomografia por emissão de pósitrons (PET) e as radiografias (raios X).

Procure esclarecer para os estudantes que estamos expostos à radioatividade, seja pelas fontes naturais de radiação existentes na Terra, seja pelas fontes artificiais.

Para aprofundar

No dia 13 de setembro de 1987, em Goiânia, duas pessoas encontraram uma cápsula radioativa no lixo e venderam-na ao dono de um ferro-velho. Com a abertura da cápsula, que continha césio-137, mais de 250 pessoas foram contaminadas. Esse episódio ficou conhecido no Brasil e no mundo como um dos maiores desastres radioativos urbanos.

Se possível, exiba o filme • CÉSIO 137: o pesadelo de Goiânia.

Direção: Roberto Pires. Brasil, 1990, 115 min.

4. Sim, em vários processos. Entre eles, a verificação de fissuras em materiais e a esterilização de produtos de uso medicinal.

5. Chernobyl (em 1986), o de Goiânia (em 1987) e o de Fukushima (em 2011). Podem ser citados outros exemplos.

LAURENT

H.AMERICAIN/BSIP/Alamy/Fotoarena

Paciente em exame de cintilografia.

ASTIER/BSIP/Alamy/Fotoarena

Cintilografia de um paciente.

Orientações

Nesta etapa, os estudantes já conhecem os elementos químicos. Pergunte como as diferentes substâncias são formadas. Para responder à questão, peça que leiam o texto e informe que a união de átomos será tratada com maior profundidade no próximo capítulo.

Explique que é por meio da união dos átomos que são formadas as substâncias, o que envolve interações entre esses átomos, chamadas ligações químicas, que também serão estudadas no próximo capítulo.

Retome a discussão inicial, sobre os mesmos elementos estarem presentes em diversos materiais. Explique que isso se deve às diferentes organizações dos elementos químicos. Sobre os itens propostos:

1. Espera-se que os estudantes tragam várias informações sobre o uso da radioatividade na saúde, como no diagnóstico e tratamento de doenças, e citem radioisótopos diversos, como o tecnécio e o gálio.

2. Estimule a turma a atuar de maneira proativa, para buscar na comunidade profissionais que possam contribuir com suas experiências para enriquecer o aprendizado.

Símbolo que indica a presença de material radioativo.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Nesse texto, você pôde conhecer algumas utilidades da radioatividade. Qual é a importância da aplicação de radiação na área de saúde? A pesquisa e a entrevista a seguir vão ajudá-lo a responder a essa questão.

1. Pesquise na internet outras informações sobre as vantagens da radioatividade na área de saúde. Depois, com a ajuda do professor, organize um mural com as informações obtidas pela turma.

2. Com os colegas, convidem profissionais da saúde para serem entrevistados. Divulguem o resultado em mural ou jornal da escola. Convidem a comunidade para ver o material produzido por vocês e para se informar um pouco mais sobre o assunto.

Moléculas e substâncias

Por meio dos experimentos de Dalton, Thomson e Rutherford, você pode observar e deduzir que a matéria é formada por átomos, basicamente compostos de prótons, elétrons e nêutrons. Os experimentos relatados serviram para que você pudesse compreender as conclusões de grandes cientistas e como eles contribuíram para o avanço da ciência.

Ilustrações:

O Sol, os planetas, a água, o ar, o alumínio, as plantas, os animais, enfim, todos são formados por matéria, que, por sua vez, é constituída de átomos. Como vimos, o conjunto de todos os átomos com o mesmo número atômico (Z) é denominado elemento químico. Cada elemento químico tem um nome próprio para diferenciá-lo dos demais. O hidrogênio, por exemplo, é um elemento químico. São elementos químicos também o oxigênio, o carbono, o ouro, a prata etc.

Modelo que representa a molécula de água.

Em geral, a combinação dos átomos origina espécies denominadas moléculas, mas também podem ser formados metais e compostos iônicos que serão estudados adiante. A água, por exemplo, é formada por átomos de dois elementos químicos: o hidrogênio e o oxigênio. São dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio.

A união entre átomos de elementos químicos diferentes ou entre quantidades diferentes de átomos de um mesmo elemento químico forma substâncias diferentes. Acompanhe os exemplos a seguir.

Dois átomos de oxigênio se unem e formam a substância oxigênio.

Modelo da molécula de gás oxigênio.

Se os elementos químicos hidrogênio e oxigênio estiverem ligados em proporções diferentes daquela que ocorre na água, outra substância será originada: o peróxido de hidrogênio, popularmente conhecido como água oxigenada. É importante saber que todos os materiais são formados por diferentes combinações dos elementos.

Independentemente do tipo de matéria, todos esses materiais têm massa e volume. Mesmo o ar, que geralmente passa despercebido por nós, tem massa. Portanto, na matéria sempre há massa. Além disso, como a matéria ocupa determinado lugar no espaço, também tem volume.

Matéria é tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço.

A matéria pode se apresentar de duas maneiras distintas, como corpo ou como objeto.

• O corpo é qualquer porção limitada de matéria. Pode ser um pedaço de madeira, uma barra de ferro ou determinada porção de parafina.

Modelo que representa a molécula de peróxido de hidrogênio, conhecida como água oxigenada.

Atividade complementar

• O objeto é um corpo com uma função específica. Exemplo: um pedaço de madeira pode não ter finalidade definida; mas, quando é transformado em mesa, ou uma escultura, torna-se objeto.

Uma forma de diferenciar corpo de objeto é solicitar aos estudantes que pesquisem na internet imagens sobre o tema. Uma possibilidade é comparar a imagem de uma tora de madeira à de uma obra de Antônio Francisco Lisboa, o Aleijadinho. Em 2022, a imagem de Sant’Ana Mestra, cuja autoria é atribuída a Aleijadinho, foi devolvida restaurada ao Museu Arquidiocesano de Arte Sacra de Mariana (MG).

Propriedades gerais da matéria

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

As propriedades gerais da matéria são comuns a todo e qualquer tipo de matéria.

Destacaremos aqui algumas delas: massa, volume (extensão), impenetrabilidade, divisibilidade, compressibilidade e elasticidade

Massa

A massa é uma propriedade dos corpos relacionada à quantidade de matéria.

A massa é uma grandeza que pode ser medida. A unidade-padrão para medir massa é o quilograma (kg), de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI). O grama (g) é uma unidade de massa derivada do quilograma, empregado para pequenas quantidades.

A balança é o instrumento para aferir massa. Há vários tipos de balança. Observe os exemplos ao lado.

Volume

O volume é uma grandeza que indica o espaço ocupado por determinada quantidade de matéria.

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade para medir o volume é o metro cúbico (m3). Também é comum utilizar o litro (L) ou o mililitro (mL) para essa finalidade. O leite, o refrigerante e muitos outros líquidos podem ser medidos com base no litro como unidade de medida.

Impenetrabilidade

A impenetrabilidade é a propriedade por meio da qual duas porções de matéria não ocupam o mesmo lugar no espaço ao mesmo tempo.

Observe nas fotografias abaixo que, quando a pedra foi colocada dentro do copo, certa quantidade de água foi derramada. Isso acontece em razão da impenetrabilidade da matéria, ou seja, a água e a pedra não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo. Dessa forma, um volume de água igual ao volume ocupado pela pedra foi derramado do copo.

Orientações

Antes da leitura do texto, analise com os estudantes as imagens da página.

Ressalte que eles vão se deparar com algumas unidades de medida, tanto para a medição de massa quanto de volume. Peça que anotem, no caderno ou em uma folha à parte, as unidades de massa e de volume que conhecem e que mais utilizam.

Promova uma conversa sobre as unidades apresentadas. Pergunte se estão no Sistema Internacional de Unidades (SI) e se conhecem outras que estejam. Discuta com eles qual é a finalidade desse sistema.

Ao final da discussão, leia com a turma as definições de massa, volume e impenetrabilidade.

Pergunte se eles têm em casa algum instrumento de medição e peça que comentem um pouco sobre sua utilização.

Situação

Copo que apresenta graduação volumétrica. Se um líquido for transferido para esse copo, pode-se medir aproximadamente o volume que ocupará.

Lucas Lacaz Ruiz/Fotoarena aniad/Shutterstock.com

Fernando Favoretto/Criar Imagem

Fernando Favoretto/Criar Imagem

Fotos: Sandra Fanzeres

Balança eletrônica.

Balança de dois pratos.

Balança eletrônica de farmácia.

experimental que demonstra a propriedade de impenetrabilidade.

Orientações

Para o experimento sobre impenetrabilidade, solicite aos estudantes que formulem uma hipótese sobre o que vai acontecer e que a anotem no caderno ou em uma folha à parte.

Depois, inicie o experimento. Ao final, eles devem escrever se suas hipóteses estavam corretas. Promova uma roda de conversa para que discutam os resultados e, em seguida, peça que respondam às questões.

Se possível, dê preferência para recipientes de plástico em vez de vidro, para evitar acidentes.

Neste momento, os estudantes vão aprofundar seus conhecimentos sobre divisibilidade, elasticidade e compressibilidade da matéria.

Sobre a propriedade de divisibilidade, ressalte que, a partir de determinado ponto, a matéria dividida não mais apresentará as mesmas propriedades. Assim, pode haver indagações a respeito dessa divisão. O sentido do texto é mostrar que, se a matéria for dividida de forma que as ligações entre os átomos sejam quebradas, as propriedades serão alteradas, pois a substância de origem deixará de existir. Outro estudo aponta que é necessário um número mínimo de moléculas para que uma substância mantenha suas propriedades.

½ Experimentar –Respostas

1. O papel permaneceu seco no primeiro experimento, em que o copo não foi inclinado.

2. Quando o copo foi mergulhado sem estar inclinado, não foi possível que o ar saísse de seu interior; o ar ocupou determinado volume e impediu que a água entrasse no copo. Porém, ao inclinar o copo, o ar saiu de seu interior e a água entrou. Pergunte aos estudantes se é possível observar o ar saindo do recipiente. Isso pode ser observado pela produção de bolhas.

3. Muitas vezes, o volume de líquido transferido para o funil é muito grande, enchendo-o. Se isso acontece, a saída de ar fica restrita entre ele e o recipiente de recolhimento. Se levantarmos o funil, o ar do recipiente de recolhimento sai com mais facilidade, e o líquido é transferido mais rapidamente.

O ar ocupa lugar no espaço?

Material:

• 1 copo transparente; • 1 bacia (ou outro recipiente) com água;

Procedimentos

1. Amasse a folha de papel e coloque-a no fundo do copo.

As imagens desta

• 1 folha de papel.

2. Mergulhe o copo com a boca para baixo, sem incliná-lo, em uma bacia com água. Mantenha-o nessa posição até ficar totalmente submerso.

3. Retire o copo da bacia, sem incliná-lo. Pegue a folha de papel que está dentro do copo. Observe-a.

4. Repita o mesmo procedimento. Desta vez, mergulhe o copo meio inclinado.

5. Tire o copo da água, retire a folha de dentro e observe o que ocorreu.

1 Em qual dos casos a folha de papel permaneceu seca?

2 Explique o que aconteceu quando o copo foi inclinado e por quê. O ar ocupa lugar no espaço?

3 Por que, quando transferimos um líquido de um recipiente para outro, devemos levantar um pouco o funil?

Divisibilidade

A matéria pode ser dividida até certo limite, sem que sua constituição se altere. Essa propriedade é chamada de divisibilidade.

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 2: A atividade da seção Experimentar estimula o desenvolvimento do pensamento científico e mobiliza aspectos da competência.

Montagem do experimento.

A quebra de uma rocha divide a matéria, desde a rocha retirada da mina até chegar ao paralelepípedo. Croatá (CE), 1998.

página não estão representadas na mesma escala.

Fernando Favoretto

Juca

Martins/Olhar Imagem

Compressibilidade

Compressibilidade é a propriedade da matéria que possibilita reduzir seu volume. Observe nas fotografias a diferença entre os volumes ocupados pelo ar no interior de uma seringa.

Quando ocorre uma ação externa, o espaço ocupado por uma porção de matéria pode diminuir, ou seja, o volume pode ser reduzido, como no exemplo do ar.

Os níveis de compressibilidade nos sólidos, líquidos e gases são diferentes. Os gases são facilmente comprimidos; o mesmo não ocorre com os líquidos e os sólidos.

Elasticidade

Elasticidade é a propriedade inversa à compressibilidade. Dentro de certos limites, a matéria comprimida pela ação de uma força externa pode retornar à forma original, quando cessa a influência dessa força.

Observe, nas fotografias a seguir, que o ar comprimido se expande quando cessa a força externa, e passa a ocupar um volume maior no interior da seringa.

Orientações

Em 1988, alguns cientistas verificaram que, para preservar todas as propriedades da água, era preciso manter pelo menos um grupamento composto de seis moléculas dessa substância. Peça aos estudantes que pesquisem essa questão e compartilhem com a turma as informações obtidas. Para demonstrar as propriedades de elasticidade e compressibilidade do ar, utilize uma seringa sem agulha e repita os procedimentos representados nas imagens. Deixe que façam comentários sobre o que entenderam.

Atividade complementar

Materiais

• balão de festa;

• água gelada;

• água quente;

• folha à parte ou caderno para anotação.

Procedimentos

1. Encha o balão de ar e dê um nó na ponta.

2. Coloque a água gelada sobre o balão e anote o que acontece.

3. Depois, coloque água quente e anote o resultado.

obstruída pelo dedo.

Essas propriedades gerais são características inerentes à matéria e não podem ser utilizadas para distinguir um tipo de material de outro. Para melhor identificar determinado tipo de matéria, é necessário conhecer também suas propriedades específicas.

1 Indique cada uma das propriedades gerais da matéria que estão associadas às situações a seguir.

a) Ao soprar dentro de um balão de festa, o balão aumenta de tamanho.

b) Quando a boca de um balão de festa cheio de ar é liberada, o balão retorna ao tamanho original.

c) Um objeto, ao cair no chão, quebra em vários pedaços.

d) Ao pisar em uma poça de água, a lama é jogada para fora.

Avaliação

Diagnóstico: São apresentadas situações cotidianas para avaliar se os estudantes conseguem associá-las as propriedades gerais da matéria.

Estratégia: Se os estudantes apresentarem dificuldades, traga materiais para sala de aula em que se possa simular as situações descritas e poderem identificar com mais clareza cada uma delas.

Resultado

Espera-se que os estudantes percebam que, com a água gelada sobre o balão, o ar dentro dele vai se comprimir e, assim, o volume se reduzirá. Ao colocar água quente, o balão aumentará de tamanho, devido à maior agitação das moléculas de ar, que passa a ocupar mais espaço.

½ Atividade – Respostas

1. a) Volume, pois o ar soprado dentro do balão vai ocupar espaço dentro dele, que aumenta tamanho.

b) Elasticidade, pois retorna ao tamanho original.

c) Divisibilidade, pois origina pedaços menores que o objeto.

d) I mpenetrabilidade, pois o pé ocupa o lugar onde estaria a lama.

Fotos: Sandra Fanzeres

Ao puxar o êmbolo, o interior da seringa é preenchido com ar.

Quando o êmbolo é empurrado, o ar no interior é comprimido, pois a saída é obstruída pelo dedo.

Ao ser liberado da força a que era submetido, o êmbolo retorna à posição inicial, e isso mostra a elasticidade do ar.

O êmbolo é empurrado em direção à saída de ar da seringa, mas a saída está

Orientações

Destaque para os estudantes que a densidade é considerada uma propriedade específica por se relacionar à constituição de cada substância. Essa propriedade, porém, está relacionado ao corpo; quando se trata de uma substância, o termo correto é massa específica

Um exemplo que pode ser repassado aos estudantes é a comparação entre a substância ferro e uma bola de oca de ferro. A substância ferro tem massa específica; já para a bola oca de ferro, é mais adequado utilizar o termo densidade, pois se refere ao corpo como um todo incluindo todo o seu volume.

Propriedades específicas da matéria

Há propriedades que são características de alguns tipos de matéria. O ouro, por exemplo, apresenta propriedades que o ferro não tem. Ambos têm propriedades que a água não tem, e assim por diante.

As propriedades específicas possibilitam distinguir uma substância de outra. Algumas propriedades percebidas por nossos sentidos são: a forma, a cor, o brilho, o sabor e o odor. Outras propriedades permitem distinguir os materiais. Podemos destacar as temperaturas de fusão e de ebulição, que estudaremos mais adiante, e a densidade, que veremos a seguir.

Densidade

Relacionando os resultados da medição da massa (m) e do volume (V) de uma quantidade de matéria, podemos identificar sua densidade. A densidade de um material é calculada dividindo-se o valor da medida da massa pelo valor da medida do volume.

Densidade 5 massa volume p d 5 m v

Cada tipo de matéria apresenta densidade própria. A densidade é uma propriedade que possibilita compreender por que alguns corpos flutuam na água. Veja o exemplo a seguir.

Sabe-se que a densidade da água equivale a 1 g/mL, isto é o mesmo que 1 grama (g) por centímetro cúbico (cm3) de água.

Agora, compare as densidades dos materiais mostrados nas fotografias.

Pela observação dos valores de densidade de cada tipo de matéria nessas fotografias, pode-se concluir que as toras não afundam por serem menos densas que a água; já as barras de ferro afundariam, pois são mais densas que a água.

No gráfico abaixo, temos os valores aproximados das densidades de alguns tipos de matéria nas condições ambientais médias de nosso planeta.

É possível integrar esse estudo com Geografia e História. Solicite aos estudantes que tragam informações sobre desastres ambientais recentes relacionados com as propriedades da matéria. Eles podem trazer considerações acerca do vazamento de óleo e petróleo em rios e oceanos, por exemplo.

Toras de madeira flutuantes no Rio Madeira (RO/AM). Nesse caso, a madeira tem menor densidade que a água, por isso boia em vez de afundar.

Dotta Água, madeira (pinho) e ferro. água cortiça madeira (pinho) peça de ferro peça de chumbo tipos de matéria

A densidade (g/cm 3 )

A

A madeira (pinho) tem densidade igual a 0,55 g/cm3 Fonte:

No entanto, um clipe de metal tem densidade maior que 1 g/cm3, mas pode flutuar ou afundar, dependendo de como é colocado na água. Isso ocorre graças ao fenômeno da tensão superficial, no qual a superfície de um líquido comporta-se como uma membrana elástica.

Os gases são geralmente menos densos que os sólidos e os líquidos, e sua densidade pode variar por meio dos processos de compressão e descompressão. Quando estudamos a propriedade da compressibilidade, vimos o exemplo do ar sendo comprimido dentro de uma seringa. Ao ser comprimido, o ar tem o volume diminuído, porém a massa continua a mesma. Isso faz a densidade aumentar.

Calculando a densidade do prego

Material:

• balança digital para uso doméstico;

• 2 copos com capacidade para 200 mL;

Procedimentos

• 1 caneta para escrever em vidro;

• pregos;

• água.

1. Coloque o copo sobre a balança ligada e pressione a tecla para zerar a massa que aparece no visor. Acrescente água até que o visor indique massa igual a 80 g. Marque com a caneta na parte de fora do copo, exatamente no nível alcançado pela água.

2. Adicione mais água até que a massa seja igual a 100 g e marque novamente com a caneta o segundo nível alcançado pela água. Como a densidade da água é igual a 1 g/mL, o copo agora se encontra graduado com marcações equivalentes a 80 mL e 100 mL.

3. Despeje a água desse copo em outro até que o volume chegue a 80 mL novamente. Se despejar um volume maior do que o necessário, retorne a água para o outro copo, e vice-versa, até obter o volume desejado. Evite o desperdício de água.

4. Coloque o copo sobre a balança. Zere-a novamente, se necessário, e acrescente os pregos até que o volume da água atinja 100 mL. Anote a massa indicada no visor da balança. Responda às perguntas a seguir.

1 É possível saber a massa de pregos adicionada ao copo?

2 É possível saber o volume total dos pregos adicionados ao copo?

3 Se a densidade de um objeto é resultado da divisão da massa pelo volume, com esse experimento é possível saber a densidade aproximada do prego?

4 Imagine que um dos ingredientes de uma receita de pão caseiro fossem 200 mL de água, e que você não tivesse um instrumento de medida de volume, mas uma balança. Como faria para descobrir a quantidade de água necessária para preparar o pão?

Orientações

O objetivo da atividade da seção Experimentar é que os estudantes calculem a densidade de um material, neste caso, pregos. Oriente-os para que façam o procedimento com cuidado para evitar acidentes. Após o experimento, peça que respondam às questões. Discuta com a turma os resultados.

½ Experimentar –Respostas

Atenção: Cuidado para não se machucar ao manusear os pregos.

1. Como a balança estava zerada, com os 80 mL de água no copo, a massa registrada refere-se exclusivamente à dos pregos adicionados.

2. O volume dos pregos adicionados é igual a 20 mL, pois, ao afundarem na água, deslocam o volume de 80 mL para 100 mL.

3. O valor aproximado da densidade do prego pode ser calculado dividindo a massa do prego somada ao copo pelo volume ocupado por essa massa, que é igual a 20 mL (o volume de água deslocado).

4. Como a densidade da água é igual a 1 g/mL, bastaria colocar em um recipiente sobre a balança um volume de água equivalente a 200 g.

Balança, copos, caneta para escrever em vidro, pregos e água.

Marcação do volume.

Medida da massa de água.

Fotografias: Dotta

Orientações

Destaque o fato de que a pressão atmosférica interfere nas mudanças de estado físico da matéria, principalmente na temperatura de ebulição, que é mais fácil de ser compreendida. Não é necessário que os estudantes, nessa faixa etária, compreendam o gráfico trifásico de mudanças de estado físico em função da temperatura e da pressão, nem questões como ponto crítico e fluido supercrítico, mas que conheçam os conceitos fundamentais apresentados no texto.

Explique que temperatura de fusão e de ebulição são sinônimos de ponto de fusão e de ebulição, respectivamente, mas que a comunidade científica recomenda atualmente o termo

temperatura

Comente com os estudantes que, quando aquecemos uma substância, depois de iniciada a ebulição (fervura), a temperatura permanece a mesma até que todo o líquido se vaporize. Incentive-os a compartilhar essa informação com os familiares.

Sabendo disso, apesar de não se tratar de uma substância, mas sim de uma mistura de inúmeras substâncias, ao cozinhar um alimento e a água começar a ferver, podemos diminuir a chama para economizar combustível.

Atividades complementares

Para sedimentar os conteúdos relativos a algumas propriedades específicas da matéria, passe para os estudantes as atividades a seguir. Há aplicativos gratuitos na internet por meio dos quais você pode transcrevê-las para que os estudantes respondam no computador ou mesmo em um smartphone

1. Calcule a densidade, em grama por mililitro, das substâncias em função do volume ocupado por uma determinada massa.

Substância Massa (g) Volume (mL)

silício23301000

diamante175,550

platina4290200

2,33 g/mL, 3,51 g/mL e 21,45 g/mL.

2. Uma substância apresenta temperaturas de fusão e ebulição, respectivamente, iguais a 30 °C e 140 °C. Indique em que estado físico se encontra essa substância nas temperaturas a seguir:

a) 80 °C

b) 25 °C

c) 180 °C

Líquido, sólido e gasoso.

Temperaturas de fusão e de ebulição

A chamada pressão atmosférica padrão corresponde à pressão atmosférica ao nível do mar.

O padrão de medida estabelecido para a pressão do ar, ao nível do mar, é de uma atmosfera (1 atm). Por exemplo, ao nível do mar, ou a 1 atm, se fornecermos calor ao sistema, o gelo derrete (ocorre a fusão) a 0 °C e a água ferve (ocorre a vaporização) a 100 °C.

Esses valores são chamados de temperatura de fusão (TF) e temperatura de ebulição (TE) e se referem à água, conforme representado a seguir.

Todas as substâncias têm temperaturas (ou pontos) de fusão e de ebulição, que são valores indicadores da temperatura em que ocorre a fusão e a ebulição. Tais valores podem ser alterados em razão da pressão à qual a substância está submetida.

É comum ouvirmos que no topo de uma montanha bem alta a água ferve a uma temperatura menor que ao nível do mar, pois a pressão atmosférica é menor. Portanto, lembre-se: quanto menor a pressão, menor a temperatura de ebulição, e vice-versa.

A temperatura de fusão (TF) é a temperatura em que ocorre a mudança do estado sólido para o líquido.

A temperatura de ebulição (TE) é a temperatura em que ocorre a mudança do estado líquido para o gasoso.

A fusão e a solidificação ocorrem à mesma temperatura, assim como a ebulição e a condensação. Observe o esquema a seguir, que pode ser aplicado a todas as substâncias.

estado sólido estado líquido estado gasoso TF TF

Durante a mudança de estado físico de uma substância, a temperatura permanece constante.

Como as substâncias têm temperaturas de fusão e de ebulição específicas, isto é, cada substância muda de estado físico a determinada temperatura, essas temperaturas são consideradas propriedades específicas da matéria.

Substância Temperatura de fusão Temperatura de ebulição

álcool

Tais valores podem ser alterados em função da pressão à qual a substância está submetida. Lembre-se de que, em um lugar muito alto, a água entra em ebulição a uma temperatura inferior a 100 graus Celsius, ou seja, menor que ao nível do mar.

Veja no quadro ao lado as temperaturas aproximadas de fusão e de ebulição de algumas substâncias.

Fonte: AMERICAN ELEMENTS. American Elements: The Advanced Materials Manufacturer ®, c2022. Página inicial. Disponível em: https://www.americanelements.com/. Acesso em: 11 abr. 2022.

Avaliação

Diagnóstico: As atividades finais do capítulo, na página 141, possibilitam avaliar se os estudantes são capazes de compreender os modelos atômicos e os experimentos realizados pelos cientistas.

Estratégia: Caso apresentem dificuldade para compreender algum assunto contemplado nas atividades, retorne aos

objetivos do capítulo, faça uma releitura do conteúdo relacionado e elabore um mapa conceitual com a turma, esclarecendo as dúvidas. Incentive-os a construir mapas conceituais em seus cadernos.

1 Com base nos modelos atômicos estudados, descreva um átomo em relação a seus constituintes e suas localizações.

2 O que o número atômico representa e qual é seu símbolo?

3 Em que consiste o número de massa e como é representado?

4 Como é definido um elemento químico?

5 Indique o número de prótons, elétrons e nêutrons dos átomos e íons a seguir.

6. a) Isótopos, pois apresentam o mesmo número de prótons.

b) Isóbaros, pois apresentam o mesmo número de massa.

c) Isótonos, pois apresentam o mesmo número de nêutrons.

6 Identifique se os pares de átomos a seguir são, entre si, isótopos, isóbaros e isótonos.

c

17 e Cc 37 17

7 O iodo-125, variedade radioativa do iodo, é utilizado em aplicações medicinais, incluindo exames da tireoide. Sabendo que esse átomo é isótopo do iodo-127, calcule o número de nêutrons de cada um desses átomos. Dado: O número atômico do iodo é 53.

8 O gráfico ao lado representa o número de nêutrons e o número de massa de quatro átomos indicados pelas letras A, B, C e D. Com base na interpretação dos dados fornecidos, mostre qual desses átomos pertence ao elemento químico de maior número atômico. Justifique sua resposta no caderno.

9 Considere três átomos, T, U e V, representados a seguir:

T e U são isótonos, e o número atômico (Z) de V é igual à soma dos prótons de T e U. Se V tem 50 nêutrons, calcule o seu número de massa.

10 A cintilografia miocárdica é um exame que possibilita verificar as regiões a que o sangue chega com mais dificuldade dentro do coração. Imagine seu coração como o tanque de combustível de um automóvel. Você não pode ver dentro dele, por isso há um marcador para indicar a quantidade de combustível. Nesse exame, o marcador introduzido no paciente é um radioisótopo que, ao entrar na corrente sanguínea, permite avaliar as áreas mais irrigadas e as menos irrigadas do coração. Com base no exposto, copie no caderno a afirmação correta.

a) O radioisótopo utilizado no exame causa grandes danos à saúde do paciente.

b) O coração é o principal responsável pelas trocas gasosas no corpo humano.

c) Em uma pessoa saudável, o sangue venoso e o arterial misturam-se no coração.

d) Entupimentos de veias e artérias não têm nenhuma relação com o tipo de alimentação do indivíduo.

e) O radioisótopo é um marcador, pois emite radiação que pode ser detectada no cintilógrafo.

Orientações

Realize as atividades com os estudantes e procure tirar dúvidas na correção. É possível solicitar que os estudantes façam uma correção prévia em duplas ou grupos.

½ Mais atividades – Respostas

1. É uma par tícula eletricamente neutra, formada por prótons, elétrons e nêutrons, e é a unidade formadora dos elementos químicos. Os prótons e os nêutrons ficam no núcleo atômico, enquanto os elétrons ocupam a eletrosfera.

2. O número de prótons que há em um átomo. É representado pela letra Z.

3. Consiste na soma de prótons e nêutrons de um átomo. É representado pela letra A.

4. É o conjunto de todos os átomos que apresentam o mesmo número atômico.

5. Prótons Elétrons Nêutrons

7. Como os dois átomos são isótopos entre si, ambos têm 53 prótons. Para saber o número de nêutrons, basta subtrair 53 prótons do número de massa. Portanto, 125 – 53 = 72 nêutrons e 127 – 53 = 74 nêutrons. Se os estudantes tiverem dificuldades, escreva na lousa as fórmulas para que possam calcular, e relembre o que cada letra representa:

A = p + n n = A – Z

8. O número atômico pode ser calculado subtraindo da massa o número de nêutrons (Z = A – n). Onde houver maior diferença entre as alturas relativas a esses valores no gráfico, ali se encontra representado o elemento de maior número atômico. Portanto, a resposta é o átomo C.

9. Ao trabalhar esta atividade, reproduza as representações dos átomos T, U e V na lousa e faça a representação-padrão do átomo ao lado.

T: A = 8x; Z = 3x + 5

U: A = 7x + 4; Z = 5x – 6

A seguir, incentive-os a encontrar o valor de x. Como T e U são isótonos, têm o mesmo número de prótons (n = A – Z), portanto:

8x – (3x + 5) = 7x + 4 – (5x – 6)

8x – 3x – 5 = 7x + 4 – 5x + 6 x = 5

Como temos o valor de x, podemos calcular a massa atômica e o número atômico de U e T:

T: A = 8 ∙ 5 = 40; Z = 3 ∙ 5 + 5 = 20

U: A = 7 ∙ 5 + 4 = 39; Z = 5 ∙ 5 – 6 = 19 Como o número atômico de V é a soma do número de prótons de T e U e o seu número de nêutrons é 50, temos:

Z = 20 + 19 = 39

A = 39 + 50 = 89

10. Corrija a atividade coletivamente. Se observar dificuldades, relembre o funcionamento integrado dos sistemas respiratório e cardiovascular, estudado no 8o ano.

a) Incorreto, pois seria contraindicada sua utilização.

b) Incorreto; é o pulmão.

c) Incorreto; a troca gasosa ocorre nos pulmões e se chama hematose.

d) Incorreto; muitos alimentos que contêm gordura podem causar esse problema.

e) Correto, pois esse é o princípio básico do exame.

Elaborado para fins didáticos.

Objetivos do capítulo

• Apresentar a representação dos elementos químicos e as contribuições de Mendeleev e Moseley para a tabela periódica atual.

• Entender a importância dos símbolos como linguagem universal da Química, bem como sua utilização para identificar as características dos elementos químicos de acordo com sua posição.

• Compreender o conceito de ligação química com base nas características eletrônicas dos átomos, observadas na tabela periódica, e identificar como são formadas as ligações iônicas, covalentes e metálicas, bem como representar a fórmula das substâncias originadas.

Foco na BNCC

EF09CI03: Ao longo deste capítulo, é trabalhada a habilidade pela identificação de modelos que descrevem a estrutura da matéria (constituição do átomo e composição de moléculas simples) e pelo reconhecimento de sua evolução histórica.

Orientações

Antes de iniciar o estudo do capítulo, pergunte aos estudantes como eles organizariam uma caixa cheia de botões de todos os tipos, tamanhos e cores.

Promova um ambiente acolhedor para que eles possam se expressar, desde que respeitem o tempo de fala e as ideias dos colegas. Aproveite o momento para anotar na lousa a sugestões dos estudantes, eles podem citar exemplos como organizar os botões pro cores, tamanhos semelhantes, formatos, dentre muitos outros. Depois, proponha as atividades do Para começar, de modo a mobilizar o conhecimento deles.

Você pode promover a leitura conjunta do texto “Classificação dos elementos químicos” e a leitura das imagens, promova a reflexão dos estudantes para que compreendam a importância da classificação dos elementos químicos e sua relação com a organização de materiais.

Substâncias químicas

No capítulo anterior, você pôde compreender como, ao longo do tempo, os cientistas desvendaram a composição da matéria. Viu que as substâncias são formadas por átomos de elementos químicos, sejam iguais, sejam diferentes, e que a combinação desses átomos origina as diferentes substâncias e, consequentemente, os diferentes materiais que usamos no dia a dia.

1 De que maneira podemos organizar os tipos de materiais de acordo com sua composição? Como são organizadas as compras em sua casa?

2 Você já parou para pensar quantos elementos químicos existem e como são organizados?

Classificação dos elementos químicos

Da mesma forma que organizamos as compras do supermercado em um armário, por meio de suas características, por exemplo, data de validade, tamanho e tipo de alimento, entre outros, os elementos químicos também são organizados em uma tabela conhecida por classificação periódica dos elementos químicos ou tabela periódica. Oficialmente são conhecidos 118 elementos químicos, dos quais 88 são naturais e 30 foram criados artificialmente pelo ser humano. Por exemplo, o elemento químico darmstádio (Ds), de número atômico 110, foi obtido pela fusão dos elementos níquel e chumbo, processo que exigiu grande quantidade de energia.

Os elementos químicos têm características diferentes, mas também características em comum, que possibilitam que sejam organizados na tabela periódica. A organização dos elementos tem uma história interessante. Leia o texto a seguir para compreender como foi a proposta inicial.

½ Para começar – Respostas

1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes respondam que geralmente os perecíveis são guardados na geladeira; os enlatados, em uma prateleira; e frutas, em uma bandeja ou bacia.

2. Resposta pessoal. Pode ser que alguns estudantes já tenham conhecimento da tabela periódica. Se for o caso, pergunte qual é o formato da tabela. Compare-a com uma tabela comum, composta de linhas e colunas. Ao longo do capítulo, esse conceito será aprofundado.

Avaliação

Diagnóstico: Realize uma breve explanação a respeito da composição da matéria estudada no capítulo anterior, destacando que os átomos dos diversos elementos químicos são os constituintes de qualquer material. Depois, solicite aos estudantes que respondam as perguntas da seção

Para começar

Estratégia: Anote as respostas e faça as correções ao explicar a estrutura da tabela periódica.

Elementos químicos chumbo e mercúrio. Ambos são metais, porém o chumbo é sólido e o mercúrio é líquido em condições normais de temperatura e pressão.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Orientações

Mendeleev e Moseley – A organização dos elementos químicos

Em 1869, o químico russo Dmitri Mendeleev (1834-1907) começou a organizar seu conhecimento a respeito dos elementos químicos com base em um padrão de propriedades que possibilitasse agrupar elementos similares. Ao relacionar esses elementos em uma folha de papel, ele compreendeu que, quando eram listados pelo peso atômico, suas propriedades se repetiam numa série de intervalos periódicos. Assim, surgiu a primeira versão da tabela periódica dos elementos. A seguir, é representado um exemplo da organização proposta por Mendeleev.

I II III IV V VI VII lítioberílioborocarbononitrogêniooxigênioflúor sódiomagnésioalumíniosilíciofósforoenxofrecloro

Com base nesse conhecimento, o cientista classificou os 63 elementos então conhecidos em uma tabela, e previu a existência de elementos ainda não identificados. Isso foi possível porque, na tabela de Mendeleev, alguns lugares ou “quadradinhos” ficaram vazios. Quando o elemento químico gálio foi identificado, a maioria das características já haviam sido previstas pelo cientista russo. Bastou encaixar na tabela um cartão com os dados do novo elemento.

Em 1913, o cientista britânico Henry Moseley (1887-1915) concluiu que o número de prótons no núcleo do átomo de determinado elemento químico (número atômico ou Z) era sempre o mesmo. Assim, nasceu o conceito de lei periódica, ou, em outras palavras, estabeleceu-se um critério mais coerente de organização dos elementos químicos: As propriedades dos elementos são uma função periódica de seus números atômicos. A tabela classificatória dos elementos químicos de Mendeleev, aperfeiçoada por Henry Moseley, deu origem à tabela periódica atual.

1 Qual é a importância de organizar dados quando fazemos uma pesquisa?

2 Além da tabela periódica, em que outros exemplos do cotidiano são encontrados dados organizados?

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 1: A seção Caminhando pela História mobiliza aspectos da competência ao auxiliar os estudantes a compreender a importância histórica dos conhecimentos científicos que culminaram na elaboração da tabela periódica.

Questione os estudantes sobre a importância de organizar dados. Qual é a finalidade? Quais são os critérios que determinam se devem ser armazenados?

Promova a leitura do texto da seção Caminhando pela História e pergunte o que entendem por fenômenos periódicos. Cite outros exemplos se eles apresentarem dificuldades em reconhecer a periodicidade de eventos cotidianos, como as estações do ano, as fases da Lua e os ciclos reprodutivos.

Mostre aos estudantes as diferentes contribuições de Mendeleev e Moseley para a construção e a evolução da tabela periódica.

Oriente os estudantes a localizar na internet o documentário O sonho de Mendeleev, que trata da história da tabela periódica. Peça que redijam um breve resumo do documentário.

Esclareça o conceito de elemento químico e a importância do número atômico na classificação dos elementos químicos na tabela periódica atual. Questione os estudantes sobre por que, na opinião deles, símbolos são usados para representar os elementos químicos.

Explique que esses símbolos são os representantes da linguagem química e que por meio deles os cientistas divulgam seus feitos e são compreendidos por outros cientistas. Assim, independentemente da língua materna de cada cientista, esse intercâmbio de informações torna-se fundamental para a propagação da ciência e o compartilhamento de estudos, pesquisas e descobertas.

Se possível, selecione tabelas periódicas em diferentes idiomas para que os estudantes possam compreender a importância do padrão na propagação de informações universais, e identifiquem que os elementos químicos da tabela apresentam o mesmo símbolo.

½ Caminhando pela História – Respostas

1. Como os dados são as principais ferramentas de uma pesquisa, a organização facilita a análise e a avaliação dos resultados.

2. Resposta pessoal. São exemplos as seções de supermercados, se considerarmos cada produto um determinado dado; a lista de chamada no diário do professor por ordem alfabética; pesquisas de opinião; etc.

SSPL/Getty Images

Classificação periódica dos elementos químicos escrita à mão por Dmitri Mendeleev.

Fonte: BROWN, Theodore L. et al. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson, 2004.

Orientações

Pergunte aos estudantes quais símbolos eles já conheciam e de que maneira são usados no cotidiano.

Um recurso didático é associar o significado dos sinais de trânsito com os símbolos dos elementos químicos utilizados na Idade Média e por Dalton. Esse procedimento propicia nos estudantes a reflexão sobre símbolos específicos na representação dos elementos químicos. Leve-os a compreender que a organização e a universalidade dos símbolos da tabela periódica unificam a linguagem científica, contribuindo para o desenvolvimento e a propagação dos feitos e conhecimentos científicos em todo o mundo.

Se desejar, ao falar sobre a descoberta do polônio pela física e química polonesa Marie Curie (1867-1934), discuta com os estudantes o papel das mulheres na ciência. Verifique se eles têm interesse em seguir uma carreira científica e enfatize que a ciência pode ser feita por todos, independentemente do gênero e da classe social.

Comente a origem dos nomes dos elementos químicos e mostre na tabela periódica alguns dos exemplos citados no texto. Apresente os símbolos e explique que facilitam a compreensão, como o elemento sódio, representado como Na devido ao nome em latim, natrium

Para aprofundar

Em 2015, cientistas japoneses, russos e americanos identificaram quatro novos elementos químicos pertencentes ao sétimo período da tabela periódica, que apresentavam os seguintes nomes provisórios: Uut (número atômico 113), Uup (número atômico 115), Uus (número atômico 117) e Uuo (número atômico 118). Hoje são representados, respectivamente, pelos símbolos e nomes Nh: Nihônio, Mc: Moscóvio, T: Tennesso e Og: Oganessônio.

Para mais informações, acesse o artigo:

• QUATRO novos elementos na tabela periódica de Mendeleev: o que muda na prática?. Revista Virtual de Química. Disponível em: https:// rvq-sub.sbq.org.br/index.php/rvq/ article/view/1730/831. Acesso em: 16 maio 2022.

Representação dos elementos químicos

Durante séculos, o grego foi a língua em que eram escritas as obras filosóficas, científicas, artísticas etc. Posteriormente, essa língua foi substituída pelo latim. Em função disso, muitos elementos químicos receberam nomes latinos e sua representação deriva desses nomes. Por exemplo, ao ouro foi dado o nome aurum; ao sódio, natrium; ao potássio, kalium; ao chumbo, plumbum, e assim por diante. Historicamente, quando se identificava ou se obtinha um novo elemento químico, o nome atribuído a ele, em geral, era uma homenagem ao nome da cidade onde o fato tinha ocorrido ou a um importante cientista. Desse modo, temos:

• o mendelévio foi assim chamado em homenagem ao químico russo Mendeleev;

• o polônio recebeu esse nome em homenagem à Polônia, terra natal de Marie Curie (1867-1934). Foi o primeiro elemento descoberto por ela, em 1898. Dessa forma, átomos que pertencem a determinado elemento químico são representados por um mesmo símbolo. Esses símbolos são universais e têm como base a nomenclatura do elemento. Por serem usados no mundo todo, tornaram-se uma linguagem universal, que facilita a comunicação entre pessoas de diferentes países.

No início do século XIX, para melhorar a forma de representação, John Dalton substituiu os antigos símbolos químicos e criou outros para os elementos que não eram conhecidos. Observe exemplos:

ElementoIdade MédiaDalton

As letras G, S, I e C são iniciais das palavras inglesas gold (ouro), silver (prata), iron (ferro) e copper (cobre).

Em 1813, o químico sueco Jöns Jakob Berzelius (1779-1848) propôs simplificar e universalizar os símbolos atômicos. Buscava uma linguagem única que representasse os elementos e facilitasse a comunicação entre os químicos de diversos países. Em seu sistema, empregava-se a letra inicial (maiúscula) do nome em latim ou grego do elemento químico. Se já houvesse outros elementos com a mesma letra inicial, ao lado vinha uma segunda, minúscula, para diferenciá-lo. O ouro (aurum), o argônio, a prata (argentum) e o alumínio são exemplos de elementos que foram diferenciados com uma segunda letra: Au, Ar, Ag e Ac, respectivamente.

Elemento químico Nome em latimSímbolo

mercúrio hydrargyrum Hg

chumbo plumbum Pb

potássio kalium K

Foco na BNCC

Observe outros casos no quadro ao lado. Atualmente, um elemento químico, após ser identificado, recebe um símbolo provisório, composto de três letras, que tem relação com o número atômico. Após aprovação de uma entidade, a Iupac – União Internacional de Química Pura e Aplicada – atribui um nome e um símbolo definitivos ao elemento.

Em 1999, o elemento químico de número atômico 118 foi descoberto em um trabalho conjunto de cientistas e pesquisadores do Instituto de Pesquisa Nuclear de Dubna (Rússia) e do Laboratório Nacional de Lawrence Livermore (Estados Unidos). Até o ano de 2016, o elemento era representado por Uuo, que vem de Ununoctium – que significa 118. Nesse ano, foi oficializado o nome Oganessônio, cujo símbolo é Og, em homenagem ao físico nuclear russo Yuri Oganessian, o qual teve grande participação na descoberta.

Competência geral 1: Trabalhar o contexto histórico é importante para que os estudantes conheçam o processo de elaboração da tabela periódica e entendam a importância de ter informações científicas que possam ser universalmente compreendidas. Desse modo, é mobilizada a competência.

Elaborado para fins didáticos.

Elaborado para fins didáticos.

Organização dos elementos químicos

Ao longo dos anos, os cientistas fizeram muitos experimentos com os elementos químicos e obtiveram grande quantidade de informações sobre suas características. Com isso, surgiram pequenos conjuntos de elementos químicos que podiam ser destacados e agrupados por semelhanças.

John Dalton havia constatado que cada elemento tinha o próprio peso atômico (denominado assim naquela época). Em 1818, Berzelius já havia determinado a massa de 45 dos 49 elementos conhecidos na época. Ele percebeu que os elementos poderiam ser organizados em grupos distintos de acordo com características comuns. Por exemplo, os metais alcalinos, como sódio e potássio, eram muito reativos; já outros metais, como ouro e prata, eram resistentes à corrosão. Nessa época, os estudos apontavam para uma relação entre os pesos atômicos e as propriedades dos elementos. Foi daí que surgiu a classificação periódica de Mendeleev.

Na tabela periódica atual, cada elemento é representado em um quadradinho com informações sobre ele. Os elementos são organizados em ordem crescente de número atômico (Z) e de acordo com algumas de suas propriedades.

Massa atômica dos elementos

Para um mesmo elemento químico pode haver diferentes tipos de átomo. O elemento químico cloro, por exemplo, é composto dos isótopos de números de massa (A) 35 e 37. Ambos, por terem o mesmo número atômico (Z 5 17), pertencem ao mesmo elemento químico.

O número de massa dos átomos representa aproximadamente a diferença relativa entre as massas desses isótopos. Mas qual valor poderia ser representativo do elemento químico cloro? Vamos entender melhor o cálculo desse valor. Observe, no quadro ao lado, os isótopos do cloro e a ocorrência natural de cada um.

Como na natureza há uma quantidade maior de átomos de cloro com número de massa igual a 35, seria um erro admitir um valor médio igual a 36. Assim, o procedimento adequado é calcular a massa pela média ponderada, multiplicando-se cada número de massa pela ocorrência natural do isótopo. Em seguida, somam-se os valores obtidos e divide-se o resultado pela ocorrência total, que é igual a 100%. Acompanhe:

(35 ? 75) 1 (37 1 25) 100 5 35,5 u p Massa atômica aproximada correspondente ao elemento cloro. Sua unidade é representada pela letra u

Orientações

17 número atômico símbolo do elemento nome do elemento massa atômica Representação do elemento químico cloro na tabela periódica. Note a representação de suas propriedades.

Cc Cloro 35,453

Ao abordar a classificação dos elementos químicos, relembre com os estudantes a avaliação diagnóstica da página 142, que associa o sistema de organização elaborado na proposta didática com as latas de refrigerante. Relacione a sistematização com as observações de Dalton para que outros cientistas a utilizassem na organização da tabela periódica com base nas propriedades dos elementos. Informe que a União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac, em inglês) é o órgão oficial que faz o reconhecimento de novos elementos químicos e estabelece seus nomes e símbolos. A lista de elementos é atualizada regularmente, em congressos internacionais.

Atividade complementar

Ocorrência natural dos isótopos de um elemento químico: indica a porcentagem de cada um de seus isótopos na natureza. No exemplo do quadro, há 75% de cloro com número de massa 35 e 25% de cloro com número de massa 37 (valores arredondados).

1 Em 1817 o químico sueco Johan August Arfwedson descobriu o elemento lítio misturado com outras substâncias. Em 1885, o químico alemão Robert Wilhelm Bunsen conseguiu isolá-lo. É sabido que há dois isótopos, de números de massa 7 e 6, e que, respectivamente, ocorrem na natureza em percentuais iguais a 94% e 6% (valores aproximados). Com base nos dados apresentados, proponha uma maneira para calcular a massa atômica desse elemento químico.

½ Atividade – Resposta

1. Peça aos estudantes que façam a atividade em duplas, e incentive a colaboração entre eles. A seguir, convide uma dupla voluntária a fazer o cálculo na lousa e solicite que expliquem como obtiveram o resultado. Caso os estudantes tenham dificuldade para resolver o desafio, peça que vejam o exemplo do elemento cloro e resolva a atividade na lousa.

[(7 ? 94) 1 (6 ? 6)] 100 5 6,94 u

Avaliação

Diagnóstico: Por meio do conceito de massa atômica, identifique se os estudantes conseguem realizar o cálculo desse valor a partir dos números de massa e da composição isotópica.

Estratégia: Caso os estudantes apresentarem dificuldades, utilize exemplos hipotéticos de números de massa e composição isotópica para rever o cálculo da massa atômica. Construa tabelas na lousa com os valores para facilitar a visualização.

Reforce com os estudantes que o número de prótons de um átomo é representado pela letra maiúscula Z. Fale sobre o conceito de massa atômica para viabilizar mais tarde o trabalho com o cálculo de massa molecular e, depois, para as relações quantitativas das reações químicas. Solicite que observem a tabela periódica e identifiquem as massas atômicas. Eles devem observar que em sua maioria constam números decimais.

Faça com eles o cálculo da massa atômica do elemento químico cloro (Cl). Explique que o fato de a massa atômica que consta na tabela periódica apresentar casas decimais é uma consequência do cálculo, que consiste na média ponderada dos números de massa de todos os isótopos de um elemento químico em razão de suas ocorrências percentuais na natureza (composição isotópica).

Elaborado para fins didáticos.

Orientações

O texto “Fome e carência nutricional” contribui para a análise e questionamento do que é uma alimentação saudável, o reconhecimento dos elementos químicos no cotidiano dos estudantes e as políticas públicas para reduzir a fome no país.

É essencial que os estudantes percebam a importância de uma alimentação saudável, conheçam os nutrientes dos alimentos que consomem e valorizem a manutenção de hábitos alimentares saudáveis, que possam contribuir para o desenvolvimento deles e evitar problemas de saúde, como a obesidade. Se houver estudantes com diferentes perfis socioeconômicos, enfatize que uma alimentação saudável não precisa ser necessariamente custosa. Incentive-os a consumir frutas e legumes da época e a evitar alimentos processados e ultraprocessados.

O momento é oportuno para um trabalho interdisciplinar com Geografia e História, com uma conversa sobre a origem de alguns alimentos e os locais onde são mais produzidos. Chame a atenção deles para a diversidade cultural do povo brasileiro em relação a hábitos alimentares. Assim vão conhecer aspectos regionais e ampliar o vocabulário. Pergunte aos estudantes que alimentos são típicos da região onde vivem.

Foco na BNCC

Competência geral 8: Incentivar os cuidados com a saúde para si e para com os outros, levando em conta aspectos da diversidade humana, permite mobilizar a competência.

Competência específica de Ciências da Natureza 7: É trabalhada a competência ao se ampliar os conhecimentos das Ciências da Natureza quanto à relevância e à função de nutrientes e a importância do autocuidado e do cuidado para com o outro, levando em conta aspectos da diversidade humana.

Fome e carência nutricional

A carência alimentar é uma questão sociopolítica que aflige principalmente as camadas mais pobres da população mundial. Os danos causados pela desnutrição são, muitas vezes, irreversíveis, causam doenças em milhares de pessoas e reduzem drasticamente a expectativa de vida. Nosso corpo necessita constantemente de nutrientes e sais minerais para o perfeito funcionamento. Quando há carência, principalmente na fase de crescimento – o que acontece com frequência, por exemplo, em alguns países da África –, os danos são maiores ainda: desde malformações até a morte de milhares de crianças.

Em 12 de julho de 2021, constatou-se que a fome mundial agravou-se em 2020, segundo relatório global da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO, em inglês). Acredita-se que esse agravamento esteja relacionado à pandemia de covid-19. Dados das agências das Nações Unidas indicam que um décimo da população global, cerca de 811 milhões de pessoas, estava subalimentada nesse ano. Esse número mostra a necessidade de ações efetivas para cumprir o objetivo de acabar com a fome até 2030. O texto a seguir retrata em números o estado crítico que o mundo vem atravessando.

[...] Já em meados da década de 2010, a fome havia começado a subir, diminuindo as esperanças de um declínio irreversível. Perturbadoramente, em 2020 a fome disparou em termos absolutos e proporcionais, ultrapassando o crescimento populacional: estima-se que cerca de 9,9% entre todas as pessoas tenham sofrido de desnutrição no ano passado, ante 8,4% em 2019.

Mais da metade de todas as pessoas subalimentadas (418 milhões) vivem na Ásia; mais de um terço (282 milhões) na África; e uma proporção menor (60 milhões) na América Latina e no Caribe. Mas o aumento mais acentuado da fome foi na África, onde a prevalência estimada de desnutrição – em 21% da população – é mais do que o dobro de qualquer outra região.

Em outras análises, o ano de 2020 também foi devastador. No geral, mais de 2,3 bilhões de pessoas (ou 30% da população global) não tinham acesso a alimentação adequada durante todo o ano: este indicador – conhecido como prevalência de insegurança alimentar moderada ou grave – saltou em um ano tanto quanto nos cinco anteriores combinados. A desigualdade de gênero se aprofundou: para cada 10 homens com insegurança alimentar, havia 11 mulheres com insegurança alimentar em 2020 (de 10,6 em 2019).

A má nutrição persistiu em todas as suas formas, com as crianças pagando um preço alto: em 2020, estima-se que mais de 149 milhões de menores de cinco anos sofriam de atraso de crescimento ou eram muito baixos para sua idade; mais de 45 milhões – debilitadas ou muito magras para sua altura; e quase 39 milhões – acima do peso. Três bilhões de adultos e crianças permaneceram excluídos de dietas saudáveis, em grande parte devido aos custos excessivos. Quase um terço das mulheres em idade reprodutiva sofre de anemia. Globalmente, apesar do progresso em algumas áreas – mais bebês, por exemplo, estão sendo alimentados exclusivamente com leite materno – o mundo não está a caminho de atingir as metas de nenhum indicador nutricional até 2030.

SOFI 2021: Relatório da ONU destaca impactos da pandemia no aumento da fome no mundo. Food and Agriculture Organization of United Nations, Roma, 12 jul. 2021. Disponível em: https://www.fao.org/brasil/noticias/detail-events/en/c/1415747/. Acesso em: 26 fev. 2022.

No Brasil ainda existem muitos bolsões de pobreza, regiões onde as pessoas não ingerem quantidade suficiente de nutrientes de acordo com parâmetros nutricionais considerados satisfatórios.

Por outro lado, vem crescendo a preocupação de diversos setores da sociedade, especialmente na área da saúde, em relação à obesidade, tanto na parcela infantil da população quanto entre os adultos.

Elemento Função Alguns alimentos que o contêmNecessidade diária

cálcio Estrutura de ossos e dentes; regulação de nervos e músculos.

fósforo Estrutura de ossos e dentes; transferência de energia.

sódio Equilíbrio hídrico.

Leite, vegetais de folhas verdes, frutas cítricas, feijões. 800 mg

Carne bovina, aves, peixes, ovos, cereais integrais. 800 mg

Carne bovina, peixes, aves, ovos, leite, alimentos industrializados.

1 g

½ Formação cidadã – Respostas

1. Resposta pessoal. Se necessário, trabalhe com os dados a seguir:

A educação alimentar passou a ser uma das preocupações da instituição escolar, que tem procurado oferecer informações aos estudantes e às famílias sobre a qualidade dos alimentos e a importância do consumo seletivo e saudável.

Orientações

As atividades da seção possibilitam discutir aspectos do Objetivo de Desenvolvimento Sustentável 16, na promoção da cultura da paz. A fome e a insegurança alimentar podem levar à violência, e o papel do governo é fundamental para minimizar as desigualdades sociais e reverter esse quadro.

Foco nos TCTs

A seção Formação cidadã possibilita o trabalho com o TCT Educação Alimentar e Nutricional , por meio da reflexão a cerca dos hábitos alimentares e a importância da ingestão adequada de nutrientes e os impactos causados por sua carência no organismo.

Reúna-se com um colega de classe e façam uma pesquisa sobre os seguintes assuntos:

1 Identifiquem alguns elementos químicos importantes para a saúde humana e indiquem a necessidade diária deles. Apresentem quantidades que possam exemplificar a pesquisa.

2 Em nosso país, há cenários muitas vezes conflitantes em relação à situação alimentar da população brasileira. Quais podem ser identificados? Somente a carência alimentar é preocupante ou há também outro fator de risco relativo à alimentação pouco saudável? O que é alimentação saudável?

3 É comum encontrar em textos de divulgação científica relacionados à alimentação ou em relatórios publicados por agências – FAO, PMA (Programa Mundial de Alimentos), Unicef (Fundo das Nações Unidas para a Infância) e OMS (Organização Mundial da Saúde) – as palavras fome, subnutrição, desnutrição e insegurança alimentar. Pesquisem o significado dessas palavras e escrevam um pequeno texto para explicá-las.

4 Que ações do governo são positivas para reduzir a fome no país?

5 Quais recomendações são importantes para uma alimentação saudável? Os endereços eletrônicos a seguir podem ajudar na pesquisa (acessos em: 26 fev. 2021).

• Análise da estratégia global para alimentação saudável, atividade física e saúde: http://scielo.iec.gov. br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1679-49742005000100005.

• Organização Pan-Americana de Saúde: https://www.paho.org/pt/topicos/alimentacao-saudavel.

• GUIA ALIMENTAR PARA A POPULAÇÃO BRASILEIRA – Promovendo a Alimentação Saudável (2a edição): https://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/guia_alimentar_populacao_brasileira_2ed.pdf.

2. Resposta pessoal. Além da carência nutricional, a obesidade tem se tornado uma preocupação crescente, uma vez que também gera riscos à saúde. Uma alimentação saudável contém todos os nutrientes e sais minerais necessários para o perfeito funcionamento do corpo.

3. Resposta pessoal. Com base nos textos pesquisados, aproveite para trabalhar valores de convívio e assistência humana.

4. Resposta pessoal. Isso dependerá do cenário político quando este conteúdo for trabalhado. Solicite aos estudantes que façam uma pesquisa na internet, em fontes confiáveis. São positivas as políticas públicas que combatam desigualdades sociais e forneçam recursos para que famílias pobres possam

se alimentar. O investimento na variedade nutricional e na qualidade dos produtos oferecidos na merenda escolar tende a contribuir para o combate à carência nutricional infantil. Outras ações, como os programas de reeducação alimentar, são fundamentais para a diminuição de diferentes doenças decorrentes da alimentação, como obesidade e diabetes.

5. Resposta pessoal. Podem ser citados uma alimentação variada e o consumo de alimentos frescos e naturais (que conservam melhor os nutrientes), bem como evitar excesso de sal, gorduras e açúcar. Não deixe de fazer uma análise conjunta desse item com os estudantes e aproveite para abordar a situação alimentar em outros continentes.

Distribuição de alimentos na Praça do Patriarca, São Paulo (SP), 2022. Alimentos ricos em nutrientes.

Cesar Diniz/Pulsar Imagens

Tatjana Baibakova/Shutterstock.com

Orientações

Apresente a tabela periódica aos estudantes e mostre a divisão em períodos e famílias. Informe que as cores dizem respeito a propriedades que serão estudadas mais à frente. Indique a legenda relativa a cada informação e relembre o cálculo de massa atômica, diferente do número de massa.

Se possível, providencie um exemplar ampliado da tabela periódica para expor na sala de aula durante o estudo do capítulo. Desse modo, os estudantes podem consultá-la sempre que necessário e se familiarizar com ela.

Classificação periódica dos elementos químicos (tabela periódica)

Classificação por propriedades semelhantes

Na tabela periódica, os elementos químicos são organizados em quatro grupos principais, representados por metais, não metais, gases nobres e hidrogênio.

Hidrogênio

Metal

Não metal

Gás nobre

Na tabela periódica acima, os elementos estão classificados em quatro grupos, identificados por cores diferentes.

Metais

A maioria dos elementos é classificada nesse grupo. São exemplos o alumínio, o ferro, o ouro, a prata e o chumbo.

Esses elementos são caracterizados por propriedades como: têm brilho, podem ser transformados em fios (ductilidade), são bons condutores de calor e de eletricidade, apresentam estado físico sólido em temperatura e pressão ambientes (com exceção do mercúrio, que é líquido) e são maleáveis.

Orientações

Peça aos estudantes que citem metais que conhecem e que estejam presentes em seu cotidiano. Espera-se que mencionem metais como ferro, cobre, alumínio, prata e ouro. Solicite que indiquem quais semelhanças podem ser observadas entre eles.

Comente que, ao longo de vários séculos, os químicos foram agrupando os elementos químicos de acordo com suas características físicas e seus comportamentos químicos.

Aborde cada um dos grupos da tabela periódica, representados por diferentes cores – metais, não metais, gases nobres e hidrogênio –, e comente as propriedades gerais. Os metais apresentam brilho, altas temperaturas de fusão e ebulição e são sólidos em temperatura ambiente – à exceção do mercúrio.

Destaque na tabela apresentada a localização dos metais, dos não metais, dos gases nobres e do hidrogênio. Comente com os estudantes a importância de conseguir ler e localizar adequadamente os elementos na tabela periódica. Quanto mais eles consultarem a tabela, mais familiaridade terão com o nome dos elementos, dos símbolos que os representam e de sua organização e disposição.

Na classificação dos elementos da tabela periódica, os metais podem ainda ser divididos em alcalinos (primeira família), alcalinoterrosos (segunda família) e de transição, o que será trabalhado mais à frente neste capítulo.

Desde tempos remotos, os metais são matéria-prima para a fabricação de utensílios de uso cotidiano, como martelos, facas, taças, panelas etc.

Na natureza, geralmente são encontrados na forma de minérios, que são uma associação de vários elementos. Depois de processados, os metais obtidos dos minérios são empregados em vários tipos de indústria.

Ao apresentar cada um dos grupos da tabela periódica, destaque as propriedades que permitem agrupar os elementos de determinado grupo e como definem seu uso. Entre as propriedades, podemos citar a ductilidade e a condutividade elétrica, características que permitem que os metais sejam empregados em fiações elétricas.

Muitas bicicletas atuais, mais leves, são produzidas com o elemento químico alumínio (à esquerda) ou em fibra de carbono (à direita).

Na bobina, o fio é produzido com o elemento químico cobre.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Orientações

Trabalhe o exemplo do grafite, que é uma das formas como o elemento carbono pode se apresentar na natureza. Comente com os estudantes que, quando um elemento químico forma mais de uma substância simples, elas são distintas e não têm as mesmas propriedades. O grafeno, entretanto, outra variedade alotrópica do carbono, apresenta alta condutividade.

Fale a respeito do diamante e de outras variedades alotrópicas do carbono. Solicite aos estudantes que pesquisem para saber mais sobre substâncias simples distintas originadas de um mesmo elemento químico (os alótropos). Essa observação é importante para que eles percebam que, dependendo da forma como os átomos de um mesmo elemento se agrupam, diferentes propriedades podem ser observadas em um dado material.

É importante relembrar que as diferentes propriedades dos elementos químicos são consequência também da distribuição eletrônica.

A aparente simplicidade do elemento químico hidrogênio, que apresenta apenas um elétron em sua eletrosfera, estabelece um contraste com as propriedades desse elemento, que compõe aproximadamente 75% da matéria do Universo, participa de ligações químicas e atribui propriedades únicas aos materiais. Na Terra, é o nono elemento mais abundante, responsável por 0,9% da massa do nosso planeta.

Os lantanídeos fazem parte de um grupo de elementos conhecidos como “terras-raras”, que apresentam propriedades bastante interessantes para a tecnologia. Esse grupo representa apenas 0,01% da produção mundial de metais, porém suas propriedades únicas atraem grande interesse e investimento nas áreas da ciência e da tecnologia.

Se possível, disponibilize no mural da sala de aula uma tabela periódica em tamanho grande, para facilitar o trabalho com os conteúdos relacionados a ela.

Não metais

O grupo dos elementos não metálicos é menor, com destaque para carbono, fósforo, enxofre, iodo, selênio, bromo, oxigênio, cloro, nitrogênio e flúor, que são os elementos mais abundantes na superfície e na atmosfera terrestre.

Os elementos não metálicos podem ser encontrados combinados com outros elementos. As propriedades desses elementos são opostas às dos metais: não têm brilho metálico, geralmente são maus condutores de calor e de eletricidade, não são dúcteis nem maleáveis.

Por isso, receberam inicialmente o nome ametal. A letra a inicial dessa palavra é um prefixo de negação que vem do grego. Hoje a denominação é não metal. O carbono, apesar de ser um não metal, quando na forma da substância grafite, é bom condutor de corrente elétrica. O flúor, outro não metal, compõe uma substância que protege o esmalte dos dentes contra as cáries. No Brasil, há regulamentação para que todas as águas tratadas, distribuídas para consumo humano, sejam fluoretadas.

O dentista aplica nos dentes uma substância que tem em sua composição o elemento químico flúor. A aplicação dessa substância ajuda a evitar a formação de cáries.

Gases nobres

Este grupo é composto de seis gases, e todos são encontrados em pequenos percentuais na atmosfera terrestre. São eles: hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio.

São chamados gases nobres ou gases inertes. Esses gases não se combinam naturalmente entre si nem com outros elementos químicos para formar novas substâncias, a não ser em condições muito especiais. O mais comum desses gases é o hélio (He), que serve para encher balões.

Letreiro de neon indica que determinado local se encontra aberto ao público.

Os gases nobres são responsáveis pelas cores dos letreiros luminosos, também conhecidos como luz neon. O gás neônio (Ne) é amplamente utilizado para esse fim.

O elemento químico de número atômico 118, o oganessônio, cujo símbolo é Og, embora se trate de um elemento químico sintético, possivelmente tem propriedades semelhantes às do gás nobre radônio, que ocorre na natureza.

Hidrogênio

O hidrogênio é o único elemento que não se enquadra na classificação geral dos elementos, pois tem propriedades comuns a mais de um grupo; por isso, foi considerado à parte. Seu número atômico é 1.

Lantanídeos e actinídeos

Há dois grupos de elementos que são dispostos na parte inferior da tabela periódica e constituem duas séries: a dos lantanídeos (que se inicia com o lantânio, 57La, e termina com o lutécio, 71Lu) e a dos actinídeos (que se inicia com o actínio, 89Ac, e termina com o laurêncio, 103Lr). Esses elementos geralmente são colocados mais abaixo para que a tabela não fique muito larga.

Faça no caderno

1 Localize os elementos a seguir na tabela periódica da página 148 e, após identificar seus nomes, classifique-os como metais, não metais e gases nobres.

a) Co

b) At c) Rn d) Se e) Pd f) Kr g) La h) U

½ Atividade – Respostas

1.

a) Cobalto – metal.

b) Astato – não metal.

c) Radônio – gás nobre.

d) Selênio – não metal.

e) Paládio – metal.

f) Criptônio – gás nobre.

g) Lantânio – metal.

h) Urânio – metal.

Avaliação

Diagnóstico: A partir dos elementos químicos fornecidos, espera-se que os estudantes consigam localizá-los e classificá-los de acordo com a posição na tabela periódica.

Estratégia: Caso os estudantes apresentarem dificuldades, reveja a imagem da tabela periódica fornecida na página 149 e depois na página 148, onde os elementos químicos são classificados por cores. Se for possível, projete as imagens e solicite a classificação pelos estudantes.

Ernesto Reghran/ Pulsar Imagens

A tabela é constituída de períodos e famílias

A simples localização de um elemento químico na tabela periódica pode indicar diversas características específicas dele. Duas referências importantes para essa localização são os períodos e as famílias, que veremos a seguir.

Períodos

Os elementos são dispostos na tabela periódica em ordem crescente, da esquerda para a direita, em linhas horizontais, de acordo com o número atômico (Z) de cada um, que é representado acima de seu símbolo. Observe:

Classificação periódica dos elementos químicos (tabela periódica)

Orientações

Ao discutir as características dos elementos químicos na tabela periódica, explore o período em que cada um se encontra. Sugira alguns elementos de períodos distintos (Li, Mg, As, I) para que exercitem esse conteúdo. Pergunte também quantas camadas tem cada um. Feito isso, associe essa informação à localização dos elementos em termos de período na tabela, mostrando que o período indica o número de camadas de cada elemento.

Atividade complementar

Oriente os estudantes a consultar a tabela periódica interativa, disponível em: www.ptable.com/?lan g=pt (acesso em: 16 maio 2022). Em seguida, solicite que se organizem em grupos de três integrantes, escolham três elementos químicos e apresentem a história da descoberta deles para a turma. Oriente-os a identificar o número atômico, a massa atômica e o respectivo símbolo.

Na tabela, há sete linhas horizontais, que são denominadas períodos. Os períodos indicam o número de camadas ou níveis eletrônicos do átomo. Por exemplo, o potássio (K) está localizado no quarto período, e o césio (Cs), no sexto. Isso significa que, na distribuição eletrônica, o potássio tem quatro camadas ou níveis eletrônicos, e o césio, seis.

Os elementos de um mesmo período têm o mesmo número de camadas eletrônicas, ou níveis de energia, o que coincide com o número do período. Observe ao lado:

Para aprofundar

• TERRAS raras no Brasil: histórico, produção e perspectivas. Química nova, 2014. Disponível em: http:// quimicanova.sbq.org.br/detalhe_artigo.asp?id=89.

Acesso em: 16 maio 2022.

O artigo traz informações sobre as propriedades e aplicações desses elementos em nosso país.

Fonte: COMMONS, C.; COMMONS, P. (org.). Heinemann Chemistry 1. 5th. ed.

Paulo César Pereira

Orientações

Ao explicar que os elementos estão em ordem crescente, de acordo com o número atômico, peça aos estudantes que verifiquem essa característica da tabela, para se familiarizarem mais com ela.

Aproveite os elementos químicos sugeridos nas orientações da página anterior para que os estudantes façam a distribuição eletrônica. Em seguida, solicite que indiquem quantos elétrons tem cada um na última camada (a mais externa). Associe o valor encontrado com a família na qual esses elementos estão inseridos. Promova uma discussão sobre as propriedades dos diferentes grupos de elementos químicos da tabela periódica para destacar outra consequência prática do sistema de organização empregado: conhecidas as propriedades dos grupos, é possível prever o comportamento de novos materiais que venham a ser descobertos, o que é uma abordagem própria da ciência.

Avaliação

Diagnóstico: A partir dos elementos químicos fornecidos, espera-se que os estudantes consigam localizá-los e identificar, de acordo com a posição na tabela periódica, o número de camadas em função do período em que se encontram.

Estratégia: Caso os estudantes apresentarem dificuldades, reveja a imagem da tabela periódica fornecida na página 151, onde há informações do período em que encontram os elementos químicos. Associe o período ao número de camadas. Se for possível, projete a imagem e solicite que os estudantes indiquem o período e o número de camadas de alguns elementos químicos.

O estudo da tabela periódica consiste em conhecer e interpretar muitas outras propriedades periódicas dos elementos químicos. No Ensino Médio, você estudará esse assunto de forma mais aprofundada.

1 Localize os elementos a seguir na tabela periódica da página 148 e indique quantas camadas eletrônicas tem cada um.

a) Li

b) Ga

c) Pb

d) Bi

Famílias

e) Ar

f) Rb

g) Fr

h) He

Observe que, na tabela periódica, existem 18 colunas verticais, que representam as famílias ou os grupos de elementos químicos.

Classificação periódica dos elementos químicos (tabela periódica)

Classificação periódica dos elementos químicos (tabela periódica)

Acima das colunas há números (1, 2, 3 etc.) e cada coluna representa uma família ou grupo. Cada família química agrupa elementos de acordo com a semelhança das propriedades. Por exemplo, o grupo 11 é composto dos elementos químicos cobre (Cu), prata (Ag) e ouro (Au), que fazem parte do grupo dos metais e têm características comuns: brilho metálico, maleabilidade, ductilidade e boa condutibilidade de calor e de eletricidade.

½ Atividade – Respostas

Adote como parâmetro o período em que se encontra cada elemento químico. Se a turma tiver dificuldades, faça a atividade coletivamente, com uma versão ampliada (impressa ou digital) da tabela periódica.

Assim como o cobre, a prata e o ouro, outros elementos de uma mesma família têm propriedades semelhantes.

Por exemplo, os elementos que pertencem à família dos metais alcalinos (lítio, sódio, potássio, rubídio, césio e frâncio) são metálicos, podem ser facilmente cortados com uma faca, são bem reativos, reagem rapidamente com o oxigênio do ar. Já os elementos da família dos halogênios (flúor, cloro, bromo, iodo e astato) se encontram na natureza na forma de moléculas diatômicas, isto é, dois átomos ligados entre si, como F2, Cc2 e Br2, com 7 elétrons na última camada.

O número de alguns grupos indica quantos elétrons o elemento químico tem na última camada da eletrosfera. Acompanhe a seguir alguns exemplos.

• O sódio (Na) está na família 1, isto é, tem um elétron na última camada da eletrosfera.

• O magnésio (Mg) está na família 2, isto é, tem dois elétrons na última camada da eletrosfera. Os elementos químicos situados nas famílias 1 e 2 têm número de elétrons na última camada igual ao número da família a que pertencem.

Para os das famílias 13 até 18, obtém-se o número de elétrons na última camada subtraindo-se 10 do número da família. Nas demais famílias, essa regra não pode ser aplicada.

• O alumínio (Ac) está na família 13, isto é, esse elemento tem três elétrons na última camada da eletrosfera.

• O hélio, apesar de estar na família 18, apresenta apenas dois elétrons na última camada, pois esse elemento tem apenas dois elétrons ao todo. Alguns grupos recebem nomes especiais. Observe alguns exemplos.

• Coluna 1 – Família dos metais alcalinos

• Coluna 2 – Família dos metais alcalinoterrosos

• Coluna 16 – Família dos calcogênios

• Coluna 17 – Família dos halogênios

• Coluna 18 – Família dos gases nobres

A antiga numeração das linhas verticais ou colunas era feita por algarismos e letras: 1A, 2B etc. Você poderá encontrá-la em alguns livros, pois há autores que ainda adotam essa numeração.

Fonte: COMMONS, C.; COMMONS, P. (org.). Heinemann Chemistry 1. 5th. ed.

Melbourne: Pearson Australia, 2016.

1 Localize os elementos a seguir na tabela periódica da página 148 e indique o número de elétrons de cada um na última camada.

a) Cc

b) P

c) Mg

d) Ga

e) Zn

f) Cs

Orientações

Aproveite os elementos químicos sugeridos na página e pergunte se é preciso fazer a distribuição eletrônica para saber o número de elétrons na última camada. Espera-se que respondam que não, com base na sugestão trabalhada na página anterior. Defina o conceito de família, em Química, e como os comportamentos químicos são semelhantes em uma coluna de elementos. Apresente também o nome das principais famílias. Relacione o número de elétrons na última camada com a semelhança de propriedade dos elementos. Comente que isso tem relação com o comportamento químico e determina os tipos de ligação química, que serão estudados mais adiante.

½ Atividade – Respostas Adote como parâmetro a família de cada elemento químico. Se a turma tiver dificuldades, faça a atividade coletivamente, com uma versão ampliada (impressa ou digital) da tabela periódica.

1. a) 7

b) 5

c) 2

d) 3

e) 2

f) 1

Orientações

Comente que o fósforo presente nas caixas de fósforo atualmente apresenta em sua composição a dextrina, o fósforo vermelho (P4) e o trissulfeto de antimônio II (Sb2S3). O texto “O fósforo”, da seção Um pouco mais sobre, permite trabalhar o assunto do capítulo de maneira contextualizada. O segundo texto, “O mercúrio pode causar sérios danos à saúde”, traz reflexões sobre a contaminação da água de rios e lagos e, consequentemente, os danos às cadeias alimentares causados pelo mercúrio.

½ Um pouco mais sobre –Respostas

1. Resposta pessoal. Os estudantes podem abordar elementos como o arsênio, que é extremamente tóxico para o ser humano, e metais pesados, como o chumbo e o cádmio.

2. Resposta pessoal. Um aspecto que os estudantes podem abordar sobre o papel do iodo na saúde é que a carência desse elemento causa o bócio. Para prevenir essa doença, é adicionado iodo ao sal de cozinha.

Foco nos TCTs

A seção Um pouco mais sobre possibilita o trabalho com o tema contemporâneo transversal Educação Ambiental, através da pesquisa e reflexão sobre os elementos químicos e seus impactos no ambiente e na saúde humana.

Dois elementos químicos bem conhecidos

O fósforo

E depois veio a invenção do fósforo, que revolucionou o mundo. Toda gente passou a trazer fogo no bolso, em caixinhas. Só riscar um pauzinho e pronto. […] – Como nasceu o fósforo?

– No começo era fósforo mesmo. Os homens observaram que essa matéria fosforescente, isto é, luminosa, chamada fósforo, tinha a propriedade de dar fogo quando batida com uma pedra. […] Mais tarde, em 1827, um inglês de nome John Walker inventou o fósforo de esfregar. Em vez de bater, bastava esfregar um pedaço de fósforo num esfregador preparado para esse fim. Vinte anos mais tarde, o sueco Lundstrom inventou o fósforo que usamos hoje […] que não é venenoso como o fósforo feito de fósforo.

– Então o fósforo de hoje não é feito de fósforo?

– Não, e por isso não é fosforescente. Contém vários corpos químicos* misturados, de modo que pela fricção na lixa da caixa produzam fogo, sem envenenar os pulmões de quem os acende. LOBATO, Monteiro. História das invenções. 1. ed. São Paulo: Globinho, 2014. *O significado científico dessa afirmação é que, no fósforo, há várias substâncias químicas.

Você sabia que, apesar de ser chamado de palito de fósforo, esse objeto não contém fósforo? A ponta do palito é constituída basicamente de enxofre, cola e uma substância para facilitar a combustão. É na superfície áspera da caixa em que riscamos o palito que o fósforo está presente, combinado com outras substâncias.

O mercúrio pode causar sérios danos à saúde

Apesar de o descarte de mercúrio em rios, lagos e mares ser combatido internacionalmente, pois a despoluição das águas é um processo caro e demorado, há denúncias do uso de mercúrio nos garimpos da região do Pantanal.

O mercúrio pode se transformar, pela ação de determinadas bactérias, em dimetilmercúrio. Essa substância, se absorvida por peixes, algas ou moluscos, concentra-se no organismo deles em quantidades significativas. Esse composto é solúvel nas gorduras e não é eliminado por excreção.

Como o ser humano faz parte da mesma cadeia alimentar de que participa o peixe, ao ingerir esse alimento contaminado, seu organismo vai absorver mercúrio, que é prejudicial aos seres vivos e causa lesões irreversíveis no sistema nervoso.

Faça o que se pede.

1 Faça uma pesquisa na internet sobre elementos químicos que podem ser prejudiciais ao ser humano e ao ambiente. Indique as quantidades e os danos que esses elementos podem causar.

2 Alguns elementos químicos da tabela periódica foram descobertos de forma acidental, como é o caso do fósforo (abordado no texto acima). Em grupos, façam uma pesquisa sobre a descoberta do iodo e sua importância para a saúde. Escrevam um pequeno texto com as informações coletadas. Não se esqueçam de consultar fontes confiáveis na pesquisa e de indicá-las no final do documento.

Atividade complementar

Sugira aos estudantes que pesquisem sobre outros elementos químicos e organize um debate em que se discuta o que são índices aceitáveis de contaminação para o ambiente e para os seres humanos. Proponha que formulem questões que proporcionem a verificação dos dados e valores fornecidos. Questione se estão dentro dos padrões aceitáveis.

Foco na BNCC

Competência geral 8: O estudo da seção Um pouco mais sobre possibilita desenvolver aspectos da competência, uma vez que o conhecimento sobre elementos químicos prejudiciais aos seres humanos e ao meio ambiente contribui para a conscientização sobre a importância de cuidar da saúde.

Idade dos Metais

A Idade dos Metais corresponde à última fase da Pré-História, por volta de 3000 a.C., período conhecido como Neolítico ou “período da pedra polida”. Nessa época, a humanidade passava por um processo de intensificação do sedentarismo e desenvolvimento da agricultura devido ao domínio de técnicas de fundição e manipulação de metais para a produção de ferramentas, armas e utensílios, que antes eram de madeira e pedra.

As técnicas de manipulação dos metais foram se desenvolvendo aos poucos durante a Idade dos Metais, primeiramente pelo domínio do cobre e em seguida do estanho. Mais tarde, pela união do cobre e estanho, foi obtido o bronze. Por fim, por volta de 1500 a.C., foi obtido o ferro. Uma das consequências diretas da fabricação de ferramentas mais resistentes, feitas de metal, foi o aumento da produção de alimentos provenientes da agricultura e da criação de animais, o que gerou excedentes na produção. Ou seja, produzia-se mais do que o necessário para a sobrevivência dos indivíduos.

Com o tempo, a busca por pastagens e solos mais férteis foi se tornando motivo de conflito entre os povos, e aqueles que se destacavam na disputa passavam a impor seu domínio sobre os outros. Foi a origem do que chamamos hoje de propriedade privada, que teve como consequência a desigualdade social. A partir disso, tornam-se necessários mecanismos reguladores das relações entre os indivíduos na sociedade, e que ao mesmo tempo pudessem garantir a propriedade privada, o que levou ao surgimento do Estado.

Podemos, assim, compreender a importância da Idade dos Metais para a história, principalmente no que diz respeito aos impactos do desenvolvimento tecnológico para as relações sociais que perduram até dos dias de hoje.

Ainda hoje, podemos afirmar que quem domina a metalurgia (a ciência que estuda o processo de transformação dos metais desde a extração até a transformação em diversos produtos) tem poder decisivo sobre os rumos da sociedade. Afinal, olhe a seu redor e veja as inúmeras utilidades dos metais: são matéria-prima de veículos, computadores, motores, construções diversas etc.

Orientações

Os estudantes são convidados a refletir sobre as implicações do domínio das tecnologias dos metais na economia, no modo de vida e na organização da sociedade.

Estimule-os a participar de uma discussão sobre a importância dos metais no dia a dia e como seria a vida sem esses materiais.

O texto “Idade dos metais” possibilita um trabalho interdisciplinar com História, Arte, Geografia, Língua Portuguesa, entre outros componentes curriculares. É possível propor uma pesquisa para associar os materiais com as evoluções de cada período histórico, comparar o que se usava antigamente com o que temos hoje, elaborar uma linha do tempo, explorar a história da metalurgia etc.

½ Caminhando pela História – Respostas

1. Disponibilize materiais (livros e revistas) ou computadores com acesso à internet para que os estudantes façam as pesquisas.

E spera-se que os estudantes indiquem alumínio, cobre, estanho, ferro, manganês, nióbio, níquel e ouro. Em minérios ou puro, como no caso do ouro.

Forme um grupo com colegas e façam uma pesquisa para responder às questões a seguir.

1 Quais são os principais metais produzidos no Brasil? Como esses materiais são obtidos na natureza?

2 A exploração pode causar impactos ambientais? Expliquem.

3 Escrevam um relatório sobre materiais alternativos que poderiam substituir os metais. Em quais condições os materiais alternativos podem ser usados? Justifiquem.

Foco

na BNCC

Competência geral 1: O estudo da seção mobiliza a competência, pois contribui para que os estudantes reconheçam a importância histórica dos metais.

Competência específica de Ciências da Natureza 4: A leitura do texto “Idade dos metais”, da seção Caminhando pela História, permite trabalhar a competência, pois são abordadas

as aplicações e implicações políticas da ciência e de suas tecnologias em situações cotidianas.

Competência específica de Ciências da Natureza 8: A atividade 3 possibilita o desenvolvimento de aspectos da competência, uma vez que a indicação de materiais que poderiam substituir os metais na produção de objetos promove a consciência socioambiental.

2. Sim, pois pode ocasionar contaminação do solo e de fontes de água, compactação do solo, poluição sonora e alteração da qualidade do ar, redução da biodiversidade, resíduos, disposição inadequada de rejeitos e degradação da paisagem. Se desejar, discuta com os estudantes os acidentes com barragens que ocorreram em Minas Gerais, nas cidades de Mariana (2015) e Brumadinho (2019), e seus impactos socioambientais.

3. Resposta pessoal. Os estudantes podem citar exemplos como embalagens de vidro retornáveis em vez de latas; panelas de cerâmica e vidro em substituição às de alumínio e aço; vigas de madeira em vez de ferro; fibra de carbono no lugar de metais, para diminuir o peso; etc.

Foco nos TCTs

A seção Caminhando pela História trabalha o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia , através da pesquisa e reflexão sobre o desenvolvimento da metalurgia e seus aspectos históricos.

Ashmolean Museum/Bridgeman Images/Easypix Brasil

Peças da Idade dos Metais. Acima, lâmina arqueada e fina em um lado, parte de um machado, instrumento próprio para moldar e cortar madeira. Abaixo, peça para martelo. Vladimiroquai/iStockphoto.com

Automóvel, cuja estrutura é parcialmente metálica.

Ferro de passar roupa antigo.

Motores são feitos de partes metálicas resistentes.

Orientações

Antes de fazer a leitura do texto, solicite que a turma analise as imagens, identificando o que os estudantes já conhecem.

Para introduzir o assunto, relembre a composição das moléculas de água e do peróxido de hidrogênio. Com esquemas, chame a atenção deles para o número de átomos dos elementos químicos que diferenciam a composição da água e a do peróxido de hidrogênio. Cite o exemplo para ressaltar que mesmo distinções aparentemente pequenas entre a constituição das moléculas acarretam profundas diferenças de propriedades.

Esclareça que os átomos identificados na tabela periódica, no capítulo anterior, são responsáveis pela formação de tudo o que nos cerca.

Se possível, acesse o simulador de moléculas e mostre como é possível montá-las. Esse simulador pode auxiliar na compreensão de que nem toda combinação é possível.

• MONTE uma molécula. Phet Disponível em: https://phet. colorado.edu/pt_BR/simulations/ build-a-molecule. Acesso em: 16 maio 2022.

Comente com os estudantes que, dos elementos da tabela periódica, 28 são considerados essenciais para a vida. Mais de 97% da massa da maioria dos organismos é constituída de apenas seis desses elementos: oxigênio, carbono, hidrogênio, nitrogênio, fósforo e enxofre.

A água é o composto mais comum nos organismos vivos e constitui pelo menos 70% da massa da maioria das células.

Já nos componentes sólidos das células, o carbono é o elemento predominante em massa.

Os átomos de carbono são encontrados em grande variedade de moléculas orgânicas, ligados a outros átomos de carbono ou a átomos de elementos diferentes, principalmente hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. É o caso, por exemplo, das proteínas.

Se possível, represente a estrutura básica de um aminoácido em um cartaz. Explique que as proteínas são formadas pelas ligações estabelecidas entre eles.

Ligações químicas

No capítulo anterior, estudamos duas substâncias: a água e o peróxido de hidrogênio. É possível perceber que o que diferencia uma da outra é o número de átomos e a maneira pela qual se organizam. Grande parte das substâncias é formada por unidades extremamente pequenas chamadas moléculas. Observe que ambas as moléculas são formadas pelos elementos químicos hidrogênio e oxigênio. Mas na molécula da água há dois átomos do elemento químico hidrogênio e um átomo do elemento químico oxigênio. Já na molécula do peróxido de hidrogênio há dois átomos do elemento químico hidrogênio e dois átomos do elemento químico oxigênio. Observe os esquemas a seguir.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

A água, quando pura (sem nenhuma outra substância misturada), é incolor, inodora e insípida, isto é, não tem cor, nem cheiro, nem sabor.

Elementos

Dióxido de carbono em estado sólido, também chamado de gelo-seco. Ele é composto de um átomo de carbono e dois de oxigênio.

As moléculas são representadas por fórmulas químicas. A molécula da água é representada pela fórmula química H2O. Essa fórmula indica que uma molécula de água é constituída por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio. Já a molécula do peróxido de hidrogênio é representada pela fórmula química H2O2. Essa fórmula indica que sua molécula é constituída por dois átomos de hidrogênio e dois átomos de oxigênio.

As várias substâncias representadas pelas imagens a seguir são formadas pelos elementos químicos carbono, hidrogênio ou oxigênio.

Frasco contendo sacarose. A sacarose é composta de doze átomos de carbono, vinte e dois de hidrogênio e onze de oxigênio.

A água é uma substância composta de dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio.

Frasco de peróxido de hidrogênio (água oxigenada). Essa substância é composta de dois átomos de hidrogênio e dois átomos de oxigênio.

Cilindro de oxigênio. O gás oxigênio é formado por dois átomos de oxigênio.

Esquema que representa a formação das moléculas de água e peróxido de hidrogênio.

Comportamento dos átomos

Todas as substâncias químicas presentes na matéria são compostas de átomos de diversos elementos químicos. O estudo dessas substâncias revelou que quase todas são formadas por átomos combinados entre si. Essa união pode ocorrer entre átomos do mesmo elemento químico ou entre átomos de elementos diferentes. Algumas substâncias bastante conhecidas são exemplos disso: o oxigênio, a água, o gás carbônico, o sal de cozinha, entre outras. Para entender como ocorrem as ligações químicas, vamos estudar um grupo de elementos especiais. São os gases nobres, elementos químicos que têm oito elétrons na última camada, com exceção do hélio.

Gases nobres KLMNOP

hélio 2

neônio 2 8

argônio28 8

criptônio2818 8

xenônio281818 8

radônio2818328 8

Qual é o problema dele?

Orientações

Ah, ele faz o tipo “gás nobre”...

Por não existirem combinados na natureza, os gases nobres são chamados de elementos estáveis. Tal estabilidade é atribuída ao fato de esses elementos químicos terem oito elétrons na última camada.

Já os elementos que não apresentam oito elétrons na última camada tendem a se combinar para completar esse número e adquirir a mesma estabilidade dos gases nobres. Para isso, podem perder, receber ou compartilhar elétrons com outros átomos.

Para prever o número de elétrons que podem ser perdidos, recebidos ou compartilhados, devemos aprender antes como os elétrons se distribuem pelas camadas, ou seja, como ocorre a distribuição eletrônica. Para isso, é necessário saber qual é o número máximo de elétrons em cada camada

Observe o quadro a seguir.

Camada KLMNOPQ

No máximo de elétrons 28183232188

Para aprofundar

No início do século XX, acreditava-se que os elétrons eram mais suscetíveis a influências de outros sistemas, podiam interagir com eles e formar ligações químicas. Essa ideia surgiu do conceito de valência, apresentado em 1868, para explicar a possibilidade de elementos químicos se combinarem. Mais tarde, outros importantes estudos foram feitos sobre esse tema, por Walther Ludwig Julius

Kossel (1888-1956), em 1913, e por Gilbert Newton Lewis (1875-1946), em 1916.

Para mais informações, leia o artigo:

• GILBERT Lewis e o centenário da teoria de ligação por par de elétrons. Química nova, 2016. Disponível em: http:// quimicanova.sbq.org.br/detalhe_artigo.asp?id=6532. Acesso em: 28 maio 2022.

Faça na lousa as distribuições eletrônicas dos gases nobres e acrescente a de outros elementos químicos, como sódio, cálcio, cloro e oxigênio. Explique aos estudantes que as configurações eletrônicas de cada um dos elementos citados têm um comportamento específico. Neste momento, é importante esclarecer as características apresentadas ao longo do capítulo, com base na tabela periódica. Ao comentar os gases nobres, ressalte o modelo para a formulação de uma teoria que explica a ligação química. Essa teoria é conhecida como teoria do octeto e se baseia na estabilidade obtida por um átomo ao ter a última camada preenchida com oito elétrons. Cite também que alguns elementos com menor número de elétrons se estabilizam com a configuração eletrônica do gás nobre hélio, que tem dois elétrons na última camada. Após falar sobre os gases nobres, peça aos estudantes que observem a charge e digam o que compreenderam, o que estimula a leitura inferencial. Ao dizer que o homem faz o tipo “gás nobre”, a mulher se refere ao fato de esses gases não se ligarem a outros elementos químicos, pois têm oito elétrons na última camada.

Fonte: BROWN, Theodore L. et al Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson, 2004.

Cartoonresource/Shutterstock.com

Fonte: BROWN, Theodore L. et al Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson, 2004.

Charge sobre os gases nobres.

Orientações

Ao abordar os exemplos do texto, demonstre como as informações sobre o número de elétrons na última camada de um elemento químico podem ser obtidas na tabela periódica. Selecione outros elementos químicos e peça aos estudantes que indiquem, no caderno ou em uma folha à parte, o número total de elétrons de cada um dos elementos escolhidos e o número de elétrons na última e na penúltima camada de cada átomo. Sempre que possível, promova o uso da tabela periódica.

Retome a teoria do octeto para falar sobre a estabilidade eletrônica e comente o comportamento característico dos metais, que perdem elétrons, e dos não metais, que recebem elétrons.

Antes de dar continuidade ao conceito sobre tipos de ligações, ressalte a importância das distribuições eletrônicas e da tabela periódica para demonstrar a evolução e a aplicação dos conhecimentos científicos. 158

Os quadros abaixo apresentam a distribuição eletrônica dos átomos de alguns elementos químicos, ou seja, exemplificam como ocorre o preenchimento de cada camada de acordo com o número de elétrons do átomo.

Para cada elemento descrito a seguir, compare o número de elétrons de cada camada com o número máximo de elétrons permitido para essa camada. É importante lembrar que não se pode ultrapassar o limite por camada. Veja o exemplo do sódio e do cloro.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 281

Fonte: COMMONS, C.; COMMONS, P. (org.). Heinemann Chemistry 1. 5th. ed. Melbourne: Pearson Australia, 2016.

O sódio tem 11 elétrons, e nas camadas K e L estão distribuídos os números máximos permitidos, 2 e 8, respectivamente. A camada M acomoda o elétron que falta para completar os 11 presentes no átomo.

11Na (sódio): 17Cc (cloro):

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 287

Fonte: COMMONS, C.; COMMONS, P. (org.). Heinemann Chemistry 1. 5th. ed. Melbourne: Pearson Australia, 2016.

O cloro tem 17 elétrons, e nas camadas K e L estão distribuídos os números máximos permitidos, 2 e 8, respectivamente. A camada M acomoda os sete elétrons que faltam para completar os 17 presentes no átomo.

Modelo da distribuição eletrônica do sódio (Na).

Modelo da distribuição eletrônica do cloro (Cℓ).

Observe agora a distribuição eletrônica do ferro (Z = 26).

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 28142

A razão pela qual os átomos de ferro têm 2 elétrons na camada N será vista com mais detalhes no Ensino Médio, oportunamente. Por ora, é importante ressaltar que o número de elétrons na última camada de um átomo não pode ultrapassar oito elétrons.

Assim como nos exemplos dos átomos de sódio e cloro, nos quais o número de elétrons na última camada é inferior a oito, nos demais átomos o número de elétrons na última camada não deve ultrapassar esse número, da mesma forma que ocorre nos gases nobres. Portanto, é necessário passar dois elétrons para a camada posterior.

26Fe (ferro):

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 2816

Orientações

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 28142

1 Copie o modelo abaixo no caderno e faça a distribuição eletrônica para o cálcio e para o enxofre.

a) 20Ca (cálcio):

b) 16S (enxofre):

Com base na distribuição dos elétrons em suas respectivas camadas (distribuição eletrônica), vamos analisar os exemplos dos elementos químicos sódio e cloro, representados anteriormente, e entender a forma e o porquê das combinações entre os elementos químicos.

Avaliação

Diagnóstico: As atividades de distribuição dos elétrons nas camadas eletrônicas são relativamente simples, porém no início os estudantes podem ter dificuldade para recordar quantos elétrons cada camada pode comportar e para identificar o número total de elétrons de um elemento químico.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Pergunte aos estudantes por que o elemento ferro tem dois elétrons na camada N, se a camada M poderia conter 16, já que o número máximo permitido é 18. Faça na lousa a distribuição eletrônica em camadas desse elemento químico. Depois, compare-a com o número máximo de elétrons permitidos em cada camada e explique que oito elétrons na última camada é o número máximo verificado pelos cientistas que estudaram os elementos químicos e suas distribuições eletrônicas.

Não deixe de explicar o significado de camada de valência, descrito no boxe Destaque. Esse termo será utilizado com frequência a partir de agora.

½ Atividade – Respostas

1. a) 20Ca

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 2882

b) 16S

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 286

A última camada de um átomo é chamada camada de valência. Essa informação será importante para que você entenda como os átomos se combinam.

159

Estimule-os a fazer a distribuição eletrônica de diversos elementos para que possam praticar.

Estratégia: Em caso de dificuldades, oriente-os para que consultem o número máximo de elétrons em cada camada, na página 157, sempre que necessário.

Dawidson França

Fe

Fonte: COMMONS, C.; COMMONS, P. (org.). Heinemann Chemistry 1. 5th. ed. Melbourne: Pearson Australia, 2016.

Fonte: COMMONS, C.; COMMONS, P. (org.). Heinemann Chemistry 1. 5th. ed. Melbourne: Pearson Australia, 2016.

Orientações

Explique aos estudantes que para ocorrer a formação de cátions é necessária a presença de elementos que tendam a perder elétrons, como metais, e que tenham um, dois, três e quatro elétrons na camada de valência.

Os ânions são formados por elementos que tendem a receber elétrons, como não metais, e apresentam quatro, cinco, seis e sete elétrons na camada de valência. Ressalte que não é apenas o número de elétrons na camada de valência que determina a tendência a perder ou receber elétrons. O fato de o elemento em questão ser um metal ou um não metal também influencia. Mostre, por exemplo, que na família 14 todos os elementos têm quatro elétrons na camada de valência, mas o que vai determinar o recebimento ou a perda de elétrons é o fato de o elemento ser um metal ou não metal.

Trabalhe também as imagens da página, de maneira que os estudantes possam compreender a estabilidade alcançada quando os átomos se transformam nos íons mostrados.

No estudo da distribuição eletrônica de átomos e íons, são oferecidas aos estudantes ferramentas para que possam compreender as propriedades das substâncias que serão estudadas. Tais propriedades são determinadas justamente pelo tipo de ligação química que os átomos estabelecem entre si. É interessante notar que, em Química, prever o comportamento macroscópico depende do entendimento das propriedades submicroscópicas.

Observe a distribuição, em camadas, do elemento químico sódio. 11Na (sódio):

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 281

Se o sódio perder um elétron da camada M, ficará com oito elétrons na última camada, que passará a ser a L. Assim, a configuração eletrônica desse íon torna-se semelhante à do gás nobre neônio. Com isso, adquire estabilidade eletrônica, ou seja, passa a ter oito elétrons na última camada.

Regra do octeto: os átomos tornam-se estáveis ao adquirirem a configuração eletrônica dos gases nobres, ou seja, ter oito elétrons na última camada.

Compare o cátion de Na1 com o átomo de Ne. 11Na1 (cátion estável do elemento químico sódio):

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 28

Ne:

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 28

Agora observe também a distribuição, em camadas, do elemento químico cloro: 17Cc(cloro):

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 287

Para o cloro, é difícil perder sete elétrons da camada M. Sete é um número muito maior que um (perda de elétrons necessária para o sódio). Assim, é mais fácil para o cloro receber um elétron na camada M do que perder sete. Portanto, é isto que ocorre: o cloro tende a se estabilizar quando recebe um elétron. Assim, a configuração desse íon torna-se semelhante à do gás nobre argônio. Compare o ânion 17Cc com o átomo de Ar. 17Cc (ânion estável do elemento químico cloro):

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 288

Ar (átomo):

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 288

Quando o íon do sódio (que se tornou um cátion, pois perdeu um elétron) se aproxima do íon cloro (que se tornou um ânion por ter ganhado um elétron), ocorre um fenômeno chamado atração eletrostática. Essa atração ocorre porque o sódio e o cloro têm cargas opostas.

Átomo original de sódio com 11 prótons e 11 elétrons

Orientações

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Átomo original de cloro com 17 prótons e 17 elétrons

Utilize as imagens com os modelos de distribuição eletrônica dos átomos de sódio e cloro para que os estudantes possam visualizar a formação do cátion e do ânion, respectivamente. Comente que, em razão de as cargas serem opostas, esses íons vão se atrair mutuamente e isso vai gerar uma ligação química, originando uma nova substância, o NaCL Sugira que executem a mesma proposta com os elementos químicos lítio e flúor. Ressalte que o lítio se estabiliza com dois elétrons na última camada, como o gás nobre hélio.

Perde um elétron, ficando com 11 prótons e 10 elétrons.

atração eletrostática por cargas opostas

Ganha um elétron, ficando com 17 prótons e 18 elétrons.

Cátion Na1 com 11 prótons e 10 elétrons.

Quadro esquemático representativo do processo de formação dos íons estáveis dos elementos sódio e cloro.

Ânion Cc com 17 prótons e 18 elétrons.

Para ocorrer a formação de cátions, é necessária a presença de elementos que tenham tendência em perder elétrons, geralmente metais, e que tenham 1, 2, 3 e 4 elétrons na camada de valência.

Os ânions são formados a partir de elementos com tendência em receber elétrons, geralmente não metais, e apresentam 4, 5, 6 e 7 elétrons na camada de valência.

No grupo 14, todos os elementos têm quatro elétrons na camada de valência, mas o que vai determinar a tendência de receber ou perder elétrons nesse grupo é o fato de ser um metal, como no caso do chumbo, ou não metal, como o carbono.

Dawidson França

Orientações

Neste momento, é importante ressaltar para os estudantes que, ao serem formados íons de cargas opostas, quando em proximidade, eles se atraem mutuamente e originam as substâncias iônicas. Esse conceito é fundamental para o estudo da ligação iônica. Cite exemplos com átomos de outros elementos químicos.

Desenhe na lousa a formação de íons de cargas opostas e ilustre-a com setas duplas de atração (→←), como nas imagens da página seguinte, para que os estudantes possam compreender a atração entre íons de cargas opostas.

A ligação química pode ser vista, a princípio, como uma consequência do número de elétrons na camada de valência dos elementos. Os diferentes tipos de ligação química serão abordados em mais detalhes a seguir.

Quando íons de cargas opostas são formados em proximidade, normalmente por átomos que doam elétrons para outros, eles podem se atrair mutuamente e originar uma nova substância. Um exemplo ocorre quando átomos de sódio doam elétrons para átomos de cloro ao serem colocados em contato. São formados cátions sódio (Na1) e ânions cloreto (Cc ) que se atraem para formar o cloreto de sódio (NaCℓ), principal constituinte do sal de cozinha, encontrado na água do mar.

Essa substância pode ser representada por meio de uma fórmula. As fórmulas indicam tanto o símbolo dos elementos que participaram da atração quanto a proporção em termos numéricos. No caso do cloreto de sódio, a combinação ocorre na relação de um íon sódio para um íon cloro; assim, a substância formada pode ser representada pela fórmula NaCc

A união que gerou essa substância é chamada de ligação química. No caso, ocorreu por atração eletrostática entre íons de cargas opostas.

A ligação química pode ocorrer de outras formas, que serão estudadas no decorrer deste capítulo.

Tipos de ligação química

As ligações químicas ocorrem de três modos diferentes. Observe-os a seguir.

Ligação iônica ou eletrovalente é aquela que ocorre por atração eletrostática entre íons formados pela perda de elétrons (cátions) e íons resultantes do recebimento de elétrons (ânions), para adquirir estabilidade.

Como já vimos no caso do cloreto de sódio (NaCc ), coincidentemente o número de elétrons perdidos para adquirir estabilidade foi igual ao número de elétrons que outro átomo recebeu. Em outras palavras, os íons formados por esses átomos têm a mesma carga, mas sinais opostos.

E o que acontece quando esse número é diferente? Por exemplo, como ocorre a ligação entre o cálcio e o cloro?

O cálcio perde dois elétrons e o cloro recebe somente um para se estabilizar. Reveja suas distribuições eletrônicas.

20Ca (cálcio):

20Ca21 (cátion estável do elemento químico cálcio):

No de elétrons 2882 Camada KLMNOPQ

No de elétrons 288

17Cc (cloro):

No de elétrons 287

17Cc (ânion estável do elemento químico cloro):

Camada KLMNOPQ

No de elétrons 288

Nesse exemplo, o cálcio perde dois elétrons e fica com carga (21), e o cloro recebe apenas um, fica com carga (1 ). Como o somatório das cargas deve ser nulo (zero), na formação da substância é necessário que haja dois íons cloro para cada íon cálcio, de modo que o número de cargas positivas seja igual ao número de cargas negativas. Observe as ilustrações a seguir.

Átomo original de cloro com 17 prótons e 17 elétrons

Átomo original de cálcio com 20 prótons e 20 elétrons

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Átomo original de cloro com 17 prótons e 17 elétrons

Orientações

Trabalhe com os estudantes as imagens dos átomos e íons formados. Reitere que os ânions são formados com átomos de cloro, e o cátion, com o átomo de cálcio. Chame atenção para o ganho e a perda de elétrons dos átomos em questão. Comente que íons de cargas opostas se atraem, o que permite identificar a ligação iônica e, consequentemente, a formação do composto iônico.

Atração eletrostática é o tipo de interação que pode ocorrer entre quaisquer tipos de carga na natureza.

Recebe um elétron, ficando com 17 prótons e 18 elétrons

Perde dois elétrons, ficando com 20 prótons e 18 elétrons

atração eletrostática atração eletrostática por cargas opostas por cargas opostas

Recebe um elétron, ficando com 17 prótons e 18 elétrons

Chame a atenção dos estudantes para a informação de que as ligações químicas ocorrem em razão da característica dos átomos de adquirir estabilidade. Isso é um exemplo da tendência observada na natureza, em que as transformações ocorrem com a finalidade de promover a formação de substâncias estáveis.

Ânion Cc com 17 prótons e 18 elétrons

Cátion Ca21 com 20 prótons e 18 elétrons

Ânion Cc com 17 prótons e 18 elétrons

Quadro esquemático representativo do processo de formação dos íons estáveis dos elementos cálcio e cloro.

Quando os átomos perdem ou recebem elétrons e se transformam em íons, estes, ao se atraírem, originam uma ligação. Como essa ligação ocorre por atração eletrostática entre íons de cargas opostas, é denominada ligação iônica. No exemplo anterior, o átomo de cálcio perdeu dois elétrons e se transformou em um íon positivo (21), enquanto os átomos de cloro ganharam um elétron e se transformaram em íons negativos (1 ), originando a ligação iônica entre eles.

Para que ocorra a ligação iônica, é necessário que determinado número de átomos, normalmente metais e não metais, transforme-se em íons estáveis, de cargas opostas e, com isso, atraiam-se. Dessa atração eletrostática origina-se o composto iônico

Note que, no esquema anterior, para formar um composto iônico estável por meio da ligação entre os elementos cálcio e cloro, foram necessários dois íons do elemento químico cloro para cada íon do elemento químico cálcio.

Como as partículas de um composto iônico são unidas por forças de atração eletrostáticas intensas, as substâncias formadas por esse tipo de ligação são sólidos a temperatura ambiente e têm altas temperaturas de fusão e de ebulição.

Aproveite para lembrar que os elementos pertencentes à família dos gases nobres não apresentam a tendência de estabelecer ligações, pois já se encontram estáveis (camada de valência completa).

Ao explorar a representação esquemática da figura desta página, aproveite para relembrar o conceito de que a tabela periódica é um instrumento útil para identificar características dos elementos químicos, entre as quais, se são metais ou não metais. Isso indica a tendência de um átomo receber ou perder elétrons, ou a a família à qual pertence, e pode facilitar a identificação da quantidade de elétrons na camada de valência de grande parte dos elementos químicos, bem como a dedução do número de elétrons que tendem a receber ou perder.

Dawidson França

Orientações

É importante evitar personificar os elementos ao abordar a tendência de perder ou receber elétrons. Evite dizer que “o elemento quer doar ou ganhar elétrons”.

Explique o porquê das inversões de cargas e que estão relacionadas às proporções entre os íons para manter a neutralidade da matéria na formação das substâncias iônicas. Para trabalhar o conceito de fórmula iônica, relembre o número de elétrons que um átomo tende a receber ou perder, com base em sua posição na tabela periódica. Feito isso, insira a carga dos íons que podem ser originados. Pergunte aos estudantes sobre neutralidade de cargas, se esses íons se unirem. Sugira então que cruzem os valores numéricos das cargas para chegar à neutralidade. Esclareça que isso é necessário apenas quando não há balanceamento das cargas positivas e negativas.

Fórmula iônica

Uma representação comum que indica a proporção entre o número de íons no composto iônico é a chamada fórmula iônica. Sua representação é baseada no número de íons que originaram a substância.

No exemplo anterior, há uma relação de um íon do elemento químico cálcio para dois íons do elemento químico cloro na formação da ligação.

Com esses dados é possível representar a fórmula iônica do cloreto de cálcio como Ca1 Cc2. Portanto, a fórmula iônica de uma substância indica quais íons a compõem e em qual proporção.

Observe que o número de íons participantes, ou seja, o índice, é representado à direita de cada um deles e um pouco mais abaixo do símbolo de cada elemento químico. Quando esse número é igual a 1, não há necessidade de representá-lo, ficando apenas CaCc2

O átomo de cálcio tem 20 prótons (partículas de carga positiva) e 20 elétrons (partículas de carga negativa), portanto, não tem carga. Quando perde dois elétrons, torna-se positivo, pois o número de prótons torna-se superior ao de elétrons, ou seja, 20 prótons e 18 elétrons.

O cálcio fica com carga (21), pois tem dois prótons a mais que o número de elétrons.

Ca p perde dois elétrons p cátion Ca21 (carga representada no canto superior direito)

Com o cloro ocorre o inverso, pois, ao receber um elétron, fica com um elétron a mais que o número de prótons, torna-se um íon com carga (1 ).

Cc p recebe um elétron p ânion Cc (carga representada no canto superior direito)

Como vimos, o íon de carga positiva chama-se cátion e o íon de carga negativa chama-se ânion. A fórmula iônica de uma substância pode ser prevista com base no número de elétrons que os átomos tendem a perder ou a receber.

Assim se representam as substâncias vistas anteriormente, como o NaC c . O sódio (Na) tende a perder um elétron, e o cloro (C c) tende a receber um elétron. O cálcio (Ca) tende a perder dois elétrons, e o oxigênio (O) a receber dois.

Então, como esses números são iguais, basta representar os símbolos dos elementos químicos um ao lado do outro. Por convenção, representa-se o cátion à esquerda e o ânion à direita

Se as cargas do cátion e do ânion não forem simétricas, como 11 e 1 ou 21 e 2 , é possível deduzir a fórmula iônica com base no valor da carga positiva como índice do íon negativo, sem levar em conta o sinal, e vice-versa.

Ca 1 Cc p Ca21 1 Cc1 p Ca1Cc2, ou seja, CaCc2

A carga do íon cálcio é 21, e a carga do íon cloro é 1 . Para chegar à fórmula iônica do CaCc2, colocou-se 2, a carga do cálcio sem o sinal positivo, como índice do cloro, e 1, a carga do cloro sem o sinal negativo, como índice do cálcio. No cotidiano, há muitas substâncias formadas por meio de ligações iônicas, como o cloreto de sódio, componente do sal de cozinha, e o óxido de cálcio, utilizado na fabricação da cal.

Atividade complementar

Apresente mais exemplos de elementos químicos e solicite aos estudantes que informem as características de seus átomos, como a tendência a receber ou perder elétrons. Pergunte quais elementos químicos poderiam apresentar ligações iônicas. Com relação ao grupo dos que tendem a receber elétrons para estabilização, coloque-os na lousa e escreva algumas substâncias em que estão presentes. Isso diferenciará outro grupo, o dos elementos que fazem ligações covalentes entre si.

Cite outros exemplos para acompanhar o desenvolvimento dos estudantes na construção das fórmulas iônicas. Aproveite para substituir elementos por outros de uma mesma família e mostrar que não ocorre alteração nos índices na fórmula. Troque depois por elementos de outra família; nesse caso, há alteração nos índices da fórmula.

1 Indique a fórmula iônica das substâncias originadas quando íons estáveis dos elementos químicos a seguir se unem.

a) Ba e Br

b) Ac e S

c) K e F

Orientações

d) Li e O

e) Sr e P

f) Ca e S

Na natureza também encontramos substâncias importantes que não são formadas por meio de ligação iônica, como: o gás oxigênio (O2), componente do ar atmosférico; o ácido clorídrico (HC c ), presente em nosso estômago; o ferro (Fe) e o alumínio (A c ), componentes de inúmeros materiais metálicos.

Como explicar tal fenômeno? Que tipo de ligação química ocorre entre esses átomos? A seguir, vamos estudar como são essas ligações.

Você sabia que o ácido clorídrico é uma substância encontrada no estômago e que participa diretamente da digestão dos alimentos? A fórmula dessa substância é HCc. Mas como é possível uma ligação química entre átomos que se estabilizam quando recebem elétrons?

Letras versus elementos químicos. É possível compará-los?

Estas são as 26 letras do alfabeto:

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Essas letras formam todas as palavras da língua portuguesa, inclusive seu nome. Com as letras M, R, A e O, algumas palavras podem ser formadas.

Material:

• cartolina;

• lápis;

• borracha.

Procedimentos

1. Escreva cinco palavras que possam ser formadas com essas letras.

2. Agora, analise as palavras que você formou e responda:

1 As palavras que você formou têm o mesmo número de letras?

2 O que muda nas palavras com o mesmo número de letras?

3 Existe alguma semelhança entre a composição de palavras e a formação das substâncias?

½ Modelar – Respostas

1. Não. Espera-se que os estudantes apresentem palavras com diferentes números de letras, como “mar”, “Roma” e “amora”.

2. Muda a disposição das letras, como “Roma” e “amor”.

3. Sim. Informe que algo semelhante ocorre na formação das substâncias. Assim como as palavras são formadas por letras, a matéria é formada por elementos químicos. Palavra formada por letras Matéria formada por elementos químicos.

Para sedimentar os conceitos de ligação iônica, solicite aos estudantes que façam a atividade desta página. Selecione alguns íons e compare o número de elétrons na camada de valência com a dos gases nobres. Retome o conceito de camada de valência e seu significado.

Modelos e analogias são ótimos recursos para o aprendizado em Ciências, mas é preciso que os estudantes percebam que são simplificações esquemáticas da realidade.

Foco na BNCC Competência geral 2: A atividade da seção Modelar estimula os estudantes a exercitar a criatividade e a curiosidade intelectual, o que desenvolve aspectos da competência.

½ Atividade – Respostas

1. a) BaBr2

b) AL2S3

c) KF

d) Li2O

e) Sr3P2

f) CaS

Avaliação

Diagnóstico: A partir dos elementos químicos fornecidos, espera-se que os estudantes consigam identificar o número de elétrons que os átomos tendem a perder ou receber para adquirirem estabilidade e com isso, construírem a fórmula iônica.

Estratégia: Caso os estudantes apresentarem dificuldades, faça uma síntese dos principais conceitos das páginas 157 a 164, apresentando outros exemplos para a construção de fórmulas iônicas. 165

Os átomos dos diferentes elementos químicos, como o oxigênio, o hidrogênio, o carbono, o sódio e o cloro, formam os diversos tipos de matéria, como a água, o gás carbônico, e o sal de cozinha etc. A esses diferentes tipos de matéria é dado o nome de substância

Os átomos organizam-se, desorganizam-se e reorganizam-se de acordo com determinadas condições da natureza e, assim, são constituídos os vários tipos de substância.

Orientações

Cite exemplos de moléculas como HCL e H2O para comparar com os exemplos anteriores de ligações iônicas. Mostre que, nessas substâncias, ambos os elementos tendem a receber elétrons para se estabilizarem. Isso é importante para que os estudantes possam iniciar o processo de diferenciação entre ligação iônica e ligação covalente. Comente que a molécula da água tem uma geometria cujo ângulo entre os átomos de hidrogênio é diferente de 180° e que esse conteúdo será explicado no Ensino Médio.

Pergunte aos estudantes como é possível prever o número de ligações que serão estabelecidas nas substâncias exemplificadas nesta página. Se tiverem dificuldade, oriente-os a observar o número de elétrons na camada de valência de cada um dos elementos.

Sempre que possível, evite repassar dados prontos e estimule-os a extrair as informações pela leitura da tabela periódica. Retome a pergunta do primeiro parágrafo desta página e reforce que, para os átomos se estabilizarem, compartilham elétrons e formam uma ligação química do tipo covalente. No exemplo, cada átomo compartilha um elétron com o outro, e o par de elétrons passa a fazer parte tanto do átomo de hidrogênio quanto do átomo de cloro.

Ligação covalente ou molecular

Como pode ocorrer uma ligação entre dois átomos quando ambos somente se estabilizam ao receber elétrons?

Vamos exemplificar com o ácido clorídrico, formado pelos elementos químicos hidrogênio e cloro, em que cada um deles precisa de um elétron para se estabilizar.

A explicação para isso é a seguinte: para se unirem, esses dois átomos compartilham elétrons. Cada átomo disponibiliza um elétron para o outro, e ambos os elétrons (ou seja, o par eletrônico) passam a fazer parte tanto do átomo de hidrogênio como do átomo de cloro.

átomo de cloro

H – Cc

Fórmula estrutural da ligação covalente entre H e Cc na molécula do HCc. O traço entre os dois átomos representa a ligação covalente.

átomo de hidrogênio

H Cc

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

O

HH

Cada traço entre dois átomos representa uma ligação covalente, ou seja, um par de elétrons compartilhado.

Modelo em que o átomo de hidrogênio e o de cloro compartilham dois elétrons.

Na ligação covalente, o par de elétrons passa a fazer parte de ambos os átomos, de forma que seja alcançada a estabilidade. No exemplo acima, o átomo de cloro, que tem sete elétrons na eletrosfera, estabiliza-se com oito elétrons quando o átomo de hidrogênio compartilha seu elétron com ele. Por sua vez, o átomo de hidrogênio, que tem somente um elétron, estabiliza-se com dois, pois o átomo de cloro compartilha um elétron com ele. Esse par de elétrons compartilhados resulta no que chamamos de ligação covalente, que pode ser representada por um traço.

Acompanhe, na ilustração a seguir, o exemplo da água, cuja fórmula é H2O. Na água, há uma relação de dois átomos de hidrogênio para um átomo de oxigênio.

H O H

Quando somente uma ligação covalente é formada entre dois átomos, é chamada de ligação covalente simples

Modelo que representa o átomo de oxigênio que compartilha dois elétrons com cada átomo de hidrogênio.

Ilustrações: Dawidson França

Na molécula de oxigênio (O2), por exemplo, verificamos que, ao ocorrer a combinação entre dois átomos de oxigênio para formar o O2, são compartilhados dois elétrons de cada um desses átomos, e formam-se entre eles duas ligações covalentes. Como essas duas ligações ocorrem entre os mesmos átomos, esse compartilhamento é chamado dupla ligação

Observe:

Ilustrações:

Modelo que representa os dois átomos de oxigênio que compartilham quatro elétrons entre si.

Quando são compartilhados três pares de elétrons entre dois átomos, ocorre a chamada tripla ligação

Observe na ilustração abaixo o compartilhamento de elétrons na substância nitrogênio (N2):

Orientações

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

O 5 O

Os dois traços entre os átomos de oxigênio representam duas ligações covalentes ou uma dupla ligação.

Solicite aos estudantes que leiam o texto da página. Depois, releia com eles e destaque os pares eletrônicos formados nas ligações das moléculas de oxigênio e nitrogênio. Reforce que cada par de elétrons deve ser substituído por um traço e que isso indica uma ligação covalente, ou seja, um compartilhamento de elétrons. Substitua os elementos químicos por outros que pertençam à mesma família da tabela periódica e mostre que o número de ligações formadas é o mesmo. Ressalte também o conceito de dupla e tripla ligação, e mostre o número de elétrons compartilhados entre os átomos.

Modelo que representa os dois átomos de nitrogênio que compartilham seis elétrons entre si.

Observe as substâncias ao lado de cada ilustração; elas representam ligações químicas em cada molécula. Esse tipo de representação, comum na Química, é chamada de fórmula estrutural.

Fórmula estrutural é a representação da molécula na qual cada par de elétrons que forma a ligação é substituído por um traço, que indica a ligação covalente.

Veja os exemplos:

Esquemas da fórmula estrutural de moléculas com ligações covalentes.

N 6 N

Os três traços entre os átomos de nitrogênio representam três ligações covalentes ou uma tripla ligação.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Aproveite os outros dois exemplos desta página (metano [CH4] e dióxido de carbono [CO2]) e peça aos estudantes que façam o processo inverso, ou seja, com base nas fórmulas estruturais, representem essas moléculas como nos desenhos apresentados. 167

Orientações

É importante informar aos estudantes que, historicamente, o conceito de liga metálica se devia exclusivamente a materiais com, pelo menos, dois metais distintos. Hoje, entende-se que uma liga metálica deve ser composta, em sua maior parte, de pelo menos um metal, reunido com outros elementos químicos.

½ Um pouco mais sobre –Respostas

1. Podem encontrar os seguintes exemplos:

Por sua forte tendência a estabelecer combinações para adquirir estabilidade, o elemento químico oxigênio presente na tabela periódica, cujo símbolo é O, não é encontrado isolado no planeta. É sempre encontrado combinado, ou seja, ligado a outros elementos, como no caso da água (H2O), ou em combinação com ele mesmo, na forma de duas substâncias distintas: o gás oxigênio (O2) e o gás ozônio (O3). O O2 está presente no ar que respiramos, enquanto o O3 está presente em grande quantidade na estratosfera. Nessas três substâncias, as ligações ocorrem por compartilhamento de elétrons, ou seja, por ligação covalente

Por muitos anos, os meios de comunicação deram destaque à destruição da camada de ozônio como consequência de CFCs (gases compostos pelos elementos cloro, flúor e carbono), usados em refrigeração e aerossóis. A camada de ozônio funciona como um filtro na atmosfera, pois protege os seres vivos dos efeitos nocivos dos raios ultravioleta emitidos pelo Sol (câncer de pele, por exemplo).

Estratosfera: segunda camada mais próxima da Terra, que atinge 50 km de altitude.

Uma medida importante para reduzir a degradação da camada de ozônio foi o comprometimento de muitos países em evitar o uso de aerossóis e aparelhos de refrigeração à base de CFCs.

1 Pesquise em livros e na internet sobre CFCs e represente a fórmula estrutural de uma molécula de CFC.

2 Quais são as consequências do aumento do buraco da camada de ozônio para a sociedade humana?

Ligação metálica

Como o próprio nome diz, ligação metálica é o tipo de ligação que ocorre entre átomos de elementos classificados como metais. Uma característica comum dos metais é que tendem a perder elétrons para se tornarem estáveis.

2. A umento da incidência de câncer de pele, diminuição da eficiência do sistema imunológico, destruição de organismos do plâncton e efeitos nocivos no crescimento e desenvolvimento de plantas, entre outros.

Os átomos dos metais, ao perderem os elétrons da camada de valência, tornam-se cátions estáveis. Esses cátions tendem a se agrupar de forma organizada em três dimensões com os elétrons de valências livres, que servem para uni-los, o que evita a repulsão entre as cargas positivas, já que positivo repele positivo. Esse modelo é conhecido como “mar de elétrons”, pois os elétrons se encontram livres para percorrer a estrutura em movimento desordenado e aleatório. Representação esquemática da ligação metálica.

Quando um objeto metálico é submetido a um campo elétrico, esses elétrons passam a apresentar um movimento ordenado em determinado sentido, o que caracteriza a condução de corrente elétrica. A corrente elétrica é o movimento ordenado dos elétrons.

O número de átomos que formam a ligação metálica depende do tamanho da peça metálica, e é representado apenas pelo símbolo do metal. Por exemplo, Na para o sódio, Fe para o ferro e Ac para o alumínio.

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 5: A seção Um pouco mais sobre mobiliza aspectos da competência, pois o conhecimento sobre os riscos do uso dos CFCs estimula a defesa de ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental.

Competência específica de Ciências da Natureza 8: A competência também é trabalhada, uma vez que os estudantes são estimulados a recorrer aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões sobre questões socioambientais.

Foco nos TCTs

A seção Um pouco mais sobre possibilita o trabalho com o tema contemporâneo transversal Educação Ambiental através da reflexão sobre as consequências do aumento do buraco na camada de ozônio à sociedade humana.

O elemento químico oxigênio, o gás oxigênio e o gás ozônio –como diferenciar?

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

A regra de três e o mercado de ouro

Algumas peças metálicas requerem mais de um tipo de metal para serem produzidas. Exemplos disso são as joias de ouro, os objetos de latão, a solda (utilizada em componentes eletrônicos) e muitos outros materiais. Quando dois ou mais metais são fundidos para originar um objeto metálico, o produto dessa união é chamado liga metálica.

Os metais que compõem a liga metálica participam das ligações metálicas.

Na composição de algumas ligas também podem ser encontrados alguns não metais. Há ainda ligas metálicas formadas por elementos em que apenas um deles é o metal, encontrado em quantidade consideravelmente maior (quase a totalidade).

Na produção de joias o ouro é o principal constituinte das ligas metálicas. No Brasil, geralmente, o ouro das joias é denominado “ouro 18 K” (18 quilates). Isso indica que 75% da massa da joia corresponde ao elemento ouro; os outros 25% podem ser prata ou cobre. A adição desses elementos faz a liga ganhar a resistência necessária, já que o ouro puro é muito maleável.

O ouro puro, que os investidores comercializam no mercado financeiro, é classificado com 24 K (quilates).

Com base nesses dados, é fácil entender que uma regra de três é suficiente para sabermos a quantidade percentual de ouro presente em uma joia. É preciso relacionar que 24 K está para 100% assim como o valor em quilates está para x.

Veja o exemplo.

• Qual é o percentual de ouro numa joia de ouro 12 K?

24 K 100%

12 K x

x 5 12 100 24 5 50

x 5 50% de ouro

Orientações

É importante ressaltar que as substâncias são classificadas com base nos elementos químicos de que são constituídas. Independentemente de serem um conjunto de átomos, como cada gás nobre em separado (He, Ne, Ar etc.), compostos metálicos como o zinco (Zn), moléculas como a água (H2O) ou compostos iônicos como o cloreto de sódio (NaCL), algumas substâncias são formadas por apenas um elemento químico. Observe os exemplos a seguir:

I. gás xenônio (Xe)

II. barra de ferro (Fe)

III. gás oxigênio (O2)

IV. açúcar de uso doméstico (C12H22O11)

V. gesso (CaSO4)

Regra de três: técnica de cálculo para encontrar a proporcionalidade entre grandezas. Por exemplo, se uma dobra, a outra também dobra. Com essa técnica, com base em três valores conhecidos, calcula-se o quarto valor.

Embora o ouro seja muito valorizado, os danos ambientais decorrentes de sua extração nos garimpos são incalculáveis. De rios que são desviados ou aterrados às contaminações do solo, do ar e das águas por metais pesados, principalmente o mercúrio, há um histórico de destruição do ambiente, de guerras e doenças respiratórias e neurológicas que nos fazem refletir sobre os custos de sua extração.

Para compreender essa questão, junto com alguns colegas, pesquise os assuntos a seguir.

1 Quais países são os maiores produtores de ouro?

2 Quais são os principais danos causados ao ambiente originados pela extração desse metal? Sugestão para a pesquisa: https://jornal.usp.br/ciencias/areas-desmatadas-por-mineracao-ilegal-na-amazonia -aumentam-em-90/. Acesso em: 21 abr. 2022.

3 O que representou a Serra Pelada para nosso país?

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 5 : A discussão sobre os problemas causados pelo garimpo mobiliza aspectos da competência, uma vez que fornece subsídios para que os estudantes possam argumentar sobre os benefícios e malefícios dessa atividade

e defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental.

169

Competência geral 8: A competência também é abordada, pois o conhecimento dos riscos da contaminação por metais pesados chama a atenção dos estudantes para os cuidados com a saúde.

As substâncias dos exemplos I, II e III têm apenas um elemento químico em sua constituição, enquanto nas substâncias dos exemplos IV e V há mais de um elemento.

As substâncias formadas por um elemento químico são classificadas como substâncias simples, ao passo que aquelas formadas por dois ou mais elementos são classificadas como substâncias compostas

½ Diálogo com Matemática – Respostas

1. China: 383,2 toneladas

Rússia: 329,5 toneladas

Austrália: 325,1 toneladas

EUA: 200,2 toneladas

Canadá: 182,9 toneladas

Peru: 143,3 toneladas

Gana: 142,4 toneladas

África do Sul: 118,2 toneladas

México: 111,4 toneladas

Brasil: 106,9 toneladas

D ados de 2019 da World Gold Council e da Metals Focus.

2. São vários. Entre eles, remove a cobertura vegetal e a camada superficial do solo, além do assoreamento dos cursos de água. Há também a contaminação da água, do solo e do ar por metais pesados, principalmente o mercúrio, responsável por causar doenças respiratórias e neurológicas.

3. Na década de 1980, milhares de pessoas migraram para o estado do Pará com o objetivo de garimpar ouro. Rapidamente, formou-se o maior garimpo a céu aberto do planeta, de onde se retiraram toneladas de ouro. Quando a exploração aurífera chegou ao fim, em 1992, um imenso lago contaminado foi formado em sua cratera.

Orientações

Retome o conceito de massa atômica para introduzir o de massa molecular. Informe que no cálculo da massa molecular é comum o resultado ser arredondado. Cite outros exemplos e solicite aos estudantes que pesquisem na tabela periódica os valores de massa atômica dos elementos químicos e façam os cálculos para chegar à massa molecular. Relembre-os de que a unidade é a mesma da massa atômica.

É importante ler o texto da seção Um pouco mais sobre antes de solicitar a pesquisa. Discuta com os estudantes o consumo excessivo de sódio e os riscos para a saúde. Comente também que o potássio pode ser um substituto. Em seguida, divida a turma em grupos para dar continuidade à atividade.

Combine previamente com os estudantes como as cartilhas serão elaboradas e divulgadas para a comunidade. Se possível, oriente-os a fazê-las nas mídias digitais, para que se familiarizem com essa linguagem e desenvolvam aspectos da competência geral 4. As cartilhas podem ser compartilhadas por e-mail, aplicativos de mensagens ou publicadas no site da escola.

Auxilie os estudantes na pesquisa e, se possível, convide um profissional para a palestra. Peça que elaborem previamente um roteiro de perguntas para a entrevista. Auxilie-os quando necessário.

A quantidade máxima diária de sódio recomendada, de acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), é de cerca de 2 000 mg de sódio. Essa quantidade equivale a 5 g (1 colher de chá) de sal por dia.

Incentive os estudantes a fazer uma pesquisa para identificar qual é a quantidade média de sal ingerida diariamente pelos brasileiros (aproximadamente 12 g por dia). Entre os problemas de saúde que podem ser causados pelo consumo excessivo de sal estão diversas doenças relacionadas aos rins e ao coração, incluindo pressão alta.

Foco na BNCC

Competência geral 8: As informações discutidas na seção Um pouco mais sobre possibilitam mobilizar a competência, ao acessar informações relevantes para a tomada de decisões acerca dos hábitos alimentares e sua relação com a saúde.

Massa molecular

No início deste capítulo, quando foi apresentada a classificação periódica, você estudou o cálculo da massa atômica dos elementos químicos. Agora que você entende que esses elementos podem se ligar para formar novas substâncias, já é possível atribuir um valor relativo à massa de uma molécula.

Vamos começar com exemplos de moléculas já vistos:

• molécula de oxigênio – O2;

• molécula de nitrogênio – N2;

• molécula de ácido clorídrico – HCc;

• molécula de água – H2O.

A molécula de O2 é composta do elemento químico oxigênio, de massa atômica 15,999 u. Com base nesse valor, é possível determinar a massa dessa molécula. Para isso, adicionam-se os valores das massas atômicas de todos os átomos que a compõem.

Desse modo, como a molécula de O2 apresenta dois átomos desse elemento químico, a soma das massas atômicas (15,999 u + 15,999 u) resulta no valor 31,998 u, ou aproximadamente 32 u.

Observe o quadro a seguir, que ilustra os valores para as demais moléculas.

Os perigos dos compostos de sódio para a saúde

É comum você ouvir que pessoas com problemas de pressão alta (hipertensão) não podem ingerir alimentos salgados. Na realidade, o problema da ingestão do composto iônico cloreto de sódio (NaCc), conhecido como sal de cozinha, está no íon Na 1. É esse íon o grande vilão da história. A quantidade máxima diária desse íon recomendada, de acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), é cerca de 2 000 mg de sódio. Essa quantidade equivale a 5 g (1 colher de chá) de sal por dia.

Vários compostos encontrados em diversos alimentos também podem contribuir para o aumento da pressão arterial, como é o caso do glutamato monossódico. É por isso que hoje em dia já é oferecido no mercado nacional o chamado sal light, normalmente formado por 50% de cloreto de sódio e 50% de cloreto de potássio (KCc). Este último composto iônico substitui o NaCc e não causa os mesmos inconvenientes. Pesquise outras informações sobre os riscos do sal de cozinha em quantidade acima da aceitável. Depois, com a ajuda do professor e dos colegas:

1 Organizem um mural com as informações obtidas pela turma;

2 Elaborem uma cartilha com linguagem acessível para informar a comunidade;

3 Convidem um profissional da saúde para uma palestra ou debate na escola. Façam uma entrevista com ele e divulguem o resultado em mural ou jornal da escola.

Foco nos TCTs

A seção Um pouco mais sobre possibilita o trabalho com os temas contemporâneos transversais Educação Ambiental e Educação Alimentar e Nutricional por meio de elaboração de materiais de divulgação científica sobre os impactos do consumo exacerbado de sódio para a saúde humana.

Fonte: BROWN, Theodore L. et al. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson, 2004.

1 Após consultar a massa atômica dos elementos que compõem as substâncias a seguir, calcule a massa molecular de cada uma delas. Adote valores inteiros para os elementos químicos encontrados na tabela periódica na página 148.

a) Gás flúor (F2) b) Metano (CH4) c) Sacarose (C12H22O11)

Combinar elementos químicos

Material:

• compasso;

• 2 folhas de cartolina;

Procedimentos

• massa de modelar;

• lápis;

• tesoura com ponta arredondada.

1. Em sala de aula, o professor organizará os estudantes em oito grupos. Primeiramente, vai distribuir a cada um deles um pedaço de cartolina de 10 cm × 10 cm. Ao centro de cada pedaço de papel estará o símbolo de um elemento químico. São duas cartolinas para cada um dos seguintes elementos químicos: lítio (Li), magnésio (Mg), oxigênio (O) e cloro (Cc).

2. Cada grupo deve consultar a tabela periódica e, com o compasso, desenhar círculos em torno do elemento central de acordo com o número de camadas de cada um (semelhante ao modelo apresentado no livro).

3. Para cada elemento químico da cartolina, faça bolinhas de massa de modelar, de uma mesma cor, em número igual ao de elétrons que cada átomo do elemento químico contém. Achate um pouco as bolinhas para que não saiam do lugar ao serem colocadas na cartolina.

4. Distribua os elétrons em camadas nos respectivos átomos.

5. Agora você e os colegas formarão um círculo com as carteiras. Abram um espaço central para que todos possam ver.

6. Quando o elemento químico de um grupo for escolhido, um representante deverá ir ao centro da sala de aula.

7. Vocês formarão as substâncias, uma de cada vez, combinando os elementos químicos: lítio e cloro; magnésio e oxigênio; sódio e oxigênio; magnésio e cloro; oxigênio e cloro; magnésio e magnésio.

Faça o que se pede a seguir.

1 Qual tipo de ligação é formado pelos elementos químicos sódio e cloro; magnésio e oxigênio; sódio e oxigênio; e magnésio e cloro?

2 Qual tipo de ligação é formado pelos elementos químicos oxigênio e cloro?

3 Qual tipo de ligação é formado pelo elemento químico magnésio com ele mesmo?

4 Você já deve ter ouvido falar que muitos materiais são feitos de latão. Pesquise na internet no que consiste o latão e que tipo de ligação química ocorre nele.

Orientações

Providencie antecipadamente os materiais necessários para o experimento.

O objetivo desta atividade é que os estudantes, por meio de um modelo representativo do elemento químico, compreendam o modelo de ligação química.

Lembre-os de que se trata de um modelo, cujas dimensões não correspondem à realidade.

Espera-se que eles concluam, com o seu auxílio, que a combinação dos elementos químicos pode originar ligações iônicas, covalentes ou metálicas. Oriente-os a transferir elétrons de metais para não metais antes de realizar as ligações iônicas.

½ Atividade – Respostas

Os estudantes devem procurar a massa atômica dos elementos químicos presentes nas moléculas e multiplicá-la pelo índice de cada um. Em seguida, devem somar os resultados.

1. a) 19 u + 19 u = 38 u

b) 12 u + (4 ? 1 u) = 16 u

c) (12 ? 12 u ) + (22 ? 1 u) + + (11 ? 16 u) = 342 u

½ Modelar – Respostas

1. Como ocorre entre um metal e um não metal, a ligação é iônica.

2. Como ocorre entre não metais, a ligação é covalente.

3. Como ocorre entre metais, a ligação é metálica.

4. O latão é uma mistura de dois metais distintos, o cobre e o zinco, em uma liga metálica. Logo, a ligação é metálica.

Foco na BNCC

EF09CI03: A atividade da seção Modelar possibilita mobilizar aspectos da habilidade, ao trabalhar a identificação de modelos que descrevem a constituição do átomo e a composição de moléculas simples.

Avaliação

Diagnóstico: O cálculo da massa molecular é uma tarefa simples, porém de grande importância como pré-requisito para o ensino médio. Espera-se que através da consulta a tabela periódica os estudantes consigam realizar o cálculo pela simples operação matemática de soma.

Estratégia: Caso os estudantes apresentarem dificuldades, utilize a lousa para fornecer outros exemplos para o cálculo valendo-se dos valores fornecidos na tabela periódica.

Representação do experimento.

Dotta Dotta

Dotta

Orientações

Realize as atividades com os estudantes e procure tirar dúvidas na correção. É possível solicitar que os estudantes façam uma correção prévia em duplas ou grupos.

½ Mais atividades –Respostas

1. Afirmativas incorretas: b, c, g, i

b) O número de elétrons na camada de valência dos átomos do elemento químico cálcio (Ca) é 2. Se notar dificuldades, peça aos estudantes que façam a distribuição eletrônica do cálcio e verifiquem seu número de elétrons na tabela periódica.

c) Os átomos do elemento químico bromo (Br) tornam-se estáveis quando recebem um elétron na camada de valência. Ao trabalhar essa atividade, relembre com os estudantes a regra do octeto. É mais fácil o bromo receber um elétron do que perder sete para se tornar estável.

g) Quando dois metais estão reunidos por uma ligação metálica, é possível afirmar que fazem parte de uma liga metálica. Relembre aos estudantes a diferença entre os tipos de ligações químicas. Caso observe dificuldades, explique novamente cada tipo.

i) Reciclar é uma forma de poupar recursos naturais e, com isso, proporcionar mais qualidade de vida para as futuras gerações. Ao trabalhar a atividade, verifique se os estudantes compreendem a importância da reciclagem para o meio ambiente.

2. a) Ligação covalente, pois ocorre entre átomos de elementos químicos que apresentam tendência a receber elétrons.

b) Como o fósforo pertence à mesma família do nitrogênio, apresenta a mesma tendência de receber três elétrons para completar o octeto; portanto, a fórmula é PH3 I ncentive os estudantes a fazer a distribuição eletrônica do fósforo e do nitrogênio. Quanto mais eles praticarem, mais fácil será fixar o conteúdo.

c) Sim, pois, da mesma forma que o hidrogênio, o cloro precisa de um elétron para adquirir estabilidade. Com essa substituição, teríamos a substância NCL3, e o número total de átomos seria mantido. I ncentive os estudantes a fazer a distribuição eletrônica do cloro e compará-la com a do hidrogênio, no item b

1 Consulte a tabela periódica, analise as afirmativas a seguir e corrija aquelas que forem incorretas.

a) O número máximo de elétrons permitidos na camada N é 32.

b) O número de elétrons na camada de valência dos átomos do elemento químico cálcio (Ca) é 3.

c) Os átomos do elemento químico bromo (Br) tornam-se estáveis quando recebem sete elétrons na camada de valência.

d) Na3N é a fórmula iônica da substância originada pela combinação dos íons dos elementos químicos sódio (Na) e nitrogênio (N).

e) Na substância PI3, a ligação entre os átomos é covalente.

f) O cloreto de sódio, principal constituinte do sal de cozinha, quando ingerido em grandes quantidades, pode causar problemas de hipertensão, devido à presença do cátion sódio (Na1).

g) Quando dois metais estão reunidos por meio de uma ligação metálica, é possível afirmar que fazem parte de uma liga iônica.

h) Se para cada 100 latas de aço recicladas é poupado o equivalente ao consumo de um equipamento de 60 W ligado por uma hora, em três horas um equipamento de 100 W ligado corresponderia a 500 latas recicladas.

i) Reciclar é uma forma de poupar recursos naturais e, com isso, reduzir a qualidade de vida para as futuras gerações.

2 A amônia (NH3) ocorre como resultado do metabolismo de alimentos proteicos ingeridos pelos peixes ou pela ação das bactérias nas sobras de alimentos e dejetos presentes no aquário. Com base na fórmula da amônia e nos elementos químicos que a constituem, faça o que se pede a seguir.

a) Classifique o tipo de ligação que ocorre na substância descrita no texto. Justifique sua resposta.

b) Outra substância semelhante à amônia em número de átomos é a fosfina, cuja fórmula é PH3. Qual é a relação entre os átomos de nitrogênio e de fósforo para justificar a afirmação?

c) Num modelo hipotético, os átomos de hidrogênio da fórmula da amônia poderiam ser substituídos por átomos de cloro, que formam um composto com o mesmo tipo de ligação e o mesmo número total de átomos? Explique.

3 Observe as substâncias mostradas nas imagens a seguir.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

3. Ao abordar a questão, incentive os estudantes a buscar esses elementos na tabela periódica e a identificar a que grupos pertencem antes de responder às questões. Caso tenham dúvidas, relembre com a turma quais são os tipos de ligações químicas.

KI: ligação iônica, pois ocorre entre um metal e um não metal.

KH: ligação iônica, pois ocorre entre um metal e o hidrogênio, que precisa receber um elétron para se estabilizar.

HI: ligação covalente, pois ocorre entre não metais.

Cristais de iodo.

Amostra de potássio. Cilindro com gás hidrogênio. Considerando a combinação de duas dessas substâncias, indique as três novas substâncias que podem ser formadas e o tipo de ligação que ocorre em cada uma.

4 Identifique a palavra a que cada item a seguir se refere. Depois, junte a primeira letra de cada palavra para formar uma expressão. Explique seu significado.

a) Elemento químico de número atômico 88.

b) O mesmo que ligação iônica.

c) Símbolo do elemento químico gálio.

d) O experimento de... comprovou que a matéria tem espaços vazios.

e) Constituinte dos rios.

f) O elemento enxofre se estabiliza quando recebe... elétrons.

g) Na molécula da água há dois elementos químicos, o hidrogênio e o...

h) Elemento químico de alto valor, utilizado na fabricação de joias.

i) O mesmo que ligação molecular.

j) Elemento químico pertencente à família 16, que tem cinco camadas.

k) Os gases nobres são elementos químicos considerados...

l) Elemento químico do quarto período, cujos átomos têm 22 elétrons.

m) Com exceção do hélio, os elementos dessa família têm... elétrons na camada de valência.

5 A linha do tempo a seguir indica o ano em que alguns elementos químicos foram identificados.

4. Peça aos estudantes que façam uma leitura silenciosa da atividade. A seguir, explore-a coletivamente, se possível com uma tabela periódica ampliada. Incentive o protagonismo dos estudantes para responder às questões. Esclareça as dúvidas sempre que surgirem.

a) rádio

b) eletrovalente

c) Ga

d) Ruther ford

e) água

f ) dois

g) oxigênio

h) ouro

i) covalente

j) telúrio

k) estáveis

l) titânio

m) oito

A expressão formada é “regra do octeto”. Essa regra indica que os elementos químicos tendem a se combinar de modo que fiquem com oito elétrons na última camada e, assim, tornem-se estáveis, como os gases nobres.

Considerando apenas os elementos químicos da linha do tempo e com base na tabela periódica, responda às perguntas a seguir.

a) Qual é a fórmula e que tipo de ligação podem ocorrer pela combinação entre os íons estáveis do elemento químico identificado em 1755 e os do elemento químico identificado em 1810?

b) Quando foi identificado o único elemento químico classificado como calcogênio?

c) Qual é a fórmula e que tipo de ligação podem ocorrer pela combinação entre os íons estáveis dos elementos com as seguintes características: halogênio mais antigo identificado e metal mais recentemente identificado?

d) Qual é a fórmula e que tipo de ligação podem ocorrer entre os átomos dos dois não metais identificados há mais tempo?

e) Qual ligação pode se formar com base nos três elementos químicos que têm data de identificação mais próxima entre si?

6 Considere os elementos das colunas 1 e 2 do quadro a seguir.

a) Com base na posição desses elementos químicos na tabela periódica, considere os íons estáveis que podem formar de acordo com a regra do octeto. Depois, una os íons com o mesmo número de elétrons (isoeletrônicos). Identifique a fórmula correta para cada substância iônica originada.

b) Analise as fórmulas que montou e indique qual delas tem maior valor em número de cátions e ânions.

Coluna 1 Coluna 2

alumínio (Ac)bromo (Br)

potássio (K)oxigênio (O)

estrôncio (Sr)enxofre (S)

doam elétrons para se estabilizar. Já os ânions são elementos químicos com carga negativa, que recebem elétrons para se estabilizar.

5. Para responder aos itens a, c e d, incentive os estudantes a verificar o número de elétrons na camada de valência de cada átomo de acordo com a família a que pertencem. Depois, peça que identifiquem se esses elementos se estabilizam por perda ou ganho de elétrons e quantos seriam necessários para construir a fórmula das substâncias.

a) MgF2: ligação iônica.

b) 1771

c) ALCL3: ligação iônica.

d) CL2O: ligação covalente.

e) Ligação metálica, tanto separados como reunidos. Se reunidos, originam uma liga metálica que também ocorre por ligação metálica.

Avaliação

Diagnóstico: As atividades finais do capítulo possibilitam verificar se os estudantes compreendem a organização da tabela periódica, se reconhecem os diferentes grupos de elementos químicos, as características desses elementos (símbolo, número atômico, massa atômica e distribuição eletrônica) e como esses elementos se combinam, por meio de ligações químicas. O sucesso na resolução das atividades indica que a habilidade EF09CI03 foi contemplada satisfatoriamente.

Estratégia: No caso de haver dificuldades, identifique quais tópicos causaram maiores dúvidas e reveja o conteúdo com os estudantes. Em seguida, peça que refaçam as atividades com as quais tiveram mais dificuldades e indique atividades extras para que possam praticar.

6. Peça aos estudantes que busquem as informações na tabela periódica e incentive-os a fazer a distribuição eletrônica dos elementos. Se houver dúvidas, relembre-os de que os cátions são elementos químicos com carga positiva, que

Objetivos do capítulo

• Com base em dados históricos, exemplos do cotidiano e propostas de atividades, identificar e diferenciar as funções químicas: ácido, base, sal e óxido, bem como conhecer suas principais propriedades.

• Descrever por meio de equações químicas os processos de ionização dos ácidos, dissociação de bases e sais e alguns processos que envolvem óxidos, como a formação de ferrugem e a chuva ácida.

Orientações

É fundamental valorizar as contribuições de diferentes culturas para o desenvolvimento da ciência ao longo do tempo, com o respeito à diversidade cultural. Explique aos estudantes que a abordagem histórica do texto contextualiza as principais funções químicas: os ácidos, as bases, os sais e os óxidos.

Incentive-os a observar e a explorar a ilustração. Peça que identifiquem elementos que indiquem o estudo da Química, de modo que exercitem a leitura inferencial. É possível que citem o balão volumétrico na mão de Geber e os materiais de laboratório na mesa atrás dele, entre outros.

½ Para começarRespostas

1. É possível considerar os ácidos como responsáveis pelo sabor azedo, uma vez que essa é uma característica desse tipo de substância.

2. Se possível, dê alguns exemplos dos grupos citados. Cite frutas que apresentam substâncias ácidas e o vinagre. O sabão e o detergente estão classificados no grupo capaz de remover sujeira e gordura.

Funções químicas

1 Você já identificou a presença de substâncias em alguns alimentos que tenham em comum o sabor azedo?

2 É possível reunir substâncias que apresentam outras características comuns, como sabor salgado ou facilidade de remover sujeira e gordura?

Os avanços conquistados na Antiguidade grega e no Renascimento italiano nas áreas das ciências e das artes são surpreendentes, bem como entre os estudiosos muçulmanos. Durante a Idade Média, diversos povos árabes, persas e turcos desenvolveram a filosofia, as ciências experimentais e a matemática. Um dos mais destacados cientistas dessa época foi Abu Musa Jabir ibn Hayyan Al-Azdi (d.C. 721-815), conhecido no Ocidente como Geber, que teria se aprofundado nas pesquisas dos materiais e se destacado de tal modo que é tido por muitos como o pai da Química. Ele teria desenvolvido alguns dos equipamentos utilizados até hoje em laboratórios, e teria descrito a constituição de diversas substâncias e processos de cristalização e destilação. Talvez tenha sido um dos primeiros a ter estudado os componentes dos ácidos, das bases e dos sais.

Foco na BNCC

Ilustração de Geber ensinando química na Mesopotâmia (atual Iraque).

Os ácidos, as bases e o sais, assim como os óxidos, fazem parte de nosso cotidiano e, muitas vezes, não nos damos conta disso. Essas classificações são feitas com base em características comuns de determinado grupo de substâncias.

Avaliação

EF09CI03: O trabalho neste capítulo propicia o desenvolvimento de parte da habilidade ao identificar modelos que descrevem a estrutura da matéria (constituição do átomo e composição de moléculas simples) e reconhecer sua evolução histórica.

Diagnóstico: Pergunte aos estudantes se já ouviram falar de ácidos, bases, óxidos e sais. Em caso positivo, peça que expliquem em qual contexto isso ocorreu.

Estratégia: Anote os contextos e utilize-os no estudo das respectivas funções, auxiliando na contextualização do tema.

O significado de função química

Função química é a característica particular de determinado grupo de substâncias que apresentam propriedades semelhantes entre si. Para entender como as substâncias se transformam em outras, bem como seu comportamento, precisamos conhecer as funções químicas.

O estudo das funções químicas, de suas características e de suas propriedades possibilita a utilização de muitos materiais em nosso dia a dia e a fabricação de outros. Neste capítulo, estudaremos as seguintes funções químicas:

• ácidos

• bases

Função ácido

• sais

• óxidos

O limão, de sabor azedo, é ácido. Essa fruta cítrica, assim como a laranja, contém ácido ascórbico e ácido cítrico

Orientações

É importante que os estudantes compreendam que existem quatro funções, classificadas de acordo com suas características. Há outras funções, mas serão estudadas nos anos seguintes.

Se possível, traga limões e laranjas para a sala de aula e pergunte à turma qual deles é mais ácido.

Informe que os ácidos se caracterizam por apresentar o elemento químico hidrogênio ligado a não metais e aproveite para relembrar o conceito de ligação covalente.

Ácido ascórbico (vitamina C): é encontrado em frutas cítricas e em alguns vegetais; previne o escorbuto.

Ácido cítrico: tem diferentes aplicações (como acidulante, antioxidante), é encontrado em plantas, sobretudo em frutos cítricos.

Tanto o suco do limão quanto o da laranja contêm ácidos em sua composição. Na fotografia, pé de limão-galego.

Uma das características da função ácido é a presença do elemento químico hidrogênio ligado a não metais nas substâncias classificadas nessa função. Um exemplo é o ácido clorídrico (HCc), presente no estômago e que auxilia na digestão.

Há ácidos que têm mais de dois elementos químicos em sua composição. Alguns apresentam o elemento oxigênio. São exemplos o ácido nítrico (HNO3) e o ácido sulfúrico (H2SO4).

Os elementos químicos que participam da composição dos ácidos apresentam tendência a ganhar elétrons e, por isso, são compostos formados por ligações covalentes, ou seja, são substâncias moleculares.

É preciso esclarecer que nem todas as substâncias que têm hidrogênio em sua composição podem ser classificadas como ácidas. Somente as substâncias que sofrem ionização e liberam o cátion H1 são consideradas ácidos.

A ionização consiste na formação de íons por quebra de uma ligação covalente. Veja, a seguir, esse comportamento nos ácidos.

Na próxima página, eles aprenderão que os ácidos sofrem ionização, mas, neste momento, basta abordar as características sensoriais perceptíveis nas frutas apresentadas.

Para o estudo das funções inorgânicas ácido e base, utilizaremos o conceito de Arrhenius, mais apropriado para a faixa etária a que se destina este livro. Contudo, apesar de aqui haver a opção de uma referência, ressalte que há outras teorias sobre a classificação de ácidos e bases que poderão ser discutidas em momento mais oportuno.

Caso não seja possível fazer a atividade com limões e laranjas, utilize outras frutas ácidas, como acerola, pitanga, tangerina etc.

Sempre que possível, apresente os principais usos das substâncias mencionadas em sala de aula ou destaque os exemplos do Livro do Estudante. Essa é uma abordagem interessante para estimular a curiosidade em relação ao conteúdo estudado. Solicite que pesquisem, em livros ou na internet, as principais aplicações de ácidos, como HCL, H2SO4 e HNO3, entre outros.

Edson Grandisoli/Pulsar Imagens

Orientações

Chame a atenção dos estudantes para o fato de que as equações aqui tratadas não representam “reações químicas”. As equações de ionização descrevem o processo de formação de íons em solução aquosa, que é comum aos ácidos e que pode ser revertido pela retirada da água.

Destaque a presença da água, indicada na seta que dá o sentido da equação, e para o fato de que, em meio aquoso, ocorre a ionização de um ácido.

Explore as representações gráficas que descrevem o processo de ionização e explique para os estudantes que os símbolos (g), (L) e (aq) representam, respectivamente, os estados gasoso, líquido e a condição aquosa (substância dissolvida em água) das espécies representadas na equação química. Pergunte se lembram como se representa o símbolo do estado sólido (s).

Ionização dos ácidos

A ionização é uma característica comum a todos os ácidos. Quando os ácidos são dissolvidos em água, a ligação do elemento conectado ao hidrogênio é quebrada, e o hidrogênio é liberado na forma de cátion H1

Ao ser dissolvido em água, o ácido clorídrico se ioniza e gera os íons livres H1 e Cc

Quando ocorre a quebra da ligação H–C c , o elétron do hidrogênio fica com o cloro. Por isso, o hidrogênio assume a carga (11) e o cloro fica com a carga (1 ).

ácido clorídrico cátion hidrogênio ânion cloreto água H2O

HCc Cc H1 1

Na ionização de ácidos com mais de um átomo de hidrogênio, para cada ligação quebrada, o ânion originado assume uma carga negativa a mais.

Ao ser dissolvido em água, o ácido sulfúrico ioniza-se e gera íons livres H1 e (SO4)2 . O ânion originado tem carga (2 ), pois são liberados dois íons H1 na ionização do ácido.

H2SO4 (SO4)2 2H1 1 ácido sulfúrico cátions hidrogênio ânion sulfato água

As representações acima para as ionizações dos ácidos clorídrico e sulfúrico são conhecidas como equações químicas. Com essas equações é possível identificar o que acontece quando essas substâncias são colocadas em água. Uma representação mais completa do fenômeno pode incluir os estados físicos – representados entre parênteses – dos participantes no processo, de forma que (s) p significa estado sólido; (c) p significa estado líquido; (g) p significa estado gasoso e (aq) p significa dissolvido em água. Os exemplos anteriores podem ser reescritos da seguinte forma:

HCc(g) H2O H1(aq) 1 Cc (aq)

H2SO4(c) H2O 2 H1(aq) 1 (SO4)2 (aq)

Com base na equação química de ionização do ácido clorídrico, deduz-se que essa substância, originalmente no estado gasoso, ao ser colocada em contato com a água produz um íon H1 e um íon Cc , que ficam dissolvidos nela. Da mesma forma, com o ácido sulfúrico, originalmente no estado líquido, ocorre ionização em água, que gera dois íons H1 e um íon (SO4)2 , que ficam também dissolvidos nela.

Orientações

O fenômeno de ionização ocorre acompanhado da atração das moléculas de água pelas espécies carregadas (íons), originadas da substância molecular. A água é atraída por cargas (íons) porque é uma substância que interage com os íons. Esse processo foi evidenciado por cientistas que propuseram a equação de ionização dos ácidos acompanhada da formação do cátion hidrônio, H3O+

Dessa forma, a ionização dos ácidos também pode ser representada do seguinte modo:

HCL + H2O → H3O+ + CL–

H2SO4 + 2 H2O → 2 H3O+ + (SO4)2–

Os ácidos são corrosivos

Você já deve saber que ácidos são corrosivos. Tal fato ocorre pela ação dos íons H1, que corroem diversos materiais. A corrosão é um processo em que uma substância se combina com outra e altera suas propriedades. São gerados produtos indesejáveis, com perda de função dos materiais A corrosão também pode acontecer quando há contato do metal com um ácido, que produz uma substância distinta da ferrugem. Exemplo: quando o ácido clorídrico (HCc) dissolvido em água entra em contato com o ferro.

2 HCc(aq) 1 Fe(s) p H2(g) 1 FeCc2(aq)

Classificação dos ácidos

Dependendo da presença ou não de oxigênio na composição dos ácidos, podemos classificá-los em:

• Oxiácidos

São ácidos que têm o elemento oxigênio em sua composição. Exemplos: os ácidos nítrico (HNO3) e sulfúrico (H2SO4), muito utilizados na indústria química.

• Hidrácidos

São ácidos que não têm o elemento oxigênio em sua composição. Exem plos: o ácido clorídrico (HCc), presente no estômago, e o gás sulfídrico (H2 produzido em determinadas reações químicas.

Os ácidos no dia a dia

No cotidiano, estamos em contato com várias substâncias ácidas: o ácido cítrico, componente de várias frutas de sabor azedo, como o limão; o ácido acético, presente no vinagre; o ácido carbônico, presente nos refrigerantes e nas águas minerais gasosas; o ácido fosfórico, presente em refrigerantes à base de cola; e o ácido acetilsalicílico (AAS), componente de alguns medicamentos.

Função base (ou hidróxido)

A função base é caracterizada por substâncias que apresentam, de modo geral, o grupo hidroxila (OH) ligado a cátions metálicos. Em razão da presença desse grupo, essas substâncias são também chamadas de hidróxidos. Um exemplo dessa função é a cal hidratada, utilizada em pintura de paredes, cuja fórmula é Ca(OH)2

As bases são formadas pela ligação iônica do ânion hidroxila (OH) com um cátion metálico; são, portanto, compostos iônicos. Na presença de água, as bases se dissociam e liberam o ânion (OH) em solução.

A exceção é o hidróxido de amônio (NH4OH), uma base que não tem metal na fórmula. Na realidade, essa base não existe isoladamente. É encontrada na forma de íons (NH4)1 e (OH)– dissolvidos em água.

Nas bases, o ânion hidroxila apresenta um átomo de hidrogênio ligado a um átomo de oxigênio por compartilhamento de elétrons (ligação covalente); esse ânion tem carga (1–) e, portanto, forma uma ligação iônica com um cátion.

Orientações

Para iniciar o tema, pergunte aos estudantes o que eles entendem por corrosão. É provável que deem como exemplo a ferrugem, cuja reação foi apresentada no capítulo anterior.

A corrosão, na realidade, é um fenômeno muito mais complexo, definido como uma reação de oxirredução, tema que só será abordado no Ensino Médio. Aqui, a corrosão será estudada apenas como uma propriedade dos ácidos.

Ao classificar os ácidos em oxiácidos e hidrácidos, dê outros exemplos para que os estudantes os classifiquem, como H2S, HCLO, HCN, H3PO4 etc.

A cal hidratada é resultado da mistura da cal (CaO) comágua. A CaO pertence à função óxido e é conhecida como cal viva, cal virgem ou, simplesmente, óxido de cálcio.

Ao mencionar que as bases são formadas pela união do ânion hidroxila com um cátion metálico, oriente os estudantes para que consultem a tabela periódica. Mostre a localização dos elementos classificados como metais.

Essa abordagem é importante para que se habituem a localizar e identificar informações na tabela periódica.

O ânion hidroxila pode ser representado como (OH) ou HO

Corrosão provocada pela reação do ácido clorídrico com ferro.

Bolhas de gás hidrogênio liberadas na reação química.

A cal para pintar paredes tem uma base em sua composição.

Sandra Fanzeres

Fernando Favoretto/Criar Imagem

Orientações

Esmiuce para os estudantes a distinção entre ligações iônicas e covalentes, para que diferenciem os processos de ionização que acontecem com os ácidos dos processos de dissociação que ocorrem com as bases. Ambos os processos, contudo, envolvem a participação da água no rompimento dessas ligações para gerar as espécies carregadas H+ e (OH)–, que caracterizam esses processos.

Analisar os diferentes usos das substâncias básicas no cotidiano possibilita aos estudantes identificar algumas propriedades delas. Entre as características mais importantes das bases, destaca-se o fato de que, de modo similar aos ácidos, as bases são corrosivas. Isso justifica o uso do hidróxido de sódio em limpeza pesada, como no desentupimento de canos.

Outro experimento possível é demonstrar a corrosão de uma folha de alumínio quando em contato com uma base forte, como a soda cáustica (hidróxido de sódio). Coloque sobre o alumínio um pouco de soda cáustica, encontrada em lojas de material de construção, e goteje um pouco de água, para que observem a corrosão. Os experimentos indicados nesta obra devem ser feitos pelo professor. Por se tratar de uma base muito corrosiva, a soda cáustica pode causar graves acidentes.

Assim, é imprescindível a utilização de luvas de borracha e óculos de segurança durante o experimento, bem como o auxílio de outro professor de Ciências.

É importante que os estudantes entendam que muitos ácidos e bases exigem cuidados ao ser manuseados, como é o caso do hidróxido de sódio e do ácido sulfúrico, que são tóxicos e corrosivos e podem causar graves queimaduras.

A função do suco gástrico, que é produzido no estômago, é promover a digestão dos alimentos, devido à propriedade corrosiva dos ácidos, nesse caso, o ácido clorídrico (HCW).

Chame a atenção dos estudantes para o fato de que, apesar de ser agressivo aos alimentos, para promover sua digestão, o HCW não provoca danos às paredes do estômago de uma pessoa saudável, em razão do muco e do fluido alcalino que conferem proteção contra atrito e suco gástrico.

Dissociação das bases

Da mesma forma que, em presença de água, os ácidos produzem o cátion H+ por ionização, para que uma substância pertença à função base é necessário que, ao ser adicionada à água, produza como ânion exclusivamente a hidroxila, que pode ser representada como HO ou (OH)

Veja a equação apresentada a seguir:

NaOH(s) H2O Na1(aq) 1 (OH) (aq)

hidróxido de sódio águacátion sódioânion hidroxila

Ao ser dissolvido em água, o hidróxido de sódio (NaOH) se dissocia e forma íons livres Na+ e (OH)–

Diferença entre ionização e dissociação

Ionização é a formação de íons por quebra de uma ligação covalente, ou seja, a substância de origem não é formada por íons, que serão produzidos somente após a quebra da ligação. Exemplo:

HCc(g) H2O H1(aq) 1 Cc (aq)

Dissociação é o termo aplicado aos compostos iônicos. Na dissociação, os íons de uma substância são separados dela por meio de algum processo. Exemplo:

NaOH(s) H2O Na1(aq) 1 (OH)2 (aq)

A dissociação pode ocorrer também entre bases (ou hidróxidos) com mais de uma hidroxila.

Ca(OH)2(s) H2O Ca21(aq) 1 2 (OH) (aq)

hidróxido de cálcio águacátion cálcioânions hidroxila

Nesse exemplo, além do cátion Ca21, são liberados dois ânions hidroxila na dissociação do hidróxido de cálcio.

As bases no dia a dia

Algumas bases são encontradas nas substâncias presentes no cotidiano. Por exemplo: Muitos produtos de limpeza contêm hidróxido de amônio.

• hidróxido de magnésio (Mg(OH)2), presente no leite de magnésia, utilizado para combater a acidez estomacal;

• cal hidratada (Ca(OH) 2), componente da argamassa na construção civil;

• hidróxido de sódio (NaOH), utilizado para limpeza de materiais, no desentupimento de canos e largamente empregado na indústria;

• hidróxido de amônio (NH4OH), componente de vários produtos de limpeza vendidos no comércio.

Orientações

1 Represente as equações químicas de ionização dos ácidos e de dissociação das bases a seguir.

a) HF (g) b) H4P2O7 (c) c) Ba(OH)2(s) d) Fe(OH)3(s)

Os indicadores ácido-base e o pH

Quando uma solução apresenta mais ânions hidroxila (OH-) que os cátions hidrogênio (H+), dizemos que o meio é básico, mas quando a quantidade de cátions hidroxônio é maior que os ânions hidroxila, dizemos que o meio é ácido.

Algumas substâncias apresentam comportamento distinto quando estão em contato com soluções de ácidos ou bases. Há um grupo que assume diferentes colorações de acordo com o meio em que for inserido. As substâncias pertencentes a esse grupo normalmente são utilizadas como indicadores ácido-base

Há uma escala numérica denominada pH, com valores entre 0 e 14, que indica se o meio é ácido, básico ou neutro.

valor menor que 7 que indica que o meio é ácido valor 7 significa que o meio é neutro

valor superior a 7 indica meio básico

Os valores de pH são calculados considerando as concentrações de H+ nas soluções. O pH significa potencial hidrogeniônico. Quanto menor o valor do pH, maior a acidez. Em contrapartida, quanto maior o valor do pH, maior a basicidade. É comum o uso do termo alcalinidade em vez de basicidade.

Os indicadores ácido-base mudam de cor conforme o valor do pH, e podem servir de parâmetro para indicar a faixa de pH de determinada amostra. Exemplo: a fenolftaleína é um indicador que, em meio ácido ou neutro, apresenta-se incolor; quando em meio básico, torna-se rosada.

Os indicadores não informam o valor exato do pH de uma solução, apenas fornecem dados para avaliar se o meio está ácido, básico ou neutro. Para saber o valor exato do pH, utiliza-se um equipamento especial, o pHmetro (peagâmetro). É possível misturar ácidos com bases até obter um meio cujo pH seja neutro. Esse processo, chamado de neutralização, consiste em um tipo de reação química que será estudado no próximo capítulo.

Observe, na imagem seguinte, os respectivos valores médios de pH de algumas soluções.

Ácido Neutro Alcalino

Atividade complementar

Peça aos estudantes que observem a escala de pH disponível nesta página e expliquem por que a água tem pH igual a 7.

Espera-se que eles concluam que o pH é igual a 7 porque a água apresenta quantidades iguais de íons H+ e (OH)– em solução, logo apresenta um valor intermediário de pH, ou seja, pH neutro, que é o pH de água pura.

INCOLOR meio ácido VERMELHO meio básico

O gotejamento de solução de fenolftaleína possibilita a diferenciação entre meio básico e meio ácido.

Agora os estudantes serão apresentados ao método de medição do caráter ácido ou básico de uma substância: a escala numérica de pH. O cálculo para a determinação do pH não será abordado neste momento, mas a escala de pH, que indica o grau de acidez e de basicidade, será apresentada com a variação de 0 a 14, e os estudantes deverão trabalhar de maneira qualitativa com experimentos baseados em indicadores de cor.

A mudança de cor dos indicadores pode ser entendida de maneira simplificada como a alteração do comportamento das substâncias indicadoras (como a fenolftaleína) quando são liberados íons H+ ou (OH)– em solução, pois as moléculas da substância indicadora interagem com esses íons. É a concentração dessas espécies que determina como a cor do indicador será alterada. Conhecendo previamente o comportamento de substâncias indicadoras em meio ácido e em meio básico, podemos determinar seu uso como indicador ácido-base.

½ Atividade – Respostas

a) HF(g) H2O H+(aq) + F–(aq)

b) H4P2O7(L) H2O 4 H+(aq) + (P2O7)–4(aq)

c) Ba(OH)2(s) H2O Ba2+(aq) + 2(OH)–(aq)

d) Fe(OH)3(s) H2O Fe3+(aq) + 3(OH)–(aq)

Apesar de algumas bases serem muito pouco solúveis em água, isso não impede que uma fração, mesmo que ínfima, sofra dissociação.

Avaliação

Fonte: pH VALUES of some common substances. Periodic Table of Elements, [S. l.], [20-?]. Disponível em: http:// coolperiodictable.com/resources/ acids-and-bases/pH-of-some -common-substances.php.

Acesso em: 12 abr. 2022.

Para aprofundar

179

O pH das águas superficiais de rios e mares geralmente apresenta valores menores ou maiores que 7. Isso se deve ao fato de que essas águas não são puras: contêm diversos compostos dissolvidos que alteram seu caráter.

Para saber mais sobre o panorama da qualidade das águas superficiais no Brasil, consulte o site a seguir: • AVALIAÇÃO da qualidade das águas. Portal da qualidade das águas . Disponível em: http://pnqa.ana.gov.br/ publicacoes.aspx. Acesso em: 16 maio 2022.

Diagnóstico: A partir substâncias citadas na seção Atividade, espera-se que os estudantes consigam representar as equações de ionização dos ácidos e dissociação das bases. Estratégia: Caso os estudantes apresentarem dificuldades, retome o assunto contemplado das páginas 176 a 178, apresentando outros exemplos para que ele representem equações de ionização dos ácidos e dissociação das bases.

Sandra Fanzeres

Orientações

Providencie com antecedência os materiais necessários para o experimento. Você pode solicitar a ajuda dos profissionais da cozinha da escola no preparo do extrato de repolho (sem muita antecedência, pois o extrato de repolho não pode estar velho).

Oriente os estudantes a formar grupos de três ou quatro integrantes. Peça que leiam primeiro as instruções do experimento e levantem hipóteses sobre quais resultados eles esperam para as atividades 1 a 3. Após a obtenção dos resultados, peça que os comparem com suas proposições iniciais e discutam. 180

Verificar se o meio é ácido ou básico

Neste experimento, você utilizará o extrato de repolho roxo, que é um indicador ácido-base. Esse extrato muda de cor de acordo com a acidez ou a alcalinidade do meio.

Material:

• 2 folhas de repolho roxo;

• 1 filtro de papel;

• 1 suporte para filtro de papel;

• 1 jarra;

Procedimentos

• 1 liquidificador;

• 5 copos transparentes;

• 200 mL de vinagre;

• 1 limão;

1. Siga as etapas descritas nas imagens:

Cuidado ao utilizar o liquidificador. Verifique se ele está tampado antes de ligá-lo.

• bicarbonato de sódio (uma colher de chá);

• sabão em pó (uma colher de chá).

Coloque o filtro de papel no suporte e coe a mistura na jarra. Observe a cor do líquido filtrado.

2. Em cada um dos quatro copos adicione uma das respectivas amostras: vinagre, gotas de suco de limão, bicarbonato de sódio e sabão em pó.

3. Verifique se houve mudança de cor em cada caso. Anote no caderno as alterações observadas. Responda às perguntas a seguir.

1 Qual é o material que, pela proximidade de cor, tem propriedades ácidas semelhantes às do vinagre?

2 Qual é o material que, pela proximidade de cor, tem propriedades básicas semelhantes às da solução de bicarbonato de sódio?

3 Qual é a cor do extrato de repolho roxo em meio neutro?

4 Observe, ao lado, a tabela com valores relativos ao pH de algumas bebidas. Como você classifica (ácida, básica ou neutra) essas bebidas? Qual é a cor esperada quando as bebidas são colocadas em contato com extrato de repolho roxo: mais próxima do vermelho ou do azul?

½ Experimentar – Respostas

1. O suco de limão.

2. O sabão em pó

3. Violeta-claro.

4. Como todas apresentam pH menor que 7,0, são classificadas como ácidas. Assim, a cor mais esperada é aquela próxima ao vermelho, semelhante ao que ocorre com o vinagre e o suco de limão.

Bebida pH suco de laranja (natural)3,6

Competência geral 2: O experimento mobiliza a competência ao propiciar exercício da curiosidade intelectual, pois envolve os estudantes em uma abordagem própria das Ciências que inclui reflexão, observação e aplicação dos conhecimentos aprendidos para a elaboração de respostas e formulação de hipóteses.

Bata duas folhas de repolho roxo com um litro de água no liquidificador.

Divida o suco filtrado em cinco copos e guarde o primeiro para servir de referência.

Fonte: REDDY, Avanija et al. The pH of beverages in the United States. Journal of the American Dental Association, [S. l.], v. 147, p. 255-263, 2016.

Sandra Fanzeres

Sandra Fanzeres

Sandra Fanzeres

Foco na BNCC

Função sal

A função sal é caracterizada por compostos iônicos que apresentam ao menos um cátion diferente de H1 e, no mínimo, um ânion diferente de HO–Exemplos: o cloreto de sódio (NaCc), que compõe o sal de cozinha; o carbonato de cálcio (CaCO3), presente no mármore; o sulfato de cálcio (CaSO4), encontrado no gesso, entre outras substâncias.

Uma característica importante dos sais é que podem ser obtidos por meio da reunião entre ácidos e bases. Esse processo, denominado reação de neutralização, será estudado no próximo capítulo. Mas para você começar a entendê-lo, observe o exemplo:

ácido 1 base p sal 1 água HCc(aq) 1 NaOH(aq) p NaCc(aq) 1 H2O(c) H2SO4(aq) 1 2 NaOH(aq) p Na2SO4(aq) 1 2 H2O(c)

Como muitos sais formados nas reações entre ácidos e bases são solúveis em água, normalmente eles são obtidos somente após a vaporização da água.

Os sais são compostos encontrados na natureza em estado sólido, geralmente em forma de minerais, ou dissolvidos, como o cloreto de sódio (NaCc), presente na água do mar.

Muitos sais têm sabor salgado; alguns apresentam alta solubilidade em água, e outros, valores de solubilidade tão pequenos que são considerados insolúveis, como é o carbonato de cálcio (CaCO3), um constituinte do mármore. Quando um sal se dissolve em água, sofre dissociação semelhante à que ocorre com as bases, em razão de também ser um composto iônico. Nessa dissociação, são liberados íons, como apresentado na equação a seguir.

NaCc(s) H2O Na1(aq) 1 Cc (aq) cloreto de sódio águacátion sódioânion cloreto

Trabalhador recolhendo cristais de sal na salina da Praia Seca, Araruama, RJ, maio 2013.

O NaCc, ao ser dissolvido em água, sofre dissociação e forma os íons livres Na1 e Cc . Geralmente, sais que contêm um metal em sua composição, ligado ao restante da estrutura por ligação iônica. Nessa ligação, ocorre a quebra e a consequente separação dos íons.

Na2SO4(s) H2O 2 Na1(aq) 1 (SO4)2 (aq) sulfato de sódio águacátion sódioânion sulfato

O Na2SO4, ao ser dissolvido em água, dá origem a dois cátions Na1 e a um ânion SO42

Os sais são importantes no funcionamento do organismo. Atuam, por exemplo, na regulação da quantidade de água nas células e como constituintes de ossos e dentes.

Orientações

Cite os exemplos de equações na página para explicar o processo de dissolução.

Promova a leitura da imagem para exercitar a leitura inferencial. Ressalte para os estudantes que a fotografia do trabalhador recolhendo cristais de sais na salina indica a propriedade que os sais apresentam de se dissolverem. A água em repouso nas salinas é evaporada ao longo do tempo. Com a perda da água, os cátions e os ânions tendem a se unir por atração eletrostática (princípio da ligação iônica estudado nesta unidade), formando o sal no estado sólido.

Os sais minerais consistem em um importante conteúdo a ser abordado com os estudantes, uma vez que se trata de um tipo de nutriente que tem diversas funções de regulação no organismo humano, além de estar presente nas estruturas esqueléticas e na composição sanguínea (hemácias humanas).

181

Luciana Whitaker/Pulsar Imagens

Orientações

Pergunte aos estudantes qual é o gosto do suor e da lágrima. Certamente responderão que é salgado. Questione o motivo disso. Em seguida, leia com eles a seção Um pouco mais sobre. Peça que um estudante de cada quadrante da sala faça a leitura de um dos parágrafos. Depois, fomente uma discussão a respeito da importância dos sais minerais para o organismo.

Se possível, traga imagens de diversos esqueletos e diga que eles têm um sal em comum, o que será questionado no final desta seção.

A solubilidade será abordada no capítulo seguinte, na definição de soluções para o cálculo da concentração de substâncias. Aqui o assunto é tratado, pois muitos sais são encontrados dissolvidos na natureza, de modo que essa é uma propriedade importante para explicar diversas funções desses compostos.

A dissolução de sais no organismo, por exemplo, é essencial para a manutenção da vida, pois faz parte do metabolismo. Essas substâncias são, portanto, classificadas como nutrientes e conhecidas como sais minerais.

Esclareça para os estudantes os riscos de ingerir isotônicos indiscriminadamente, como meio de hidratação e de repor as energias. Deve-se priorizar uma alimentação balanceada, que favoreça o bom funcionamento do organismo.

½ Atividade – Respostas

a) Sal

b) Base.

c) Ácido.

d) Base.

e) Ácido.

f) Sal

Foco nos TCTs

A seção Um pouco mais sobre possibilita o trabalho com o tema contemporâneo transversal Saúde ao promover a reflexão sobre a ingestão adequada de sais minerais.

Avaliação

Diagnóstico: A partir substâncias citadas na seção Atividade, espera-se que os estudantes consigam diferenciar ácidos, bases e sais.

Estratégia: Caso os estudantes apresentarem dificuldades, retome o assunto apresentando um resumo das características de cada função química necessária a resolução da atividade.

1 Classifique as substâncias a seguir como ácidos, bases ou sais.

a) KNO3

b) Pb(OH)4

c) HIO3

d) CuOH

e) H2S

f) Na2CO3

Onde estão os sais minerais necessários para nossa alimentação?

Você sabia que outros sais, além do sal de cozinha, são importantes para a manutenção da saúde humana?

A saúde humana depende, entre outros fatores, de uma alimentação adequada. Os sais minerais são muito importantes para a manutenção de muitas funções vitais de nosso organismo. São encontrados em quase todos os alimentos, fontes de muitos íons ativos no corpo humano para desempenhar determinadas funções, como auxiliar em reações químicas inerentes ao metabolismo e prevenir doenças. Os sais minerais também estão presentes na constituição de estruturas esqueléticas de nosso corpo.

Alimentos como verduras, frutas e cereais integrais são fontes importantes de sais minerais. Sua concentração sofre influência do solo onde a planta foi cultivada. Os sais minerais também são encontrados em carnes e laticínios, cuja concentração também varia de acordo com o teor desses minerais na alimentação do animal.

Na prática esportiva ocorre a eliminação de água e, consequentemente, a perda de vários íons dissolvidos no suor. Como resultado, podem ocorrer câimbras e espasmos musculares se os íons não forem devidamente repostos. Por isso, durante a prática de exercícios físicos, é recomentada a ingestão de bebidas isotônicas com sais minerais dissolvidos, que compensam a perda pelo suor.

Agora, cuidado! A ingestão acima dos valores nutricionais pode causar problemas e doenças; por isso, uma alimentação balanceada é fundamental para o bom funcionamento do organismo.

Com base no texto acima façam uma pesquisa em grupo na internet sobre o tema. Depois respondam às questões a seguir.

1 Qual é o elemento químico importante para nossa alimentação e que está presente no leite?

2 Selecione alguns elementos químicos presentes nos minerais e indique sua função em nosso organismo.

3 Qual é a fórmula e o nome do sal abundante nas estruturas esqueléticas, como ossos e dentes?

½ Um pouco mais sobre – Respostas

Foco na BNCC

Competência geral 8: A seção Um pouco mais sobre possibilita desenvolver aspectos da competência, pois o conhecimento dos íons importantes para a manutenção do organismo, bem como dos alimentos que os contêm, possibilita que os estudantes façam escolhas alimentares adequadas para a manutenção da saúde.

1. Cálcio. Não somente o leite, como os seus derivados também.

2. Resposta pessoal. Para responder a esta questão, os estudantes devem fazer uma pesquisa sob sua orientação. Alguns exemplos de elementos químicos que podem ser citados são: cálcio, fósforo, potássio, sódio, cloro, magnésio, ferro, zinco, iodo, flúor, cromo, selênio e manganês.

3. Ca3(PO4)2, fosfato de cálcio.

Alimentos ricos em sais minerais.

Fernando Favoretto

Teoria da dissociação eletrolítica

O sueco Svante August Arrhenius (1859-1927) está entre os precursores da Química moderna. Esse cientista inovou ao estudar a condutividade de soluções e formulou a teoria da dissociação eletrolítica, apresentada à comunidade científica em 1884.

Conforme essa teoria, muitos compostos químicos produzem íons quando dissolvidos em água. As partículas carregadas eletricamente chegam a uma soma de cargas positivas e negativas semelhantes, que torna a solução eletricamente neutra. Soluções que apresentam íons conduzem corrente elétrica.

As partículas carregadas, denominadas ânions – quando negativas – e cátions – quando positivas –, formam-se a partir das estruturas químicas das substâncias solubilizadas, assim como os ácidos, as bases e os sais estudados neste capítulo. Esses compostos são chamados de eletrólitos

HCc(g) H2O H1(aq) 1 Cc (aq)

NaOH(s) H2O Na1(aq) 1 (OH) (aq)

NaCc(s) H2O Na1(aq) 1 Cc (aq)

eletrólitos

Arrhenius concluiu também que a velocidade das reações químicas aumenta com a elevação da temperatura e, proporcionalmente, à concentração das substâncias envolvidas.

Ele recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1903.

Eletrólitos: substâncias que, ao serem dissolvidas em determinado solvente, produzem solução com uma condutividade elétrica maior que a condutividade do solvente puro. Isso ocorre quando essas substâncias produzem íons na solução, seja por dissociação, típica em sais e bases, seja por ionização, característica de ácidos.

Orientações

Arrhenius é considerado um dos precursores da Química moderna, pois, em sua época, importantes descobertas na área da Química foram concretizadas – algumas das quais já foram estudadas nos capítulos anteriores desta unidade.

Chame a atenção dos estudantes para o fato de que o conhecimento da condutividade de soluções (que explica a passagem de corrente elétrica) só foi possível devido ao conhecimento prévio de que a matéria é formada por átomos, os quais, por sua vez, são constituídos por um núcleo positivo e uma eletrosfera.

É justamente à eletrosfera das espécies atômicas que se relacionam as propriedades elétricas da matéria, das soluções e dos íons presentes nelas. Para explorar o conceito de eletrólito, você pode citar a desidratação, que ocorre principalmente em consequência de infecções intestinais. Comente a importância da reposição de eletrólitos e a produção de soro caseiro.

É interessante notar que a teoria da dissociação eletrolítica trata de uma propriedade comum às espécies que geram íons em solução, sejam bases, ácidos ou sais.

1 Com base nas afirmações de Arrhenius, faça uma pesquisa na internet e explique o motivo de a água que bebemos conduzir corrente elétrica. Por que a água pura não conduz corrente elétrica? Justifique.

2 Em relação às enchentes e à presença de fiação elétrica, explique por que não devemos caminhar em locais alagados.

½ Caminhando pela História – Respostas

1. Na água consumida são encontrados sais minerais na forma de íons, o que justifica a condução de corrente elétrica. Se desejar, explique aos estudantes que a “água pura”, livre de íons, chamada água deionizada, é obtida somente com equipamentos específicos de laboratório.

2. Não se deve caminhar em locais alagados, pois a água contém íons que conduzem corrente elétrica e, em contato com a fiação, há grande risco de choque elétrico, que pode ser fatal. Comente também que locais alagados favorecem a transmissão de doenças, como a leptospirose.

Foco na BNCC

Competência geral 1 e competência específica de Ciências da Natureza 1: O estudo da seção possibilita o desenvolvimento de aspectos das competências, pois mostra a importância histórica das descobertas de Arrhenius, e auxilia os estudantes a compreender as Ciências da Natureza como um empreendimento humano e histórico.

BERGH, Richard. Svante August Arrhenius. Óleo sobre tela, 23,6 x 32,7 cm. Estocolmo, Nationlmuseum.

Nationlmuseum, Estocolmo, Suécia

Orientações

Fale sobre a água. Explicar que muitos minerais dos quais são extraídos os metais apresentam em sua composição o elemento oxigênio na forma de óxidos é um bom ponto de partida para prosseguir com o assunto. Solicite aos estudantes que façam uma pesquisa sobre os óxidos.

Destaque a importância do gás carbônico no efeito estufa com a leitura do boxe nesta página.

Trabalhe as imagens e solicite que opinem sobre como é possível conter as emissões de gás carbônico para a atmosfera.

Explique que a formação da ferrugem é um processo complexo que, devido aos altos índices de umidade no ambiente em que ocorre, geralmente apresenta em sua composição compostos intermediários, como Fe(OH)2 e o Fe(OH)3, além do óxido de ferro III (Fe2O3).

Função óxido

Os dois exemplos mais característicos de óxidos são a água (H2O), presente em quase tudo em nosso planeta, e o gás carbônico (CO2), utilizado, por exemplo, no processo da fotossíntese.

Os óxidos podem ser formados pela combinação de oxigênio com quase todos os elementos da tabela periódica, metais e não metais. São encontrados sob a forma de inúmeros minerais, com destaque para o minério de ferro (Fe2O3), chamado de hematita, e o minério de alumínio (Ac2O3), denominado bauxita Esses minérios são utilizados na obtenção de ferro e de alumínio metálicos.

Eletronegatividade: propriedade periódica que indica a tendência de um átomo atrair elétrons para perto de si.

Podemos definir os óxidos como compostos binários formados por oxigênio e por outro elemento químico, exceto o flúor, que é mais eletronegativo do que o oxigênio. A oxidação é o resultado de um processo de corrosão que ocorre quando o ferro reage com o oxigênio do ar em presença de umidade. Uma das substâncias presentes da ferrugem é o óxido Fe2O3

O dióxido de carbono, CO2, é um gás de grande importância em nosso planeta. Além de ser parte do ar atmosférico, é um dos responsáveis pelo efeito estufa. Muitas pessoas acreditam que o efeito estufa somente prejudica o meio ambiente; no entanto, sem ele a Terra seria muito fria. Estima-se que, sem o efeito estufa natural, a temperatura média da Terra seria 33 °C menor, em torno de –15 °C, o que inviabilizaria a existência de muitas espécies de seres vivos.

O dióxido de carbono (CO2) é o maior responsável pelo efeito estufa. Sua concentração tem aumentado com o passar dos anos, o que aumenta a quantidade de calor do Sol retida na Terra, com elevação da temperatura. Dentre os fatores que contribuem para a maior concentração de CO2, destacam-se a queima de combustíveis fósseis, o desmatamento e as queimadas.

É importante que todos os povos se unam para tentar solucionar ou minimizar esse problema, que ameaça a vida no planeta. Uma solução é utilizar biocombustíveis, evitar as queimadas e fomentar políticas públicas que preservem as florestas nativas.

A emissão de CO2 na atmosfera é muito prejudicial ao ambiente. À esquerda, automóvel emitindo gases. À direita, incêndio na Mata Atlântica em período de seca. Irapuã (SP), 2020

A chuva é ácida? Isso tem alguma relação com ácidos ou óxidos?

Você sabia que a chuva é naturalmente ácida? Então por que dizem que a chuva ácida é prejudicial ao planeta?

A chuva é naturalmente ácida em razão do ácido carbônico resultante da reação da água com um óxido presente na atmosfera, o gás carbônico, mas não é isso que afeta o equilíbrio ambiental. O problema está no aumento da acidez da chuva em razão de óxidos de enxofre e de nitrogênio serem liberados na atmosfera.

Os veículos automotivos e as indústrias em geral jogam na atmosfera produtos poluentes: os gases dióxido de enxofre e monóxido de nitrogênio.

O dióxido de enxofre (SO2) reage com o oxigênio da atmosfera e forma o trióxido de enxofre (SO3).

A água da chuva, ao entrar em contato com o dióxido de enxofre e com o trióxido de enxofre, reage e produz ácido sulfuroso (H2SO3) e ácido sulfúrico (H2SO4). Ao atingir a superfície terrestre, a chuva espalha esses ácidos pelo solo, pela água de rios, represas, lagos e mares e pelas plantações. O mesmo ocorre com os gases de nitrogênio, conforme pode ser visto nas reações abaixo.

Por causa disso, o solo perde a fertilidade, os animais têm seu hábitat alterado, e até monumentos são destruídos progressivamente pela ação corrosiva do ácido presente na chuva.

Hoje a legislação regulamenta as emissões das indústrias, que são obrigadas a recolher esses gases e neutralizá-los por meio de reações químicas, para reduzir os impactos ambientais.

Não somente a atividade humana é responsável pela emissão de gases de enxofre na atmosfera. Há também uma fonte natural relevante: os vulcões, que lançam grande quantidade desse material na atmosfera.

Reações químicas que formam a chuva ácida

a) Chuva naturalmente ácida:

CO2(g) 1 H2O(c) p H2CO3(aq)

b) Chuva ácida causada pelos óxidos de nitrogênio (NxOy):

• Reação entre N2 e O2 nos motores dos automóveis (por causa da temperatura elevada):

N2(g) 1 2 O2(g) p 2 NO2(g)

• Reação do óxido com água:

2 NO2(g) 1 H2O(c) p HNO2(aq) 1 HNO3(aq)

c) Chuva ácida causada pela queima de combustíveis que contêm enxofre como impureza (gasolina, óleo diesel e carvão):

• Queima do enxofre:

S(s) 1 O2(g) p SO2(g)

• Transformação do SO2 em SO3:

2 SO2(g) 1 O2(g) p 2 SO3(g)

• Reações dos óxidos com água:

SO2(g) 1 H2O(c) p H2SO3(aq)

SO3(g) 1 H2O(c) p H2SO4(aq)

1 Com base no texto acima, responda à questão inicial: A chuva é ácida?

2 Qual é a relação entre chuva ácida e ácidos ou óxidos? Explique.

Orientações

Converse com os estudantes sobre os problemas relacionados à chuva ácida, que tem como um dos principais agentes o dióxido de enxofre (SO2), além de outros gases. Incentive a reflexão sobre os motivos pelos quais a emissão de poluentes pode agravar esse problema.

Peça que imaginem a chuva como uma solução, ou seja, uma mistura homogênea. O primeiro aspecto a ser observado é o efeito do aumento da concentração de CO2, que intensifica a acidez da chuva, como consequência do aumento da concentração de H+ em solução.

Explore as reações químicas com a turma, e verifique se todos compreendem como são formados os ácidos presentes na chuva ácida.

Aproveite para falar sobre combustíveis fósseis e discutir como os avanços tecnológicos e científicos contribuíram para o desenvolvimento e o crescimento das indústrias, e descreva os impactos ambientais acarretados. Em contrapartida, a utilização de biocombustíveis diminui esses impactos. Explique as diferenças de emissão e captação de carbono por biocombustíveis em comparação com os combustíveis fósseis.

½ Um pouco mais sobre –Respostas

1. Com base no texto, pode-se atribuir o efeito da acidez natural da chuva ao dióxido de carbono da atmosfera, que reage com a água e forma o ácido carbônico.

2. Com a emissão de outros gases poluentes, classificados como óxidos, entre os quais SO2, SO3 e NO2, ocorre a formação de outros ácidos, que aumentam a acidez da chuva e causam impactos ambientais.

Foco nos TCTs

A seção Um pouco mais sobre possibilita o trabalho com o tema contemporâneo transversal Educação

Ambiental ao promover reflexão acerca dos impactos relacionados à ocorrência de chuva ácida e sua relação com determinados elementos químicos.

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 5: A seção Um pouco mais sobre mobiliza aspectos da competência, uma vez que fornece informações para que os estudantes possam argumentar e defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental.

Orientações

Explique aos estudantes que as grandes concentrações de íons alumínio em solos ácidos são um indício de como o pH do meio pode alterar o comportamento das substâncias. Nesse caso, o baixo pH do solo propicia a dissolução de compostos de alumínio e, consequentemente, o aumento da liberação dessa espécie no meio.

O procedimento de correção de pH do solo, descrito no texto “Solo ácido”, demonstra a propriedade das bases de reagir com os ácidos por meio de reações de neutralização.

A atividade da seção Um pouco mais sobre integra as disciplinas de Ciências e Geografia. Promova a leitura coletiva e individual. Incentive os estudantes a compartilhar suas experiências sobre o assunto. Considere que a escola pode estar instalada em uma localidade com muitas das características citadas no texto. Verifique se é possível organizar uma visita, para aproximar os estudantes do contexto.

½ Um pouco mais sobre –Respostas

1. O Cadastro Nacional de Cavernas foi criado pela Sociedade Brasileira de Espeleologia (SBE). O objetivo é reunir e organizar os dados disponíveis sobre as cavernas brasileiras.

Em 11 de maio de 2015, o Cadastro Nacional de Cavernas do Brasil tinha 6 176 cavernas registradas. As cinco maiores cavernas brasileiras são: Boa Vista (BA); Barriguda (BA); Padre (BA); Boqueirão (BA); e Angélica (GO). As cinco cavernas brasileiras mais profundas são: Guy Collet (AM); Centenário (MG); Bocaina (MG); Alaouf (MG); e Casa de Pedra (SP).

2. A preservação das cavernas protege os seres que vivem nelas. A intervenção humana pode destruir o que levou milhões de anos para se formar, altera o equilíbrio ecológico e coloca em risco a vida nesses locais.

3. Animais troglóbios são os que vivem exclusivamente em cavernas e apresentam diversas características morfológicas, fisiológicas e comportamentais adaptadas ao local onde habitam. Um exemplo é o bagre-cego ( Trichomycterus itacarambienses ), que habita a Caverna Olhos d’Água, em Itacarambi (MG).

Solo ácido

Em algumas regiões do Brasil, o solo apresenta alto nível de acidez, com pH menor que 5,5, com grande concentração de íons de hidrogênio e alumínio – cujos efeitos tóxicos comprometem a fertilidade – e por escassez de nutrientes essenciais ao desenvolvimento de culturas agrícolas.

Os solos podem ser naturalmente ácidos por várias razões: pobreza de elementos; ação do intemperismo (por exemplo, a chuva pode lavar o solo e remover elementos como potássio, cálcio, magnésio e sódio); ou utilização de fertilizantes químicos.

Em solos ácidos é necessário aplicar corretivos que elevem o pH. O método mais comum é a calagem – aumento do pH do solo por adição de substâncias que neutralizam a acidez, como a cal virgem (CaO). Nesse caso, a acidez diminui pela reação do óxido de cálcio (CaO) com a água do solo, que gera hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), que reage com os íons H1 dos ácidos, forma água e deixa íons Ca21 no solo.

Assim, a calagem neutraliza ou reduz a acidez do solo, além de fornecer cálcio, que servirá como nutriente, o que aumenta a produtividade das culturas e, consequentemente, a rentabilidade agrícola.

Esculturas da natureza

Você já teve oportunidade de ver em filmes ou em fotografias rochas pontudas que se formam no interior de cavernas? Algumas saem do solo, outras do teto. Essas rochas, chamadas de estalactites (formadas no teto) e estalagmites (formadas no solo), originam-se em cavernas onde circula água rica em bicarbonato de cálcio, um sal de fórmula Ca(HCO3)2. A água que circula na superfície terrestre sofre brusca diminuição de pressão ao ingressar na caverna, o que leva à perda de dióxido de carbono, e parte do bicarbonato transforma-se em carbonato de cálcio (CaCO3).

Observe essa transformação a seguir:

bicarbonato de cálcio gás carbônico carbonato de cálcio água

O carbonato de cálcio, menos solúvel, precipita (forma depósitos na forma sólida), o que geralmente acontece em saliências por onde a água pinga, o que produz as estalactites.

A água que goteja do teto tende, mais uma vez, a precipitar o carbonato de cálcio, dessa vez no solo, o que forma as estalagmites.

Agora, faça as atividades a seguir.

1 Pesquise, no Cadastro Nacional de Cavernas do Brasil (disponível em: http://cnc.cavernas.org.br; acesso em: 12 abr. 2022), quantas cavernas são catalogadas no país e quais são as maiores e mais profundas.

2 Qual é a importância de preservar as cavernas e como o ser humano pode contribuir com isso?

3 O que são animais troglóbios?

Foco nos TCTs

A seção Um pouco mais sobre possibilita o trabalho com o tema contemporâneo transversal Educação Ambiental ao propiciar a reflexão sobre a importância de formações naturais como as cavernas.

Estalactites, formadas por gotejamentos do teto.

Estalagmites, estruturas em forma de coluna, originadas pelo acúmulo de carbonato de cálcio.

2 Ca(HCO3)(aq) p CO2(g) 1 CaCO3(s) 1 H2O(c)

1 Escreva com suas palavras o que é uma função química.

2 Nomeie duas substâncias de seu cotidiano que sejam ácidos. Como pode ser caracterizada a função ácido?

3 Como são classificados os ácidos quanto à presença ou não de oxigênio em suas moléculas?

4 Represente as equações químicas de ionização em água dos ácidos sulfídrico H2S(g), fosfórico H3PO4(c) e clórico HCcO3(c).

5 Como pode ser caracterizada a função base?

6 Represente as equações químicas de dissociação em água das bases hidróxido de magnésio Mg(OH)2(s), hidróxido de alumínio Ac(OH)3(s) e hidróxido de chumbo-IV [Pb(OH)4(s)].

7 Explique com suas palavras o que são os sais.

8 Qual é a reação mais comum para obtenção de um sal?

9 Como se caracteriza a função óxido?

10 Qual elemento, ligado ao oxigênio, forma um composto binário e não pode ser classificado como um óxido?

11 Observe a escala de pH a seguir e os números relativos aos itens abaixo:

Na figura há três retângulos definidos por conjunto A, conjunto B e conjunto C, que estão em determinada faixa de pH. Considerando que cada um dos itens a seguir representa uma solução, indique quais soluções pertencem a cada conjunto com base no pH de cada uma.

Orientações

Realize as atividades com os estudantes e procure tirar dúvidas na correção. É possível solicitar que os estudantes façam uma correção prévia em duplas ou grupos.

½ Mais atividades – Respostas

1. Resposta pessoal. A questão tem por objetivo verificar se os estudantes compreendem o que são funções químicas. Se desejar, peça que respondam à questão coletivamente, de modo que possam complementar as respostas uns dos outros. Espera-se que respondam que é a característica particular de um grupo de substâncias que apresentam propriedades

semelhantes, em razão da presença de um ou mais átomos em comum.

2. São v ários os exemplos: o ácido clorídrico (HC L ) presente no estômago; o ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) presente em baterias de automóveis; o ácido acético (HC 3COOH) presente no vinagre; etc. Os ácidos são compostos moleculares que, em presença de água, ionizam-se e liberam cátion H + na solução. Se necessário, peça aos estudantes que releiam o texto e observem as equações da página 176

3. Oxiácidos e hidrácidos, respectivamente.

4. H2S(g) H2O 2 H+(aq) + S2–(aq)

H3PO4(L) H2O 3 H+(aq) + (PO4)2–(aq)

HCLO3(L) H2O H+(aq) + (CLO3)–(aq)

5. Bases são substâncias que apresentam o grupo hidroxila (OH)– ligado a metais. Entre outras características, destaca-se o fato de produzirem íons (OH)– em solução aquosa. Se necessário, solicite aos estudantes que releiam o texto e observem as equações da página 178. Aproveite para verificar se eles compreendem a diferença entre ionização e dissociação.

6. Peça aos estudantes que façam a atividade no caderno. A seguir, convide um voluntário a fazer as equações na lousa e corrija-as, se necessário. Verifique se todos compreendem que os números subscritos representam a quantidade de hidroxilas ligadas ao cátion. Dessa maneira, no hidróxido de magnésio, há duas hidroxilas, pois o cátion Mg tem carga 2 + (Mg2+).

Mg(OH)2(s) H2O Mg2+(aq) + + 2 (OH)–(aq)

AL(OH)3(s) H2O Al3+(aq) + + 3 (OH)–(aq)

Pb(OH)4(s) H2O Pb4+(aq) + + 4 (OH)–(aq)

7. Verifique se os estudantes compreendem a função sal. Se necessário, peça que releiam a página 181 Sais são substâncias que apresentam ao menos um cátion diferente de H+ e, no mínimo, um ânion diferente de (OH)–.

8. Trata-se da reação entre um ácido e uma base, que produz sal e água. Relembre à turma que esse tipo de reação também é chamado de neutralização.

ácido + base H2O sal + água.

9. Óxidos são substâncias binárias que apresentam o oxigênio ligado a outro elemento químico que não o flúor.

10. O flúor, pois é mais eletronegativo que o oxigênio. Explique aos estudantes o conceito de eletronegatividade, que é a tendência de atrair elétrons.

11. Conjunto A: vinagre, suco de laranja e chuva ácida; conjunto B: água potável; conjunto C: sabão em pó, cal e amônia. Faça a correção da atividade oralmente. Verifique se os estudantes compreenderam a escala de pH. O pH dos ácidos é menor que 7, e bases, maior que 7. Se necessário, peça que pesquisem o pH dos itens representados nas figuras.

conjunto A conjunto B conjunto C

Sabão em pó.

Cal.

Água potável.

Chuva ácida. Suco de laranja.Amônia. Vinagre.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

12. a) A função base ou hidróxido. b) CaBr2. Verifique se os estudantes perceberam que o cátion metálico é o cálcio (Ca2+).

13. A atividade possibilita desenvolver a leitura inferencial, pela análise das imagens:

1) Valores de pH entre 6,5 e 9,5 possibilitam a vida aquática; 2) pH entre 5,5 e 6,5 indica que várias espécies de peixe morreram; 3) pH entre 4,0 e 5,0 mostra que a maior parte da vida aquática desapareceu; 4) pH inferior a 4,0 representa um lago praticamente morto.

Com base nessas observações, os estudantes devem concluir que o pH ideal para a vida dos peixes no lago é próximo do neutro (pH = 7).

14. A atividade tem por objetivo verificar se os estudantes compreendem a escala de pH e conseguem identificar os valores de pH neutro (7), ácido (menor que 7) e básico (maior que 7).

a) Solução diluída de hidróxido de sódio.

b) Suco de laranja.

c) Leite.

15. Todas as peças são formadas com base no elemento químico ferro, de modo que é possível observar a formação de ferrugem. Trata-se de uma oxidação, fenômeno químico que consiste na reação do ferro com o oxigênio em presença de umidade. A ferrugem é composta de uma mistura dos óxidos de ferro FeO e Fe2O3

Comente que na ferrugem também são encontrados os hidróxidos de ferro Fe(OH)2 e Fe(OH)3. Apresente para a turma a equação geral da formação da ferrugem:

2 Fe + O2 + 2 H2O ñ 2 Fe(OH)2

Outra forma de abordar a equação é pedir aos estudantes que tentem montar a reação com base nas informações do texto e no conhecimento que adquiriram ao longo do capítulo.

12 A cal hidratada [Ca(OH)2] é um dos principais constituintes das argamassas por apresentar benefícios para a edificação. Tem excelente poder aglomerante, assim como o cimento, que une os grãos de areia das argamassas. A cal hidratada apresenta extraordinária capacidade de reter água em torno de suas partículas, e forma uma dupla perfeita com o cimento. As argamassas à base de cal hidratada têm resistência suficiente quanto à compressão e aderência, tanto para assentamentos quanto para revestimentos, o que atende às normas técnicas.

O texto acima faz referência à vantagem da presença de cal hidratada em argamassas. A respeito dessa substância:

a) identifique a que função química pertence;

b) represente a fórmula do sal de bromo que poderia ser formado com o mesmo cátion metálico presente na cal.

13 Observe as imagens e avalie o efeito do pH nos seres vivos do lago.

Efeito do pH em um lago.

14 Observe o pH de algumas amostras descritas na tabela ao lado. Considere os valores descritos e responda.

a) Qual é a amostra mais básica?

b) Qual é a amostra mais ácida?

c) Qual delas apresenta pH mais próximo da água pura?

Fonte: EPA – United States Environmental Protection Agency. pH of Common Substances. [S. l.], 2015. Disponível em: https://www.epa.gov/sites/default/ files/2015-10/documents/1622624.pdf. Acesso em: 12 abr. 2022.

15 Observe as imagens a seguir.

Todas as substâncias representadas nas imagens acima apresentam algo em comum, além da matéria-prima de origem. Identifique o fenômeno ocorrido e caracterize-o com base no estudo das funções químicas.

188

Avaliação

Diagnóstico: As perguntas das páginas 187 e 188 possibilitam avaliar se os estudantes são capazes de identificar e diferenciar as funções químicas, equacionar os processos de ionização e dissociação e usar a escala de pH. Identifique os principais pontos de dúvidas e, com base neles, elabore uma atividade de revisão.

Estratégia: No caso dos ácidos e bases, trabalhe com equações químicas (ionização e dissociação) e evidencie os

aspectos relacionados aos conceitos aprendidos. Já no caso dos óxidos, você pode aproveitar as situações apresentadas na seção Um pouco mais sobre, na página 185, para comentar sobre os principais compostos desse grupo e destacar suas características e a estrutura química que os define. No caso da escala de pH, o experimento com o extrato de repolho (página 180) é um bom modo de relembrar aos estudantes esse conceito.

Os objetos metálicos, como os componentes do trem, a lata e os trincos, podem passar por transformações químicas.

Sergey Plakhotin/Shutterstock.com

Dawidson França

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

4 As reações químicas

Objetivos do capítulo

• Compreender a transformação dos materiais em novas substâncias como indicativo de reações químicas.

• Representar essas transformações por meio de equações químicas, com símbolos, índices e coeficientes estequiométricos.

• Fazer o balanceamento das equações com base na lei de Lavoisier.

1 Você já deve ter escutado que a principal riqueza de um país está no solo. Pode ser difícil entender que a riqueza esteja no solo, já que tudo de valor que conhece, como prédios, computadores ou mesmo dinheiro e joias, está acima do solo. Você imagina o que pode haver no solo que gera tanta riqueza?

Nesta unidade, você verificou no Capítulo 1 que as substâncias químicas são formadas por átomos de elementos químicos. No Capítulo 2, aprendeu que esses átomos se unem por ligações químicas que originam as substâncias. No Capítulo 3, pôde observar grupos de substâncias com características comuns; as funções químicas.

1 Como são formadas todas as substâncias que existem ao seu redor?

2 Você já observou que alguns materiais sofrem modificações ao longo do tempo?

Considere a situação descrita a seguir.

Daniel ia passar uma semana na casa de seu primo. Antes ele foi de bicicleta ao mercado comprar alguns ingredientes que faltavam para sua mãe fazer um bolo que ele levaria para a tia.

Quando voltou de viagem, viu que havia esquecido a bicicleta no quintal de casa, exposta à chuva e ao Sol durante toda a semana que passou fora. Ele percebeu que a corrente da bicicleta estava enferrujada.

O que ocorreu com a corrente da bicicleta de Daniel também acontece com outros materiais. Certamente entre os materiais dos quais você se lembra, alguns são compostos de metais, como a corrente da bicicleta. Podemos levantar algumas questões: O que aconteceu para que se formasse a ferrugem?

Quando novas substâncias são formadas a partir de outras, dizemos que há uma transformação química, especificamente uma reação química. A ferrugem é um exemplo disso: na presença do oxigênio do ar e de umidade, o ferro da corrente sofre uma transformação e origina uma nova substância, o óxido de ferro, cuja fórmula é Fe2O3, substância de cor marrom. Como a bicicleta ficou exposta à chuva, houve reação do ferro com o oxigênio. Na imagem, você pode constatar a alteração na cor da corrente; há outros fatores perceptíveis que indicam a ocorrência de reações químicas. Observe os exemplos a seguir.

Evidências de reações químicas

No cotidiano, é possível constatar a ocorrência de reações químicas pela observação de alguns fatos. Uma substância pode sofrer alteração em suas características originais de cor, odor e consistência e, ao mesmo tempo, pode haver formação de gases ou de substâncias insolúveis, produção de luz, absorção ou liberação de calor.

½

Para começar – Respostas

1. Espera-se que os estudantes respondam que por meio de reações químicas.

2. Resposta pessoal. Os estudantes podem citar diferentes exemplos, dentre eles: o ferro pode sofrer corrosão; materiais plásticos podem sofrer alteração de cor; etc.

Foco na BNCC

189

EF09CI02: O trabalho neste capítulo propicia o desenvolvimento da habilidade ao comparar quantidades de reagentes e produtos envolvidos em transformações químicas e estabelecer a proporção entre as suas massas.

EF09CI07: A habilidade é trabalhada ao discutir o papel do avanço tecnológico na aplicação das radiações na medicina diagnóstica (raios X, ultrassom, ressonância nuclear magnética) e no tratamento de doenças (radioterapia, cirurgia óptica a laser, infravermelho, ultravioleta etc.).

• Prever as quantidades de produtos formados em uma reação química, pelas massas moleculares para calcular as massas das substâncias e identificar as consequências da lei de Proust.

• Identificar a ocorrência de processos exotérmicos e endotérmicos e os fatores que influenciam na velocidade de uma reação, assim como determinar a velocidade por meio de cálculos.

• Destacar a importância do estudo das reações químicas para a ciência e a tecnologia na produção de polímeros (plásticos), bem como as aplicações e benefícios da Química para a Medicina.

Orientações

Pergunte aos estudantes como são formadas algumas das substâncias que eles já conhecem. Promova uma reflexão sobre os processos de transformação química e como eles podem alterar as substâncias. Escreva na lousa os materiais que eles citarem e estimule-os a se lembrar de outros materiais metálicos importantes em seu cotidiano. Aproveite o fechamento do texto e a contextualização com a imagem da página para retomar a discussão sobre as evidências de reações químicas, como alterações de cor, consistência ou odor.

Avaliação

Diagnóstico: Realize uma breve síntese a respeito dos capítulos estudados nessa unidade conforme descrito no início da seção Para começar. Destaque a imagem da bicicleta e solicite que informem o motivo da coloração nas partes metálicas. Pergunte se houve alguma alteração na constituição do material presente no metal da bicicleta.

Estratégia: Espera-se que respondam que houve a ocorrência de uma reação química ou simplesmente uma transformação da matéria. Utilize as perguntas 1 e 2 para contribuir no sentido de os estudantes formularem as respostas esperadas.

islandboy_stocker/Shutterstock.com

A ferrugem é um material que surge da transformação do ferro da corrente da bicicleta.

Orientações

Comente com os estudantes que, em uma queima, a energia térmica liberada pode ser sentida na forma de calor transferido ao entorno. Para facilitar o entendimento desse conceito, procure usar o termo calor.

Esclareça que nem toda transformação sofrida por um material recebe o nome de reação química. Para isso, é importante não dar respostas prontas aos estudantes, mas trabalhar com os conhecimentos prévios deles. Peça que citem transformações que não são reações químicas. Espera-se que eles mencionem as mudanças de estado físico da matéria. Procure ressaltar a diferença entre as transformações físicas (que não alteram a composição da substância) e as transformações químicas (rearranjo de átomos para formar novas substâncias).

É possível propor aos estudantes que criem representações gráficas de como imaginam que as partículas constituintes das substâncias se comportam durante mudanças de estado físico (sólido, líquido e gasoso). Oriente-os para que as registrem, no caderno ou em uma folha à parte, para consultas posteriores.

Atividade complementar

Organize, com o auxílio dos estudantes, de pessoas da comunidade e de outros professores de áreas correlatas, uma conversa com profissionais cujo trabalho envolva reações químicas, para que relatem suas experiências. Cite, como exemplos, os funcionários de uma fábrica de sabão, cozinheiros, cabeleireiros, frentistas etc. Cabe ressaltar que esses profissionais não precisam falar das reações, mas da sua profissão. Ajude os estudantes a identificar as reações químicas nos processos relatados.

Com o cozimento, a clara e a gema do ovo sofrem alterações na consistência, no sabor, no odor, entre outras características. As alterações são evidências de que ocorreram reações químicas nas substâncias contidas no alimento.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

A emissão de calor e luz quando a madeira é queimada e entra em combustão é evidência da ocorrência de reação química.

No entanto, não é somente na queima de combustível e no cozimento de alimentos que percebemos transformações decorrentes de reações químicas. Outros fenômenos, como o amadurecimento ou apodrecimento de frutas e a corrosão de peças metálicas, são exemplos de reações químicas.

Fenômeno químico e fenômeno físico

Alguns fenômenos, como a evaporação da água ou a queima de um papel, podem ser classificados de acordo com a natureza da transformação, ou seja, se são fenômenos químicos ou físicos. Veja como diferenciá-los:

• Os fenômenos físicos não transformam a natureza da matéria, as substâncias continuam as mesmas, apenas mudam de estado.

• Os fenômenos químicos alteram a composição da matéria, ou seja, transformam determinadas substâncias em outras.

Mudança de estado físico da matéria.

Nem toda transformação da matéria é uma reação química. No derretimento do gelo há transformação da matéria, mas apenas no estado físico; a substância água não se altera. Para que haja uma reação química, é necessário que novas substâncias sejam formadas. É comum ocorrerem fenômenos físicos e químicos simultaneamente. Por exemplo, numa vela acesa, a transformação química ocorre pela combustão do pavio e a parafina, mas parte dela sofre transformação física com o aquecimento. A parafina muda de estado; do sólido para o líquido e escorre, retornando ao estado sólido mais abaixo, onde a temperatura é menor.

1 Identifique se os fenômenos a seguir são físicos ou químicos.

a) Massa se transformar em bolo após aquecimento.

b) Roupa molhada secar no varal.

c) Leite azedar ao ser deixado fora da geladeira.

d) Névoa que se forma quando sopramos ar dos pulmões em locais muito frios.

e) Queima de gasolina no motor de um carro.

f) Derretimento de geleiras nos polos.

½ Atividade – Respostas

1. Verifique se os estudantes compreendem a diferença entre fenômenos químicos e físicos.

a) Químico, pois muda a constituição dos materiais.

b) Físico, pois ocorre apenas evaporação da água.

c) Químico, pois novas substâncias são formadas.

d) Físico, pois ocorre apenas condensação da água.

e) Químico, pois produz gás carbônico e água no processo de combustão.

f) Físico, pois ocorre apenas a fusão do gelo.

Avaliação

Diagnóstico: A partir situações cotidianas descritas na seção Atividade, espera-se que os estudantes consigam diferenciar os fenômenos físicos de químicos.

Estratégia: Caso os estudantes apresentarem dificuldades, retome o assunto dessa página, apresentando outros exemplos e esclarecendo que em fenômenos físicos não há alteração da composição da matéria, enquanto no químico há formação de novas substâncias.

A fusão da água é um fenômeno físico.

gelo 5 H2O água líquida 5 H2O

fenômeno físico

Reações químicas

Não somente o ferro e os demais elementos químicos podem sofrer transformações. As moléculas, os compostos iônicos e outros compostos metálicos também podem passar por transformações e originar outras substâncias. A água, por exemplo, é formada pela união de dois átomos de hidrogênio com um átomo de oxigênio. No entanto, não é obtida pela combinação desses átomos isolados, mas de átomos provenientes de substâncias já formadas. Uma possível maneira de formar água ocorre pela reação entre as moléculas de hidrogênio (H2) e de oxigênio (O2).

um átomo de oxigênio

dois átomos de hidrogênio

Representação gráfica do modelo da molécula da água.

Isso acontece porque o elemento hidrogênio da molécula de H2 combina-se com o elemento oxigênio da molécula de O2 formando a substância água. Essa combinação ocorre em uma proporção de dois para um, ou seja, dois átomos de hidrogênio se combinam com um átomo de oxigênio.

Podemos representar essa combinação por uma fórmula química, isto é, usando os símbolos dos elementos que a formam, na proporção em que cada elemento participa da composição. A fórmula química da água, por exemplo, é H2O.

Observando o exemplo da molécula da água, podemos pensar que apenas dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio estão se combinando, mas o que ocorre é a combinação entre as substâncias H2 e O2 para produzir a substância água.

Essa combinação acontece da seguinte forma: quando moléculas de H2 e O2 se aproximam, as ligações H–H e O=O são rompidas e novas ligações, agora entre o hidrogênio e o oxigênio, são formadas. Então, na realidade, as transformações químicas são resultado da combinação das substâncias, e não apenas de átomos de elementos químicos isolados.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Orientações

Neste momento, será trabalhada com os estudantes a percepção de que as reações químicas englobam um amplo universo de fenômenos.

Ao abordar o exemplo da formação da água, é importante diferenciar os átomos hidrogênio e oxigênio das moléculas que compõem as substâncias químicas hidrogênio e oxigênio, o que costuma confundir os estudantes. As moléculas de hidrogênio e oxigênio são compostas de dois átomos de hidrogênio e dois átomos de oxigênio, respectivamente.

Diferenciar esses conceitos, nesta etapa, contribui para o entendimento das equações químicas, que serão abordadas mais adiante, e justifica os índices numéricos que indicam a proporção estequiométrica e o número de átomos das moléculas.

Use as imagens da página para demonstrar como as ligações químicas são quebradas do lado dos reagentes na equação e formadas no lado dos produtos. Esclareça que essa composição sempre acontece em qualquer reação química. Variam apenas as espécies envolvidas.

Para melhor compreensão da formação das moléculas de hidrogênio (H2) e oxigênio (O2), reproduza as imagens na lousa, com o auxílio dos estudantes, para exemplificar o conceito da representação gráfica do modelo da molécula de água.

quebra de ligações ligações formadaságua (H2O)

Como a molécula da água é formada de moléculas de H2 e O2, foi necessário que duas moléculas de hidrogênio reagissem com uma de oxigênio para que a proporção de dois átomos de H para um átomo de O fosse mantida. Como vimos no Capítulo 2, os átomos, exceto os gases nobres, não se encontram sozinhos na natureza. No exemplo acima, o hidrogênio e o oxigênio formam moléculas com dois átomos cada (moléculas diatômicas).

Representação gráfica do processo de formação da molécula de água.

quebra de ligação

quebra de ligação

hidrogênio (H2)

Oxigênio (O2)

ligações formadas água (H2O)

Orientações

É fundamental que os estudantes compreendam e utilizem diferentes códigos e linguagens no desenvolvimento dos conteúdos e da linguagem científica.

Explique que as equações químicas neste momento poderão ser escritas de maneira mais completa, com a indicação dos estados físicos das substâncias envolvidas em cada etapa da reação. Esclareça que (s) significa sólido, (L), líquido e (g), gasoso Explique também que, quando uma substância está dissolvida em água, é comum representá-la com a sigla (aq), que significa aquoso

O momento é oportuno para trabalhar de maneira interdisciplinar com Língua Portuguesa sobre o significado de siglas e outros símbolos recorrentes nos conteúdos de Ciências da Natureza. Solicite o auxílio do professor da área.

Dessa forma, as reações químicas são representadas por equações químicas, expressões utilizadas pelos químicos para descrevê-las. As equações químicas são uma linguagem universal. Na obtenção da água, a seguinte equação química representa o processo:

2 H2 1 O2 p 2 H2O

Nessa equação química, lê-se que duas moléculas de hidrogênio reagiram com uma molécula de oxigênio e produziram duas moléculas de água. Lembre-se de que a combinação de substâncias gera outras com propriedades totalmente distintas das anteriores. Fica evidente, assim, que ocorre transformação da matéria. Em uma reação química ocorrem rompimentos de ligações químicas nas substâncias originais e formação de novas ligações nas substâncias produzidas, em um novo arranjo entre os átomos, que dá origem a outras substâncias.

Representação das reações químicas

É necessário conhecer as linguagens e os códigos da química para interpretar e representar graficamente as reações químicas.

Em uma reação química, as substâncias que sofrem transformação são chamadas reagentes, e as que se formam são chamadas produtos

As fotografias a seguir mostram etapas da reação química do ácido clorídrico (HCc) com o zinco (Zn).

Por convenção internacional, os reagentes são representados à esquerda e os produtos, à direita da seta. A seta indica o sentido da reação. Conforme visto no capítulo anterior, é comum representar o estado físico das substâncias entre parênteses.

No tubo de ensaio, inicia-se a reação química de ácido clorídrico com zinco.

Já é possível observar a formação moderada de bolhas de gás no tubo. Intensa formação de bolhas de gás no interior do tubo.

Fotografias: Sandra Fanzeres

A equação química

A equação química, como vimos anteriormente nas duas transformações descritas, é a representação simbólica da reação química.

2 H2 1 O2 p 2 H2O

2 HCc 1 Zn p ZnCc2 1 H2

• As letras são os símbolos dos diferentes elementos químicos.

• Exemplos: H 5 hidrogênio, O 5 oxigênio, Zn 5 zinco.

• Os reagentes e os produtos, ou seja, as substâncias envolvidas na reação, são representados por fórmulas químicas. Exemplos: H2, O2, H2O, HCc, Zn e ZnCc2

No Capítulo 2, você aprendeu a representar as substâncias por meio de fórmulas. Na representação da substância, em sua fórmula, o algarismo situado um pouco mais abaixo (subscrito), à direita do símbolo, chama-se índice

Observe a fórmula da substância gás carbônico, um gás gerado no processo de respiração dos seres vivos e que é adicionado a bebidas, refrigerantes etc.

CO2 índice: indica o número de átomos do elemento químico que forma a substância.

O índice do C é igual a 1 (não é preciso representar esse número), e o índice do O é igual a 2. Observe na figura a seguir, do modelo da molécula de CO2, o número de átomos.

Orientações

Destacar os índices e coeficientes na equação é imprescindível para que os estudantes compreendam a importância de representar corretamente as equações químicas. Procure ressaltar que essas equações são representações gráficas de reações químicas.

Nas atividades científicas, tanto no processo de pesquisa quanto nas aplicações tecnológicas, as equações permitem conhecer as quantidades exatas de reagente necessárias para que uma reação aconteça, bem como os estados físicos de cada substância.

• Coeficientes estequiométricos, ou apenas coeficientes, são números escritos antes do símbolo da substância que indicam a relação numérica em que as substâncias reagem e são formadas.

coeficientes

3 H2(g) 1 1 N2(g) 2 NH3(g)

Nesse exemplo, o número 3 é o coeficiente de H2, e o número 1, que não precisa ser representado, é o coeficiente do N2. O número 2 é o coeficiente do NH3 na equação.

Nessa equação química, é possível verificar que são necessárias 3 moléculas de hidrogênio (H2) e 1 molécula de nitrogênio (N2) para se formarem 2 moléculas de amônia (NH3), ou seja, essa é a relação numérica em que as substâncias reagem e são formadas.

O objetivo da equação química é descrever a reação química.

Você pode ou não indicar a quantidade do elemento quando o valor é unitário – é opcional. Neste livro, optamos por não representar o número 1 como índice de valor unitário e adotamos o mesmo procedimento para o coeficiente estequiométrico unitário.

Atividade complementar

Peça aos estudantes que representem, no caderno ou em uma folha à parte, com base no modelo de bolas, a reação química de obtenção da amônia. Eles devem indicar o rompimento (reagentes) e a formação de novas ligações químicas (produtos):

N2 + 3 H2 ñ 2 NH3

Outra maneira de fazer a atividade é representar os elementos químicos com massa de modelar de diferentes cores. Os estudantes podem fazer bolinhas com a massa de modelar e ligá-las para formar os reagentes e os produtos.

A compreensão da importância e das aplicações desse conhecimento pode favorecer o interesse deles pelo estudo de Ciências da Natureza. Se possível, trabalhe com eles a representação de outras equações químicas, e as escreva na lousa. 193

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Orientações

Peça aos estudantes que observem as imagens desta página e leia com eles as legendas, para antecipar os conteúdos que serão abordados.

Conduza a atividade de maneira que eles atentem para os dois pontos principais: (1) a turvação esbranquiçada como evidência da reação química; e (2) a não variação das massas após a reação. Essa última observação é importante para trabalhar a lei da conservação das massas.

Aproveite para destacar a diferença entre compostos iônicos e moléculas, uma vez que, por enquanto, ambos serão descritos como constituídos por átomos, de forma simplificada, para facilitar o entendimento das reações químicas.

Também é importante explorar as implicações do coeficiente estequiométrico. Como sugestão, use o modelo de Dalton para representar na lousa as substâncias envolvidas na reação de ZnCL(aq) e Na2S(aq). Uma estratégia é representar primeiro a reação, sem considerar a necessidade do coeficiente estequiométrico 2 para o NaCL(aq), para em seguida demonstrar sua necessidade para descrever que as quantidades formadas devem ter o mesmo número de átomos da quantidade inicial.

Balanceamento das reações químicas

Observe a seguir etapas de um experimento.

Duas substâncias dissolvidas em água – soluções aquosas –, uma contendo cloreto de zinco (ZnCc2), incolor, e outra com sulfeto de sódio (Na2S), também incolor, são colocadas sobre uma balança, para identificar a massa total do sistema: frascos 1 soluções.

Quando as soluções incolores foram reunidas, formou-se uma solução turva e esbranquiçada, ou seja, a substância deixa de ser transparente e passa a ser opaca ou turva, demonstrando que houve reação química entre as substâncias.

Observe também que não houve variação na massa antes e depois da mistura das soluções. Veja por quê.

O químico francês Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) realizou muitas reações químicas em laboratório e observou, em todas elas, a ocorrência do mesmo fato: a massa das substâncias reagentes é igual à massa das substâncias produzidas. Com base nisso, ele formulou a lei da conservação da massa, segundo a qual “na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”, ou “nas reações químicas, a massa dos reagentes é igual à massa dos produtos” (conhecida também como lei de Lavoisier).

A reação química é basicamente um rearranjo de átomos. Nesse processo, nada é criado ou destruído, ou seja, o elemento químico e o número de átomos dos reagentes são os mesmos dos produtos.

Observe que, no experimento da página anterior, a massa não foi alterada. Ocorreu um novo arranjo entre os átomos, ou seja, uma reação química evidenciada pela formação da solução turva.

ZnCc2(aq) 1 Na2S(aq) p ZnS(s) 1 2 NaCc(aq)

O cloreto de zinco (ZnCc2) reagiu com o sulfeto de sódio (Na2S), produzindo sulfeto de zinco (ZnS) e cloreto de sódio (NaCc). O aparecimento da solução turva e esbranquiçada ocorreu devido à formação do sulfeto de zinco (ZnS), de cor branca, que apresenta baixíssima solubilidade em água.

Como a massa do sistema continua a mesma, deduz-se que o número de átomos de cada elemento químico não foi alterado, ou seja, obedeceu à lei da conservação da massa.

Dessa forma, é necessário que, ao representarmos uma equação química, o número de átomos antes e depois da seta seja respeitado. Por isso, precisamos colocar o algarismo 2 à frente do NaCc ZnCc2(aq) 1 Na2S(aq) p ZnS(s) 1 2 NaCc(aq)

A operação matemática para representar corretamente uma equação química é chamada de balanceamento da equação química

Lembre-se de que compostos iônicos são formados por íons , enquanto moléculas são formadas por átomos

Além disso, sabemos que em uma reação podem participar substâncias simples ou compostas (compostos iônicos, moléculas ou metais). Entretanto, em relação ao balanceamento das reações químicas, vamos usar apenas o termo átomo como constituinte de qualquer substância.

Segundo Lavoisier, numa reação química ocorre somente a transformação das substâncias em outras, sem haver perda ou ganho de matéria. Todos os átomos das substâncias reagentes devem estar presentes nos produtos da reação, mesmo que combinados de outra maneira.

Orientações

Verificar a lei da conservação das massas em uma balança, como no experimento da reação de ZnCL(aq) e Na2S(aq), é um método bastante semelhante ao de Lavoisier na elaboração dessa lei.

Essas soluções são reunidas em um mesmo frasco e forma-se uma solução não translúcida, de cor branca.

Os frascos são recolocados sobre a balança e observa-se a mesma massa registrada anteriormente.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Pesagem de duas soluções aquosas.

Equação balanceada

Uma reação está balanceada quando o número de átomos (ou íons) nos reagentes é igual ao número de átomos (ou íons) nos produtos.

Ca 1 HCc CaCc2 1 H2

um átomoum átomoum átomo dois átomosdois átomos um átomo

Observe que o exemplo acima, na forma em que foi apresentado, não obedece à lei de Lavoisier.

O número de átomos de cada elemento químico reagente não é o mesmo encontrado nos produtos. Assim, é necessário balancear a equação, ou seja, igualar o número de átomos em ambos os membros (reagentes e produtos). Para isso, ajustamos os coeficientes da equação química e obtemos o mesmo número de átomos de cada elemento, antes e depois da reação.

Ao balancear uma reação química, os únicos valores que podem ser alterados são os coeficientes estequiométricos. Não podemos alterar os valores dos índices das substâncias, porque são estabelecidos em função do número de elétrons que cada átomo necessita ganhar ou perder para adquirir estabilidade na formação da substância. Acompanhe o balanceamento da equação química.

Ca(s) 1 HCc(aq) p CaCc2(aq) 1 H2(g)

Na molécula de HCc há um átomo de cloro, enquanto na de CaCc2 há dois átomos de cloro, ou seja, há um número diferente de átomos de cloro entre reagentes e produtos. O mesmo acontece com o hidrogênio, pois há um átomo de H no reagente e dois no produto. Já o cálcio tem número igual em ambos os membros da equação.

Essa equação não está balanceada, porque a quantidade de átomos de alguns elementos químicos nos reagentes é diferente da quantidade deles nos produtos.

Se colocarmos o número 2 como coeficiente do HCc, a equação estará balanceada. Assim:

Ca(s) 1 2 HCc(aq) p CaCc2(aq) 1 H2(g)

Ao balancearmos equações químicas, devemos usar os menores números inteiros possíveis. Veja outros exemplos de como as equações podem ser balanceadas.

a) N2O3(g) 1 H2O(c) p HNO2(aq)

Alterando o coeficiente do HNO2 (produto) de 1 para 2, temos:

N2O3(g) 1 H2O(c) p 2 HNO2(aq)

b) Pb(s) 1 HBr(aq) p PbBr4(s) 1 H2(g)

Alterando o coeficiente do HBr (reagente) de 1 para 4, temos:

Pb(s) 1 4 HBr(aq) p PbBr4(s) 1 H2(g)

Alterando o coeficiente do H2 (produto) de 1 para 2, temos:

Pb(s) 1 4 HBr(aq) p PbBr4(s) 1 2 H2(g)

c) KCcO3(s) p KCc(s) 1 O2(g)

Alterando o coeficiente do KCcO3 (reagente) e do KCc (produto) de 1 para

2, temos:

2 KCcO3(s) p 2 KCc(s) 1 O2(g)

Alterando o coeficiente do O2 (produto) de 1 para 3, temos:

2 KCcO3(s) p 2 KCc(s) 1 3 O2(g)

Orientações

Agora que os estudantes já conhecem a importância dos coeficientes estequiométricos, será apresentado o balanceamento das equações.

É possível que confundam a contagem do número de átomos com o número dos coeficientes estequiométricos. Assim, é importante apresentar diferentes equações, com variados coeficientes estequiométricos, para que você faça com eles, na lousa, a contagem do número de átomos.

Ressalte que, no balanceamento das equações químicas, somente os coeficientes estequiométricos podem ser alterados, nunca os índices das substâncias. É comum que os estudantes os confundam.

Além dos exemplos de balanceamento das equações químicas apresentados na página, promova, se possível, o uso de simuladores para auxiliar no aprendizado do balanceamento de equações.

Exercitar a contagem de átomos e as proporções estequiométricas nas equações químicas é uma forma de avaliar se os estudantes compreenderam o conteúdo e se são capazes de discriminar índices de coeficientes estequiométricos, o que é imprescindível para o balanceamento das equações químicas e indica que desenvolveram a habilidade EF09CI02

Apresente outros exemplos para que possam exercitar e resolver em sala de aula, individual ou coletivamente. Se possível, use modelos em 3-D (bolas e bastões) para facilitar a visualização.

Atividade complementar

Se a escola dispuser de laboratório de informática, convide os estudantes a explorar ferramentas interativas de balanceamento de equações químicas. Uma sugestão é a página de simulações interativas Universidade do Colorado em Boulder, disponível em português em: https://phet.colorado. edu/pt_BR/simulations/balancing -chemical-equations. Acesso em: 16 maio 2022.

No site, é possível encontrar diversas atividades com graus de dificuldade diferenciados. Oriente os estudantes para que escolham questões adequadas a esta etapa.

Orientações

A atividade da seção Experimentar é importante para que os estudantes percebam que, em sistemas fechados, a massa permanece a mesma, antes e depois da reação. Explore esse conteúdo e comente que, em reações como as de combustão, são formadas substâncias gasosas que vão para a atmosfera e, por isso, não há percepção de manutenção da massa.

½ Atividades – Respostas

1. a) Índices: P ñ 4, O ñ 2, P ñ 2, O ñ 5; coeficientes: 1, 5, 2, respectivamente.

b) Índices: CL ñ 2, N ñ 2, N ñ 1, CL ñ 3; coeficientes: 3, 1, 2, respectivamente.

2. a) 2 S(s) + C(s) ñ CS2(L)

b) 2 Br2(L) + 3 O2(g) ñ 2 Br2O3(s)

½ Experimentar –Respostas

1. Sim. Com a adição dos comprimidos à água, é possível verificar a ocorrência de uma reação química por causa da produção de bolhas de gás.

2. A massa indicada na balança não varia, pois, em uma reação química em sistema fechado, as substâncias se transformam em outras, ou seja, há um novo arranjo dos átomos sem que haja ganho ou perda de massa.

3. Esse conceito está associado à lei de Lavoisier, ou lei de conservação das massas, segundo a qual a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos. Aproveite para propor uma pesquisa sobre Lavoisier e suas contribuições para a Química moderna e o mundo.

4. Como o cozimento do ovo se dá em um sistema fechado, por causa da casca, não há perda ou ganho de massa, apesar de ocorrerem reações químicas em seu interior. Portanto, como em uma reação química a massa permanece constante, o ovo também permanece com a mesma massa após o cozimento.

Avaliação

Diagnóstico: Na seção Atividades, verificar se os estudantes reconhecem os códigos e linguagens associados a representação das equações químicas na primeira atividade é um pré-requisito para segunda atividade, onde deverão balancear as equações químicas.

Estratégia: Caso os estudantes apresentarem dificuldades, é possível utilizar representações de Dalton para os átomos e na lousa balancear as equações valendo-se desse modelo.

1 Indique os índices de cada elemento químico presente nas substâncias e os coeficientes estequiométricos das equações químicas a seguir:

a) P4(s) 1 5 O2(g) p 2 P2O5(s)

b) 3 Cc2(g) 1 N2(g) p 2 NCc3(c)

2 Balanceie as equações químicas a seguir utilizando os menores números inteiros.

a) S(s) 1 C(s) p CS2(c)

Massa e reação química

Material:

• balança digital para uso doméstico;

• garrafa PET com capacidade de 1 L;

Procedimentos

• funil de plástico;

• balão de festa;

b) Br2(c) 1 O2(g) p Br2O3(s)

• pedaço de 20 cm de barbante;

• saco plástico resistente;

• água;

• 3 comprimidos efervescentes.

1. Em um saco plástico, quebre três comprimidos efervescentes em pedaços pequenos, que possam passar pelo orifício inferior do funil.

2. Introduza a extremidade do balão de gás na parte inferior do funil e transfira os pedaços de comprimido para lá.

3. Adicione 400 mL de água na garrafa PET.

4. Coloque a extremidade do balão por fora da boca da garrafa PET, com muito cuidado para que os comprimidos que estão no interior do balão não caiam na água. Amarre o barbante em torno da boca da garrafa para que o balão não se solte.

5. Coloque sobre uma balança digital, previamente zerada, o aparato que você montou, tomando cuidado para que os comprimidos não caiam na água. Anote a massa indicada na balança.

6. Transfira todo o conteúdo do balão para a água e verifique se há alteração na massa que você anotou anteriormente, até que todo o comprido se dissolva.

1 Ocorreu uma reação química quando os comprimidos foram adicionados à água? Como você chegou a essa conclusão?

2 A massa do sistema sofreu variação após a adição dos comprimidos à água?

3 Que conceito de um cientista famoso está associado a esse experimento? Se necessário, pesquise na internet.

4 Depois de cozinharmos um ovo, podemos observar alterações na constituição seu interior causadas pelo aquecimento, ou seja, ocorrem reações químicas. Com base nesse procedimento, o que você pode afirmar com relação à massa do ovo, antes e depois do cozimento?

Foco na BNCC

Competência geral 2 : O experimento proposto mobiliza a competência ao induzir o exercício da curiosidade intelectual e a reflexão para explicar as causas e implicações dos fenômenos observados, com base nos conhecimentos científicos aprendidos.

Competências específicas de Ciências da Natureza 2 e 3: Também são mobilizadas essas competências, pois são desenvolvidos conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza que possibilitam aos estudantes investigar e debater questões científicas.

As imagens representam etapas do experimento.

A fotossíntese

A fotossíntese é um dos processos biológicos mais importantes para a vida na Terra. Por meio dela, as plantas (e os demais seres clorofilados) convertem a energia luminosa em energia química, sintetizam glicose e liberam gás oxigênio. Nesse processo, o gás carbônico e a água são transformados em glicose e oxigênio.

Observe a equação química simplificada da fotossíntese:

6 CO2(g) 1 6 H2O(c) p C6H12O6(aq) 1 6 O2(g)

gás carbônico e água p glicose e gás oxigênio

A fotossíntese é um processo fundamental no fluxo de energia na Terra.

A formação da atmosfera terrestre, em cuja composição há gás oxigênio, tem estreita relação com o surgimento e a proliferação dos seres clorofilados que, ao fazerem fotossíntese, lançam no ambiente o gás oxigênio (O2), renovado constantemente na atmosfera.

escala.

Orientações

Peça aos estudantes que façam uma leitura silenciosa do texto. A seguir, oriente-os a analisar a ilustração e a compará-la com a fórmula da fotossíntese, de modo que compreendam de onde vêm os reagentes utilizados pelas plantas. Enfatize que tanto o gás oxigênio quanto a glicose são produtos da fotossíntese. Enquanto o gás oxigênio é liberado na atmosfera, a glicose é utilizada pela planta para alimentação. Relembre à turma que as plantas, por produzirem o próprio alimento, são seres autótrofos e representam os produtores das cadeias alimentares.

½ Um pouco

mais sobre –Resposta

Na fotossíntese, os seres clorofilados absorvem gás carbônico e liberam gás oxigênio, renovando-o na atmosfera.

1 Com um colega, pesquise na internet sobre a relação entre plantio de árvores e redução da poluição atmosférica. Depois, criem um cartaz e apresentem para a turma.

Previsão nas transformações químicas

Você sabia que é possível prever que massa de uma substância será obtida em uma reação química?

No experimento anterior, você verificou que a massa dos produtos é a mesma dos reagentes antes de a reação ocorrer. Ou seja, se somarmos a massa dos reagentes e a massa dos produtos, a massa resultante é sempre constante. É com base nesse fato que podemos prever a quantidade de produtos que serão obtidos em uma reação química. Usaremos dois conceitos aprendidos anteriormente no Capítulo 2: massa atômica e massa molecular.

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 3: A seção mobiliza aspec tos da competência, pois o estudo das reações químicas que ocorrem na fotossíntese permite aos estudantes analisar e compreender fenômenos do mundo natural, e desperta a curiosidade para fazer perguntas e buscar respostas com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza.

Competência específica de Ciências da Natureza 5: A atividade também possibilita desenvolver a competência, pois, ao relacionar o plantio de árvores com a redução da poluição atmosférica, os estudantes podem construir argumentos para defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental.

1. Os estudantes devem observar a absorção de gás carbônico pelas plantas no processo de fotossíntese. Informe que o plantio de árvores exerce papel fundamental na captura da poluição atmosférica. Estudos da Universidade de Lancaster, no Reino Unido, indicam que as folhas conseguem absorver entre 52 e 65% dos particulados presentes na atmosfera, o que reduz a ocorrência de problemas de saúde, principalmente de ordem cardiorrespiratória. Você pode pedir aos estudantes que elaborem uma apresentação de slides, o que estimula a utilização de diferentes linguagens para compartilhar informações. Assim, são contemplados aspectos da competência geral 4

Foco nos TCTs

A seção Um pouco mais sobre possibilita o trabalho com o tema contemporâneo transversal Educação Ambiental ao promover a elaboração de material de divulgação científico que visa sensibilizar sobre a importância do plantio de árvores e sua relação com a redução da poluição atmosférica.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem

Orientações

Explore os conteúdos desta página e da página seguinte com os estudantes. Peça que façam uma leitura silenciosa do texto e, em seguida, explique passo a passo. Reproduza os quadros na lousa.

Ressalte que a massa é mantida após uma reação química e que sempre há uma proporção específica entre reagentes e produtos. É justamente essa proporção que pode ser prevista por meio de equações balanceadas. Procure deixar isso claro para os estudantes, pois será importante para o entendimento da lei das proporções constantes, que será trabalhada nas páginas seguintes.

Para introduzir o tema, apresente outros exemplos de reações, pois a do comprimido no copo de água, na atividade da página 196, é ainda um pouco complexa para ser representada neste momento.

Para compreender os cálculos das proporções em massa, os estudantes devem conhecer o conceito de massa molecular, abordado no Capítulo 2 desta unidade.

É importante distinguir as unidades de massa atômica (u) e massa em grama (g) para que os estudantes não pensem, por exemplo, que uma molécula de H2 tenha massa igual a 2 g. Vale lembrar que 2 g é a massa em grama numericamente igual à massa molecular 2 u e que equivale a muitas moléculas de hidrogênio (não vamos adotar aqui a constante de Avogadro).

Da mesma forma, quando adotamos valores em grama para as outras moléculas, usamos proporcionalmente o mesmo número de moléculas que no H2. Portanto, não incorremos em erro ao adotar a massa em grama numericamente igual à massa molecular, pois o número de moléculas será o mesmo para todas as substâncias.

Foco na BNCC

Vamos relembrar a reação na obtenção da água. 2 H2 1 O2 p 2 H2O

Para facilitar o entendimento, observe essa equação química dentro de um quadro e as respectivas massas moleculares das substâncias presentes nas reações.

Observe que na equação química duas moléculas de hidrogênio reagem com uma de oxigênio para formar duas moléculas de água. Se a massa molecular de uma molécula de hidrogênio é igual a 2 u, é possível afirmar que a massa de duas moléculas é igual a 4 u. O mesmo raciocínio vale para a água, ou seja, a massa de duas moléculas é igual a 36 u.

Agora observe na última linha do quadro abaixo o resultado da soma das massas dos reagentes e o da soma das massas dos produtos dessa reação.

Conforme você verificou, as massas totais de reagentes e produtos no quadro acima são iguais. Isso é exatamente o que pode ser observado em um experimento no laboratório, apenas com uma diferença; nele a massa é medida em grama (g), enquanto no quadro adotamos o conceito de massa molecular, expressa em unidades de massa atômica (u). Mas se adotarmos os mesmos valores numéricos, seja em grama ou unidades de massa atômica, não há diferença, porque são proporcionais. Dessa forma, podemos representar as informações deste quadro da seguinte maneira:

Depois de Lavoisier, outro cientista, Joseph Louis Proust (1754-1826), estudou as massas obtidas nas reações e constatou valores experimentais que o levaram a formular outra lei da química.

EF09CI02: Os exemplos apresentados permitem mobilizar a habilidade por possibilitarem aos estudantes desenvolver a habilidade de comparar quantidades de reagentes e produtos em reações químicas, para estabelecer as proporções entre as suas massas.

*Massa em grama, numericamente igual às massas moleculares.

Para

Orientações

2 H2 1 O2 p 2 H2O

Observe os dados experimentais dessa reação quando as quantidades de hidrogênio são alteradas. Veja que as quantidades necessárias de oxigênio também tiveram de ser alteradas para reagir com todo o hidrogênio disponível.

Agora vamos dividir a massa de hidrogênio utilizada nos experimentos pela massa de oxigênio, e fazer o mesmo com a massa de hidrogênio dividindo-a pela massa da água:

Observe que em todos os experimentos a relação entre as massas Mhidrogênio Moxigênio é de 1:8. Já a relação entre as massas Mhidrogênio Mágua é de 1:9.

Se reunirmos esses dados, chegamos à seguinte proporção entre o hidrogênio, o oxigênio e a água:

1 hidrogênio : 8 oxigênio : 9 água

Ou seja, em todos os experimentos as proporções em massa entre os reagentes e produtos sempre foram constantes. Dessa forma, surgiu a lei das proporções constantes, ou lei de Proust. Com base nessa lei, junto com a lei de Lavoisier, podemos prever a massa de um reagente que será necessária para reagir com outro ou a massa do produto que será obtida em uma reação. Para melhor entendimento, considere a reação devidamente balanceada a seguir:

N2O3 1 H2O p 2 HNO2

Desejamos saber que massa de H2O é necessária para reagir completamente com 38 g de N2O3, e que massa de HNO2 será obtida.

Alguns passos são necessários, veja a seguir.

Em seus experimentos, Proust trabalhou com muitas reações de decomposição, inclusive a da água. Assim, utilize a reação de decomposição para manter a mesma reação usada anteriormente e facilitar o entendimento dos estudantes.

Para auxiliar no desenvolvimento do raciocínio matemático mobilizado pelo cálculo das quantidades estequiométricas, faça na lousa as tabelas propostas nesta página e peça que acompanhem o preenchimento das informações solicitadas (relação entre as massas dos reagentes e dos produtos nos experimentos 1, 2, 3 e 4).

melhor compreensão, vamos retomar a reação de obtenção da água.

*Massa em gramas, numericamente igual às massas moleculares.

Orientações

Sua mediação é muito importante para que este assunto seja desenvolvido. Explore cada uma das etapas para facilitar o entendimento dos estudantes. Estimule a participação deles. Pergunte por que foram feitas as operações descritas. Devido à complexidade do assunto, refaça cada etapa, se necessário.

Utilize o boxe destacado para facilitar o entendimento dos estudantes. Nesse boxe, eles podem verificar que, para o cálculo das quantidades de reagentes e produtos, nem sempre é necessário trabalhar com todas as substâncias do processo reacional.

1. Coloque sob as substâncias os valores em grama numericamente iguais das massas moleculares de cada uma delas.

N2O3 p 76 u p 76 g

H2O p 18 u p 18 g

HNO2 p 47 u p 47 g

N2O3 1 H2O p 2 HNO2

76 g 18 g 47 g

2. Multiplique os coeficientes estequiométricos pelo valor inserido abaixo da equação. Não será necessário fazer isso para o valor 1.

N2O3 1 H2O p 2 HNO2 p

76 g 18 g 2 47 g 5 94 g

3. A partir de agora, estabeleça relações proporcionais na forma de regra de três com o valor da massa de N2O3 que se deseja adotar como referência (38 g).

N2O3 1 H2O p 2 HNO2

76 g 18 g

38 g X

N2O3 1 H2O p 2 HNO2

76 g 94 g

38 g Y

Em um problema não é preciso inserir os dados relativos a todas as substâncias que participam da reação; apenas as que são necessárias para o cálculo. Considere a reação de combustão do propano (C3H8) a seguir:

C3H8 1 5 O2 p 3 CO2 1 4 H2O

Vamos supor que surja a seguinte pergunta: qual é a massa, em grama, de água obtida quando são queimados 132 g de propano?

Para resolver, basta inserir apenas as substâncias descritas no problema: propano e água. As demais não são necessárias, pois é possível interpretar que qualquer outro reagente já se encontra em quantidade necessária para reagir e que qualquer outro produto não é de interesse saber a quantidade.

C3H8 p 4 H2O

Massas moleculares44 u 18 u

Conversão para unidade grama44 g 18 g

Criação da regra de três44 g (4 18 g) 5 72 g

C3H8 1 5 O2 p3 CO2 1 4 H2O x

132 g x

A energia química

As substâncias têm certa quantidade de energia armazenada, denominada energia química. Essa energia é proveniente de suas ligações químicas e das forças de atração e de repulsão entre os átomos que as compõem, incluindo a energia dos núcleos dos átomos.

Cada substância armazena uma quantidade de energia química específica, por isso há diferença entre os conteúdos energéticos dos reagentes e dos produtos em uma reação química.

Em função da energia química de reagentes e produtos, a reação pode ocorrer de duas formas distintas:

A energia dos reagentes é menor que a dos produtos. Neste caso, haverá ganho de energia para que os reagentes se transformem em produtos.

energia dos produtos

Orientações

Destaque para os estudantes que toda transformação química na natureza ou realizada pelo ser humano envolve energia, presente nas substâncias reagentes e nos produtos. Essa energia, observada nas reações químicas, é a energia química. Esse conceito pode ser diretamente relacionado à quebra das ligações entre os átomos dos reagentes e à formação de novas ligações (rearranjo entre os átomos) nos produtos.

energia dos reagentes

E N E R G I A

energia dos reagentes

energia dos produtos

A absorção e a liberação de energia normalmente são acompanhadas de absorção ou liberação de calor.

Os reagentes ganham energia para se transformarem em produtos com maior energia, ou liberam energia para se transformar em produtos com menor energia.

Ilustrações:

(compostos iônicos, moléculas ou metais) produtos

Representação simplificada de uma reação endotérmica.

liberação de calor E N E R G I A

Representação simplificada de uma reação exotérmica.

Reações químicas que absorvem energia na forma de calor são chamadas de endotérmicas, e as que liberam energia na forma de calor são chamadas de exotérmicas

É importante diferenciar que, apesar de a soma das massas dos reagentes ser sempre igual à massa dos produtos, as ligações químicas não são as mesmas e, portanto, haverá diferença energética entre reagentes e produtos.

Vale ressaltar que essa diferença energética pode ser evidenciada pela liberação ou absorção de calor. Cite como exemplo a queima do carvão, representada pela reação do carbono (C) com o oxigênio (O2), que produz dióxido de carbono (CO2). Pergunte aos estudantes se nessa reação há liberação de calor e inicie o desenvolvimento do assunto com as orientações a seguir.

Explore com os estudantes os diagramas da página. Destaque a energia envolvida nas reações endotérmicas e exotérmicas.

Esclareça que a absorção de calor implica a obtenção de produtos com maior energia, enquanto a liberação de energia implica a obtenção de produtos com menor energia.

Esses aspectos frequentemente demandam mais tempo para compreensão e assimilação pelos estudantes.

Ao citar exemplos de reações que liberam calor, reforce o conceito de que toda reação de combustão libera energia térmica e é, portanto, exotérmica. Retome o exemplo da queima do carvão.

DAE

Ilustrações:

Orientações

Ao abordar como as velocidades das reações químicas podem ser expressas, retome com os estudantes o fato de que as substâncias formadas em uma reação podem se apresentar sob diferentes estados físicos, mas que nem sempre as unidades que expressam a velocidade correspondem a determinado estado. Os gases, por exemplo, cujo estado físico é representado pelo símbolo (g), ocupam determinado volume em dada condição ambiental; por isso, pode ser conveniente expressar as quantidades formadas em volume (em litros). No exemplo da reação entre o hidrogênio e o cloro, foram adotados valores que não correspondem ao observado experimentalmente. Essa reação ocorre com muita velocidade e pode ser explosiva. Considere esses valores apenas para efeito didático.

½ Atividades – Respostas

1. Faça a correção das atividades coletivamente e peça a um voluntário que faça os cálculos na lousa. Caso os estudantes tenham dificuldades, faça os cálculos na lousa passo a passo com a turma.

2 400 kg

10 min = 240 kg/min

Para converter quilogramas em gramas, multiplica-se por 1 000; para converter minutos em segundos, multiplica-se por 60. Portanto:

2 400 kg

10 min =

=

2 400 1 000 10 . 60 =

= 2 400 000 g 600 s = 4 000 g/s

2. Espera-se que os estudantes façam o cálculo pela regra de três. Se observar dificuldades, faça a correção na lousa e explique passo a passo.

1 t 1 h (60 min)

x 30 min

x = 0,5 t = 500 kg

Quando os produtos têm mais energia que os reagentes, sabemos que essas reações absorveram energia, porque normalmente ganharam calor para ocorrer. Um exemplo é a queima de açúcar para fazer calda de pudim. Ao receber calor, o açúcar se transforma em calda e sua aparência e seu sabor mudam. Para que essa reação ocorra, é necessário fornecer energia ao sistema.

Já nas reações exotérmicas, a energia dos reagentes é maior que a dos produtos. Nelas, há liberação de calor na ocorrência da reação, o que acontece, por exemplo, na queima do papel.

É importante ressaltar que nem sempre a energia absorvida ou liberada ocorre na forma de calor.

Um exemplo é a fotossíntese, em que a absorção de energia ocorre pela presença de luz (energia luminosa).

A velocidade das reações químicas

Como você já deve ter observado, algumas reações ocorrem mais rapidamente e outras mais lentamente. Por exemplo, quando um fósforo é riscado, a reação ocorre imediatamente e o palito queima muito rápido. Já quando observamos um portão de ferro enferrujando, esse processo ocorre em velocidade muito menor.

Portanto, as reações podem ser rápidas ou lentas, e a velocidade pode ser calculada pela formação de produtos ou pelo consumo de reagentes por unidade de tempo.

Suponha que na reação H2(g) 1 Cc2(g) p 2 HCc (g) sejam formados 365 g de HCc em 10 minutos. A velocidade de formação do HCc nessa reação pode ser calculada dividindo a massa da substância formada pelo tempo:

V 5 365 g 10 min 5 36,5 g de HCc/min

A velocidade pode ser calculada, ainda, em função dos reagentes. Por exemplo, se foram consumidos 20 g de H2 nos mesmos 10 minutos, temos:

v 5 20 g 10 min 5 2,0 g de H2/min

As unidades adotadas nos exemplos podem ser outras. Grama e minuto podem ser substituídos por litro e segundo. O importante é que sejam definidas e representadas de forma compreensível.

1 Na reação a seguir entre o óxido de sódio (Na2O) e a água, são produzidos 2 400 kg de hidróxido de sódio (NaOH) a cada 10 min.

Na2O(s) 1 H2O(c) p 2 NaOH(s)

Calcule a velocidade de produção dessa substância em kg/min e em g/s.

Dado: 1 kg corresponde a 1 000 g e 1 min corresponde a 60 s.

2 A reação a seguir corresponde a obtenção de amônia (NH3) por reação entre o hidrogênio (H2) e o nitrogênio (N2):

3 H2 1 N2 p 2 NH3

Se a velocidade dessa reação em relação a formação de amônia é igual a 1 t/h, qual a massa, em kg, produzida após 30 min? Dado: 1 tonelada (t) corresponde a 1 000 kg.

Avaliação

Diagnóstico: A seção Atividades envolve tanto os conceitos químicos estudados até o momento como a conversão de unidades e cálculos matemáticos.

Estratégia: Caso os estudantes apresentarem dificuldades, é importante rever os conteúdos dessa página e realizar cálculos com outros exemplos em que se possa trabalhar com conversão de unidades e cálculos matemáticos.

Na indústria é comum a frase “tempo é dinheiro”, ou seja, se um processo produtivo demanda tempo, isso significa maior gasto e, consequentemente, menor lucro ou maior valor de revenda para o consumidor. Se por algum fator esse tempo for diminuído, com manutenção da qualidade, isso é bastante favorável em termos financeiros e de gestão. Não é diferente em indústrias onde reações químicas são utilizadas para obtenção de produtos. A seguir, é possível compreender como alguns fatores podem contribuir para que o tempo de uma reação seja alterado.

Fatores que interferem na velocidade da reação química

A velocidade de uma reação química depende de vários fatores: da superfície de contato entre os reagentes, da temperatura, da concentração das substâncias reagentes e da presença de catalisador.

É importante conhecer os fatores que influenciam na velocidade das reações químicas para que possam ser controladas. Um exemplo bastante comum é a forma como são conservados os alimentos, porque a deterioração ocorre por meio de reações químicas.

Temperatura

Independentemente de uma reação ser exotérmica ou endotérmica, há necessidade de quantidades mínimas de energia para que ocorra. Essa energia é chamada energia de ativação

Quando acionamos a saída de gás em um fogão, a reação de combustão somente ocorre se aproximarmos uma fonte de energia, como um palito de fósforo aceso ou uma faísca elétrica. O próprio acendimento do fósforo, por atrito com a lixa presente na caixa, também é um exemplo disso.

Reações à temperatura ambiente são aquelas em que a energia cedida pelo meio externo já é suficiente para que ocorram. O aumento da temperatura faz com que maior quantidade de moléculas adquira a energia mínima e, com isso, mais moléculas reajam na unidade de tempo, assim a reação é mais rápida.

Orientações

A fricção do palito de fósforo sobre a lixa presente na caixa, gera calor suficiente para iniciar a reação de combustão.

Entre os fatores que interferem na velocidade da reação química, é possível que os estudantes não tenham conhecimento do que seja um catalisador. Há conceitos mais complexos sobre catalisadores, que não serão explorados no Ensino Fundamental; por isso, neste momento, basta que eles entendam os catalisadores como substâncias cuja presença faz com que as reações químicas aconteçam mais rapidamente. 203

Orientações

O conceito de superfície de contato pode requerer maior aprofundamento e será explorado na seção Experimentar, na página 207

A conservação de alimentos em baixas temperaturas é um bom exemplo para que os estudantes compreendam o efeito da temperatura na velocidade das reações, além de estar vinculado ao cotidiano.

Para a compreensão em escala submicroscópica, explique a eles que, para haver quebra das ligações entre os reagentes, é necessária uma quantidade inicial de energia, seja ela fornecida pelo ambiente, nas reações que ocorrem na natureza, seja fornecida por outros meios, como faísca elétrica, aquecimento ou luz, no caso das reações que necessitam energia extra para ocorrer.

Esclareça que, quanto maior a quantidade de calor fornecida, mais ligações são inicialmente quebradas e maior é a velocidade da reação.

½ Atividades – Respostas

1. É impor tante ajudar os estudantes a entender como a energia é fornecida com exemplos que os levem a refletir. No item a, pergunte se o fósforo precisa de algum movimento para acender. No item b, questione como é feita a pipoca. Se responderem na panela ou na pipoqueira, pergunte se isso ocorre à temperatura ambiente. No item c, pergunte se a planta faz fotossíntese à noite.

a) Atrito.

b) Calor.

c) Luz solar.

2. É importante fazer o experimento da página 207 para que os estudantes possam compreender melhor a ação da superfície de contato na velocidade das reações antes de responderem às perguntas. Espera-se também que eles associem o conhecimento popular à explicação científica do fenômeno.

a) Misturar bem os ingredientes.

b) Utilizar pedaços pequenos.

c) Mastigá-los lentamente.

Quando ocorre diminuição da temperatura, acontece o efeito inverso. Por esse motivo, alimentos guardados em um freezer levam muito mais tempo para estragar-se do que se deixados à temperatura ambiente.

Superfície de contato

Quanto maior a superfície de contato entre os reagentes, maior a velocidade da reação. Observe, nas duas fotografias, a reação do ferro com o oxigênio do ar. 4 Fe(s) 1 3 O2(g) p 2 Fe2O3(s)

Observe também que a palha de aço apresenta superfície de contato (área de contato) muito maior com o oxigênio do ar do que a barra de ferro, por isso, na palha de aço, a reação é mais rápida.

1 Para cada ação a seguir, descreva de que forma é fornecida energia de ativação para a ocorrência da reação associada ao fenômeno:

a) Acender um palito de fósforo.

b) Estouro do milho ao virar pipoca.

c) Processo de fotossíntese.

2 Escolha uma das duas formas descritas para que a ação ocorra com maior velocidade.

a) Para preparar a massa de bolo: misturar bem os ingredientes ou misturar levemente?

b) Para iniciar a queima de carvão na churrasqueira: utilizar pedaços pequenos ou grandes de carvão?

c) Para digerir alimentos: mastigá-los de forma rápida ou lentamente?

Avaliação

Diagnóstico: A partir situações cotidianas, espera-se que, na seção Atividades, os estudantes consigam identificar a forma como é fornecida energia de ativação para a ocorrência dos fenômenos apresentados bem como fatores que afetam a velocidade deles.

Estratégia: Caso os estudantes apresentarem dificuldades, retome o conceito de energia de ativação apresen-

tando outros exemplos para a primeira atividade. Quanto a segunda atividade, utilize um fluxograma para recordar o assunto quanto aos fatores que interferem na velocidade das reações químicas. Na primeira linha escreva o título. Utilize setas do título em direção a cada fator descrito mais abaixo e depois, a partir de cada um, aponte uma seta para um exemplo de cada.

Ao ser levada ao fogo, uma palha de aço reage muito mais rapidamente que uma barra de ferro na mesma situação.

Concentração dos reagentes

Antes mesmo de conhecer como a concentração dos reagentes pode interferir na velocidade das reações, é necessário entender o conceito de solução.

Toda solução é uma mistura homogênea (assunto estudado no 6o ano), composta de um soluto e um solvente. Soluto é a substância que está dissolvida no solvente. Solvente é a substância que dissolve o soluto. Por exemplo, soro fisiológico disponível em farmácias é um tipo de material composto de uma solução formada por sal e água. O sal é o soluto, pois está dissolvido na água, e a água é o solvente, já que dissolve o sal.

Há também as misturas de gases, chamadas misturas gasosas ou soluções gasosas, e as soluções sólidas, como as joias feitas com mistura de ouro e outros metais.

As soluções são classificadas de acordo com a quantidade de soluto em relação à de solvente.

• Diluída: pequena quantidade de soluto.

• Concentrada: grande quantidade de soluto.

• Saturada: soluto na quantidade máxima que o solvente pode dissolver.

Quando falamos em solubilidade de uma substância, nos referimos à quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvida em determinado solvente. Esse valor varia com a temperatura.

Há várias maneiras de indicar a quantidade de soluto de uma solução. Uma das mais utilizadas é a concentração comum, calculada pela equação:

C 5 m(g) V(L)

Em que:

C é a concentração;

m é a massa do soluto expressa em grama;

V é o volume da solução expresso em litro.

A concentração de sal na água do mar é, em média, de 35 g/L, isto é, em cada litro de água do mar há 35 gramas de sal. Nas regiões salineiras, a concentração é superior a essa média. Aqui, como na velocidade das reações, outras unidades também podem ser adotadas, como g/mL, kg/L etc.

O conceito de concentração é muito importante nas reações químicas, porque interfere diretamente na velocidade. Quanto maior a concentração dos reagentes, maior a velocidade de uma reação, pois a possibilidade de ocorrer uma colisão efetiva entre as moléculas aumenta por unidade de tempo.

Observe, na fotografia ao lado, que há maior desprendimento de gás hidrogênio na reação com solução HCℓ mais concentrada, o que indica maior velocidade em relação à mais diluída.

Orientações

Solicite aos estudantes que citem exemplos de diferentes soluções presentes no dia a dia para verificar se eles são capazes de identificar uma mistura homogênea. Para contribuir com a discussão, dê exemplos como o vinagre (mistura de água com ácido acético), água com sal de cozinha para cozinhar macarrão, água com açúcar, entre outros, e diferencie-os de misturas heterogêneas, como água e óleo ou água e areia.

Se possível, faça as misturas com os estudantes no laboratório da escola ou outro local apropriado.

Uma estratégia para introduzir o conceito de solubilidade é perguntar o que aconteceria se adicionassem quantidades cada vez maiores de sal de cozinha a um copo de água. Espera-se que eles concluam que há um limite de solubilidade. Como sugestão, trabalhe esse exemplo para demonstrar os conceitos de solução diluída, concentrada e saturada. Deixe por último a fórmula para o cálculo da concentração.

2 HCc(aq) 1 Mg(s) p MgCc2(aq) 1 H2(g)

Sandra Fanzeres

1. Reação de ácido clorídrico diluído com magnésio.

2. Reação de ácido clorídrico concentrado com magnésio.

Orientações

O conceito de catalisador pode ser de difícil compreensão para estudantes do 9o ano. Não é fácil abstrair como ocorre a interação catalisador-reagente. Para melhor compreensão do assunto, comente que essa interação facilita a quebra e a formação de novas ligações químicas. Essa simplificação não contradiz o conceito, pois o efeito da diminuição da energia de ativação pelo catalisador para ocorrência da reação está intimamente ligado à transformação química, em que ligações são quebradas e outras são formadas na unidade de tempo. Explore a imagem para que os estudantes possam verificar a decomposição do peróxido de hidrogênio sem catalisador (figura à esquerda) e com catalisador (figura à direita). Destaque o acentuado desprendimento de gás na reação catalisada, que indica maior velocidade de decomposição da substância. Descreva a reação química e informe os estados físicos das substâncias participantes: H2O2(aq), H2O(L) e O2(g).

½ Atividades – Respostas

1. 20 g/0,2 L = 100 g/L

Caso os estudantes tenham dificuldades, oriente-os a utilizar a fórmula da página 205 para fazer os cálculos dessa questão e da questão seguinte.

2. 20 g/200 mL = 0,1 g/mL

3. 5 kg

Oriente os estudantes para que façam os cálculos em partes. Primeiro, peça que calculem a quantidade de soro que deverá ser preparada para

1 000 frascos:

1 frasco 500 mL

1 000 frascos x

x = 500 000 mL

Após obter a quantidade de soro que deverá ser preparada, eles podem calcular a quantidade de glicose necessária, novamente pela regra de três:

5 g de glicose 500 mL de soro (solução)

x 500 000 mL de soro (solução)

x = 5 000 g = 5 kg

Caso os estudantes tenham dificuldades, faça os cálculos na lousa com eles.

1 Foram dissolvidos 20 g de açúcar em um copo contendo água. O volume da solução obtida foi igual a 0,2 L. Calcule a concentração em g/L do açúcar nessa solução.

2 No problema anterior, qual é a concentração expressa em g/mL? Dado: 1 L corresponde a 1 000 mL.

3 Se a concentração da glicose no soro para aplicação intravenosa é igual a 5% (5 g de glicose em cada 100 mL de solução), qual é a quantidade de glicose, em kg, necessária para preparar 1 000 frascos contendo cada um 500 mL de soro? Dado: 1 kg corresponde a 1 000 g

Presença de catalisador

Em vez de fórmula, pode-se resolver o problema pela regra de três.

Catalisadores são substâncias com capacidade de acelerar determinadas reações químicas. Os catalisadores interagem com os reagentes, fazendo com que a reação entre estes seja mais fácil de ocorrer, ocasionando um aumento na formação de produtos por unidade de tempo.

Devido a essas características, os catalisadores são muito utilizados em indústrias químicas, pois quanto maior a velocidade da reação, mais eficiente é o processo e menor o tempo gasto para a obtenção de determinada substância.

Se deixarmos o peróxido de hidrogênio (H2O2) em um recipiente aberto, aos poucos vai ocorrer uma reação de decomposição em água e oxigênio:

2 H2O2 2 H2O 1 O2

Porém, se introduzirmos no recipiente uma placa de platina, a reação ocorre muito mais rapidamente. Observe na fotografia o desprendimento gasoso em torno da platina, que neste caso é o oxigênio (O2). A platina atuou como catalisador, acelerando a reação.

Avaliação

Diagnóstico: Assim como nas atividades da página 202, essa seção também envolve os conceitos químicos estudados até o momento, e a conversão de unidades e cálculos matemáticos, o que permite verificar se os estudantes compreenderam esses temas.

Estratégia: Caso os estudantes apresentarem dificuldades, é importante rever os conteúdos dessa página e realizar cálculos com outros exemplos em que se possa trabalhar com conversão de unidades e cálculos matemáticos.

Imagens: Sandra Fanzeres

Reação de decomposição do peróxido de hidrogênio (H2O2). À direita, a reação ocorre em presença de platina.

Alteração da velocidade de reação por meio da superfície de contato

Material:

• 2 copos longos com capacidade de 300 mL;

• 2 comprimidos efervescentes de vitamina C;

• saco plástico;

Procedimentos

1. Coloque cerca de 100 mL de água em cada copo.

• relógio ou cronômetro;

• água.

2. Coloque um dos comprimidos em um saco plástico e quebre-o em pedaços bem pequenos.

3. Transfira o conteúdo do saco plástico, de uma só vez, para o copo com água e verifique o tempo gasto até que acabe o desprendimento de gás (final do borbulhamento). Registre esse tempo.

4. Repita o processo anterior com o outro comprimido, mas mantenha-o inteiro, e verifique o tempo gasto até o fim do borbulhamento. Registre também esse tempo.

5. Descarte na pia, sob água corrente, as duas soluções obtidas.

1 Qual dos comprimidos se dissolveu mais rápido: o que estava dividido em pequenos pedaços ou o inteiro?

Por quê?

2 Houve reação química ou somente a dissolução do comprimido?

3 Se uma pessoa quisesse cozinhar batatas rapidamente para fazer um purê, você recomendaria que as picasse ou as cozinhasse inteiras? Justifique.

Conservação dos alimentos

Conhecer as formas de conservação dos alimentos é muito importante não só para mantê-los em boas condições por mais tempo, como também para preservar suas propriedades nutricionais e evitar contaminação por microrganismos patogênicos (causadores de doenças), como fungos e bactérias.

Os alimentos não perecíveis – ou seja, que duram mais tempo – dispensam refrigeração ou armazenamento especial. São exemplos desses alimentos: enlatados, açúcar, grãos, cereais, biscoitos, produtos desidratados (sopas, sucos, leite em pó etc.) e os conservados em embalagens longa-vida. O grande cuidado está em sempre observar o prazo de validade e não consumir alimentos cujas embalagens estejam amassadas ou estufadas, pois podem estar contaminados por microrganismos.

Os alimentos perecíveis são aqueles que se deterioram com mais rapidez: frutas, verduras, carnes, ovos, leite (quando não embalados de forma especial) e seus derivados. Produtos desse tipo precisam ser conservados sob refrigeração.

Pesquise em outras fontes para obter mais informações sobre os riscos associados à conservação dos alimentos. Depois, com a ajuda do professor:

1 Organize um mural com o material obtido pela turma. Se possível, elabore com os colegas uma cartilha com linguagem acessível para informar à comunidade.

Foco na BNCC

Competência geral 2: A atividade mobiliza a competência ao explicar as características observadas no experimento, o que exercita a curiosidade intelectual e a reflexão para explicar fenômenos com base nos conhecimentos científicos.

Competência geral 8: O trabalho com a seção Um pouco mais sobre desenvolve aspectos da competência, pois o conhecimento dos cuidados para a conservação dos alimentos possibilita que os

Orientações

O experimento é fundamental para que os estudantes percebam, na prática, as implicações do aumento da superfície de contato.

Separe previamente os materiais necessários para o experimento. Ressalte para os estudantes que em hipótese alguma devem levar os comprimidos de vitamina C à boca ou provar a solução obtida.

Lembre-os de que o uso de qualquer medicação requer orientação médica.

Esta é uma oportunidade para abordar também os riscos da automedicação. A leitura da seção Um pouco mais sobre colabora para que os estudantes compreendam que boas práticas de conservação dos alimentos são fundamentais para a manutenção da saúde. É importante que saibam identificar se as condições de acondicionamento e temperatura dos produtos que vão consumir estão adequadas. Além da proposta destacada na seção, é possível pedir a eles que se informem a respeito de contaminação cruzada de alimentos.

½ Experimentar –Respostas

1. Espera-se que o comprimido dividido em pequenos pedaços se dissolva mais rapidamente.

2. Houve uma reação química evidenciada pelo desprendimento de gás.

3. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes recomendem que as batatas sejam cortadas para cozinharem mais rapidamente.

½ Um pouco mais sobre –Resposta

1. R esposta pessoal. Espera-se que a temperatura de armazenamento, formas de acondicionamento e verificação de prazos de validade sejam o foco na produção do mural. 207

estudantes tomem atitudes que contribuam para manutenção da saúde.

Competência geral 9: O trabalho em grupo promove o desenvolvimento da cooperação, do respeito e da empatia, e mobiliza a competência. A tentativa de explicar os fenômenos observados possibilita compreender conceitos científicos fundamentais e promove o domínio dos procedimentos de investigação científica.

Foco nos TCTs

A seção Um pouco mais sobre possibilita o trabalho com o tema contemporâneo transversal Educação Alimentar e Nutricional pois promove a reflexão sobre a importância da conservação correta dos alimentos.

Orientações

Explique para os estudantes que praticamente todas as transformações que ocorrem em nosso corpo são mediadas por reações químicas. É importante apontar que em muitos dos exames são utilizadas substâncias que reagem com aquelas presentes em nosso organismo, que fornecem dados para quantificá-las e possibilitar diagnósticos.

O teste do pezinho é um desses exames, e muitas doenças podem ser detectadas nesse exame, além daquelas descritas na seção Formação cidadã. Em 28 de maio de 2021, o governo noticiou a ampliação desse teste para que detectasse até cinquenta novas doenças. Solicite aos estudantes que pesquisem essa reportagem e a propaganda em forma de cartaz. Se não encontrarem a imagem, tente trazer para sala de aula informações sobre outras doenças que podem ser detectadas nesse exame e explique-as brevemente.

A resposta da questão é pessoal, mas espera-se que os estudantes concluam que o teste deve ser gratuito, principalmente devido à desigualdade social em nosso país.

Oriente-os na formação dos grupos e na elaboração da atividade. Peça que leiam o texto e discutam com os colegas de grupo. A seguir, promova uma discussão com a turma sobre a importância desse exame para a manutenção da saúde da população. Essa discussão possibilita levantar aspectos que promovem a cultura da paz, de acordo com o Objetivo de Desenvolvimento Sustentável 16 da ONU. A diminuição das desigualdades sociais e o acesso à saúde são aspectos fundamentais para a promoção de uma sociedade pacífica.

O teste do pezinho: um direito da criança

A causa de diversas enfermidades é a falta de informação genética para ativar a produção de determinada enzima. Nesse caso, o metabolismo, conjunto de reações químicas que nos mantém vivos, fica comprometido, causando alterações que podem ser muito graves.

O teste do pezinho, feito em crianças recém-nascidas, consiste em um exame de sangue que possibilita detectar alguns distúrbios metabólicos de origem genética e algumas doenças congênitas, adquiridas ainda no útero da mãe.

Sua obrigatoriedade é estabelecida pelo Estatuto da Criança e do Adolescente (ECA). Para garantir um resultado confiável, o ideal é que o teste seja realizado 72 horas após o nascimento, quando o bebê já está mamando. Por esse motivo, a coleta, geralmente, é feita após a alta hospitalar. Com uma “picada” no calcanhar, três gotinhas de sangue são colhidas em papel especial e enviadas a um laboratório para o teste. No teste básico, ou tradicional, são pesquisadas duas doenças: o hipotireoidismo e a fenilcetonúria. O hipotireoidismo é causado pelo mau funcionamento da glândula tireoide (que fica localizada no pescoço); o tratamento requer medicação. Na fenilcetonúria, o organismo da criança não consegue processar a substância chamada fenilalanina, presente em muitos alimentos, por não produzir a enzima que atua no metabolismo dessa substância. Assim, há acúmulo de fenilalanina no organismo, provocando sérias alterações. O tratamento deve ser feito por meio de dieta especial, sem fenilalanina. Nos rótulos de alimentos industrializados que contêm fenilalanina, como refrigerantes dietéticos à base de aspartame, há um aviso ao consumidor sobre a presença dessa substância, para que seja possível evitar o consumo do produto.

O teste do pezinho é uma medida importante para realizar o diagnóstico precoce de doenças do metabolismo.

Esse exame contribui para que as crianças tenham um tratamento correto e possam melhorar a expectativa e a qualidade de vida. As campanhas sobre esse teste contribuem para que a população tome decisões fundamentadas em conhecimentos científicos.

Foco nos TCTs

A seção Formação cidadã possibilita o trabalho com os temas contemporâneos transversais Saúde e Direitos da Criança e do Adolescente, pois propicia a reflexão sobre a importância do teste do pezinho sua importância para a saúde, do ponto de vista individual e coletivo.

Coleta de sangue para o teste do pezinho.

Luciana Whitaker/Pulsar Imagens

Orientações

O alerta criado por campanhas na área da saúde coletiva auxilia a população a refletir sobre a importância de exames diagnósticos ou comportamentos que são relevantes para a sociedade como um todo.

Um exemplo é a campanha de prevenção contra o câncer de mama, também conhecida como outubro rosa. Outra criação publicitária bastante conhecida é a prevenção contra o câncer de próstata, chamada de novembro azul.

Você sabia que o dia 6 de junho é o dia nacional do teste do pezinho? A campanha do mês de junho lilás destaca a importância desse exame, reconhecido como um direito dos bebês recém-nascidos.

Considerando as campanhas sobre a saúde coletiva, como você e a sua turma poderiam contribuir para informar a população sobre a importância do teste do pezinho?

O que fazer?

Organizar grupos de pesquisa para informar a população sobre a importância do teste do pezinho. Os grupos deverão realizar pesquisas teóricas sobre as doenças diagnosticadas por esse exame. Buscar dados estatísticos, em fontes confiáveis de informação, sobre a importância do diagnóstico precoce e como essa medida pode beneficiar o tratamento de doenças. Elaborar cartazes ilustrativos para que a população possa ser informada com fundamento em conhecimentos científicos.

Como fazer?

• Selecionar o material: cartolina, material de desenho, fotografias, tesoura, régua, entre outros.

• Escolher um público-alvo para a campanha, sugere-se que os cartazes sejam direcionados para pessoas da comunidade escolar, como responsáveis, professores e funcionários da escola. Organizar as informações que serão expostas no cartaz, para que a disposição do texto seja atrativa e desperte a atenção das pessoas.

• Sugere-se que sejam escolhidas imagens chamativas para tornar os cartazes mais atrativos para o público-alvo. As imagens devem estar relacionadas com o tema da pesquisa e também trazer conteúdo aos cartazes.

Apresentando o que foi feito

1 Elaborar uma feira de ciências ou espaço próprio para exibição de cartazes.

2 Exibir os cartazes para pessoas que passem pela escola, pode ser dedicada uma data específica para a exposição ou usar horários de aula, por exemplo.

3 Outra possibilidade é desenvolver um roteiro de vídeo publicitário, e realizar a filmagem da campanha do mês de junho lilás indicando as principais informações pesquisadas.

4 Com o auxílio do(a)s professore(a)s, divulgar os materiais nas redes sociais para aumentar o número de visualizações das pesquisas.

Foco na BNCC

Competências gerais 4 e 5 : As atividades 3 e 4 desenvolvem parcialmente as competências, uma vez que requerem o uso de diferentes linguagens e tecnologias digitais de comunicação para disseminar informações.

Competência específica de Ciências da Natureza 8: campanha mobiliza aspectos da competência, pois, ao divulgar a importância do teste do pezinho, os estudantes são estimulados a agir coletivamente, com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza, para tomar decisões sobre saúde individual e coletiva.

Combine previamente com a turma como a apresentação será feita: com a apresentação de cartazes ou vídeos publicitários. Disponibilize algumas aulas, de acordo com seu cronograma, para que a turma possa fazer os cartazes ou as filmagens.

Caso opte pela elaboração dos cartazes, verifique com a diretoria da escola a possibilidade de fazer a exibição em um final de semana, para que um maior número de pessoas da comunidade possa visitar. Os cartazes também podem ser fotografados e publicados no site da escola.

Se optar pelo vídeo, reserve uma aula para que os grupos possam apresentar seus trabalhos para os colegas. As campanhas podem ser compartilhadas com a comunidade por e-mail, aplicativos de mensagens ou divulgadas no site da escola.

Campanha do mês de junho lilás, que destaca a importância do teste do pezinho.

Secretaria da Saúde do Governo do Estado do Paraná

Orientações

Fale sobre a diferença entre materiais sintéticos e naturais. Retome o assunto com exemplos de materiais de uso cotidiano. Explique que os materiais sintéticos são obtidos em reações químicas, geralmente em processos industriais. Não deixe de comentar que algumas substâncias encontradas na natureza podem ser obtidas industrialmente e que, quando isso ocorre, são também consideradas sintéticas.

Destaque que a borracha natural passa por processos industriais para ser utilizada, entre os quais a vulcanização, que consiste na adição de enxofre, que se incorpora por reações químicas à sua estrutura. Vale também ressaltar que vários tipos de borracha podem ser obtidos de forma sintética.

Comente que os plásticos também são obtidos sinteticamente e sua versatilidade revolucionou a indústria. Solicite aos estudantes exemplos que justifiquem essa afirmação. Explique que a produção de materiais sintéticos é muito útil à população, mas que, em contrapartida, é responsável pelo aumento da poluição.

Medidas para minimizar os problemas relacionados ao consumo de produtos plásticos, como os 5Rs, podem ser apresentados à turma.

Neste momento, é possível ampliar os conteúdos e incentivar os estudantes a sugerir alternativas que possam minimizar os impactos da poluição do ambiente pelo mundo. Peça que identifiquem na comunidade alguma possibilidade de ação que vise à preservação local. Se necessário, cite exemplos, como o da coleta seletiva de lixo e o reúso de água.

Substâncias sintéticas

Produto final: nesse contexto, é o produto fabricado pela indústria que está pronto para ser vendido ao consumidor, como alimentos (massa de tomate, salsicha etc.) ou bens de consumo (aparelhos eletrodomésticos, livros, louça etc.).

Estamos cercados de objetos que foram fabricados (ou moldados) com matérias-primas extraídas da natureza, produzidos sem necessidade de reação química após a extração. Um exemplo são os móveis de madeira.

Outros objetos, no entanto, são artefatos provenientes das indústrias de transformação. As matérias-primas desses objetos passam por processos que envolvem reações químicas que as transformam em materiais diferentes dos encontrados na natureza, presentes tanto nos produtos finais como em produtos que ainda passarão por outras transformações. As substâncias produzidas dessa forma são chamadas substâncias sintéticas.

Da borracha natural à artificial

Por sua consistência, muito pegajosa quando aquecida, a borracha tinha pouca utilidade, até que Charles Goodyear (1800-1860), um comerciante norte-americano, misturou-a com enxofre e obteve um produto consistente (vulcanizado). A borracha vulcanizada é utilizada atualmente na fabricação de pneus e de mangueiras, no revestimento de fios elétricos etc.

Durante muito tempo, produtos sintéticos foram testados e criados para substituir a borracha.

Extração de látex em uma seringueira, Olímpia (SP) 2020.

Um mundo cercado de plástico

O plástico, produto sintético da indústria química que pode ser fabricado com diversos materiais, desempenha papel importante na economia mundial e é encontrado abundantemente no cotidiano.

O primeiro plástico foi produzido nos Estados Unidos, em 1870. O químico John Wesley Hyatt (1837-1920) participou de um concurso para a criação de um material que substituísse o marfim na fabricação da bola de bilhar, e venceu-o ao apresentar o celuloide (um material formado pela dissolução da celulose).

Munique Bassoli/Pulsar Imagens

Outros tipos de plástico foram posteriormente produzidos por meio de reações entre diferentes substâncias químicas.

Por volta de 1930, químicos ingleses descobriram que o gás etileno (C2H4), extraído do petróleo, quando submetido ao calor e à pressão, formava um plástico que foi denominado polietileno

Os plásticos são formados por reações de polimerização, isto é, pela união de muitas moléculas pequenas (monômeros), cujas reações formam uma molécula gigante – o polímero.

Se em vez do etileno for utilizado o cloreto de vinila (C2H3Cc), produz-se o policloreto de vinila (PVC) – um plástico resistente e à prova de fogo bastante utilizado em encanamentos e calhas.

Na natureza há alguns polímeros, como as proteínas, alguns açúcares (amido, celulose) e a borracha natural. O conhecimento das características e da composição dos polímeros naturais foi fundamental para que os químicos pudessem produzir polímeros artificiais.

Graças a essas descobertas, as indústrias passaram a produzir materiais mais leves e resistentes que, ao serem aquecidos, ficam maleáveis e podem ser facilmente moldados: os termoplásticos.

Na indústria têxtil, os fios de seda, linho, lã e algodão podem ser substituídos por fibras artificiais.

Os tecidos feitos com essas fibras são mais leves, têm mais durabilidade, são mais fáceis de ser lavados e passados etc.

O plástico revolucionou a indústria da embalagem. Vidro, papel e papelão etc. foram substituídos por plástico, que é mais leve, não quebra facilmente e não estraga quando é molhado.

Orientações

O politetrafluoretileno (PTFE), revestimento de panelas, o náilon (matéria-prima de tecidos, cordas etc.) e outras fibras sintéticas são polímeros.

O descarte incorreto de materiais plásticos causa grandes problemas ambientais, pois seu acúmulo na natureza gera resíduos que poluem rios, mares, lagos, represas. Ou seja, representa grande risco para o planeta pelos seguintes motivos.

• Um objeto de plástico permanece no ambiente por séculos, sem se decompor.

• As bactérias e a maioria dos microrganismos que decompõem madeira, papel, tecido e até certos metais não decompõem plástico, por sua estrutura polimérica ser muito resistente.

Dessa forma, uma maneira de minimizar os problemas ambientais decorrentes da utilização de plásticos é a implementação de políticas de reaproveitamento desses polímeros ou mesmo a redução do uso. Práticas de conscientização da população para separar o plástico no descarte para a coleta seletiva, além da implementação de usinas de beneficiamento e reciclagem, evitariam o acúmulo desses materiais no ambiente.

Converse sobre os plásticos biodegradáveis com os estudantes e sugira que pesquisem vantagens e desvantagens desse tipo de material. Comente os impactos ambientais gerados por canudos, copos e sacolas plásticas descartáveis. Sugira canecas e copos não descartáveis, que possam ser reutilizados. Atualmente tem sido difundida, em muitos encontros e congressos na área de meio ambiente, a opção de adquirir na entrada uma caneca, que pode ser devolvida ao final do evento ou comprada. 211

Orientações

Realize as atividades com os estudantes e procure tirar dúvidas na correção. É possível solicitar que os estudantes façam uma correção prévia em duplas ou grupos.

½ Mais atividades

1. É a transformação da matéria em novas substâncias.

2. a) Os reagentes. A seta indica o sentido em que a reação ocorre, e permite identificar os reagentes e os produtos da reação. Nessa reação, duas moléculas de hidrogênio reagem com uma molécula de oxigênio e produzem duas moléculas de água. Aproveite para verificar se os estudantes entendem a diferença entre átomo e molécula.

b) O produto, no caso, a água.

3. O gás oxigênio. Verifique se os estudantes compreendem o que é combustão. Se necessário, explique a eles que é a reação química exotérmica que ocorre entre um combustível (gasolina, carvão, madeira etc.) e o gás oxigênio, e libera calor.

4. a) 2.

b) 3 e 2, respectivamente.

5. a) 4, 1, 1 e 4, respectivamente.

b) 1, 3 e 2, respectivamente.

c) 2, 3, 1 e 3, respectivamente.

d) 1, 3, e 2, respectivamente.

6.

56 g de Fe 2 g de H2

x 500 g H2

x = 14 000 g = 14 kg

7. Ao trabalhar as atividades 7 e 8, verifique se os estudantes compreendem os conceitos de reação exotérmica e endotérmica. Se necessário, reveja com a turma os diagramas na página 201

Reação exotérmica é aquela que libera energia térmica; isso ocorre porque a energia dos reagentes é maior que a dos produtos. Reação endotérmica é aquela que absorve energia térmica; isso ocorre porque a energia dos reagentes é menor que a dos produtos.

8. Exotérmica, pois os reagentes terão de perder energia para se transformar em produtos.

9. A atividade requer um cálculo simples, com a fórmula v = m/t. No entanto, alguns estudantes podem não estar familiarizados com esse tipo de cálculo. Se necessário, forneça a fórmula para a turma.

v = 200 g 10 min = 20 g/min

1 O que é uma reação química?

2 Observe a equação de uma reação química: 2 H2(g) 1 O2(g) p 2 H2O(c).

O que representa:

a) O primeiro membro da equação? E a seta?

b) O segundo membro da equação?

3 Que substância é obrigatoriamente um dos reagentes da combustão?

4 Considere a reação química entre o nitrogênio e o hidrogênio para formar a amônia: N2(g) 1 3 H2(g) p 2 NH3(g)

Com base na representação, responda:

a) Qual é o índice do nitrogênio em sua molécula?

b) Qual é o coeficiente estequiométrico do hidrogênio e da amônia na reação química?

5 Copie as equações químicas a seguir e faça o balanceamento de forma que os coeficientes estequiométricos sejam os menores números inteiros possíveis. (Não há necessidade de indicar o estado físico ao representar as equações químicas.)

a) HNO3 1 Pb(OH)4 p Pb(NO 3)4 1 H2O

b) P4 1 O2 p P2O3

c) Ac 1 H2SO4 p Ac2(SO4)3 1 H2

d) P2O3 1 H2O p H3PO3

6 Considere a equação química representada a seguir:

Fe 1 H2SO4 p FeSO4 1 H2

Após balancear essa equação, calcule a massa, em kg, de ferro necessária para produzir 500 g de hidrogênio.

7 Como diferenciar uma reação exotérmica de uma reação endotérmica?

8 Uma reação em que a energia química dos reagentes é maior que a dos produtos é classificada em exotérmica ou endotérmica?

9 Se na reação química C 1 O2 p CO2 houve formação de 200 g de CO2 durante os primeiros 10 minutos, qual foi a velocidade de formação, em g/min, dessa substância?

10 Quais fatores interferem na velocidade das reações químicas?

11 Em nosso cotidiano há vários processos que envolvem mudanças de estado físico da matéria e/ou reações químicas. Esses processos normalmente são acompanhados por geração ou absorção de energia, ou apenas por trocas de calor entre os corpos. Veja alguns desses processos e classifique-os em exotérmicos ou endotérmicos.

a) Cozimento de pizza em forno a lenha.

b) Formação da neve.

c) Congelamento de alimento.

d) Evaporação do álcool.

e) Secar o cabelo molhado com secador.

10. Super fície de contato, temperatura, concentração dos reagentes e adição de catalisador.

11. Corrija a atividade oralmente com a turma e estimule a participação de todos. Verifique se os estudantes diferenciam reações endotérmicas e exotérmicas e esclareça as dúvidas.

a) Endotérmico, pois a massa necessita receber calor para assar.

b) Exotérmico, pois, para a água líquida se transformar em neve, é necessário perder calor.

f) Atrito ao esfregar as mãos.

g) Uma lâmpada incandescente acesa.

h) Vela acesa.

c) Exotérmico pois o alimento necessita perder calor para congelar.

d) Endotérmico, pois as moléculas de álcool recebem calor para passarem para a fase gasosa.

e) Endotérmico, pois as moléculas de água recebem calor para passarem para fase gasosa.

f) Exotérmico, pois o atrito produz calor.

g) Exotérmico, pois parte da energia elétrica é convertida em calor.

h) Exotérmico, pois a combustão libera calor.

12 Considere a reação a seguir, de obtenção do dissulfeto de carbono (CS2).

2 S(s) 1 C(s) p CS2(,)

Calcule a massa, em grama, dessa substância que pode ser obtida ao reagir 320 g de enxofre com quantidade suficiente de carbono.

13 O carbonato de cálcio (CaCO3), por aquecimento, se decompõe em óxido de cálcio (CaO) e dióxido de carbono (CO2) segundo a reação a seguir:

CaCO3 p CaO 1 CO2

Com 800 g desse reagente, qual é a massa, em gramas, de óxido de cálcio (CaO) produzida?

14 O ácido nítrico (HNO3) pode ser obtido pela reação entre o óxido nítrico (N2O5) e a água de acordo com a reação a seguir:

N2O5 1 H2O p 2 HNO3

Calcule a massa, em gramas, desse óxido que deve ser adicionada a água para que se obtenham 252 g do referido ácido.

15 No esquema a seguir é possível visualizar um resumo de conteúdos relativos a este capítulo. Transcreva o esquema no caderno e complete-o com os termos que estão faltando.

São formadas novas

Avaliação

Diagnóstico: As atividades finais do capítulo possibilitam avaliar se os estudantes são capazes de compreender o conceito de reação química e como são representadas segundo os códigos e linguagens da química. Além disso, destacam-se os cálculos matemáticos e as conversões de unidades relativas as reações químicas.

Estratégia: Caso apresentem dificuldades para compreender algum assunto contemplado nas atividades, retorne aos objetivos do capítulo, faça uma releitura do conteúdo e peça aos estudantes que indiquem os temas que têm dúvidas. Realizar com os alunos alguns resumos dos conteúdos também podem ser de grande auxílio para rever os assuntos tratados.

12. Oriente os estudantes a reler as páginas 198 a 200 para responder às atividades 12, 13 e 14. Peça que façam os cálculos no caderno e observe se apresentam dificuldades. As correções podem ser feitas na lousa com a turma. 2 ∙ 32 g de S 76 g de CS2 320 g de S x x = 380 g

13.

100 g de CaCO3 56 g de CaO 800 g de CaCO3 x x = 448 g

14.

108 g de N2O5 2 ∙ 63 g de HNO3 x 252 g de HNO3 x = 216 g

15. O esquema representa um mapa conceitual do conteúdo do capítulo. Se possível, reproduza-o na lousa e utilize-o para recapitular os temas estudados. Esclareça possíveis dúvidas e dificuldades.

Objetivos do capítulo

• Compreender o conceito de onda, bem como seus principais elementos, e diferenciar ondas mecânicas de ondas eletromagnéticas.

• Identificar usos do som por meio de tecnologias.

• Classificar as radiações eletromagnéticas com base em suas frequências.

• Investigar o conceito de cor dos corpos e que a luz branca é composta de várias cores.

• Relacionar as faixas do espectro eletromagnético a aplicações tecnológicas cotidianas.

• Conhecer algumas das aplicações da radiação, como as de frequências nas faixas do infravermelho e do ultravioleta, em tecnologias do dia a dia.

Orientações

Inicie trabalhando as perguntas do Para começar . Se conveniente, escreva na lousa as respostas ao item 2 do Para começar. Aproveite o fechamento do texto e a contextualização com a imagem da página para retomar a discussão sobre as radiações do cotidiano.

½ Para começar –Respostas

1. Resposta pessoal. Neste momento, é possível que os estudantes associem radiação com elementos químicos radioativos e citem exemplos como a radiação gama e os raios X. Também é possível que citem os raios ultravioleta, provenientes do Sol.

2. Resposta pessoal. É possível que citem roupas especiais de proteção, no caso da radiação proveniente de elementos químicos radioativos. Caso considerem a radiação proveniente do Sol, é possível que citem protetores solares.

3. Resposta pessoal. É possível que os estudantes mencionem exames médicos, como o de raios X, e a radioterapia, usada no tratamento de alguns tipos de câncer.

Radiações e suas aplicações 5

1 É possível reconhecer os diferentes tipos de radiação?

2 Como podemos nos proteger da radiação?

3 De que maneira podemos utilizar a radiação na prevenção e tratamento de doenças?

Avaliação

As ondas estão viajando rapidamente por todos os lugares, em todas as direções, com intensidades diferentes. São produzidas pelo Sol, por antenas de TV, rádio e celular, ou geradas por equipamentos eletrônicos em funcionamento. Algumas delas penetram em nossa pele e podem até atravessar nosso corpo. São as ondas eletromagnéticas, essenciais para o funcionamento de smartphones, redes de internet, micro-ondas e também na medicina.

Neste capítulo, vamos estudar algumas características das radiações eletromagnéticas.

Diagnóstico: Pergunte aos estudantes se estamos constantemente em contato com a radiação. É possível que alguns estudantes digam que não, reforce que a luz solar, os sinais utilizados para comunicação como o de rádio e wi-fi são exemplos de radiação, e portanto, estamos continuamente em contato com a radiação.

Estratégia: Promova uma reflexão sobre os impactos dessas radiação nos seres vivos, como os seres humanos, ressalte que os riscos à saúde dependem do nível, frequência e intensidade da exposição à radiação.

Na imagem as ondas visíveis estão nas luzes, outras podem ser ouvidas, como no som da buzinas dos carros, outras invisíveis, conectando nossos celulares, Tóquio, Japão, 2022.

Orientações

Ondas

Qualquer coisa que oscile para a frente ou para trás, para lá ou para cá, de um lado para o outro, para dentro ou para fora, está vibrando e uma vibração é uma oscilação em função do tempo, assim como uma onda é uma oscilação que está relacionada tanto com o espaço como o tempo.

O vaivém do menino em um balanço gera um movimento oscilatório.

Para iniciar o capítulo, verifique as concepções prévias dos estudantes sobre os conceitos de onda e radiação e se há relação entre eles. Pergunte onde podemos observar movimentos ondulatórios em nosso cotidiano. É possível que citem as ondas em uma corda e no balanço e na superfície da água. Ao abordar o exemplo das ondas na superfície da água, pergunte quais características eles percebem. Dê um tempo para que reflitam antes de responder. Pergunte se essas ondas são grandes, pequenas, rápidas, se diminuem ou aumentam conforme se aproximam da areia da praia e se eles já sentiram o movimento de sobe e desce que as ondas proporcionam. Outro exemplo que você pode citar é o do controle remoto, com o qual podemos ligar e desligar aparelhos a distância, por meio de ondas que não enxergamos.

Promova uma discussão sobre possíveis riscos que as ondas podem trazer para a saúde e, por outro lado, como podem ser benéficas.

Comente que, no primeiro episódio da série Cosmos (Adrian Malone, PBS, 1980), chamado “Oceano cósmico”, Carl Sagan, um dos maiores divulgadores científicos do século passado, definiu o que é uma onda com as seguintes palavras: “Propagação organizada de um desequilíbrio”.

Em todos os exemplos apresentados, podemos perceber que há perturbações em um meio e essas vibrações ou agitações são propagações energéticas, ou seja, elas se propagam transportando energia. Para criar uma onda, precisamos de um agente, uma fonte, e é ela que determina o tipo de onda que iremos formar. Por exemplo, as pregas vocais ou as cordas do violão vibram e produzem ondas sonoras no ar. Já o menino no balanço oscila, mas não produz ondas, ou seja, oscilações que se propagam com transporte de energia. Para criar uma onda, precisamos de um agente, uma fonte, que determina o tipo de onda que será formada.

Atividade complementar

Estimule os estudantes a sentir o som da própria voz. Para isso, você precisará de balões de festa.

Após encher um balão, peça aos estudantes que o segurem delicadamente, com as pontas dos dedos, e comecem a produzir sons perto dele.

Depois da atividade, pergunte: “Sentiram o balão vibrar?”; “O que produz a vibração do balão?”; “É possível produzir vibrações diferentes com a voz?”

Apresente situações em que ocorram movimentos ondulatórios: um pêndulo com linha e uma borracha (ou outro objeto), um balanço de playground, uma cadeira de balanço ou as vibrações observadas na superfície de um copo com água, quando batemos com o dedo na parede do copo. Mostre para os estudantes que essas oscilações mudam com o espaço e com o tempo.

Explique que toda onda precisa de uma fonte para ser gerada. Nos exemplos citados, pode ser um empurrão, um peteleco ou até um grito próximo a um copo descartável, que o faz se mexer e gera vibração. Os estudantes devem perceber, nesses casos, que há perturbações em algum meio e que elas são propagações de alguma forma de energia, ou seja, propagam-se com transporte de energia.

A vibração das cordas de um violão produz ondas sonoras.

O movimento das ondas do mar.

Wojciech Kozielczyk/iStockphoto.com

Dayane Raven

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Quando conversamos, cantamos ou gritamos, estamos produzindo vibrações em nossas pregas vocais, que se propagam pelo ar.

Orientações

Há ondas que necessitam de um meio para se propagarem; outras, não. Diferencie para os estudantes ondas mecânicas de ondas eletromagnéticas. Ressalte a principal distinção entre as ondas: a necessidade ou não de um meio de propagação.

Se houver disponibilidade, discuta também, de forma qualitativa, ondas gravitacionais, sobre as quais os estudantes já podem ter ouvido falar. Comente que, segundo a teoria da relatividade geral de Einstein, todo corpo com massa distorce o espaço-tempo ao redor. É possível fazer um experimento em que o espaço-tempo seja a superfície de uma cama elástica (ou um lençol, por exemplo), e um corpo massivo, como a Terra, seja representado por uma esfera de metal sobre a cama.

Os estudantes devem perceber que a esfera de metal deforma a cama elástica. É o que acontece com o espaço-tempo em torno de corpos massivos. Quanto mais massa tem o corpo, maior a distorção no espaço-tempo. Os corpos mais densos do Universo são os buracos negros e, quando se movem de forma acelerada, a perturbação causada por eles é transmitida ao longo do espaço-tempo, o que gera as ondas gravitacionais.

É importante explorar que a velocidade de propagação de uma onda muda com o meio. Para isso, use as tabelas desta página. Mostre que o comprimento de onda é a distância entre duas cristas consecutivas ou entre dois vales consecutivos. Explore a figura no fim da página.

Também é possível antecipar temas que serão trabalhados mais adiante e citar aplicações práticas desses elementos das ondas. Explique, por exemplo, que diferentes amplitudes resultam em sons de maior ou menor volume, ou que frequências diferentes são a única diferença entre a luz visível e a radiação infravermelha ou ultravioleta, que não enxergamos.

Características das ondas

Já sabemos que as ondas mecânicas são vibrações que se deslocam transportando energia e que necessitam de um meio de propagação para que essa energia seja levada de um ponto para o outro. Mas há ondas, como as utilizadas por emissoras de rádios ou produzidas por um micro-ondas, que não necessitam de um meio especial para se propagarem, podendo transmitir energia até no vácuo, essas são as ondas eletromagnéticas. As ondas apresentam características específicas, e são essas características que determinam a velocidade e o comprimento de onda e o quanto de energia transportam. Com essas informações, podemos utilizar as ondas para objetivos diferentes em nosso dia a dia.

As ondas não viajam com a mesma velocidade, ou seja, não percorrem a mesma distância em um mesmo intervalo de tempo. O que determina a velocidade de uma onda é sua natureza. A maior velocidade possível para uma onda é de 300 000 km/s, que é a velocidade com que as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo. Essa velocidade é conhecida como a velocidade da luz. Na maioria dos casos, quanto mais denso o meio de propagação, menor será a velocidade das ondas eletromagnéticas. Veja como a velocidade da luz muda com o meio de propagação.

Meio Velocidade da luz (km/s)

Vácuo 300 000

Água 225 000

Vidro 200 000

Diamante 125 000

A Refração da Luz. Seara da Ciência, Superintendência de Tecnologia da Informação. Disponível em: https://seara.ufc. br/pt/tintim-por-tintim/fisica/arefracao-da-luz/. Acesso em: 21 abr. 2022.

A velocidade do som também varia com o meio. Ao contrário das ondas eletromagnéticas, o som é uma onda mecânica, e na maioria dos casos sua velocidade aumenta com o aumento da densidade do meio. A tabela abaixo mostra como varia a velocidade do som em metros/segundo, em função do meio de propagação e da temperatura.

Meio de propagação Velocidade (m/s)

Ar (0 °C) 331,4

Água (15 °C)

Ferro (20 °C)

1 450

5 130

BERTULANI, Carlos. Ondas sonoras. Curso de Física 2 Interativo. Disponível em: https://www.if.ufrj.br/~bertu/ fis2/ondas2/ondas2.html. Acesso em: 21 abr. 2022.

dois

Outra característica das ondas é seu comprimento. O comprimento de um pulso, de uma vibração, é chamado de comprimento de onda, que é a distância entre duas cristas sucessivas de uma onda, que é a distância entre valores repetidos sucessivos num padrão dessa onda. Para representar o comprimento de onda usaremos a letra grega lambda (l), e o comprimento será dado pela distância entre duas cristas consecutivas ou dois vales consecutivos da onda. Na imagem ao lado, apresentamos as cristas (pontos superiores), os vales (pontos inferiores), o comprimento e a amplitude da onda.

O comprimento de onda tem relação com outra característica importante, a frequência de vibração. A frequência de uma onda é sempre igual a frequência da fonte que a produzir e indica quantas vibrações, pulsos ou ondas são produzidas em determinado intervalo de tempo. A unidade mais utilizada para frequência é o hertz (Hz), que indica quantas vibrações são produzidas por segundo.

Nossos olhos só percebem ondas eletromagnéticas em determinada faixa de frequência, que varia de 4,1 1014 Hz até 7,5 1014 Hz, e nossos ouvidos só reconhecem sons que variam na faixa de 20 Hz a 20 000 Hz.

Nas imagens abaixo podemos observar dois conjuntos de ondas, geradas por fontes diferentes. Repare que a primeira fonte produziu mais pulsos em um mesmo intervalo de tempo. Há mais cristas na primeira onda do que na segunda.

Orientações

As potências de base 10

As potências de base 10 são acompanhadas por um expoente que indica a quantidade de zeros após o algarismo 1. Por exemplo:

100 = 1

101 = 10

102 = 100

103 = 1 000

104 = 10 000

105 = 100 000

Ondas em alta e baixa frequência.

Podemos observar uma relação entre as grandezas frequência e comprimento de onda. Essas grandezas são inversamente proporcionais, de modo que, para um mesmo meio de propagação, quanto maior a frequência de uma onda, menor será o comprimento. Existe uma relação matemática entre as três grandezas apresentadas anteriormente: velocidade de propagação da onda (v ), comprimento de onda (l) e frequência de vibração (f ).

1 As ondas eletromagnéticas diferem de ondas sonoras por diversos aspectos, entre os quais:

a) ondas eletromagnéticas têm comprimento de onda, e ondas sonoras não.

b) ondas eletromagnéticas podem se propagar no vácuo, e as sonoras, não.

c) apenas ondas eletromagnéticas têm velocidade constante.

d) apenas ondas sonoras podem se propagar na água.

2 Uma onda propaga-se, da esquerda para a direita, em uma corda, e o formato da corda em um determinado instante é representado no gráfico abaixo. A onda apresentada se desloca com velocidade de 0,5 cm/s.

Com base no gráfico, determine:

a) o comprimento de onda.

b) a amplitude da onda.

c) a frequência de vibração.

Ao abordar a medida das frequências, retome com a turma as potências de 10 com expoentes positivos e negativos. Explore o quadro da página. Há dois gráficos com linhas onduladas lado a lado, que representam ondas com quantidades de pulsos diferentes. Neste momento, é importante relacionar a quantidade de pulsos, por unidade de tempo, com a frequência da onda, para que os estudantes entendam a relação entre o comprimento e a frequência da onda. Explore a relação matemática entre as três grandezas: frequência, velocidade de propagação e o comprimento de onda.

½ Atividades – Respostas

1. Alternativa b As ondas sonoras são ondas mecânicas e precisam de um meio material para se propagar. Já as ondas eletromagnéticas podem se propagar no vácuo.

2. Incentive os estudantes a explorar o gráfico e reconhecer seus eixos e as informações representadas antes de responder às questões. Se necessário, auxilie-os na interpretação do gráfico e o reproduza na lousa.

a) O comprimento de onda pode ser dado pela distância entre duas cristas consecutivas. Pelo gráfico, pode-se constatar que essa distância é de 2 m.

b) A amplitude é igual a 0,50 m.

c) Pela equação fundamental da ondulatória:

v = ã . f

2 = 2 f

F = 1 Hz

Avaliação

Diagnóstico: Os itens da seção Atividades permitem verificar se os estudantes compreenderam aspectos básicos sobre ondas que serão necessários no prosseguimento do capítulo. Estratégia: Caso apresentem dificuldades, retome o conteúdo desde a abertura desse capítulo, destacando os momentos em que os conceitos pedidos são mostrados.

Orientações

Defina para os estudantes os tipos de onda da mesma natureza utilizados na comunicação, na Medicina e no cotidiano. Ao tratar dos tipos de radiação, explique se são de maior ou menor frequência, característica relacionada aos riscos à saúde.

As ondas eletromagnéticas são divididas entre radiações não ionizantes e ionizantes, ou seja, entre aquelas que só produzem aquecimento quando interagem com materiais e aquelas que produzem a separação de moléculas e são associadas ao surgimento de radicais livres e de tumores.

Explore a figura do espectro eletromagnético com a turma. Não é necessário que decorem a frequência dos tipos de onda, mas que se familiarizem com eles.

Se convier, trabalhe a história das ondas eletromagnéticas, que ocorreram paralelamente aos estudos sobre a luz, sobre as ondas de rádio e sobre os raios X, como se não estivessem relacionados.

Foi apenas com o desenvolvimento dos estudos sobre eletricidade e magnetismo que se percebeu que determinados aparatos experimentais produziam ondas, pois estas geravam efeitos a distância. Foi o experimento de Hertz que comprovou a existência das ondas, que eram de rádio, no início do século passado (o uso prático dessas ondas só foi obtido depois).

Ao determinar a velocidade de propagação dessas ondas, foi descoberta a equivalência com a velocidade da luz, e outros experimentos determinaram que se tratava de ondas da mesma natureza. Quanto aos raios X, sua classificação como ondas eletromagnéticas veio depois, uma vez que, por se tratar de radiação energética e ionizante, seu comportamento se assemelhava ao de partícula (tanto que era estudado pelo grupo de Becquerel, pesquisador da radioatividade natural); assim, somente com o desenvolvimento da Quântica e da ideia de dualidade onda-partícula que se compreendeu o que eram os raios X.

O espectro eletromagnético

O espectro eletromagnético é um gráfico no qual aparecem as escalas de radiações eletromagnéticas. Ele apresenta o intervalo completo de todas as possíveis frequências da radiação eletromagnética, e se estende desde as ondas de baixa frequência, ondas de rádio, até as de maior frequência, como as da radiação gama. São sete tipos de ondas eletromagnéticas, aproximadamente no centro fica a radiação visível para os olhos humanos.

Veja na figura abaixo a representação do espectro eletromagnético.

Podemos perceber que da esquerda para a direita há um aumento da frequência de vibração da radiação eletromagnética. Lembre-se de que quando aumenta a frequência de uma onda eletromagnética, o comprimento de onda se reduz. Lembre-se que que quando aumentamos a frequência de uma onda eletromagnética estamos reduzindo o seu comprimento de onda.

Observe na figura acima que o comprimento de onda diminui da esquerda para a direita.

Dependendo da frequência das ondas eletromagnéticas, essas radiações podem ser classificadas em ionizantes e não ionizantes. Radiações não ionizantes têm baixa energia e estão sempre a nossa volta, tais como a luz, o calor e as ondas de rádio. Sem radiações não ionizantes, nós não poderíamos apreciar um programa de TV ou aquecer um alimento no forno de micro-ondas. Radiações ionizantes possuem altos níveis de energia e são originadas do núcleo de átomos, e podem alterar o seu estado físico e causar a perda de elétrons, tornando-os eletricamente carregados. Este processo chama-se “ionização”.

Agora vamos conhecer algumas características das radiações do espectro eletromagnético.

Representação da diminuição do comprimento de onda da esquerda para a direita.

Representação simplificada em cores-fantasia.

Espectro eletromagnético para os diferentes tipos de ondas.

Fonte: MOSCA, G; TIPLER, P. A. Física para cientistas e engenheiros 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.

ondas de rádio micro-ondas luz visível raios x

infravermelho ultravioleta raios gama

A luz visível aos nossos olhos

Como podemos perceber, há uma pequena porção do espectro eletromagnético que corresponde à luz visível. Ao longo deste trecho onde o comprimento de onda varia de 400 nm (luz violeta) a 750 nm (luz vermelha) a radiação pode ser captada pela visão humana.

A luz do Sol, por exemplo, propaga-se no vácuo e ao atingir nosso planeta encontra vários materiais diferentes (ar, água, vidro, plásticos etc.), e essa radiação pode ser absorvida, refletida ou atravessar esses objetos. Assim, podemos classificar os materiais como transparentes, translúcidos ou opacos. Os materiais transparentes permitem totalmente a passagem de luz sem obstruir e desviar seu caminho, nos translúcidos a luz consegue atravessar e mantém trajetórias irregulares e nos opacos a luz não consegue atravessar. Observe as imagens a seguir.

Orientações

Para ampliar o entendimento sobre como os materiais interagem com a luz, leve diferentes exemplos para que os estudantes classifiquem o meio como opaco, translúcido ou transparente.

Algumas possibilidades são:

• copo com água (transparente);

• copo com refrigerante (translúcido);

• copo com óleo (translúcido);

• copo com areia (opaco);

• lente de óculos (transparente).

Atividade complementar

Por que um objeto opaco tem cor? Para responder a essa pergunta vamos começar falando de um experimento muito famoso realizado pelo físico Isaac Newton.

Em 1665, quando Isaac Newton tinha 23 anos, dispondo apenas de alguns prismas, lentes e da luz do sol, fez um pequeno furo em uma cortina de modo a obter um feixe estreito de luz que fez incidir sobre o prisma. A luz, depois de passar pelo prisma, projetava sobre a parede oposta uma mancha alongada, com as cores distribuídas do vermelho ao violeta, conforme mostra a imagem ao lado.

O conhecimento científico sobre luz e cores influenciou também a arte da pintura. No trabalho do pintor impressionista Georges Seurat, por exemplo, podemos observar uma técnica chamada pontilhismo. Trata-se de uma técnica de pintura na qual as cores são organizadas pela justaposição de pinceladas. A impressão das formas e cores fica por conta da visão do espectador. Vendo essas pinturas de perto, percebemos pontinhos de diferentes cores, mas, à distância, podemos ver as imagens e cores formadas. Selecione imagens de telas de pintores impressionistas ou peça aos estudantes que o façam. Solicite que, em duplas, pesquisem a vida, obra e o significado das cores no trabalho desses pintores e elaborem cartazes ou slides, para uma apresentação multimídia, com o resultado das pesquisas.

Imagem de objeto através dos meios: transparente (1), translúcido (2) e opaco (3).

Imagem de Newton quando chegou à conclusão de que a luz branca do sol é composta de luzes de todas as cores visíveis.

Imagens: Fernando Favoretto

Granger/Fotoarena

Orientações

Discuta o fenômeno da refração da luz. Mostre que há desvios para as diferentes cores. Na refração, a luz se propaga com velocidades diferentes em cada meio. Assim, quando sai do ar e atravessa um copo cheio de água, sua velocidade diminui e o raio muda de direção, o que causa o efeito visual.

Aproveite a última imagem da página para falar um pouco sobre os cones, um tipo de célula presente nos nossos olhos que nos permite perceber as luzes vermelha, verde e azul; por isso, a mistura dessas três cores nos dá a sensação de luz branca. Além da luz branca, a quantidade diferente de cada uma delas nos possibilita ver todas as cores do espectro visível. Isso pode ser observado nas configurações de cores em programas simples de computador que tenham recursos para colorir. Pode-se observar que as cores são sempre geradas de gradações de vermelho, verde e azul.

Atividade complementar

Para trabalhar a refração, leve um copo transparente com água. Coloque uma moeda dentro do copo e peça aos estudantes que observem e comentem o que veem. Ao olhar a moeda no fundo de um copo com água, visto de cima, a moeda parece estar mais próxima da superfície do que de fato está.

½ Construindo lentes com água

Material:

• 1 tubo de ensaio de 10 ou 20 mL;

• 1 rolha.

Procedimentos

1. Encha o tubo de ensaio com água. Manuseie-o com cuidado para prevenir acidentes.

2. Tampe bem o tubo com a rolha. Cuidado para não formar bolhas de ar.

3. Obser ve os objetos através dessas lentes.

Responda:

a) Como vemos as imagens dos objetos através dessas lentes?

Quando o raio de luz incide nas lentes, o objeto é refratado duas vezes: ao chegar e ao sair delas. O desvio dá a impressão de que o tamanho dos objetos é diferente. Afastando-se a lente do objeto, a imagem inverte-se.

b) As imagens são iguais aos objetos observados sem as lentes? Há diferença de tamanho?

As imagens apresentam tamanhos diferentes. São ampliadas pelas lentes.

Newton então chegou à conclusão de que a luz branca do sol é composta de luzes de todas as cores visíveis. O que o prisma faz é, simplesmente, separar essas cores. Ele percebeu que o desvio da luz violeta era máximo, o da vermelha era mínimo e as outras tinham desvios intermediários. De modo a confirmar sua conclusão, Newton fez a luz espalhada pelo prisma incidir sobre outro prisma, colocado na posição invertida e com isso pôde observar que a luz branca surgia do outro lado. A luz branca é formada por um conjunto de diferentes radiações e, por isso, também pode ser chamada de luz policromática, e quando a luz é formada por apenas uma cor a chamamos de luz monocromática.

Você sabia que não é necessário somar todas as cores visíveis para obter o branco? Há três cores chamadas de primárias: o vermelho, o azul e o amarelo. Se projetarmos, sobre uma parede branca, feixes de luz com essas três cores primárias, observamos que a soma delas, no centro, será branca. Outras cores visíveis podem ser obtidas ao se somar essas três cores, variando a intensidade de cada uma delas. Por exemplo, a soma da luz vermelha com a luz amarela, podemos obter o laranja.

luz branca

violeta violeta vermelho vermelho branco

Mistura de cores resultando em tonalidades diferentes.

Refração da luz branca nas cores visíveis.

Representação simplificada em cores-fantasia.

Orientações

A soma das cores

Material:

• um pedaço de cartolina branca;

• lápis;

• fita adesiva;

• caixa de lápis de cor;

• tesoura;

• um compasso.

Procedimentos

1. Usando o compasso para desenhar o molde, recorte um disco da cartolina.

2. Divida este disco de cartolina em sete setores aproximadamente iguais.

3. Pinte cada um desses setores com uma cor: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta. Não há necessidade de forçar muito na hora de pintar, cores mais suaves vão fornecer um resultado melhor.

4. Faça um furo no centro do disco e passe o lápis por ele. O disco não deve se mover em relação ao lápis. Use a fita adesiva para fixar o lápis no disco.

5. Com o lápis apoiado sobre a mesa, gire-o rapidamente.

1 O que acontece quando você gira o lápis?

2 Levando em consideração o experimento, como podemos definir a cor banca?

3 Se utilizarmos outro disco com apenas três setores (vermelho, verde e azul), teremos o mesmo resultado?

Foco na BNCC

Competência geral 2 e competência específica de Ciências da Natureza 2: A atividade experimental permite exercitar a curiosidade e o método científico, o que desenvolve aspectos dessas competências.

EF09CI04 : O estudo da seção mobiliza aspectos da habilidade, pois, no experimento, os estudantes poderão compreender que a luz branca é formada pela junção de luzes de diferentes cores.

A rotação do disco de Newton em velocidade adequada produz um efeito visual de soma de cores, de modo que enxergamos a cor branca.

Na atividade em sala de aula, é importante que o disco tenha cores intensas. É possível imprimir um disco pronto ou produzi-lo com canetas hidrocor e então colocá-lo em um dispositivo gire de forma regular como um ventilador.

Pergunte aos estudantes, antes de fazer o experimento, o que esperam do resultado. Após girar o disco, eles devem chegar à conclusão de que a luz branca pode ser obtida pela soma das demais. Ao fazer o experimento, espera-se que concluam que a resposta será a mesma da questão 1

Peça aos estudantes que comparem o resultado do experimento com os resultados obtidos por Newton na dispersão da luz branca. Sugira que registrem suas conclusões no caderno. Esclareça que a combinação de cores para formar outras com luzes é diferente de quando usamos pigmentos, presentes nas tintas. Em geral, os estudantes já fizeram combinação de cores nas aulas de Arte, mas, quando se trata de luzes, formamos as cores secundárias com base nas primárias: vermelha, verde e azul, que é o sistema RGB (Red, Green, Blue).

Nas telas de celulares, televisores, computadores etc. há células dessas três cores, e assim reproduzem imagens de todas as cores. Possibilite que os estudantes façam testes diferentes, como iluminar o anteparo branco com as lanternas diferentes e misturar as cores como quiserem. Aproveite e peça que iluminem objetos de cores diferentes, como estojos e capas de cadernos. Discuta os resultados observados.

½ Experimentar –Respostas

1. Ao girar o lápis, temos a percepção, por conta da velocidade de rotação, de que as cores se misturam, e essa soma de cores resulta na cor branca.

2. A cor branca pode ser definida como a superposição ou soma das demais cores do disco de Newton.

3. Sim, a soma das três cores primárias também dá origem à luz branca.

Orientações

Oriente os estudantes a formar duplas para ler e discutir as informações do texto. A seguir, peça que façam as pesquisas para a atividade. Se possível, reserve antecipadamente a sala de informática para que possam fazer as pesquisas na internet. Caso não seja possível, peça que pesquisem em casa e tragam suas anotações para discussão em sala de aula. Como é possível que nem todos tenham acesso à internet em casa, verifique se há bibliotecas na região e oriente os estudantes a visitá-las, se necessário.

½ Caminhando pela História – Resposta

1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes reconheçam que os smartphones trouxeram muitos benefícios, entre eles o acesso facilitado à internet. Conduza a discussão de modo que as diferentes opiniões sejam respeitadas.

A transmissão do som e da imagem

Há 168 anos, era inaugurada a primeira linha de telégrafo do Brasil

[...] Se nos dias de hoje a internet se constitui num dos principais meios de comunicação, sendo considerada uma das principais ferramentas da globalização, no século XIX a realidade era outra, a informação chegava através de cartas. Ao menos até a invenção dos telégrafos, um dos inventos mais significativos daquele século, sendo responsável por mudar a comunicação e também desenvolver uma forma própria de descrever os acontecimentos através de vocabulário, linguagem e ritmo por inúmeras pessoas em todo o mundo.

O telégrafo foi um sistema de comunicação desenvolvido antes do telefone, com o objetivo de transmitir mensagens de forma confiável e segura de um ponto a outro através de grandes distâncias. Foi muito utilizado pelos governos e corporações militares para transmitir mensagens por meio de uso de códigos e nenhuma outra mensagem poderia ser transmitida pelo mesmo fio antes que a primeira tivesse chegado ao seu destino final. O código Morse, criado por Samuel Morse, era amplamente utilizado nos telégrafos. [...]

HÁ 168 ANOS, era inaugurada a primeira linha de telégrafo do Brasil. Biblioteca Nacional, [s. l.], 12 maio 2020. Disponível em: https://www.bn.gov.br/acontece/noticias/2020/05/ha-168-anos-era-inaugurada-primeira-linha-telegrafo. Acesso em: 12 abr. 2022.

[...] Atualmente o estimado no Brasil é que exista cerca de um smartphone por habitante. No entanto, a paixão do brasileiro pela telefonia data o ano de 1877, quando o Brasil se tornou o segundo país do mundo a ter uma linha telefônica. Dom Pedro II trouxe o aparelho telefônico para o Brasil após conhecer a invenção na Exposição do Centenário da Independência dos Estados Unidos, instalando-o no Palácio de São Cristóvão, no Rio de Janeiro. Ainda no mesmo ano, a primeira linha telefônica foi estabelecida no Rio de Janeiro. Ela fazia a comunicação entre a loja O Grande Mágico, na Rua do Ouvidor, ao Quartel do Corpo de Bombeiros.

[...]

O Rio de Janeiro também é o primeiro local a receber tecnologia celular no ano de 1990. Os primeiro aparelhos tinham como função apenas a transmissão de voz. Dez anos depois, surge o termo smartphone, com o Ericsson R380. Antes dele, em 1994, foi comercializado o IBM Simon, primeiro aparelho que combinava agenda, calendário, e-mail e suportava a instalação de Apps. No entanto, no Brasil, o primeiro smartphone vendido foi o Kyocera QCP 6035 em 2001. [...]

NASCIMENTO, Henrique. Isso é muito Black Mirror: a história do telégrafo ao smartphone. Universitas. Notícias. Educação, [S. l.], 12 mar. 2018. Disponível em: https://www.ung.br/noticias/isso-e-muito-black-mirror-historia-do-telegrafo-ao-smartphone. Acesso em: 21 abr. 2022.

Quando criado em 1876, pelo professor escocês Alexander Graham Bell, o telefone tinha sido desenvolvido de modo básico, ou se ouvia ou se falava, nunca ambos e necessitava de uma bateria para funcionar. Duas décadas depois, o padre Landell de Moura inovava com a primeira transmissão de voz em telefonia sem fio e com isso no ano de 1889 iniciava-se a história do rádio, que foi outro meio de comunicação essencial para nossa sociedade.

1 Pesquise e discuta com os colegas sobre os benefícios do desenvolvimento dos aparelhos smartphones

Foco na BNCC

Competência geral 1: A leitura do texto possibilita desenvolver a competência ao estimular a valorização de conhecimentos historicamente construídos.

Competência geral 4: A pesquisa e a discussão sobre os benefícios dos smartphones mobilizam a competência, uma vez que abordam a linguagem digital para se expressar e compartilhar informações; Competência geral 5: A competência é mobilizada, pois a pesquisa e a discussão promovem a reflexão

sobre as tecnologias digitais para se comunicar, acessar e disseminar informações.

Competência geral 7: A discussão também mobiliza a competência, pois incentiva os estudantes a exercitar a argumentação com base em fontes confiáveis de informação.

EF09CI05: O estudo da seção mobiliza aspectos da habilidade ao levar os estudantes a compreender diferentes mecanismos de transmissão de imagens e som.

Alexander Graham Bell e o telefone.

Everett Collection/Shutterstock.com

The Print Collector/Getty Images

O telégrafo, invenção que deu início à era da informação.

Agora que já sabemos que a luz branca carrega outras cores e que é possível dividir e somar luz de diferentes cores, vamos entender por que um corpo opaco tem cor. Considere um corpo opaco iluminado por uma luz branca. Se o corpo refletir todas as parcelas da luz branca incidente o corpo será branco. Se o corpo absorver toda a luz que nele incide, ele será preto.

Orientações

Mas e se o corpo não for preto nem branco? Quando você ilumina um corpo com luz branca e o observa na cor vermelha, isso significa que ele está absorvendo as demais cores e só reflete a cor vermelha.

A cor de um objeto pode representar apenas uma parcela refletida de toda a radiação visível que está recebendo. Na figura acima, por exemplo, a maior parte da radiação visível é absorvida pelo corpo de cor preta.

1 De que maneira o telégrafo e o telefone modificaram a transmissão da informação ao longo dos séculos XVIII e XIX?

2 Há uma enorme variedade de meios de comunicação que podemos usar atualmente tanto para receber informações quanto para enviá-las. Podemos destacar, por exemplo: correios, jornal, rádio, TV, telefone fixo, computador ou smartphones. Quais deles você mais utiliza? Por que você prefere esses meios de comunicação? Quais as vantagens?

3 A fotografia ao lado foi tirada em um ambiente iluminado com luz branca.

a) Por que na fotografia a camisa aparece na cor amarela?

b) Que cor veríamos a camisa se o ambiente fosse iluminado com uma luz amarela?

c) Que cor veríamos a camisa se o ambiente fosse iluminado com uma luz vermelha?

½ Atividades – Respostas

1. O telégrafo conectou o mundo de uma forma sem precedentes. Seu impacto comercial, social e cultural foi, para a época, tão significativo como o da internet nos dias atuais. Antes do telégrafo, era preciso um meio de transporte para levar uma mensagem de um ponto ao outro.

2. Resposta pessoal. Provavelmente, para a maioria dos estudantes a internet é o meio de comunicação mais adotado. Esta é uma oportunidade para discutir a confiabilidade das informações que são transmitidas. Pergunte se, antes de

transmitir as notícias e informações que recebem, eles analisam a fonte para verificar se são verdadeiras. Questione se, na época em que o rádio e a televisão eram os principais meios de comunicação, também havia preocupação com a veracidade das informações.

3. Verifique se os estudantes compreendem que a cor de um objeto é a cor da luz refletida por ele.

a) Há reflexão da cor amarela e absorção das demais.

b) Amarela.

c) Preta. A camisa absorve a luz vermelha e não reflete nenhuma.

Proponha questões sobre a importância dos meios de comunicação para a sociedade. Pergunte aos estudantes se já ouviram falar em telégrafo, por exemplo, e se sabem como funciona; quais meios de comunicação eles utilizam para se informar sobre os acontecimentos que os cercam; e se os pais e avós deles também utilizam esses meios de comunicação. Os meios de comunicação têm sido empregados de forma cada vez mais recorrente para integrar o cidadão à sociedade. Os estudantes assistem a videoaulas e podem acompanhar experiências em diferentes locais do mundo. Dessa forma, rádio, jornal, telefone, internet e televisão nos possibilitam adentrar na vida sociopolítica do país e do mundo, além de serem meios de entretenimento e de expressão artística. Isso implica um volume cada vez maior de informações disponibilizadas às pessoas.

Avaliação

Diagnóstico: Utilize os itens 1 e 2 da seção Atividades para verificar se os estudantes relacionam ondas e radiações com aplicações tecnológicas recentes.

Estratégia : Se necessário, peça que imaginem como seria ficar 1 dia sem telefone, rádio e outros aparelhos que dependem de radiações para funcionar.

Raios de luz são todos refletidos em uma superfície de cor branca.

Raios de luz são todos absorvidos em uma superfície de cor preta.

Raio de luz vermelho é refletido em uma superfície de cor vermelha, as outras cores são absorvidas.

Prostock-Studio/iStockphoto.com

Os tons de cores e a proporção entre as dimensões das estruturas representadas não são os reais.

Orientações

Proponha um projeto para que os estudantes entendam como imagens conectadas eram utilizadas para produzir movimento, ou seja, o princípio básico do cinema.

Os estudantes podem criar um zootropo movimentando imagens rapidamente para criar a ilusão de movimento.

Há vários projetos disponíveis na internet, que podem servir de modelo:

• https://pt.wikihow.com/Fazer-um -Zootropo

• https://oque-e.com/como-fazer -um-zootropo-casa/

• www.youtube.com/watch?v=

NOOQrggWHck

Acesso em: 20 maio 2022.

Organize a turma em grupos e oriente-os a ler e discutir as informações do texto. A seguir, peça que façam as pesquisas para a atividade. Se possível, reserve antecipadamente a sala de informática para que os estudantes possam pesquisar na internet. Caso não seja possível, peça que pesquisem em casa e tragam suas anotações para discussão em sala da aula. Como é possível que nem todos tenham acesso à internet em casa, verifique se há bibliotecas na região e oriente os estudantes a visitá-las, se necessário.

½

Caminhando pela História – Resposta

1. Resposta pessoal. Incentive os estudantes a compartilhar os resultados de suas pesquisas e a trocar ideias com os colegas. Para isso, você pode propor uma roda de conversa, por exemplo.

Atividade em grupo

Ao longo do século XIX o cinema trouxe uma nova maneira de sociedade acompanhar a captura da imagens as transformando em movimento.

Vista exterior (a esquerda), e interior (a direita), de um Cinetoscópio.

O zootropo ou zootrópio, também denominado  zoetrope ou daedelum, é uma máquina criada em 1834 por William George Horner, composta de um tambor circular com pequenas janelas recortadas, através das quais o espectador olha para desenhos dispostos em tiras. Ao girar, o tambor cria uma ilusão de movimento aparente

1 Em grupo, pesquisem e discutam em sala de aula sobre a estrutura básica de um filme que é apresentado em uma sala de cinema.

Foco na BNCC

Competência geral 1: A leitura do texto possibilita desenvolver a competência, pela valorização de conhecimentos historicamente construídos.

Competência geral 4: A pesquisa e a discussão, por sua vez, mobilizam a competência, uma vez que estimulam o uso da linguagem digital para acessar e compartilhar informações.

Competência geral 9: O trabalho em grupo estimula a cooperação entre os estudantes, promove o respeito e a empatia e mobiliza a competência.

EF09CI05: O estudo da seção mobiliza aspectos da habilidade ao abordar diferentes mecanismos de transmissão de imagens e som.

Aparelho praxinoscópio.

SSPL/NMeM/Kodak

Collection/ Bridgeman Images/Easypix Brasil

Imagens: Bettmann Archive/Getty Images

Construído em 1877 pelo francês Charles Émile Reynaud, o praxinoscópio consistia num aparelho de formato circular no qual as imagens iam se sucedendo e davam a sensação de que estavam se movendo.

Cinema 3D

Efeitos técnicos da ilusão no cinema 3D estereoscópico

A realização de um filme 3D estereoscópico inicia-se com a filmagem feita por duas câmeras sincronizadas, colocadas uma ao lado da outra, a uma determinada distância compatível com a produção da desejada diferença de paralaxe entre as duas imagens resultantes. Existem várias marcas e modelos de suportes para a colocação das duas câmeras, e a correta utilização desses suportes, com o posicionamento dessas câmeras a distância adequada uma da outra, é o campo de atividades do estereógrafo, o técnico artista responsável pela expressividade e conforto visual proporcionado pelas imagens estereoscópicas. Algumas câmeras possuem duas objetivas (lentes), o que permite produzir dois filmes sincronizados (um esquerdo e outro direito). Seja através de duas câmeras ou de uma única câmera com duas lentes, o que é produzido são duas sequências de imagens que devem ser montadas separadamente. O importante na montagem é que os cortes (transição de um plano ao outro) sejam feitos em tempos equivalentes tanto no filme direito como no esquerdo. No resultado final, temos dois filmes semelhantes, com pequenas diferenças de paralaxe entre as imagens equivalentes da direita e da esquerda. Uma vez montado e finalizado, é hora de se visualizar simultaneamente as imagens das duas sequências. O filme contendo as duas pistas (esquerda e direita) é reproduzido digitalmente em softwares específicos para computadores (players), em Blu-rays especializados em reproduzir filmes estereoscópicos, ou no cinema digital, por potentes computadores especializados em reproduzir filmes de alta resolução. Cada um desses "reprodutores" de filmes estereoscópicos

3D enviam os sinais para sistemas de visualização estereoscópica, sejam telas de cinema ou monitores de TV ou de computador. De forma genérica, esses sistemas de visualização estereoscópica utilizam técnicas que consistem em permitir que somente o olho esquerdo veja as imagens produzidas pela câmera (ou a lente) esquerda, e somente o olho direito veja as imagens da câmera (ou da lente) direita. Isso é conseguido, na maioria das vezes, com a utilização de óculos que contém filtros especiais e diferentes em cada um dos olhos. [...]

SOUZA, Hélio Augusto Godoy. O ilusionismo do cinema 3-D estereoscópico. ComCiência, 2013. Disponível em: http://comciencia.scielo.br/scielo.

php?script=sci_arttext&pid=S1519-76542013000900008&lng=en&nrm=iso&tlng=pt. Acesso em: 23 maio 2022.

1 Pesquise em grupo e discuta com a ajuda do professor(a) sobre os tipos de óculos 3D existentes e as tecnologias empregadas para a visualização de filmes desse tipo.

1 Cite alguns impactos sociais que o cinema trouxe para nossa sociedade.

2 Quando discutimos sobre a função e a importância do cinema, podemos citar alguns objetivos básicos que essa arte pode cumprir: entretenimento, educação e propagação de ideias. Identifique três filmes que cumprem preferencialmente esses objetivos citados e discuta com os colegas e o professor.

Orientações

Converse com os estudantes sobre os impactos do cinema para a sociedade. Levante questões, como: “Que tipos de filmes vocês gostam de ver?”; “Cinema é cultura?”; “Há relações entre os últimos acontecimentos e os filmes mais populares lançados recentemente?”. Também é possível destacar a relação entre o cinema e os avanços tecnológicos. O cinema é conhecido como o lugar onde tudo pode acontecer. Ao longo dos anos, muitas tecnologias foram desenvolvidas para a criação de efeitos especiais cada vez mais impressionantes.

½ Um pouco mais sobre –Resposta

1. Ajude os estudantes nas pesquisas e tire dúvidas sobre os processos tecnológicos por trás dos óculos 3D.

½ Atividades – Respostas

1. Resposta pessoal. Além do entretenimento, o cinema pode ter um papel na educação e na propagação de ideias.

2. Respostas pessoais. Se desejar, faça um quadro com as respostas dos estudantes. A seguir, alguns exemplos de filmes:

ObjetivoFilme

Entretenimento Vingadores: Ultimato

Educação O menino que descobriu o vento

Propagação de ideias Cowspiracy: o segredo da sustentabilidade

Avaliação

Diagnóstico: A seção Atividades permite fazer relações entre ciência e tecnologia; verifique se os estudantes as percebem em seu cotidiano.

Estratégia: Pode-se aprofundar a seção ao pedir para os estudantes organizarem uma seção de cinema, justificando o filme que será apresentado.

Foco na BNCC

Competência geral 1: A leitura do texto possibilita desenvolver a competência, pela valorização de conhecimentos historicamente construídos.

Competência geral 4: A pesquisa e a discussão, por sua vez, mobilizam a competência, uma vez que estimulam o uso de linguagens digitais para acessar e compartilhar informações.

Competência geral 9: O trabalho em grupo estimula a cooperação entre os estudantes, promove o respeito e a empatia. Desse modo, a competência é mobilizada.

EF09CI05: O estudo da seção mobiliza aspectos da habilidade ao abordar diferentes mecanismos de transmissão de imagens e som.

No cinema 3D são utilizados óculos para dar a sensação de profundidade da imagem.

Orientações

Analise com os estudantes as fotografias apresentadas na página. Pergunte se eles sabem do que trata cada uma e se já viram as situações retratadas. Após ouvir as respostas, explique que o infravermelho e as ondas de rádio são ondas eletromagnéticas, assim como as usadas no micro-ondas, nos smartphones e em vários outros aparelhos ou atividade humanas, como para secar unhas, fazer funcionar os controles remotos, alarmes e visão noturna.

Comente que o Sol emite mais ondas na faixa do infravermelho e ultravioleta do que na faixa da luz visível, ou seja, das cores que conseguimos ver.

A leitura e a discussão do texto contribuem com a habilidade de classificar as radiações eletromagnéticas de acordo com suas frequências, e isso decorre da constatação de que vários aparelhos utilizam raios ultravioleta e infravermelhos para seu funcionamento. Estimule os estudantes a refletir sobre suas vantagens, limitações e riscos.

Alguns tipos de ondas

Radiação não ionizante: entenda tudo sobre este agente de risco: texto sobre os danos à saúde que podem ser causados pela radiação não ionizante.

NOUAILHETAS, Y. Radiações ionizantes e a vida. Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN. Disponível em: https://www.gov.br/ cnen/pt-br/material -divulgacao-videos

-imagens-publicacoes/ publicacoes-1/ radiacoesionizantes. pdf. Acesso em: 23 maio. 2022.

• Ondas de rádio: são aquelas que ficam na extremidade esquerda do espectro eletromagnético apresentado. São ondas de baixas frequências e grandes comprimentos de onda. São produzidas na maioria dos casos pela vibração de cargas elétricas em uma antena emissora e suas frequências vão até aproximadamente 10 8 Hz (100 000 000 vibrações por segundo).

Torre transmitindo as ondas de rádio.

• Micro-ondas: são as ondas eletromagnéticas que têm frequência aproximada entre 108 Hz e 10¹² Hz. Suas frequências são maiores, porém é classificada como radiação não ionizante. Assim como para outras novas tecnologias e materiais, é difícil determinar os efeitos biológicos, a longo prazo, de baixos níveis de radiação das micro-ondas sobre as pessoas.

• Infravermelho: são radiações com frequências um pouco menores que a luz visível, não a enxergamos a olho nu, mas é visível com câmeras especiais. A frequência varia de 10¹¹ Hz até 10¹4 Hz. São as chamadas ondas de calor.

A luz infravermelha é utilizada na fisioterapia. O aquecimento de uma região do corpo com radiação infravermelha promove vasodilatação e aumenta a circulação sanguínea, que favorece a reconstituição de tecidos. Essa radiação penetra no corpo e age sobre pequenos vasos sanguíneos, capilares e terminações nervosas. O tratamento com a luz infravermelha é indicado para inflamações e inchaços, redução de dores e fortalecimento de ligamentos, tendões e músculos.

Outra aplicação muito comum dessa faixa de radiação do espectro eletromagnético são os controles remotos. Já viu aquela luzinha vermelha na ponta do controle? Hoje em dia é difícil imaginar nossas vidas sem os controles remotos para mudar os canais da TV, aumentar o volume do rádio ou abrir a garagem de do prédio sem ter de sair do carro. Os controles remotos estão em toda parte.

Imagem mostrando detector de radiação infravermelha.

Imagem de uma pessoa fazendo tratamento com luz infravermelha.

O controle remoto emite ondas na faixa do infravermelho.

VP Photo Studio/Shutterstock.com

hotoEuphoria/iStockphoto.com

Como Herschel descobriu o Infravermelho ?

Sir Frederick William Herschel (1738-1822) nasceu na cidade de Hanover, Alemanha, e se tornou conhecido como músico e como astrônomo. Ele se mudou para a Inglaterra em 1757 e, com sua irmã, Caroline Lucretia Herschel, construíram telescópios para observar e mapear o céu noturno, caçando novos objetos celestes.

Seu trabalho resultou em vários catálogos de Estrelas Duplas e Nebulosas. Carolina – uma caçadora de cometas – descobriu 8 novos cometas. E Herschel ficou famoso ao descobrir o planeta Urano em 1781, o primeiro novo planeta desde a antiguidade.

Medindo a Temperatura do Arco-íris

Herschel fez outra descoberta dramática para a história da ciência em 1800. Ele queria descobrir quanto calor passava por diferentes filtros coloridos que ele usava para observar a luz solar. Ele percebeu que filtros de cores diferentes pareciam deixar passar quantidades diferentes de calor. Então, Herschel imaginou que os próprios raios coloridos poderiam ser de diferentes temperaturas, e projetou um novo experimento para investigar sua hipótese. Onde obter raios de luz coloridos? Ele dirigiu a luz solar através de um prisma de vidro para criar um espectro de luz (o arco-íris criado quando a luz é dividida em suas cores) e, então, mediu a temperatura de cada raio colorido.

Herschel usou três termômetros com bulbos pretos (para absorverem melhor o calor) e, para cada cor do espectro, colocou um bulbo em uma cor visível e os outros dois fora do espectro para medir a temperatura ambiente e poder verificar o efeito da cor sobre a temperatura.

Ao medir as temperaturas individuais da luz violeta, azul, verde, amarela, laranja e vermelha, ele percebeu que todas as cores tinham temperatura acima da temperatura de controle (ambiente sem luz). Além disso, ele descobriu que as temperaturas das cores aumentavam do violeta ao vermelho ao longo do espectro. Para melhorar a comparação com a temperatura ambiente, ele mediu a temperatura da região sem luz (visível), logo após o vermelho. Para sua grande surpresa, ele descobriu que esta região tinha a maior temperatura de todas. [...]

Herschel realizou outros experimentos com o que ele nomeou de “raios calorificos”, além da região vermelha do espectro. Ele descobriu que eles eram refletidos, refratados, absorvidos e transmitidos de modo semelhante à luz visível.

O que Herschel havia descoberto era uma forma de luz (ou radiação) além da luz vermelha, atualmente conhecidas como radiação infravermelha. [...]

A experiência de Herschel foi tremendamente importante porque ela marcou a primeira vez que alguém demonstrou que haviam tipos de luz que não conseguimos ver com nossos olhos.

Os desenvolvimentos recentes na tecnologia de sensores e detectores levaram a muitas aplicações usando a radiação infravermelha. [...]

COMO Herschel descobriu o InfraVermelho? Espaço Ciência Viva, [S. l.], c2022. Disponível em: http://cienciaviva.org.br/index.php/2019/06/26/como -herschel-descobriu-o-infravermelho/#:~:text=Herschel%20usou%20tr%C3%AAs%20term%C3%B4metros%20com,da%20cor%20sobre%20 a%20temperatura. Acesso em: 21. abr. 2022.

1 Como Herschel contribuiu para a ciência com seus experimentos?

2 Por que as temperaturas individuais de cada bulbo eram diferentes para cada cor no experimento? Justifique sua resposta.

Orientações

Reforce a ideia de que a pigmentação é diferente da composição de cores em nossos olhos. A relação entre as cores e a temperatura dos objetos é muito usada no cotidiano. Usamos a propriedade de absorção das radiações para determinar as cores que preferimos em nossos veículos, vestimentas, casas, telhados, etc. Desse modo, inicie a discussão desse tema com os alunos perguntando sobre estes aspectos cotidianos e procure verificar se eles os explicam usando os conceitos de absorção e reflexão. ½ Caminhando pela História – Respostas

1. As pesquisas de Herschel foram pioneiras na época, pois ele desenvolveu uma nova abordagem para os estudos do céu, o que requeria telescópios melhores e mais precisos. Ele também desenvolveu técnicas de observações que permitiram conhecer e discutir a distribuição estelar, a posição do Sol etc. A “imagem dos céus” tornou-se um marco no campo da Astronomia. O brilho de uma estrela depende da massa, do tamanho e da temperatura superficial, o que é definido pela quantidade de luz que a estrela irradia em toda a sua superfície por unidade de tempo. A experiência de Herschel foi muito importante porque foi a primeira a demonstrar que há tipos de luz que nossos olhos não podem ver. Os desenvolvimentos recentes na tecnologia de sensores e detectores possibilitaram muitas aplicações com a radiação infravermelha. A descoberta do planeta Urano talvez seja o maior feito da carreira científica de William Herschel.

2. Cada cor absorvia e refletia frequências diferentes, e o valor da temperatura tinha relação com a radiação absorvida que ele estava medindo.

Foco na BNCC

Competência geral 1 e competência específica de Ciências da Natureza 1: A leitura do texto possibilita o desenvolvimento de aspectos dessas competências, pela valorização de conhecimentos historicamente construídos e por abordar as Ciências da Natureza como empreendimento humano desenvolvido coletivamente ao longo do tempo.

EF09CI06: O estudo da seção possibilita o desenvolvimento de aspectos da habilidade, ao fornecer elementos para que os estudantes possam classificar as radiações eletromagnéticas, compreender quais são as fontes delas e como são utilizadas pelos seres humanos.

Cci Archives/SPL/Fotoarena

Orientações

Nesta página, são apresentadas as radiações em ordem de frequência. Mostre para os estudantes que estamos acompanhando ondas com frequências maiores e, com isso, o comprimento das ondas está cada vez menor, e que essas radiações são perigosas para nossa saúde.

As radiações que têm comprimentos de onda menores podem penetrar em nosso organismo e atuar sobre as células, destruindo-as ou fragmentando-as. Os efeitos podem ser imediatos ou surgir vários anos após a exposição: a pele pode ser danificada pelo calor emitido pela radiação, assim como as células; pode haver mutação genética em fetos durante a gestação, ocasionando desde nascimentos prematuros até graves problemas de má-formação.

A explicação para a ação da radiação no corpo baseia-se no fato de ter alto conteúdo energético e, com isso, poder provocar alterações na estrutura de moléculas presentes nas células. Como resultado, as células são modificadas e, consequentemente, pode haver mutações genéticas.

½ Caminhando pela História – Resposta

1. Resposta pessoal. Por exemplo, os raios X possibilitaram exames que permitem visualizar estruturas internas, como ossos e pulmões, e auxiliam no diagnóstico de fraturas ou doenças de maneira rápida. Em pequenas doses, os raios X são seguros; contudo, a exposição excessiva pode ocasionar mutações e o desenvolvimento de tumores.

• Luz visível: Chegamos à metade do espectro, e lá está a luz visível aos olhos humanos. Sua frequência fica entre 4,1 1014 Hz (faixa do vermelho) e 6,7 ? 1014 Hz (faixa do violeta). É uma pequena faixa do espectro, ou seja, somos cegos aos outros tipos de radiação que conhecemos.

• Raios ultravioleta: Os raios ultravioleta (acima do violeta) têm frequências aproximadas de 1016 Hz e 1018 Hz. Estão entre a luz visível e os raios X, e são emitidos por átomos excitados. O Sol emite raios ultravioleta UVA, UVB e UVC, que chegam à superfície da Terra. Nosso planeta conta com uma espécie de escudo contra esse tipo de radiação. É a camada de ozônio, que filtra a maior parte da radiação ultravioleta e impede que alcance a superfície do planeta. Com a destruição da camada de ozônio, aumenta a incidência da radiação ultravioleta na superfície terrestre, o que pode causar diversos prejuízos a plantas, animais e seres humanos. A radiação ultravioleta também tem ação germicida, e é amplamente utilizada na descontaminação de superfícies e materiais em laboratório.

• Raios X: Sua frequência aproximada está entre 1018 Hz e 1020 Hz. Por ter pequenos comprimentos de onda e alta frequência, sua radiação é classificada como ionizante.

Descoberta dos raios X

Descobertos pelo físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923), são gerados por meio do choque de elétrons em alta velocidade em material metálico. Röentgen fazia experimentos com tubos de raios catódicos quando observou uma inesperada luminosidade. Para estudar essa luminosidade, Röntgen colocou vários objetos entre o equipamento e a tela e observou que podia ver através deles. Em dezembro de 1895, utilizando o equipamento de raios catódicos tirou uma fotografia da mão de sua esposa, Anna Bertha Röentgen. Depois de cerca de 15 minutos, verificou que a imagem dos ossos e as partes moles da mão da mulher estavam impressas no filme fotográfico. Essa foi a primeira radiografia feita no mundo. Em 1901, Wilhelm Conrad Röentgen ganhou o prêmio Nobel de Física por sua descoberta.

1 Com a ajuda do professor, pesquise e discuta com os colegas sobre os benefícios que a descoberta dos raios X trouxe para a medicina e os possíveis riscos desse tipo de radiação associados à saúde humana.

Foco na BNCC

Competência geral 1: O trabalho com a seção possibilita o desenvolvimento de aspectos da competência, pela valorização de conhecimentos historicamente construídos.

Competência geral 8: A competência é mobilizada, uma vez que o conhecimento dos benefícios e riscos

do uso dos raios X possibilita que os estudantes tomem atitudes que promovam a saúde.

EF09CI07: A atividade mobiliza aspectos da habilidade ao discutir o papel do avanço tecnológico na aplicação das radiações na medicina diagnóstica, como nos exames de raios X.

Wilhelm Conrad Röentgen e a primeira radiografia, reproduzida em 1895.

• Raios gama: esse tipo de radiação fica na extremidade mais energética do espectro eletromagnético e sua frequência é a mais alta, a partir de frequências de 1020 hertz. Devido à sua elevada energia e grande capacidade de penetrar na pele, já que apresentam os menores comprimentos de onda do espectro eletromagnético, podem causar danos no DNA.

A radiação gama serve para descontaminar produtos alimentícios, pois ao atravessar um alimento, elimina microrganismos patogênicos.

Os raios gama também são usados em radioterapia, já que ao interagir com células cancerígenas são capazes de destruí-las.

Você comeria um alimento irradiado?

[...]

A questão da segurança do trabalho na irradiação de alimentos é um tema pouco tratado por vários motivos, dentre eles: por se tratar de uma tecnologia relativamente nova (1970), por se ter poucas plantas instaladas no Brasil, pelo desconhecimento da população com relação aos possíveis benefícios que ocasionam medo de investimentos por parte dos empresários, dentre muitos outros. Apesar disso, pela perda contínua de alimentos devido à deterioração e a contaminação, e pela exigência de controles mais severos na importação de alimentos por parte de diversos países, tem sido dada atenção ao processo de irradiação de alimentos [...]

A radiação de alimentos tem-se mostrado como uma alternativa extremamente viável para a conservação dos alimentos, viável em termos tanto econômicos quanto energéticos. Além de ser eficiente no combate a contaminantes, ainda é capaz de inativar as enzimas responsáveis pela maturação de hortifrútis, fazendo com que os produtos tenham sua vida de prateleira aumentada e possibilitando assim a exportação de produtos perecíveis, por exemplo.

No Brasil há poucas plantas industriais que realizam o processo de radiação, sendo este um segmento mais voltado para os produtos farmacêuticos e metalúrgicos, pouco utilizado em alimentos. Assim sendo, não há Norma Regulamentadora específica sobre esse novo segmento e seus procedimentos de segurança do trabalho que devem ser adotados. Portanto torna-se necessária a busca por referências, normas e leis referentes aos procedimentos a serem tomados para que se possa ter uma planta de radiação de alimentos segura no Brasil. [...]

PACHECO, Natália Hidalgo dos Reis. Irradiação de alimentos: Um estudo de caso. Ponta Grossa, 2013. Disponível em: https://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/23330/1/PG_CEEST_04_2012_19.pdf. Acesso em: 9 jul. 2022.

1 Escreva com suas palavras como a radiação aumenta a vida útil de um alimento. O alimento irradiado é mais perigoso para quem o consome do que um alimento não irradiado? Justifique.

Orientações

Leia com a turma o texto da seção Um pouco mais sobre e, se possível, apresente exemplos de alimentos irradiados que são consumidos pelos estudantes e seus familiares. É importante que eles conheçam o símbolo de alimento irradiado. Mostre algumas imagens como exemplos.

½ Um pouco mais sobre –Resposta

1. Muitos alimentos podem conter microrganismos patógenos, ou seja, que podem causar doenças. Podemos esterilizá-los com radiação. No entanto, essa é uma medida exagerada. O mais adequado é aplicá-la no produto já processado e embalado, o que prolonga a durabilidade do alimento. A radiação elimina tão rápido bactérias e fungos que esteriliza o alimento instantaneamente. No caso de condimentos, em que há alta probabilidade de contaminação por fungos, o problema são as toxinas que os fungos podem produzir. Se o condimento for irradiado, os fungos são eliminados, o que evita a produção de toxinas. Entretanto, a radiação não impede que uma toxina já liberada permaneça no alimento. Por isso é importante atentar para a qualidade dos produtos que consumimos.

Essas e outras informações estão disponíveis em: https://www.ufsm. br/midias/arco/post305/. Acesso em: 20 maio 2022.

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 5: A discussão sobre a irradiação de alimentos possibilita desenvolver aspectos da competência ao fornecer argumentos para que os estudantes possam defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental, uma vez que a irradiação dos alimentos causa

baixos impactos ambientais e não apresenta toxicidade para os seres humanos, ao contrário dos agrotóxicos.

EF09CI06: O trabalho com a seção mobiliza a habilidade ao apresentar para os estudantes as diversas maneiras de como utilizamos a radiação eletromagnética.

Imagem de equipamento de radioterapia.

Orientações

Realize as atividades com os estudantes e procure tirar dúvidas na correção. É possível solicitar que os estudantes façam uma correção prévia em duplas ou grupos.

½ Atividades – Respostas

1.

I. Correta. No vácuo, todas as radiações eletromagnéticas propagam-se com velocidade c = 3 108 m/s.

II. Correta. Com base na tabela.

III. I ncorreta. O bronzeamento e o câncer de pele são causados por raios ultravioleta.

2. Alternativa b. Vimos nas páginas anteriores que a frequência varia de acordo com o tipo de radiação e, por sua vez, o comprimento de onda também. Quanto maiores as frequências, menores os comprimentos de onda, mas a velocidade de propagação dessas ondas no vácuo é sempre a mesma.

Avaliação

Diagnóstico: Aa atividades abordam a análise do espectro eletromagnético; verifique se eles conseguem interpretar as imagens de maneira adequada.

Estratégia: Em caso de dificuldades, retome com os estudantes os temas das páginas 226 a 229

1 (UFSM – 2019) Na figura a seguir, é representado o espectro eletromagnético, nome dado ao ordenamento das ondas eletromagnéticas por frequência ou por comprimento de onda. A luz visível corresponde a uma fatia estreita desse espectro.

Analise, então, as afirmativas:

I. Todas as ondas eletromagnéticas têm a mesma velocidade no vácuo.

II. A frequência das ondas de rádio é menor que a frequência da luz visível.

III. A frequência da luz conhecida como infravermelho pode provocar bronzeamento e causar o câncer de pele.

Está(ão) correta(s):

a) apenas I.

b) apenas II.

c) apenas III.

d) apenas I e II.

e) apenas II e III.

2 (Unisinos – 2017) Supondo-se que o meio de propagação seja o mesmo para todas as ondas (o vácuo, por exemplo), então, no espectro eletromagnético, tem-se

a) o ultravioleta com velocidade de propagação maior que a da luz visível.

b) o infravermelho com frequência maior que a do ultravioleta.

c) o ultravioleta com comprimento de onda maior que o da luz visível.

d) o infravermelho com comprimento de onda maior que o do ultravioleta.

e) o ultravioleta com velocidade de propagação menor que a do infravermelho.

Medicina diagnóstica

Você já fez algum exame de imagem? Um raio X ou uma tomografia? Em alguns exames, técnicas que permitem a visualização do interior do corpo para diagnóstico sem necessidade de cortes e cirurgias. São fundamentais para dar apoio e embasamento ao diagnóstico do médico, para que ele possa indicar o tratamento ideal para cada caso. Esses exames são fundamentais para diagnósticos precoces de doenças, investigar sintomas, acompanhar a evolução de uma doença ou detectar tumores. Os mais comuns são raio X, tomografia e ultrassom. Embora esses métodos tenham o mesmo objetivo, distinguem-se pela forma como funcionam e por suas indicações. As características do paciente, dos sinais e dos sintomas detectados na avaliação clínica levarão o médico a decidir por qual exame solicitar.

Raio X

O raio X é o exame de imagem mais antigo, também conhecido como radiografia. É mais utilizado para diagnóstico de problemas dentários, em ossos e articulações e nos pulmões.

Esse exame consiste na aplicação de radiação ionizante, capaz de atravessar alguns tecidos do corpo e de ser absorvida por outros, para gerar fotografias. O paciente é posicionado de forma que a região a ser estudada fique na direção do feixe de raios X. A radiação que não é absorvida pelo corpo impressiona um filme fotográfico, e gera imagens como as desta página.

Os tecidos mais densos absorvem a radiação

Orientações

Pergunte aos estudantes se já fizeram um exame de raios X e se sabem como é feito. Use as imagens da página para explicar que esses exames utilizam radiação ionizante, que atravessa alguns tecidos do corpo e é absorvida por outros, o que gera as imagens.

Discuta o risco do descarte inadequado das chapas de exames de raios X. Os exames guardados em casa podem ser reaproveitados e reciclados. Porém, não se deve descartar as chapas no lixo comum, pois os raios X têm prata na sua composição, um metal pesado que contamina o solo e a água. Na reciclagem, a separação dos grãos de prata é feita em um processo que ocorre em altas temperaturas e dá origem a “escamas” desse metal, reaproveitadas na fabricação de joias e talheres. O plástico (do suporte das chapas) pode ser reaproveitado na fabricação de objetos como embalagens, capas de caderno e fichários.

Radiografia do tórax pode ajudar a diagnosticar problemas nos

Radiografia que mostra fratura óssea no braço.

bonetta/iStockphoto.com

PEDRE/iStockphoto.com

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Orientações

Proponha a questão: Excesso de exames pode ser prejudicial à saúde? Comente que os médicos defendem a importância dos exames laboratoriais e destacam que, segundo a literatura, 70% das decisões médicas se baseiam nos resultados desses exames, procedimentos minimamente invasivos e de custo relativamente baixo. Os exames podem fornecer informações relevantes para fins de diagnóstico e prognóstico, prevenção e estabelecimento de riscos para inúmeras doenças, definição de tratamentos personalizados, assim como evitar a necessidade de procedimentos mais complexos e invasivos.

½ Um pouco mais sobre –Respostas

1. Raios X, tomografia computadorizada e radioterapia são fontes artificiais de radiação ionizante e, dependendo de fatores de exposição, como quantidade, intensidade e duração, podem causar danos à saúde.

2. Para que a exposição seja segura, os médicos devem avaliar a condição de saúde do paciente, idade, peso, altura, predisposição genética e sensibilidade do local atingido. Os riscos devem ser avaliados antes de prescrever o exame.

Efeitos biológicos da radiação

[...] Os efeitos biológicos constituem uma resposta natural de um organismo ou parte dele a um agente agressor ou modificador. Não significa necessariamente uma doença. Se a quantidade de efeitos biológicos for pequena, o organismo pode recuperar-se sem que a pessoa perceba. No sangue e na pele, é normal a perda e reposição celular. [...]

A maior parte das alterações químicas provocadas pela radiação é superável, mas algumas podem afetar uma célula de várias maneiras, resultando em morte prematura, impedimento ou retardo de divisão celular ou modificação neoplásica que pode ser passada para as células de gerações posteriores.

A exposição aos raios X ou gama pode provocar redução de leucócitos, hemácias e plaquetas no sangue, mas, depois de algumas semanas, os níveis retornam aos patamares anteriores. [...]

Quando a quantidade ou a frequência dos efeitos biológicos produzidos pela radiação começa a desequilibrar o organismo ou o funcionamento de um órgão, surgem os sintomas clínicos que acusam incapacidade do organismo de superar ou reparar os danos, propiciando o aparecimento das doenças.

Assim, o aparecimento de um tumor cancerígeno radioinduzido, significa o final de uma história de danos e reparações que podem se manifestar muitos anos após a irradiação.

O aparecimento dos efeitos biológicos varia de minutos, no caso de doses agudas, até dezenas de anos, em baixas doses.

SOARES, J. C. A. C. R. Princípios de Física em Radiodiagnóstico. 2. ed. rev. São Paulo: Colégio Brasileiro de Radiologia, 2008. Disponível em: https:// cbr.org.br/wp-content/uploads/2022/03/Apostila-de-Fisica_2008.pdf. Acesso em: 6 abr. 2022.

1 A radiação emitida pelos aparelhos de raios X, principalmente os mais modernos, é segura, desde que a pessoa não se submeta a essa radiação X com muita frequência. Com base no texto acima, de que modo uma grande quantidade de exames diagnósticos com radiação pode afetar nossa saúde?

2 Se os raios X podem causar mudanças em nosso organismo e afetar nossa saúde, por que os médicos ainda indicam esse tipo de exame?

Tomografia

Ao contrário dos raios X, que produzem imagens em duas dimensões, a tomografia produz imagens tridimensionais e com maiores detalhes.

Nesse tipo de exame, o paciente se deita em uma maca que desliza para dentro do tomógrafo, uma máquina em formato de anel que contém uma fonte de raios X e um detector. Esse anel gira ao redor do paciente para que a radiação incida em diferentes ângulos, o que gera diferentes imagens.

Imagem de um tomógrafo.

Foco na BNCC

A tomografia serve para investigar alterações em praticamente todas as partes do corpo, porém o exame é mais adequado para doenças:

• abdominais;

• pélvicas;

• membros inferiores e superiores;

• oculares;

• crânio e tórax;

• renais;

Competência geral 8: O estudo da seção possibilita desenvolver aspectos da competência ao informar os estudantes sobre riscos e benefícios dos exames de raios X, de modo que tomem atitudes para a manutenção da saúde.

Ressonância magnética nuclear

A ressonância, ao contrário da tomografia e da radiografia, não utiliza raios X para formar as imagens, mas sim um campo magnético e ondas de radiofrequência.

Quando o paciente entra na máquina em formato de tubo, é submetido a um determinado tipo de onda (radiofrequência) que faz com que os prótons dos átomos de hidrogênio recebam energia. Ao cessar a fonte de energia, esses átomos, presentes nos tecidos, emitem sinais que serão convertidos em “fotografias” em duas dimensões. Combinadas, essas fotografias formam imagens tridimensionais de alta resolução. Tanto na tomografia como na ressonância, os pacientes ingerem um contraste caso haja necessidade para melhorar a nitidez das imagens produzidas. Uma diferença entre tomografia e ressonância é a natureza das substâncias geralmente empregadas. Na tomografia, o mais comum é o contraste com iodo, enquanto na ressonância empregam-se contrastes à base de gadolínio.

A ressonância magnética é indicada para investigar doenças:

• neurológicas;

• ortopédicas;

• cardíacas;

• mamárias;

• oncológicas em geral.

Ultrassom, ultrassonografia ou ecografia

O ultrassom utiliza ondas sonoras de alta frequência para obter imagens do interior do corpo. Ao contrário dos raios X, da tomografia e da ressonância, é seguro para gerar imagens de embriões e fetos; por isso, é muito utilizado para acompanhamento da gestação. São realizados com uma ponteira que desliza pela pele com o auxílio de um gel condutor e lubrificante, como mostrado na imagem abaixo.

Essa ponteira emite ondas de ultrassom, que atravessam a pele, são refletidas pelas diferentes estruturas internas e geram um eco que é convertido em imagens. Como o som viaja com velocidades diferentes em tecidos com densidades diferentes, as imagens apresentam várias intensidades de cinza, o que permite a diferenciação das estruturas.

O ultrassom permite a observação do funcionamento de um órgão em tempo real e a identificação de anormalidades e lesões, incluindo inflamações, infecções, cistos, nódulos, obstruções e tumores. São mais utilizados para exames durante a gestação, em órgãos genitais e abdominais.

O médico precisa conhecer bem o paciente antes de solicitar um exame, pois há contraindicações. A tomografia, por exemplo, é contraindicada para gestantes e pessoas alérgicas a iodo, se o exame for realizado com contraste, além do fato de o paciente ficar exposto à componentes radioativos presentes no contraste.

Como na ressonância magnética há fortes campos magnéticos, o exame não é recomendado para pessoas com objetos metálicos implantados no corpo, já que esses objetos podem se aquecer ou até se mover durante o exame. Por isso, é importante que o paciente informe o médico sobre próteses ou implantes.

Orientações

Você pode explorar o conceito de ressonância de forma qualitativa com uma atividade simples. Comente que a ressonância leva à alteração da vibração das moléculas de um corpo devido a uma onda externa, como ocorre no interior do micro-ondas, pois as ondas eletromagnéticas emitidas pelo forno, na frequência natural de vibração das moléculas de água, aumentam a agitação térmica do alimento e o aquecem.

Atividade complementar

Organize os estudantes em pequenos grupos, de modo que cada um construa seu ressonador.

Material:

• 1 cabo de vassoura;

• 85 cm de barbante;

• 4 pilhas usadas

Procedimentos

1. Corte quatro pedaços de barbante, sendo dois de 30 cm e dois de 12,5 cm. Amarre nesses barbantes as pilhas usadas. Amarre bem a outra ponta dos barbantes no cabo de vassoura, espaçando igualmente os pêndulos obtidos.

2. Coloque os dois pêndulos mais compridos em movimento oscilatório (para a frente e para trás). Marque o tempo que levam para completar uma oscilação. Observe que os dois levam o mesmo tempo para completar uma oscilação, ou seja, têm o mesmo período.

3. Agora oscile somente um dos pêndulos grandes e observe o que acontece.

4. Repita o procedimento com os pêndulos menores.

5. Balance o cabo de vassoura e verifique qual par de pêndulos responde primeiro ao movimento.

Responda:

Por que os pêndulos se comportaram dessa forma? Explique com base no que você estudou. O ressonador exemplifica o fenômeno da ressonância. Podemos associar os fenômenos observados à sintonização de uma emissora de rádio ou TV, à audição, à visão ao funcionamento do forno micro-ondas etc. Para que um corpo possa absorver a energia que recebe, é preciso que o período de vibração da onda que a transporta seja igual ao período natural de vibração do corpo.

A ressonância magnética, ao contrário da tomografia e da radiografia, não utiliza raios X para formar as imagens, mas sim um campo magnético e ondas de radiofrequência.

Imagem de ultrassom de uma gestante.

Imagem de exame de ultrassom.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Orientações

Aproveite as imagens das crianças na praia e ressalte que o filtro solar é muito importante, pois é comprovado que a radiação ultravioleta emitida pelo Sol é uma das principais responsáveis pelo câncer de pele.

Atividade complementar

Proponha as seguintes questões:

1. Ao ir à praia, como vocês se protegem do Sol?

2. Por que nossos familiares sempre nos alertam para não ficar muito tempo expostos ao Sol, principalmente em certos horários?

3. Quais são as possíveis consequências de não nos protegermos do Sol?

4. Os impactos citados são benéficos ou maléficos?

5. Vocês se preocupam com o tipo de produto que usam para se proteger do Sol? Quais características levam em conta, ao comprar um protetor solar?

6. Qual é o tipo de radiação especifica da qual precisamos nos proteger ao ir à praia em dias ensolarados?

Radioterapia

A radioterapia é um tratamento com radiações ionizantes para destruir células tumorais ou impedir sua multiplicação. Essas radiações são invisíveis e o paciente não sente nada durante a aplicação e o resultado. O resultado costuma ser positivo para muitos pacientes. O tumor pode desaparecer e a doença ficar controlada, ou, até mesmo, curada. Quando não é possível obter a cura, a radioterapia pode contribuir para a melhoria da qualidade de vida. Isso porque as aplicações diminuem o tamanho do tumor, o que alivia a pressão, reduz hemorragias, dores e outros sintomas, o que propicia alívio aos pacientes.

Em alguns casos, a radioterapia pode ser usada em conjunto com a quimioterapia, tratamento com medicamentos específicos contra o câncer. Isso vai depender do tipo de tumor e da escolha do tratamento ideal para a doença.

Durante um tratamento oncológico, podem surgir efeitos colaterais. Por isso, uma vez por semana o paciente fará uma consulta de revisão com o(a) médico(a) e também uma consulta de enfermagem. O número de aplicações necessárias pode variar de acordo com a extensão e a localização do tumor, dos resultados dos exames e do estado de saúde do paciente.

Radiação ultravioleta –cuidados com a pele e os olhos

Já vimos que a radiação ultravioleta é a mais energética entre as emitidas pelo Sol, e por isso apresenta diversos perigos aos seres vivos. É necessário ter cuidado ao se expor ao sol por longos intervalos de tempo.

A radiação ultravioleta pode ser classificada em três tipos: UVA, UVB e UVC. Os raios UVA são os mais perigosos à saúde, pois são os de maior incidência na superfície da Terra. Incidem uniformemente durante todo o dia e em todas as estações do ano, inclusive em dias nublados e com baixa luminosidade. Esse tipo de radiação penetra mais profundamente na pele e é responsável pelo envelhecimento precoce, manchas na pele, alergias e doenças como o câncer de pele.

Os raios UVB penetram mais superficialmente na pele e causam as vermelhidões e queimaduras solares típicas das estações quentes do ano. Os raios UVB apresentam maior incidência durante o verão, principalmente no período das 10h às 16h, em regiões de altitudes elevadas e próximas à Linha do Equador.

Os raios UVC são praticamente absorvidos em sua totalidade pela camada de ozônio e não causam riscos à saúde. São muito utilizados na esterilização de materiais cirúrgicos e em processos de tratamento de água, graças à sua propriedade bactericida.

Para a proteção contra as radiações UVA e UVB, além de evitar a exposição excessiva ao sol nos horários de muito calor, é importante proteger a pele para prevenir manchas, queimaduras e doenças.

Representação da penetração das radiações UVB e UVA em nossa pele.

Camisa com proteção UV protege as crianças da radiação solar.

Dayane Raven mayakova/Shutterstock.com

Representação simplificada em cores-fantasia.

O uso de roupas com proteção solar UV ajudam muito, elas cobrem todo o tórax, braços e ombros, mantendo uma proteção UV eficaz durante todo o tempo de exposição ao sol.

Roupas com proteção solar UV ajudam muito, pois cobrem tórax, braços e ombros. São uma proteção UV eficaz durante toda a exposição ao Sol.

Protetores solares são produtos que contêm filtros que podem ser físicos ou químicos. Os filtros físicos criam uma camada opaca sobre a pele, que reflete as radiações UVA e UVB e impedem que atravessem a pele. No caso do filtro químico, os componentes absorvem os raios UVA e UVB e impedem que penetrem na pele. Independentemente do tipo de filtro solar, sua função é impedir que as radiações penetrem ou sejam absorvidas pela pele, o que evita danos como queimaduras, envelhecimento celular ou câncer de pele.

Orientações

Um perigo a mais do Sol. Texto que aborda as causas do câncer de pele relacionado à luz visível, além da radiação ultravioleta. STAM, Gilberto. Um perigo a mais do Sol. Revista Pesquisa Fapesp, 2015. Disponível em: https:// revistapesquisa. fapesp.br/um-perigo -a-mais-do-sol/. Acesso em: 29 mar. 2022.

Nas embalagens de protetores solares há um número de referência, chamado fator de proteção solar (FPS), que indica o fator de proteção das radiações UVB. Cada opção de FPS é indicada para uma situação, que considera o tempo de exposição, o tipo de pele e as condições do clima. O fator de proteção solar indica a proteção que determinado produto é capaz de oferecer em termos de tempo de exposição contra a queimadura solar se comparado à exposição desprotegida. Assim, se determinado protetor apresenta FPS 30, isso significa, na prática, que é necessária uma exposição solar 30 vezes maior para produzir queimaduras (manchas vermelhas), se comparada à exposição ao Sol sem protetor.

Normalmente, uma pessoa de pele clara e desprotegida leva cerca de 5 minutos para começar a apresentar vermelhidão quando exposta à radiação ultravioleta. Com protetor solar com FPS 30, o tempo será 30 vezes maior, o que possibilitaria cerca de 150 minutos sem agressões à pele. Após esse tempo, caso a pessoa continue exposta ao Sol, deverá passar uma nova camada do produto para manter a proteção. Para cada tom de pele há um tempo mínimo para que as vermelhidões comecem a aparecer. Logo, é importante ter cuidado ao escolher um protetor solar.

Outra informação importante é o fator PPD (Persistent Pigment Darkening, que significa Escurecimento Persistente do Pigmento). Trata-se do fator de proteção aos raios UVA, radiação responsável por acelerar o envelhecimento e causar flacidez e manchas na pele.

Segundo o dados do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), o Brasil tem níveis muito altos de radiação UV, o que demanda maior cuidado da pele e dos olhos. Pergunte aos estudantes se eles devem usar protetor solar ao ficar em contato frequente com a iluminação de telas como de smartphones e monitores de computador. Apesar de pouco conhecido, é sabido que as telas emitem radiação UV, de modo que mesmo dentro de casa e longe da radiação solar direta, devemos nos proteger com uso frequente de protetor solar. Para mais informações, acesse: https://abihpec.org.br/protetor -solar-mitos-e-verdades/ (acesso em: 13 de jul. 2022.)

Protetor solar que apresenta os fatores FPS e PPD.

Adulto passando protetor solar em criança.

Os filtros solares protegem a pele dos raios solares UV.

físico

camada de filtro solar camada de filtro solar pele pele

Representações simplificadas e em cores-fantasia.

Orientações

A maioria das pessoas compreende a necessidade de proteger a pele da radiação ultravioleta, mas os olhos merecem atenção especial.

É importante usar óculos de sol de qualidade, que ofereçam garantia de proteção, pois as lentes conseguem filtrar raios UVA e UVB. A proteção adequada deve cumprir algumas regras para que os olhos não estejam sujeitos à exposição da radiação ultravioleta. Assim, as lentes devem bloquear entre 99 e 100% da radiação UVA e UVB; filtrar entre 75 e 90% da luz; não gerar imagens distorcidas; e permitir reconhecer as cores.

Em CiênTIC , faça uma pesquisa e selecione previamente um aplicativo para ser utilizado no experimento. Alguns estudantes podem não ter smartphones. Oriente-os a formar grupos de três ou quatro integrantes, de modo que cada grupo tenha pelo menos um smartphone

Peça que leiam e discutam o texto e o mapa. Em seguida, explore o mapa com a turma, para exercitar a leitura inferencial. Peça que comparem os índices de UV descritos no texto com a legenda do mapa, de modo que relacionem as cores com os índices. Solicite que identifiquem as regiões com maiores e menores índices de UV no Brasil. A análise compartimentalizada do mapa possibilita desenvolver aspectos do pensamento computacional.

½ CienTIC - Respostas

1. Se necessário, auxilie os grupos a baixar e utilizar o aplicativo.

2. Conduza a discussão de modo que os estudantes trabalhem de maneira respeitosa e exerçam o protagonismo. Espera-se que constatem que altos índices de UV podem causar problemas como o envelhecimento precoce e câncer de pele. Por esse motivo, enfatize que o filtro solar deve ser utilizado mesmo em dias nublados.

3. Combine previamente com os estudantes como será feito o material de divulgação, de acordo com os recursos disponíveis na escola.

Sem óculos de sol, raios UVB e UVA atingem diretamente os olhos.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Além de cuidar da pele durante a exposição ao Sol, precisamos ficar atentos à saúde dos olhos. A radiação ultravioleta pode causar queimaduras graves de córnea, catarata, degeneração da retina e várias outras alterações. Os raios solares podem passar pela córnea, agredir a retina e, por fim, o cristalino.

Os raios UVA são capazes de penetrar em camadas mais profundas, e podem provocar alterações na visão central, com degeneração da retina. Os raios UVB podem danificar a córnea e o cristalino.

Protegendo os olhos das radiações

• Use óculos de sol de qualidade com lentes capazes de filtrar raios UVA e UVB.

• Não se exponha ao Sol entre às 10 e às 16 horas.

• Nunca olhe diretamente para o Sol, mesmo com óculos de proteção.

• Use chapéus, viseiras e bonés para proteger os olhos da radiação solar.

• Consulte um oftalmologista pelo menos a cada dois anos.

A incidência dos raios UV

Existem alguns aplicativos para smartphones que indicam o índice UV do local desejado, em tempo real. A indicação da incidência dos raios UV nesses aplicativos ocorre com a seguinte escala:

• índice baixo (0 – 2);

• moderado (3 – 5);

• alto (6 – 7);

• muito alto (8 – 10);

• extremo (para valores maiores do que 11). Com base nesses índices, é possível saber os cuidados que se deve ter com os raios UV antes de se expor ao Sol. A imagem ao lado mostra o mapa com a escala de incidência de raios UVA e UVB no Brasil.

1 Reúna-se em grupo com os colegas. Com ajuda do professor, utilizem um aplicativo de celular que permita medir a radiação solar em diferentes regiões do Brasil. Anotem os valores de pelo menos três regiões do Brasil. Podem ser da região onde você mora, onde a escola está localizada ou de alguma outra região de interesse.

Fonte: Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE. Disponível em: http://clima1. cptec.inpe.br/. Acesso em: 14 jun. 2022.

2 Discutam com os colegas sobre os índices obtidos pelo aplicativo e sobre os diversos efeitos sobre nossa saúde que estão relacionados com a exposição direta à radiação solar.

3 Elaborem um material de divulgação sobre os riscos da radiação UV e sobre como podemos nos proteger da radiação do Sol. O material pode ser divulgado no formato mais adequado, como panfletos, vídeos, blogs ou nas redes sociais.

Foco na BNCC

Competência geral 8: A atividade possibilita desenvolver aspectos da competência ao promover a conscientização sobre os riscos da radiação UV e chamar a atenção dos estudantes para que se protejam e cuidem de sua saúde.

Competência geral 9: O trabalho em grupo estimula a cooperação entre os estudantes e permite que exercitem o respeito e a empatia. Desse modo, são desenvolvidos aspectos da competência.

Selma Caparroz

Campanha de prevenção ao câncer

[...] De acordo com o Instituto Nacional do Câncer (INCA), em 2020 os números de câncer de pele no Brasil são preocupantes. A doença corresponde a 27% de todos os tumores malignos no país, sendo os carcinomas, basocelular e espinocelular (não melanoma) responsáveis por 177 mil novos casos da doença por ano. Já o câncer de pele melanoma tem 8,4 mil casos novos anualmente. “Os números de incidência do câncer de pele são maiores do que os cânceres de próstata, mama, cólon e reto, pulmão e estômago. Na campanha deste ano, queremos compartilhar conteúdo que seja útil às pessoas, de acordo com as peculiaridades e necessidades de cada uma, para isso contaremos com a participação e o engajamento dos médicos dermatologistas, que também fazem a diferença na hora de passar a informação segura”, afirma Dr. Sérgio Palma, presidente da Sociedade Brasileira de Dermatologia. [...]

A exposição solar exagerada e desprotegida ao longo da vida, além dos episódios de queimadura solar, são os principais fatores de risco do câncer de pele. Segundo o coordenador do #DezembroLaranja, Dr. Elimar Gomes, “qualquer um de nós pode desenvolver um câncer de pele, porém existem pessoas mais propensas como as de pele, cabelos e olhos claros; indivíduos com histórico familiar de câncer de pele; múltiplas pintas pelo corpo e pacientes imunossuprimidos e/ou transplantados. Estas pessoas precisam de um cuidado a mais com a pele e de avaliação frequente de um médico dermatologista”, frisa o especialista. [...]

AZEVEDO, J. Campanha do câncer de pele da Sociedade Brasileira de Dermatologia fortalece a importância da informação e educação em saúde para a prevenção da doença. Cremepe Recife, 1o dez. 2020. Disponível em: https://www.cremepe.org.br/2020/12/01/campanha-do-cancer-de-pele -da-sociedade-brasileira-de-dermatologia-fortalece-a-importancia-da-informacao-e-educacao-em-saude-para-a-prevencao-da-doenca/. Acesso em: 21. abr. 2022.

1 Setembro amarelo, outubro rosa, novembro azul e dezembro laranja. Que benefícios essas campanhas trazem para a sociedade? O que podemos fazer para que essas propostas de conscientização atinjam o maior número possível de pessoas?

2 Muitos são os cuidados que devemos ter para nos proteger da ação nociva dos raios ultravioleta e para evitar o câncer de pele. Por que não fazer uma campanha de conscientização na comunidade escolar? Pensem nos riscos da radiação solar e como podemos nos proteger. Que estratégias vocês podem usar para divulgar o tema para toda a comunidade escolar?

Orientações

Ao desenvolver uma campanha de conscientização, é importante conhecer o perfil do público-alvo. Uma pesquisa da Sociedade Brasileira de Dermatologia mostrou que 106 milhões de pessoas se expõem ao Sol de forma intencional nas atividades de lazer – 70% da população acima de 16 anos. Dos entrevistados que têm filhos de até 15 anos, 20% dessas crianças e adolescentes não se protegem de forma alguma nas atividades de lazer. Quando analisadas as classes D e E, esse percentual sobe para 35%. A pesquisa mostra ainda que 63% dos brasileiros, mais de 95 milhões de pessoas, não usam protetor solar no dia a dia.

Fonte: www.saude.rj.gov.br/ noticias/2016/12/dezembro-laranja -campanha-alerta-para-os-riscos-da -exposicao-ao-sol-sem-protecao. Acesso em: 20 maio 2022.

½ Um pouco mais sobre –Respostas

1. Espera-se que os estudantes reconheçam que campanhas desse tipo têm o objetivo de alertar e conscientizar as pessoas sobre os riscos de doenças, para que possam cuidar de sua saúde e evitá-las. Para que atinjam um grande número de pessoas, as campanhas precisam ser divulgadas em larga escala, em nível nacional.

2. Resposta pessoal. A divulgação pode ser feita por meio de cartazes, panfletos ou mídias digitais.

Foco na BNCC

Competência específica de Ciências da Natureza 8: A atividade mobiliza parcialmente a competência ao incentivar os estudantes a agir pessoal e coletivamente com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões sobre saúde individual e coletiva.

Cartaz de campanha de prevenção ao câncer de pele.

Sociedade Brasileira de Dermatologia

Orientações

Realize as atividades com os estudantes e procure tirar dúvidas na correção. É possível solicitar que os estudantes façam uma correção prévia em duplas ou grupos.

½ Mais atividades –Respostas

1. Porque o som percorre mais rapidamente os meios sólidos que os meios gasosos, então se ouve melhor no solo que no ar.

2. Frequência (e comprimento de onda). Se necessário, peça aos estudantes que vejam o espectro eletromagnético na página 218, para identificar as diferentes ondas e suas frequências.

3. Alternativa d Ondas de rádio são eletromagnéticas.

4. Alternativa b. Vemos o relâmpago quase instantaneamente, pois a velocidade da luz no ar é de cerca de 300 000 000 m/s, enquanto o som do trovão propaga-se a 340 m/s, bem mais lento que a luz.

5. Alternativa b De acordo com a figura do enunciado, o comprimento de onda mais adequado é o de 700 nm, pois não há absorção por parte da oxi-hemoglobina nem da água. Ao trabalhar esta atividade, oriente os estudantes a analisar o gráfico e a identificar os eixos e as informações que apresenta, de modo que exercitem a leitura inferencial.

1 Em alguns filmes é possível ver uma pessoa descer do cavalo, colocar o ouvido no chão e dizer se o trem está chegando ou não. Por que ele faz isso?

2 Quais são as diferenças entre uma onda de rádio, da luz vermelha, do raio gama e dos raios X? Qual característica é típica de cada uma dessas ondas?

3 Uma antena de celular transmite sinais de certo tipo de ondas. Essas ondas são:

a) de som.

b) de ultrassom.

c) de raios gama.

d) eletromagnéticas.

4 Em dias de tempestade, podemos observar no céu vários relâmpagos seguidos de trovões. Em algumas situações, estes chegam a proporcionar um espetáculo à parte. É correto afirmar que vemos primeiro o relâmpago e só depois escutamos o seu trovão porque:

a) o som se propaga mais rápido que a luz.

b) a luz se propaga mais rápido que o som.

c) a luz é uma onda eletromagnética.

d) o som é uma onda eletromagnética.

e) a velocidade do som depende da posição do observador.

5 (Enem – 2017) A epilação a laser (popularmente conhecida como depilação a laser) consiste na aplicação de uma fonte de luz para aquecer e causar uma lesão localizada e controlada nos folículos capilares. Para evitar que outros tecidos sejam danificados, selecionam-se comprimentos de onda que são absorvidos pela melanina presente nos pelos, mas que não afetam a oxi-hemoglobina do sangue e a água dos tecidos da região em que o tratamento será aplicado. A figura mostra como é a absorção de diferentes comprimentos de onda pela melanina, oxi-hemoglobina e água.

Qual é o comprimento de onda, em nm, ideal para a epilação a laser?

a) 400

b) 700

c) 1 100

d) 900

e) 500

Fotografia de um relâmpago, São Caetano do Sul, 2015.

MACEDO, F. S.; MONTEIRO, E. O. Epilação com laser e luz intensa pulsada. Revista Brasileira de Medicina

6 (Enem – 2015) A radiação ultravioleta (UV) é dividida, de acordo com três faixas de frequência, em UV-A, UV-B e UV-C.

½ Mais atividades –Respostas

6. Alternativa b. Pela equação fundamental da ondulatória, calculamos os comprimentos de ondas mínimo e máximo para a faixa UV-B. c = ã . f 6 ã = c f

cmín = c fmáx. = 3 . 108 1,03 . 1015 = = 291 . 109 = 291 nm

Para selecionar um filtro solar que apresente absorção máxima na faixa UV-B, uma pessoa analisou os espectros de absorção da radiação UV de cinco filtros solares:

cmáx = c fmín. = 3 108 9,34 . 1014 = = 321 109 = 321 nm

Assim: 291 < ãUV-B < 321 nm Nessa faixa, a cur va de maior absorção corresponde ao filtro IV. É possível que a turma tenha dificuldade para interpretar as imagens e fazer os cálculos. Se necessário, resolva a questão na lousa com os estudantes.

Considere: velocidade da luz 5 3,0 108 m/s e 1 nm 5 1,0 10 9 m.

O filtro solar que a pessoa deve selecionar é o

7. Alternativa c. As radiações do tipo raios gama e micro-ondas não são explicadas na questão.

a) V.

b) IV. c) III. d) II. e) I.

7 (IFSP – 2012) Ondas eletromagnéticas só podem ser percebidas pelos nossos olhos quando dentro de determinada faixa de frequência. Fora dela não podem ser vistas, apesar de ainda poderem ser detectadas por outros meios. Numeradas por I, II e III, são apresentadas algumas características ou aplicações de determinadas ondas eletromagnéticas. Em seguida, estão identificados pelos números de 1 a 5 os nomes usuais de certas radiações.

I. É emitido por corpos aquecidos e é através deste tipo de radiação que recebemos o calor do Sol.

Permite a fabricação de óculos para visão noturna, dentre outras aplicações tecnológicas;

II. É um fator importante na produção de melanina, o pigmento que bronzeia a pele, mas o excesso de exposição a este tipo de radiação pode provocar câncer de pele

III. Produzidos pela rápida desaceleração de elétrons que incidem num alvo metálico, são largamente utilizados em medicina na realização de exames de imagens

1) Ultravioleta

2) Micro-ondas

3) Infravermelha

4) Raios gama

5) Raios X

A alternativa com os números relacionados aos nomes das radiações correspondentes a I, II e III, nessa ordem, é:

a) 1, 3 e 5.

b) 2, 5 e 4.

Avaliação

c) 3, 1 e 5.

d) 3, 4 e 2.

As atividades finais do capítulo podem servir para avaliar se os estudantes compreenderam os temas estudados.

Diagnóstico: O sucesso na resolução das questões indica que os objetivos do capítulo foram contemplados satisfatoriamente e que as habilidades EF09CI04, EF09CI05, EF09CI06 e EF09CI07 foram desenvolvidas.

e) 2, 1 e 5.

239

Estratégia: Na correção das atividades, identifique os temas que causaram mais dúvidas e retome-os. Após a revisão, peça aos estudantes que refaçam as questões que geraram mais dificuldades.

Orientações

A seção Mapa conceitual possibilita entender as relações entre os principais conceitos estudados na unidade. É possível elaborar com os estudantes um quadro como o da página. A ideia é que não seja idêntico ao aqui proposto, pois a importância desta atividade a sistematização do conteúdo.

modelo de Dalton

modelo de Thomson modelo de Rutherford

ligação iônica

ligação covalente ligação metálica

Elemento químico

eletrosfera

núcleo

Ligação química

Tabela periódica

elétrons

radioatividade

prótons nêutrons

ondas eletromagnéticas na medicina raios UV cuidados com a pele e os olhos

Orientações

Reagentes Produtos

Exotérmica Endotérmica

Lei das proporções constantes

Lei da conservação das massas

Propriedades gerais

Propriedades específicas

Para retomar os principais conceitos estudados, faça um levantamento com os estudantes sobre os assuntos de que se lembram e anote-os na lousa. Com base nesse levantamento, é possível conectar os termos que surgirem: identifique aqueles que são sinônimos ou próximos ou agrupe os termos de acordo com os capítulos.

Por exemplo, deixe a lateral esquerda para anotar os termos do primeiro capítulo, a lateral direita para o segundo e o rodapé para o terceiro.

Isso permitirá a visualização do quadro sem a necessidade de apagar os termos levantados.

Atividade complementar

Organize a turma em grupos e solicite que criem um texto no qual identifiquem e expliquem as relações entre os elementos do infográfico da seção. Peça que entreguem os textos e avalie se os estudantes se apropriaram do conteúdo da unidade.

Foco na BNCC

Competência geral 4: O esquema no infográfico desta página possibilita aos estudantes o trabalho com essa competência, por meio do acesso à informação por diferentes linguagens.

Mudanças de estado físico

Fabio Nienow

Orientações

Verifique a possibilidade de os estudantes resolverem essas atividades em grupo e, posteriormente, tentarem corrigi-las entre si.

½ Para encerrar –Atividades

1. Frasco A: água com sal. Frasco B: óleo incolor. Frasco C: água.

I. O frasco B contém óleo, pois forma mistura heterogênea com os outros dois.

II. Os fr ascos A e B contêm água, pois formam mistura homogênea.

III. O frasco C contém água apenas, pois sua densidade é igual a 1 g/ mL, visto que 100 mL do conteúdo apresentam massa igual a 100 g.

IV.O frasco A é o da água com sal, sua densidade é maior que a da água pura.

2. Água: estante (temperatura ambiente).

Álc ool: estante (temperatura ambiente) ou freezer (–26 °C).

Éter: freezer (–26 °C).

As diferentes substâncias necessitam, idealmente, estar no estado líquido para serem usadas. Por isso, a escolha do local de armazenamento deve ter uma temperatura intermediária entre o ponto de fusão (quando assumem o estado sólido) e o de ebulição (quando assumem o estado gasoso).

No verão, a temperatura no almoxarifado pode chegar a 40 °C, por isso o éter não pode ser armazenado na estante, pois passaria para o estado gasoso e poderia causar algum acidente com o rompimento do frasco. Portanto, deve ser guardado no freezer, onde permaneceria no estado líquido. A água não pode ser guardada no freezer, pois congelaria. O álcool pode ser guardado tanto na estante como no freezer. Na estante, se o frasco não estiver bem vedado, pode haver vazamento em dias quentes, enquanto no freezer seria mais bem conservado e não congelaria.

3. Se os estudantes tiverem dificuldades para fazer as associações, retome os modelos atômicos estudados no capítulo 1 da unidade.

I. (b) Dalton

II. (d) Thomson

III. (a) Rutherford

IV. (c) Bohr

1 Em um laboratório há três frascos representados por A, B e C. Nesses frascos há óleo incolor, água e água com sal. Foram feitos os seguintes experimentos para distingui-los.

I. Uma amostra do frasco B foi reunida com amostras do frasco A e do frasco C, com formação de uma mistura heterogênea.

II. Uma amostra do frasco A foi reunida com uma amostra do frasco C, com formação de uma mistura homogênea.

III. 100 mL de amostra do frasco C apresentaram massa igual a 100 g.

IV. 100 mL de amostra do frasco A apresentaram massa igual a 105 g. Com base nos testes, identifique o conteúdo dos três frascos.

2 No quadro a seguir, são fornecidas as temperaturas de fusão e ebulição de três substâncias (valores arredondados).

Considere que essas três substâncias são armazenadas em um almoxarifado onde a temperatura alcança 40 ºC no verão. As substâncias podem ser guardadas em um freezer no qual a temperatura é –26 ºC ou em uma estante à temperatura ambiente. Identifique como cada substância deve ser armazenada com segurança e de forma que, quando forem utilizadas, estejam no estado líquido. Justifique.

3 Desde a Antiguidade, filósofos pensavam sobre a composição da matéria. Na Grécia Antiga, Demócrito e Leucipo afirmavam que a matéria era formada por pequenos corpos indivisíveis denominados átomos. Os modelos atômicos vieram mais tarde, com base em experimentos de cientistas. Muitos cientistas desenvolveram teorias, que, com o passar do tempo, foram evoluindo. Considere a representação de quatro desses modelos a seguir.

I II III IV

Esquema simplificado dos modelos atômicos.

Escreva no caderno a relação entre as imagens e os cientistas responsáveis pelos modelos atômicos.

a) Rutherford

b) Dalton

c) Bohr

d) Thomson

Dados aproximados. Quadro elaborado para fins didáticos.

4 (ENEM – 2011) Na câmara de cozimento de um forno de micro-ondas, a flutuação do campo elétrico é adequada para o aquecimento da água. Esse tipo de forno utiliza micro-ondas com frequência de 2,45 GHz para alterar a orientação das moléculas de água bilhões de vezes a cada segundo. Essa foi a frequência escolhida, porque ela não é usada em comunicações e também porque dá às moléculas de água o tempo necessário para completar uma rotação. Dessa forma, um forno de micro-ondas funciona através do processo de ressonância, transferindo energia para os alimentos.

TORRES, C. M. A. et al. Física: ciência e tecnologia. São Paulo: Moderna, 2001 (adaptado). Sabendo que a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas no meio é de cerca de 3 x 108 m/s, qual é, aproximadamente, o comprimento de onda da micro-onda presente no forno, em cm?

a) 0,12

b) 1,22

c) 8,17

½ Mais atividades –Respostas

4. Alternativa c. A resposta pode ser obtida a partir da relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda.

5. Na–O— CL Se necessário, reveja com os estudantes os tipos de ligações químicas estudadas no capítulo 2 da unidade.

d) 12,2

e) 817

5 O hipoclorito de sódio é uma substância muito utilizada no tratamento da água para eliminar microrganismos que possam causar danos à saúde.

Sua fórmula é NaOCc e apresenta uma ligação iônica e uma ligação covalente. Com base nessa informação, represente no caderno a fórmula estrutural dessa substância.

6 (Enem – 2012) Nossa pele possui células que reagem à incidência de luz ultravioleta e produzem uma substância chamada melanina, responsável pela pigmentação da pele. Pensando em se bronzear, uma garota vestiu um biquíni, acendeu a luz de seu quarto e deitou-se exatamente abaixo da lâmpada incandescente. Após várias horas ela percebeu que não conseguiu resultado algum.

O bronzeamento não ocorreu porque a luz emitida pela lâmpada incandescente é de

a) baixa intensidade.

b) baixa frequência.

c) um espectro contínuo.

d) amplitude inadequada.

e) curto comprimento de onda.

7 O físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen identificou, em 1895, um tipo de radiação quando fazia experimentos com raios catódicos. Ele observou que a radiação, além de tornar escuros os filmes fotográficos, não atravessava os ossos. Nessa época, ele comunicou à sociedade científica que era possível ver dentro do corpo humano sem cortá-lo.

Observe a imagem de uma radiografia, exame de raios X, de uma pessoa que foi operada após uma fratura na perna.

Analise a imagem e interprete o que você vê. Explique com base nos fundamentos teóricos do assunto.

6. Alternativa b. Peça aos estudantes que vejam o espectro eletromagnético e identifiquem a luz UV e a luz visível. A frequência menor da luz visível impossibilita o bronzeamento.

7. A obtenção da radiografia em exames de raios X se baseia na alta energia desse tipo de radiação, que permite atravessar tecidos moles, como pele e cartilagens, impressiona a superfície da chapa fotográfica e, consequentemente, gera a imagem. O contraste observado entre ossos e tecidos moles ocorre devido à maior densidade dos ossos, que bloqueiam a passagem da radiação. Prótese e pino.

Avaliação

Diagnóstico: Utilize essa seção para verificar tanto se os temas como as competências e habilidades foram desenvolvidas.

Estratégia: Pode-se procurar, no manual, o boxe Foco na BNCC para, junto aos estudantes, retomar estudos e desenvolver as competências e habilidades.

243

Dr P. Marazzi/Science Photo Library/Fotoarena

Exame indicado quando há suspeita de fratura.

Objetivos da unidade

Os temas dessa Unidade permitem expandir a compreensão do estudante e fazer relações com aspectos sociais e tecnológicos, favorecendo a análise crítica, valorização do conhecimento científico e relações ente ciência e tecnologia de forma a trabalhar as habilidades EF09CI14, EF09CI15, EF09CI16 e EF09CI17. Para isso, são propostos os seguintes objetivos:

• Compreender nossa localização no espaço interplanetário e interestelar, reconhecendo o Sistema Solar, a nossa galáxia e o Universo.

• Compreender a estrutura e a composição do Sistema Solar.

• Relacionar características físico-químicas dos planetas à possibilidade de encontrar formas de vida.

• Compreender que distintos povos interpretam fenômenos celestes e meteorológicos com implicações em seus cotidianos segundo suas visões de mundo.

• Identificar padrões e estabelecer relações entre as constelações.

• Compreender como as estrelas surgem, evoluem e desaparecem no Universo.

• Relacionar parâmetros como luminosidade ou energia total emitida pela estrela à temperatura superficial da estrela e a sua “cor”.

• Relacionar a evolução estelar com os elementos químicos essenciais para o surgimento das substâncias que caracterizam o fenômeno da vida. Desde o trabalho com escalas, no início do Capítulo 1 desta unidade, passando pelas características físicas dos planetas, satélites e outros astros do Sistema Solar, até a proposta de “zoom cósmico”, procurando nossa localização na Galáxia e a posição dessa estrutura dentro dos grupos de galáxias e no Universo conhecido (páginas 246 a 263), tratamos do tema localização. Retomar o trabalho com escalas e proporções é fundamental para concretizar o conteúdo para diferentes tipos de estudantes.

A BNCC na Unidade

Competências gerais: 1, 2, 3, 4, 6 e 9.

Competência específica de Ciências da Natureza: 3

Habilidades de Ciências da Natureza: EF09CI14, EF09CI15, EF09CI16 e EF09CI17

½ Dicas de organização Planeje-se com antecedência e providencie o material necessário para as atividades das páginas 248 e 284

O robô Curiosity na superfície de Marte, 2015.

O Universo e seus astros

Depois de rodar mais de 30 km em nove anos na superfície de Marte, a nave robô Curiosity ainda, fornecia informações sobre esse planeta vizinho. Suas rodas, desgastadas pela superfície acidentada de Marte, representavam um dos aspectos mais eloquentes dos bons serviços prestados em busca da vida, mesmo microbiana, nessa região desértica do Sistema Solar.

Esse e muitos outros robôs e sondas nos ajudam a explorar os planetas vizinhos, suas luas e outros astros.

O céu exerce fascínio em todas as culturas, e diferentes grupos humanos têm observado e utilizado esses conhecimentos para sobreviver e se transformar, junto com o planeta.

O Sol mantém todo um sistema de corpos celestes ao seu redor e, nesta unidade, vamos conhecer seu funcionamento básico. Neste capítulo vamos compreender um pouco mais sobre o Universo que nos abarca.

1. Como podemos comparar distâncias e tamanhos no Sistema Solar?

2. Você sabia que grupos indígenas diferentes enxergam distintas constelações no céu? Você sabe por quê?

3. Como surgem, evoluem e desaparecem as estrelas?

4. Você sabia que o Sol um dia desaparecerá?

Nesta unidade você terá a oportunidade de:

• entender como os astros do Sistema Solar são diferentes entre si e por que é tão difícil chegar até eles;

• localizar algumas constelações no céu noturno para diferentes culturas;

• compreender o ciclo de vida das estrelas;

• identificar de onde surgem os Buracos Negros;

• aprender como algumas populações indígenas reconhecem suas próprias constelações.

Orientações

Utilize as perguntas da abertura da unidade para levantar conhecimentos prévios dos estudantes sobre o tema, instigar-lhes a curiosidade e introduzir a discussão sobre o conteúdo. Nesse momento não se preocupe se as respostas dos estudantes não forem corretas. Esse momento introdutório visa apenas despertá-los para os assuntos que serão estudados.

Você pode pedir a eles que as respondam no caderno e, depois de finalizado o estudo da unidade, retomem as respostas dadas e as corrijam com base no que aprenderam.

½ Para começarRespostas

1. Alguns estudantes devem responder que dependem de instrumentos de medida para responder. Outros podem chegar à ideia de comparações usando as proporções.

2. Resposta pessoal. Alguns estudantes têm essa informação porque já ouvira falar desse assunto. Outros não terão ouvido falar que existem mais constelações além das oficiais.

3. Esperam-se respostas que associem o desenvolvimento de estrelas com explosões ou mesmo com os buracos negros.

4. Muitos devem ter ouvido falar que o Sol “morrerá” um dia, mas esse processo deve ocorrer num futuro distante.

Avaliação diagnóstica

Identifique previamente, dentro da realidade de cada turma e de cada estudante, o quanto eles conhecem dos assuntos que serão tratados, em cada capítulo.

Inicie com leituras em voz alta do próprio texto do livro, debates e aprofundamentos a partir do conteúdo trabalhado e de conhecimentos prévios.

Investigue as possíveis causas de dificuldades, auxiliando cada aluno, revendo os tópicos ou desenvolvendo estratégias de trabalho, para trabalhar as defasagens.

Objetivos do capítulo

• Trabalhar escalas de tamanhos e distâncias no Sistema Solar.

• Compreender a estrutura e os corpos celestes que constituem o Sistema Solar.

• Localizar a Terra no Sistema Solar, bem como o Sistema Solar em nossa galáxia e no Universo.

• Entender que mesmo os corpos pequenos do Sistema Solar são fontes de valiosas informações.

Orientações

Utilize as perguntas do boxe Para começar para introduzir o assunto e levantar os conhecimentos que os estudantes têm a respeito do tema. Nesse momento não se preocupe com respostas certas ou erradas. Você pode pedir para que os estudantes respondam a essas perguntas no caderno e retomem as respostas no final do estudo do capítulo, reelaborando-as. Essa é uma forma de verificarem o aprendizado.

½ Para começar –Respostas

Lembre-se de que os estudantes ainda não tiveram contato com o tema e essa é uma das funções desta seção; incentive-os a buscar respostas.

1. É provável que os estudantes não conheçam essa classificação, mas podem responder que são planetas similares à Terra, por causa do nome: “terrestres”.

2. Muitos dos estudantes talvez não tenham a informação de que todos os planetas gigantes do Sistema Solar têm anéis ao redor. É o caso de Júpiter. Não considere erradas as respostas de que Júpiter não possui anéis como Saturno, porque eles não são exatamente iguais.

3. Muitos dos estudantes poderão dizer que fica na Terra, mas sabe-se hoje em dia que o maior vulcão do Sistema Solar fica em Marte. Tratase do Monte Olimpo.

4. A resposta será apresentada ao longo do capítulo. Explique aos estudantes que os planetas precisam ter formatos aproximadamente esféricos e devem manter suas órbitas “limpas”, sem grandes fragmentos, o que não é o caso de Plutão.

5. A resposta mais provável dos estudantes é que sim, um asteroide pode bater contra a Terra. Ao longo do capítulo eles conhecerão as razões pelas quais, apesar de possível, esse evento pode ser improvável até a atualidade.

Da Terra às galáxias

1 O que são planetas terrestres?

2 Júpiter tem anéis como Saturno?

3 Onde fica o maior vulcão do Sistema Solar?

4 Por que Plutão era planeta e agora não é mais?

5 Um asteroide pode bater contra a Terra?

6 Estrelas cadentes são estrelas que estão despencando do céu? Um dia o céu perderá todas as estrelas?

No 529o dia da missão do robô Curiosity (curiosidade, em inglês), na superfície de nosso “vizinho” Marte, cerca de uma hora e meia após o pôr-do-sol, dois pontos brilhantes se distinguiam na paisagem celeste. Um deles era o nosso planeta, Terra. O outro era nossa companheira de jornada no Sistema Solar: a Lua. Isso aconteceu no dia “terrestre” de 31 de janeiro de 2014. Estávamos a 160 milhões de quilômetros da máquina fotográfica que nos registrou. Sabemos que esse número é grande, mas quanto ele representa? Essa é uma forte razão para usarmos as escalas e entender um pouco melhor as proporções gigantescas que envolvem as grandezas no Universo.

6. Espera-se que os estudantes discordem desse pensamento. Explique-lhes que esse senso comum faz parte de alguns modelos mentais que associam as estrelas cadentes (meteoros) a estrelas que estão caindo do céu.

Avaliação

Diagnóstico: Verifique se os estudantes compreendem os termos apresentados e se possuem conhecimentos prévios.

Estratégia: Caso os estudantes apresentem dificuldade, responda cada atividade abordando de forma superficial e simplificada os conceitos de astronomina associados.

Terra e Lua vistas da superfície de Marte, 2014.

Um mundo de escalas

Como as distâncias e os tamanhos são enormes, as escalas nos ajudam na compreensão das características gerais ou da disposição dos corpos celestes nessa estrutura. Elas são grandes, mas tudo é relativo aos referenciais. Guarde essa informação, ela realmente será importante neste capítulo. Veremos que o Universo é surpreendente quando olhamos para as escalas.

A distância da Terra em relação ao Sol é de aproximadamente 149 600 000 km. Vamos arredondar o número para 150 000 000 km (cento e cinquenta milhões de quilômetros). Na astronomia esse número corresponde a uma unidade de grandeza chamada Unidade Astronômica (UA).

Distâncias dos planetas em relação ao Sol Sistema solarDistância relação ao Sol (km)

Sol –

Mercúrio 57 910 000

Vênus 1 081 600

Terra 149 600 000

Marte 228 000 000

Júpiter 778 400 000

Saturno 1 427 000 000

Urano 2 869 600 000 Netuno 4 496 000 000

Distâncias dos planetas em relação ao Sol

A nova definição de planeta. Texto sobre a definição escolhida pela União Astronômica Internacional para o que passou a ser aceito como um planeta e por que Plutão deixou de ser considerado um astro dessa categoria no nosso Sistema Solar. MELLO, Ferraz Sylvio. A nova definição de planeta. Grupo de dinâmica de Sistemas Planetários Disponível em: http:// www.astro.iag.usp. br/~dinamica/iau -planeta.html. Acesso em: 23 mar. 2022.

Orientações

Trabalhe o conceito de escalas. Se necessário, leve um mapa físico do estado onde a escola se encontra ou do Brasil, por exemplo, e mencione que ele é uma representação. Converse com o professor de Geografia e, se possível, produzam um trabalho interdisciplinar.

O conceito de escala é muito importante para dar ideia das dimensões astronômicas. No caso do conteúdo de Astronomia, inicie com a unidade astronômica (UA). Siga essa escala para as distâncias de nosso Sistema Solar. Conduza o texto no Livro do Estudante e faça as operações de regra de três com eles, para concluir os valores que aparecem nas tabelas. Demonstre no quadro, com regras de três, como chegar aos valores que estão na tabela de distâncias ao Sol, com UA.

Exemplo:

1 UA 150 000 000 km x (UA) 57 910 000 km x = 0,386 j 0,39 UA, que é a distância média de Mercúrio ao Sol. Repita essa operação com eles, para todos os planetas do Sistema Solar. Para melhor aproveitamento do estudo do capítulo, é desejável que os estudantes tenham noções sobre os movimentos da Terra e o movimento aparente dos astros no céu; saibam operacionalizar escalas; realizem operações básicas envolvendo relações entre diferentes unidades de medida de distâncias; e tenham conhecimentos básicos de densidade e equilíbrio dinâmico de pressões.

Foco na BNCC

EF09CI14: O trabalho neste capítulo propicia aos estudantes aprender como é a organização de nosso Sistema Solar, quais são os planetas e corpos celestes que compõem nossa galáxia e quais são as suas principais características.

Fonte: WATSON, F; MOORE, P. Astronomica. São Paulo: H. F. Ullmann, 2008.

Fonte: WATSON, F; MOORE, P. Astronomica São Paulo: H. F. Ullmann, 2008.

Orientações

Providencie com antecedência o material necessário para trabalhar com esta seção. Procure um espaço, de preferência dentro das dependências da escola, de tamanho suficiente para a realização das medidas e da montagem do Sistema Solar em escala. Um campinho de futebol ou mesmo uma quadra de esportes podem ser locais apropriados. As distâncias relativas dos planetas já foram calculadas previamente, para facilitar. Refaça essas contas com os estudantes para que eles entendam de onde surgiram esses resultados. Se houver espaço suficiente, crie grupos com cinco ou seis estudantes, com montagens distintas para o mesmo sistema planetário. Um ou dois medem, outro coloca as placas, outro lê a tabela com as distâncias e outro, ainda, marca no chão as distâncias dos planetas. Para fazer o traçado, basta que alguém segure a extremidade de um barbante na posição do Sol. O barbante funcionará como a ponta-seca de um compasso. Em seguida, na extremidade de comprimento igual ao raio da órbita média, o estudante pode traçar ou marcar uma parte da trajetória média do planeta. Serão arcos ou circunferências completas. Lembrando que estamos considerando órbitas circulares como aproximação para as órbitas planetárias.

Serão sempre utilizadas regras de três e uma subtração para a distância do planeta anterior.

Em seguida à atividade, dê uma volta com os estudantes pela montagem e reflitam sobre as distâncias, passeando pelo Sistema Solar em escala.

Estamos assumindo, nessa escala, o tamanho do Sol como sendo de uma bola com diâmetro correspondente a uma pizza de 60 cm. Poderíamos pensar também em uma bola correspondente a duas bolas de basquete, uma ao lado da outra. Na escala, esse será o diâmetro que equivale a 1. Você percebe que todos os planetas do Sistema Solar têm seus diâmetros correspondentes a frações desse valor. Em alguns casos essas frações são bem pequenas. Veja Mercúrio, por exemplo. Ele teria o tamanho relativo de uma cabeça de alfinete.

Sistema Solar em escala de distâncias

Vamos montar um Sistema Solar em escala de distâncias. Só os planetas serão representados. Não teremos asteroides, cometas e meteoroides entre outros representantes do Sistema Solar. Para isso, precisaremos de um espaço aberto (de preferência abrigado do Sol) e seguro, com comprimento mínimo de 30 a 35 metros, como uma quadra. Em grupos, serão montados os modelos para serem observados e analisados. Material:

• plaquinhas de 5 cm x 5 cm de papel-cartão ou cartolina, com os nomes Sol, Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Elas podem ter uma imagem do planeta (desenhada ou reproduzida de algum dos endereços indicados neste capítulo) e devem ficar de pé. Se for necessário, usem uma base para deixar as plaquinhas mais fáceis de serem visualizadas;

• trena;

Procedimentos

• giz.

1. Em uma das extremidades da área em que será feito o experimento, representem o Sol com uma placa.

2. Com a ajuda do professor e utilizando a tabela abaixo, marquem no piso, com giz, as posições e as órbitas dos planetas. Vocês poderão utilizar também uma trena (de preferência de 5 m ou mais) para marcar as distâncias. Outra opção é usar um barbante para ajudar a traçar arcos como parte das trajetórias médias dos planetas.

Planeta Distâncias relativas à órbita anterior Mercúrio39 cm em relação ao Sol Vênus33 cm em relação a Mercúrio Terra28 cm em relação a Vênus Marte52 cm em relação à Terra Júpiter3,68 m em relação a Marte Saturno4,33 m em relação a Júpiter Urano9,57 m em relação a Saturno Netuno10,9 m em relação a Urano

Valores aproximados, considerando a aproximação para órbitas circulares.

Comparação das órbitas dos planetas do Sistema Solar, representadas em um campo de futebol.

Depois de marcar e traçar as órbitas, colocando as plaquinhas com os nomes dos astros em suas posições, analisem o Sistema Solar em escala de distâncias e discutam as questões com os colegas e com o professor:

1 Vocês esperavam que as distâncias fossem distribuídas desse jeito?

2 Quais são os planetas mais próximos da Terra?

3 Quais são os planetas mais próximos entre si?

4 Quais são os planetas mais distantes do Sol?

5 Quais são os planetas mais distantes entre si?

½ Experimentar – Respostas

1. Resposta pessoal. Possivelmente eles não esperavam, porque as distâncias dos planetas, entre si, em regra geral, vão aumentando à medida que nos distanciamos do Sol.

2. Os planetas Marte e Vênus.

3. São os planetas Mercúrio, Vênus, Terra e Marte.

4. Os planetas Urano e Netuno.

5. Os planetas Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Representação simplificada em coresfantasia e tamanhos sem escala.

Fonte: WATSON, F; MOORE, P. Astronomica H. F. Ullmann, 2008.

em campo

1 Com base na seção “Experimentar”, em que você e os colegas montaram um Sistema Solar em escala de distâncias, conversem, em duplas, sobre como essas distâncias podem interferir nas viagens espaciais. Justifiquem a resposta e depois, com auxílio do professor, compartilhem suas impressões com o restante da turma.

2 Em 1990, a sonda espacial Voyager 1 estava prestes a sair do Sistema Solar. A uma distância aproximada de seis bilhões de quilômetros, a sonda obteve uma imagem que é conhecida como “pálido ponto azul”. Comparada com a imagem de abertura deste capítulo, a Terra aparece menor ainda. O cientista e divulgador científico Carl Sagan (1934-1996) realizou uma profunda reflexão sobre o significado dessa imagem:

Orientações

Se considerar adequado, forme grupos maiores para a resolução das questões da seção Atividades

½ Atividades – Respostas

1. Mesmo a luz, que viaja a uma enorme velocidade, demora horas para cruzar todo o Sistema Solar. Uma nave espacial, assim como uma sonda, demoraria muito mais tempo. Em uma escala como essa, podemos perceber que as viagens espaciais não são empreendimento simples e que as distâncias representam um grande desafio.

Reforce o tema das distâncias e retome algumas operações matemáticas de escala para mostrar que as viagens espaciais não são o que os filmes de ficção científica muitas vezes propagam.

Com base nas palavras de Carl Sagan:

[...] A Terra é o único mundo conhecido até hoje que alberga a vida. Não há outro, pelo menos no futuro próximo, onde a nossa espécie possa emigrar. Visitar, pode, assentar-se, ainda não. Gostando ou não, por enquanto, a Terra é onde temos de ficar. [...]

MONTEIRO, Conceição. Pálido ponto azul. AstroPT. Disponível em: https://www.astropt.org/2011/05/26/palido-ponto-azul/. Acesso em: 25 abr. 2022.

Em duplas, conversem sobre esse trecho com relação às distâncias e tamanhos que você viu na escala do Sistema Solar. Compartilhe suas ideias com a turma.

Planetas rochosos e gasosos

No Sistema Solar o Sol é muito grande, mas, entre as estrelas, ele é uma estrela anã. Para nós a Terra é grande, mas, entre planetas como Júpiter Saturno, ela é um planeta pequeno.

O Sol tem mais massa e um tamanho muito maior do que a Terra. Essas duas grandezas devem ser pensadas em conjunto para avaliarmos outras características desses e de outros corpos celestes. Como sabemos, a densidade é o resultado da divisão entre os valores de massa e de volume de uma amostra ou objeto. Ela é uma grandeza física que nos informa quanto os objetos são compactos. As medidas de densidade seguem uma escala relacionada com o líquido mais abundante que conhecemos: a água. A densidade da água pura é de 1 g/cm3, como vimos anteriormente.

Foco na BNCC

EF09CI14: O trabalho com a seção Experimentar desenvolve aspectos da habilidade, levando os estudantes a compreender e descrever a composição e a estrutura do Sistema Solar.

Competência geral 9: O trabalho em grupo propicia o exercício da cooperação entre os colegas, possibilitando que os estudantes exercitem o respeito e a empatia.

Competência específica de Ciências da Natureza 3: O trabalho também incentiva que os estudantes analisem e compreendam fenômenos relativos ao mundo natural, exercitando a curiosidade para fazer perguntas e buscar respostas com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza.

2. Respostas pessoais, mas espera-se que haja uma reflexão sobre o que o ser humano tem feito pelo próprio planeta e como as relações humanas precisam ser pensadas de outra maneira, para que as pessoas entendam que todos estamos no mesmo planeta e dependemos uns dos outros.

Avaliação

Diagnóstico: As atividades estão voltadas ao aprofundamento do tema das distâncias interplanetárias e de seu significado para a preservação da vida na Terra.

Estratégia: Utilize principalmente os resultados das conversas das duplas e o compartilhamento das mesmas com o grupo. Se restarem dúvidas, retome o exercício de escalas e suas conclusões.

Fotografia obtida pela Voyager 1 em 1990. O ponto de coloração branco azulada no centro da imagem é a Terra.

Orientações

Recupere o conceito de densidade com os estudantes. Em seguida, consultem a tabela com as densidades médias dos planetas de nosso sistema planetário.

Pergunte-lhes se eles conseguem perceber alguma coisa no mínimo curiosa com relação às informações e se poderíamos fazer uma classificação dos planetas por suas densidades aproximadas. Eles provavelmente perceberão isso.

Os estudantes devem compreender que podemos separar os planetas do Sistema Solar em dois grandes grupos: de maior e de menor densidade. Defina, lendo com eles o texto do Livro do Estudante, as categorias de planetas terrestres (rochosos) e jovianos (gasosos).

Quanto mais denso, mais compacto é o objeto, e vice-versa. A densidade do Sol (sua massa dividida por seu volume) nos leva ao valor médio de 1,4 g/cm3, aproximadamente, e não é igual em todas as suas partes, mas podemos usar um valor médio para comparações. Para termos uma ideia comparativa do que representa esse valor, no Sol, estamos falando de um material com a densidade aproximada do mel.

A Terra é bem menor e tem bem menos massa do que o Sol. Sua densidade média é de 5,5 g/cm3. Isso significa que nosso planeta é mais “encorpado” ou mais “maciço” que o Sol. Poderíamos dizer que o astro rei do dia está mais para “gasoso”, ou muito perto disso.

O Sol é formado por um tipo de matéria muito aquecida, por causa de reações que ocorrem em sua região central. Em razão de seu tamanho, as pressões nesse lugar próximo ao seu centro excedem centenas de bilhões de vezes aquelas a que nossos corpos estão submetidos pelo ar aqui na Terra. Por causa disso, o hidrogênio e o hélio, que são os “gases” abundantes no Sol, não formam átomos, mas uma espécie de “sopa de partículas”, conhecida como plasma. Esse plasma não tem nada em comum com o plasma sanguíneo. Aqui, plasma é a matéria formada por partículas atômicas com suas cargas elétricas – prótons e elétrons, principalmente – se movimentando e carregando energia.

Os planetas podem produzir energia e até emitir mais energia do que recebem do Sol em alguns processos, principalmente energia que não enxergamos com nossos olhos. Mas eles não produzem energia pelo mesmo processo que o Sol e as demais estrelas produzem. Por isso, temos que comparar os planetas com outros planetas em nosso Sistema Solar.

Analisando as densidades dos planetas, podemos perceber uma coisa bastante interessante. Veja você mesmo:

Densidade média dos planetas do Sistema Solar

Observando a tabela de densidades, você acredita que seria possível fazer uma separação entre os planetas? Mercúrio, Vênus, Terra e Marte têm densidades parecidas. Júpiter, Saturno, Urano e Netuno têm, entre si, densidades próximas, mas elas são bem diferentes entre esses dois grupos.

Os quatro primeiros planetas em distância ao Sol são classificados como planetas terrestres ou telúricos, ou seja, planetas rochosos. Eles têm densidades médias maiores em razão de serem compostos por muitas rochas, formadas por compostos químicos com abundância de metais. Alumínio, magnésio, níquel e ferro, por exemplo, são mais comuns neles. As rochas e minerais ajudam na constituição de superfícies sólidas, razão pela qual, algumas vezes, são reconhecidos na categoria de planetas rochosos. Apesar das variações de tamanho, esses planetas têm diâmetros menores, quando comparados com o segundo grupo.

Fonte: MÜLLER, Alexei Machado; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira; FILHO, Kepler de Souza Oliveira. Aula 9 – Sistema solar: planetas. Disponível em: https://lief.if.ufrgs.br/pub/cref/n29_Muller/aula1/ aula1i.pdf. Acesso em: 10 maio 2022.

Já o outro conjunto de planetas do Sistema Solar é bastante diferente. São astros com densidade pequena, o que os aproxima dos materiais líquidos (lembrando que a densidade da água pura é de 1 g/cm3) e gasosos, razão de serem classificados também como planetas jovianos. São gigantes gasosos, cujo melhor representante é Júpiter. O nome desse planeta está ligado ao deus Júpiter, o deus dos deuses no Panteão das divindades do antigo Império Romano.

Os romanos da Antiguidade foram influenciados pelos gregos antigos. Para essas sociedades, muitas divindades eram bastante parecidas. Por exemplo: Júpiter, para os romanos, era Zeus, para os gregos. Marte, na Roma Antiga, era Ares para os gregos.

Os planetas gasosos são constituídos em sua maior parte de gases, como hidrogênio e hélio, e substâncias como amônia e metano. Daí sua densidade se assemelhar a esses materiais. Saturno possui uma densidade de 0,7 g/cm3, ou seja, inferior à da água.

Não é mera coincidência que esses planetas rochosos e gasosos estejam agrupados e em regiões distintas no Sistema Solar.

A composição da atmosfera desses planetas também segue, basicamente, essa divisão em dois blocos. Enquanto os planetas terrestres têm, em sua quase totalidade, atmosferas com gases como gás carbônico, nitrogênio, oxigênio e traços de outros gases, nos gigantes gasosos são encontradas expressivas quantidades de gases como hidrogênio e hélio. A exceção, entre todos os planetas, é Mercúrio, que possui uma atmosfera muito tênue, formada de hidrogênio.

Os planetas rochosos

Nos planetas rochosos predomina a matéria no estado sólido, com rochas e metais em sua superfície e metais fundidos em estado pastoso ou mesmo líquido em seu interior devido às altas temperaturas e pressões.

Mercúrio

É o menor planeta do Sistema Solar, com uma superfície cheia de crateras. Sua atmosfera tem apenas traços de alguns elementos químicos, como hidrogênio, hélio, sódio, potássio e oxigênio. Por causa da proximidade do Sol e dos altos níveis de radiação, ele dificilmente poderia ser considerado um bom candidato a abrigar vida. Apesar de ser o planeta mais próximo do Sol, ele não é o mais quente. Você descobrirá a razão disso a seguir, quando falaremos de Vênus.

Sua superfície, cheia de crateras de impacto, lembra, em aspecto, a superfície de nosso satélite natural: a Lua. Mercúrio é apenas um pouco maior do que ela, mas teve sua superfície castigada pela queda de rochas e fragmentos, desde a época da formação do Sistema Solar.

Imagem do planeta Mercúrio obtida pela sonda Messenger, da NASA, 2008.

Orientações

Peça aos estudantes que leiam algumas das características dos planetas rochosos (ou terrestres) que se apresentam nesta e nas demais páginas. Se for possível e desejável, peça a um estudante que leia em voz alta essas características e trace algumas similaridades e diferenças entre esses astros.

Nesta página encontramos uma descrição sumária sobre o planeta Mercúrio. Chame a atenção dos estudantes para sua superfície cheia de crateras, que lembra, em aspecto geral, a superfície da Lua. Apesar dessa semelhança, existem muitas diferenças entre esses astros.

Orientações

Continue a leitura a respeito de cada planeta rochoso ou terrestre do Sistema Solar. Esse acesso às características dos planetas Vênus e Terra possibilita ampliar as comparações e estabelecer um perfil característico para os planetas rochosos.

Amplie o repertório de informações sobre o planeta Terra e utilize algumas informações sobre o efeito estufa e sobre sua importância para a manutenção da vida na Terra, ressaltando que, em excesso, pode colocar em risco a vida como a conhecemos, no planeta.

Vênus

O planeta Vênus tem uma atmosfera composta essencialmente (96,5%) por gás carbônico (CO2). Sua superfície sólida é escondida dos nossos telescópios na Terra por nuvens praticamente todo o tempo. Os raios de luz solar que passam pela espessa camada dessas nuvens não só iluminam como também aquecem o solo, que transmite parte desse calor para a atmosfera. Parte dessa radiação não consegue atravessar as nuvens de volta, e isso amplia o que conhecemos como efeito estufa. Essa é a razão pela qual a superfície de Vênus atinge temperaturas muito altas, acima dos 450 °C. Mercúrio, que praticamente não tem atmosfera, como é o caso da Lua, está mais perto do Sol e atinge temperaturas de 427 °C em sua face voltada para o Sol e 182 °C na região da noite. Vênus tem temperatura superior, mesmo mais distante, e a mantém mesmo nas regiões da noite, opostas ao Sol.

Por causa das reações químicas que ocorrem na atmosfera venusiana, aparecem traços de ácido sulfúrico. Isso demonstra como essa atmosfera é agressiva. Além disso, o peso da atmosfera de Vênus gera sobre sua superfície uma pressão atmosférica perto de 90 vezes superior àquela que sentimos aqui na Terra. Essas condições dificultam muito a visita ou a presença de seres humanos numa viagem de investigação e pesquisa. Até mesmo as sondas espaciais que desceram em Vênus resistiram pouco tempo antes de pararem de funcionar, dadas as condições agressivas desse ambiente.

Terra

O nosso planeta também é um planeta rochoso; diferente dos outros planetas do Sistema Solar, apresenta condições favoráveis à manutenção e ao desenvolvimento de vida, pois tem água em forma líquida em abundância, atmosfera e temperatura favoráveis. Como estudado anteriormente, sabemos que a maior parte da superfície terrestre é coberta de água e tem sua crosta segmentada em placas tectônicas, que são responsáveis pela dinâmica no relevo existente no planeta. A presença humana no planeta Terra tem criado um expressivo impacto ambiental, que vem sendo estudado e acompanhado com preocupação por grande parte da comunidade científica. Esse é um dos maiores desafios, com soluções complexas, na atualidade.

Planeta Vênus fotografado pela sonda Mariner em fevereiro de 1974.

Fotografia do planeta Terra visto do espaço obtida pelo satélite GOES-13 em 2016.

Marte

Apesar de também ser composta por uma expressiva quantidade de gás carbônico (95,3%), a atmosfera de Marte é mais fina, ou menos densa do que a de Vênus (mais que 10 000 vezes). A pressão atmosférica na superfície marciana é menor do que 0,01 (um centésimo) daquela que sentimos em nosso planeta (a rigor, ao nível do mar). Essa é uma das razões pelas quais conseguimos ver sua superfície, olhando o planeta de fora, sem o impedimento de nuvens. Isso não significa que Marte não apresenta formações meteorológicas desse tipo ou que essas nuvens deixem de causar o efeito estufa. Esses fatores existem, mas são incomparavelmente menos intensos do que em Vênus ou até mesmo na Terra. A temperatura média do planeta é de 63 °C, mas ela pode despencar para 200 °C ou subir até “agradáveis” 21 °C. Se você associou essa descrição a um tipo de deserto, acertou! Mas o planeta, que tem sua superfície formada por ferro oxidado, isto é, ferrugem – daí sua coloração avermelhada –, esconde alguns segredos, que estão sendo estudados por gerações de robôs em sua superfície. Até um drone já voou sobre uma pequena parte do deserto marciano.

Marte apresenta uma superfície acidentada, com crateras de impacto parecidas, em forma, com as que encontramos na Lua, e tem o maior vulcão do Sistema Solar, Olympus Mons (ou Monte Olimpo), cujo nome é uma clara alusão à morada dos deuses greco-romanos antigos. O vulcão tem aproximadamente 22 km de altura, praticamente o dobro de tamanho do Everest (aproximadamente 9 km).

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala, e suas cores podem não corresponder totalmente às reais.

1 O Sistema Solar é constituído atualmente de oito planetas. Em sequência de distância, começando do Sol, quais são os nomes desses astros?

2 Numa classificação empregada para criar categorias de agrupamento para os planetas, alguns são chamados de terrestres ou rochosos e outros de gigantes gasosos. Quais são as principais diferenças entre esses dois grupos?

3 Verifique se as afirmações a seguir são verdadeiras ou falsas. Em seguida, justifique sua resposta.

a) O Sol é tão grande que em seu interior caberiam todos os planetas do Sistema Solar.

b) As distâncias entre as órbitas dos planetas é praticamente a mesma entre cada um dos planetas, desde Mercúrio até Netuno.

c) A distância média da Terra em relação ao Sol é usada como uma unidade de distância chamada de ano-luz.

Avaliação

Diagnóstico: Essas atividades pretendem recuperar algumas informações sobre os planetas e detalhar suas características mais gerais nas categorias de rochosos e gasosos.

Estratégia: Se persistirem as dúvidas, retome com os alunos as informações presentes nas páginas anteriores, desde a página 249 até a página 253

Orientações

As informações sobre os planetas terrestres são complementadas com dados gerais sobre Marte e o uso de tecnologia de ponta para a sua exploração. Muita ciência e tecnologia estão por trás da exploração dos planetas do Sistema Solar. Vale ressaltar que esse não é um gasto de recursos sem sentido. Muitas das tecnologias testadas nesses projetos podem ser aplicadas no desenvolvimento de soluções de problemas da vida cotidiana. Forneça mais informações sobre Marte, como a presença do maior vulcão do Sistema Solar e a possibilidade de encontrarmos traços da existência de vida, mesmo em seu passado.

½ Atividades – Respostas

1. Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

2. Os planetas terrestres, ou telúricos, são mais densos, com superfícies formadas por rochas e minerais, e por abundância de metais como cobre e ferro. Suas atmosferas são compostas principalmente de nitrogênio, gás carbônico e oxigênio. Os planetas gasosos são bem maiores do que os terrestres, porém menos densos, com atmosferas constituídas por gases leves, como hidrogênio e hélio, principalmente.

3. a) Verdadeira. O Sol tem tamanho relativo muito maior que todos os planetas somados.

b) Falsa. As distâncias aumentam entre si, geralmente, desde o primeiro até o último planeta, como pudemos ver na atividade prática. Os planetas terrestres estão mais próximos entre si; e os planetas gasosos, mais distantes entre si.

c) Falsa. A distância média da Terra ao Sol é uma unidade de distância usada em Astronomia, mas se chama unidade astronômica e vale, aproximadamente, 150 milhões de quilômetros. Se considerar pertinente, explique aos estudantes que ano-luz é uma medida que corresponde à distância percorrida pela luz em um ano terrestre. Faça as operações matemáticas no quadro, se julgar importante.

Imagem do Planeta Marte com detalhes da superfície.

Drone Ingenuity (Ingenuidade) fotografado pela sonda robô Perseverance (Perseverança), após sua primeira noite em solo marciano, em 4 de abril de 2021.

NASA

NASA/JPL-Caltech

Orientações

Chame atenção para o planeta “protótipo” dos planetas gasosos, que é Júpiter. Apresente sua imagem e peça aos estudantes que continuem lendo o texto e iniciem o mesmo tipo de processo de identificação dessa categoria em cada um de seus constituintes. Ressalte que, apesar de serem chamados gasosos, esses planetas poderiam ser considerados fluidos (misturas de gases e líquidos).

As características se ampliam quando se trata do planeta Saturno, com seus anéis e características comuns com Júpiter. Até o final da descrição desse bloco de planetas, ficará evidente que todos os planetas gasosos possuem anéis ao seu redor. Destaque a informação de que os anéis não são contínuos, mas são formados de blocos de rocha e gelo de tamanhos distintos, geralmente irregulares.

Planetas gasosos

Os tons de cores e a proporção entre as dimensões das estruturas representadas não são os reais.

Nos planetas gasosos existe água e outras substâncias, em grande parte na forma de gases e líquidos. Eles são caracterizados por um grande número de satélites naturais (luas) e anéis ao redor, mesmo que alguns não possam ser vistos a partir da Terra.

Júpiter

Júpiter é uma referência, se considerarmos os gigantes gasosos do Sistema Solar.

Júpiter e sua mancha vermelha, onde caberia o equivalente a mais de dois planetas Terra alinhados. Fotografia feita pela sonda Juno em fevereiro de 2019.

Sua turbulenta atmosfera, composta por hidrogênio, hélio, amônia e metano, lhe confere essa tonalidade clara em contraste intenso com uma cor sépia. Chama a atenção em sua atmosfera a Grande Mancha Vermelha, que corresponde a uma enorme tempestade descoberta há mais de 300 anos. Abaixo da atmosfera existe um imenso oceano, mistura de materiais presentes na atmosfera, em estado líquido. Acredita-se que Júpiter tenha um núcleo sólido com o tamanho aproximado às dimensões da Terra. A temperatura média desse planeta é de 110 °C. Júpiter tem uma grande família de luas atingindo a marca de 79 satélites naturais. Esse número se altera em função de novas descobertas, e por isso esse dado pode estar mudando agora mesmo. Ele também possui um conjunto de anéis praticamente invisíveis da Terra, ao seu redor, a exemplo de Saturno.

Saturno

Saturno possui 83 luas ao seu redor. A maior "família" do Sistema Solar. É um gigante gasoso com presença majoritária de gases como hidrogênio e hélio, igualmente existentes nos outros planetas gasosos. Tudo indica que exista um núcleo sólido de tamanho menor do que a Terra. Depois dos gases existe um grande oceano de gases liquefeitos, em alta pressão e temperatura. Mas o que realmente o caracteriza e chama a nossa atenção é um espetacular sistema composto por sete anéis separados por subdivisões.

Os anéis não são contínuos, e sim constituídos de uma enorme quantidade de fragmentos de rocha, gelo de água e amônia de tamanhos variados. Os anéis de Saturno se estendem por cerca de 280 000 km e sua espessura pode atingir até 10 m.

Imagem de Saturno em cores falsas com destaque para uma aurora. Fotografia tirada pelo Telescópio Espacial Hubble em 2004.

Representação artística dos anéis de Saturno, que são compostos por muitos fragmentos de rocha e gelo.

Urano e Netuno

São planetas gigantes com várias características comuns aos outros: são astros formados por gases e líquidos, com intensa presença dos gases hidrogênio e hélio, com um bom número de satélites naturais e anéis ao seu redor. Urano tem 13 anéis e Netuno tem 5. Alguns deles, descobertos no planeta Terra.

Orientações

Estimule os estudantes a perceber as diferenças entre Urano e Netuno, assim como entre os outros dois planetas gasosos. Evidencie as grandes dimensões desses astros, seus aspectos gerais, a constituição de sua atmosfera, o número de seus satélites naturais etc.

Diga que Urano e Netuno foram planetas descobertos justamente porque não são observados a olho nu. Só em situações muito raras Urano pode ser visto como um astro no limite visual, sem uso de equipamentos. Destaque o papel da matemática nas previsões de acontecimentos. Nesse caso, as perturbações gravitacionais indicavam a existência de outros astros e o planeta Netuno apareceu como uma resposta para esses dados observacionais.

Os planetas Urano e Netuno fotografados, em momentos distintos, pela sonda espacial Voyager II no final da década de 1980.

Um fato curioso sobre Urano e Netuno

Há um fato histórico curioso envolvendo esses dois planetas. Urano é visto a olho nu em momentos muito raros e como um astro de fraco brilho. Portanto, na Antiguidade os dois planetas eram desconhecidos. Só com o advento dos telescópios e com uma Matemática sofisticada é que os dois foram observados e passaram a constituir a seleta família solar. Urano foi descoberto por William Herschel (1738-1822), em 1781, e Netuno, em 1846, por trabalhos matemáticos dos astrônomos Urbain Le Verrier (1811-1877), John Couch Adams (1819-1892) e observações de Johann Gottfried Galle (1812-1910). Há polêmicas sobre se foi ou não Galle quem observou o planeta Netuno pela primeira vez, mas há um razoável consenso de que ele foi o primeiro a localizar um planeta cuja posição tinha sido prevista em um modelo matemático.

1 Pesquise na história da Astronomia sobre a origem e a razão dos nomes dos planetas do Sistema Solar e discuta com os colegas com a ajuda do professor.

As órbitas dos planetas

Um fato interessante que está relacionado com praticamente todos os planetas do Sistema Solar é que os planos de suas órbitas estão muito próximos entre si. Usando, mais uma vez, a Terra como referência, a maior inclinação orbital acontece com o planeta Mercúrio, que possui 7 graus em relação ao plano orbital da Terra (também conhecido como plano da Eclíptica). Mais uma posição de exceção para esse planeta. Todas as outras inclinações orbitais são muito pequenas.

Atividade complementar

Após o estudo dos planetas do Sistema Solar, é interessante sistematizar o que foi aprendido, levantando as principais características de cada planeta, suas diferenças e semelhanças.

Peça aos estudantes que formem grupos e elaborem um cartaz com essas informações. Organize um dia para que os cartazes sejam expostos em alguma parte da escola em que todos possam apreciá-los.

Inclinação orbital: ângulo entre os dois planos que contêm as órbitas do planeta e da Terra, em nosso caso.

½ Caminhando pela História – Resposta

1. Os nomes dos planetas seguem uma tradição associada aos deuses sumérios. Ex. Nergal (deus da Guerra e da Morte). Trata-se do planeta vermelho. Na Grécia muitos desses deuses recebiam outros nomes, como Ares (deus da Guerra) e em Roma, Marte (deus da Guerra). São divindades que trocam os nomes, mas são “deuses-planetas”. Para esses povos, só mesmo as divindades poderiam se deslocar por entre as estrelas. Nós usamos os nomes da tradição greco-romana.

Foco na BNCC EF09CI14: A seção Caminhando pela História possibilita aos estudantes entender como foram descobertos alguns dos planetas e possibilita que eles descrevam a estrutura do Sistema Solar.

Competência geral 1: A leitura do texto e a pesquisa possibilitam que os estudantes valorizem e utilizem os conhecimentos historicamente construídos sobre os planetas do Sistema Solar.

Competência específica de Ciências da Natureza 3: Essa seção também possibilita que os estudantes analisem e compreendam fenômenos relativos ao mundo natural, exercitando a curiosidade para fazer perguntas e buscar respostas com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza.

Os tons de cores e a proporção entre as dimensões das estruturas representadas não são os reais.

Veja a tabela abaixo sobre os planetas terrestres e os gigantes gasosos:

Explique aos estudantes que, com exceção do planeta Mercúrio, todos os outros planetas têm suas órbitas praticamente coplanares com a órbita terrestre ou plano da eclíptica. Use a tabela para evidenciar essa característica, que será importante no que diz respeito ao modelo de evolução do Sistema Solar, como veremos no próximo capítulo.

Mostre-lhes como podemos obter informações relevantes para análise, com base na disposição dos dados em uma tabela. Aponte para a existência de informações dispostas em colunas e linhas.

O cruzamento entre linhas e colunas fornece dados relevantes sobre o tema específico que pretendemos entender. Por exemplo: no âmbito dos planetas gasosos, sabemos que, no Sistema Solar, contamos com Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Na coluna seguinte, depois da célula onde está Júpiter, encontramos os períodos orbitais expressos em anos terrestres. A duração de um período de revolução ou translação de Júpiter é de quase 12 anos (11,9 anos terrestres). Sua inclinação orbital é de 1,31 grau em relação ao plano da eclíptica. Peça-lhes que apontem outros dados e informações presentes na tabela.

Explore o esquema das órbitas dos planetas com a turma, exercitando o desenvolvimento da leitura inferencial. Demonstre aos estudantes como é feita a regra da mão direita e peça a eles que apratiquem, comparando-a com o esquema.

Olhando a tabela, perceba como, com exceção de Mercúrio, todos os outros planetas têm inclinações pequenas de seus planos orbitais em relação ao da Terra, usada como padrão, motivo pelo qual aparece o número zero nessa linha da tabela. Outra característica comum é a direção em que os planetas realizam seus movimentos de revolução em torno do Sol. Os oito planetas giram em torno do Sol na mesma direção. O sentido que define esse movimento é chamado de sentido oeste para leste

Inclinação dos planos orbitais dos planetas e sentido dos movimentos de translação (revolução).

Para facilitar a compreensão desse conceito, podemos usar a regra da mão direita. Ela consiste em apontarmos nosso polegar para a direção Norte, com base nos planos das órbitas dos planetas. Os movimentos dos dedos da mão, ao se fecharem, seguem no sentido de deslocamento dos planetas em torno do Sol. Este é o sentido direto, também reconhecido como Oeste para Leste.

Os movimentos de rotação dos planetas ocorrem no mesmo sentido dos movimentos de revolução ou translação, isto é, no sentido oeste para leste. Mas há duas exceções, e dessa vez o planeta Mercúrio não está entre elas!

Vênus e Urano são os planetas que giram de Leste para Oeste, ou no sentido retrógrado, em torno de si mesmos.

Os períodos de rotação e as inclinações dos eixos de rotação também variam, mas, como regra geral, os planetas gasosos ou jovianos têm “dias” mais curtos.

Fonte: HORVATH, J. E. O ABCD da Astronomia e Astrofísica São Paulo: Livraria da Física, 2008.

Peterson Mazzoco

Fonte: GUSSO, Aníbal et al. O Sistema Solar: Característica e Dinâmica. Observatório Educativo Itinerante – OEI. Disponível em: http://www.if.ufrgs.br/oei/solar/solar04/solar04.htm. Acesso em: 29 abr. 2022.

Saturno Urano

Júpiter

Orientações

Os eixos de rotação dos planetas formam ângulos variados em relação aos eixos de suas órbitas. Esses ângulos são chamados de obliquidades, e podemos vê-los representados na ilustração abaixo.

Orientações

As cores, as distâncias e as dimensões utilizadas na ilustração não são as reais.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Inclinações (obliquidades) diferentes nos eixos de rotação dos planetas.

Vale aqui, também, a regra da mão direita para indicar se os planetas se movem no mesmo sentido. Como podemos ver na ilustração, Vênus e Urano giram em torno de si mesmos no sentido contrário ao dos outros.

Sentido de rotação dos planetas.

Satélites naturais

Desde finais da década de 1970 as imagens dos satélites do maior planeta do Sistema Solar mudaram, como podemos ver na composição a seguir. Depois da passagem das sondas espaciais Voyager I e II pelo gigante Júpiter e sua família de satélites naturais, sabemos que Io possui vulcões em atividade. Europa, uma de suas luas, é coberta por uma camada de gelo que, possivelmente, esconde um oceano de água salgada; já Calisto e Ganimedes, outras luas de Júpiter, apresentam, abaixo das crateras de impacto, água e muitas outras substâncias.

Os quatro satélites galileanos (da esquerda para a direita): Io, Europa, Ganimedes e Calisto.

Os satélites galileanos levam esses nomes porque foram observados inicialmente pelo matemático e filósofo natural Galileu Galilei (1564-1642), entre os anos de 1609 e 1610. Essas são apenas algumas das luas conhecidas em nosso sistema planetário. Na imagem a seguir, podemos ver uma seleção das luas mais significativas do Sistema Solar nessa categoria de astros. Observe como, entre os planetas gasosos, elas são mais numerosas.

Enfatize as diferenças e semelhanças entre os sentidos de rotação e revolução dos planetas. Coloque em evidência o fato de que os planetas giram em torno do Sol, todos na mesma direção, mas as rotações, bem como as inclinações dos eixos de rotação dos planetas, apresentam suas diferenças.

Usando a imagem com as diferenças entre as inclinações dos ângulos de rotação em relação aos planos das órbitas, peça aos estudantes que criem hipóteses do que poderia ter acontecido para justificar esse fenômeno. Não é essencial que eles estejam certos ou errados, mas devem aprender a reunir evidências que resultem em possíveis explicações mais gerais e suas exceções.

Os corpos menores também têm grande importância dentro do Sistema Solar. Os satélites naturais também podem ser agrupados com características comuns e diferenças. Inicie mencionando os satélites galileanos em torno de Júpiter, que têm características de muitas das outras luas dentro de nosso sistema planetário. Em seguida, explique sobre as outras “luas”, chamando atenção para a maior concentração desses astros em torno dos planetas gasosos.

Selma Caparroz

Fonte: SCHAPPO, M. G. Astronomia: os astros, a ciência, a vida cotidiana São Paulo: Contexto, 2022.

Fonte: SCHAPPO, M. G. Astronomia: os astros, a ciência, a vida cotidiana. São Paulo: Contexto, 2022.

Selma Caparroz

Orientações

Explore a imagem-resumo com os principais satélites naturais do Sistema Solar em comparação de tamanho com a Lua e com a Terra. Os satélites trazem informações relevantes que podem ser aprofundadas com pesquisas.

Além dos satélites galileanos em Júpiter, aproveite para explicar que a vida é um fenômeno que não precisa ser procurado apenas nos grandes planetas, pois pode estar presente em corpos menores – luas como Titã –, em torno de Saturno.

Chame atenção para a importância de astros como os asteroides, que, apesar de seus pequenos tamanhos relativos, carregam informações consideráveis sobre as origens do Sistema Solar.

Aproveite para destacar que muitos dos satélites e asteroides não têm formatos esféricos como a nossa Lua e discuta isso com os estudantes. Lembre-os das condições para um astro ser considerado planeta.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Seleção interplanetária: alguns satélites naturais ou luas de cada planeta.

Algumas luas do nosso Sistema Solar comparadas ao planeta Terra

Fotografia em mosaico da lua Titã de Saturno, obtida na ocasião da Missão Cassini-Huygens, em 2014.

Em torno de Saturno, giram, no mínimo, 83 luas observadas até hoje. Uma em especial chama a atenção: Titã. Ela é a segunda maior lua do Sistema Solar, sendo maior do que o planeta Mercúrio. Titã apresenta uma atmosfera formada por nitrogênio, o elemento químico mais abundante na atmosfera do nosso planeta. A gravidade é parecida com a da Lua e a temperatura é de 179 °C. Chove em Titã, mas com essa temperatura a água congela e o metano é encontrado no estado líquido. Como chove e a pressão e temperatura permitem, há rios e lagos que fluem em sua superfície, mas de metano e amoníaco. Investigações científicas apontam para a existência de um oceano de água abaixo de sua superfície sólida. Uma dessas investigações em andamento busca a possibilidade da existência de vida nesse satélite.

Marte também tem satélites naturais ou luas. Já Mercúrio não tem luas, enquanto a Terra tem uma, como sabemos, a Lua.

Os satélites de Marte chamam-se Fobos (Medo) e Deimos (Terror), os filhos míticos de Marte (Ares, em grego), deus da guerra. O primeiro tem raio médio aproximado de 11 km, e o segundo um raio médio aproximado de 6 km. Os dois não têm formato esférico, como a nossa Lua.

Os dois satélites de Marte: Fobos, 2010, e Deimos, 2009.

Corpos menores

Além das luas e dos planetas-anões, existem corpos celestes menores em tamanho, mas nem por isso menos importantes do que os gigantes. Isso porque, como eles sofreram poucas modificações desde a sua formação, trazem informações preciosas sobre as condições de surgimento do Sistema Solar. São eles: asteroides, cometas e meteoroides. Só entre os asteroides são mais de 1 100 000 conhecidos. Os cometas são quase 4 000.

Asteroides

Eros não é o maior asteroide do Sistema Solar, mas tem uma enorme importância para nós, porque ele faz parte dos asteroides ou objetos que passam perto da Terra. Asteroides são objetos celestes constituídos basicamente de rochas e minerais. Eles têm formatos irregulares com centenas de quilômetros e chegam a ser um pouco maiores que um grão de areia. A grande maioria orbita o Sol entre Marte Júpiter. Mais de 200 mil já foram descobertos. Nenhum deles tem rota de colisão com nosso planeta, mas sempre precisamos observar esses astros, com a intenção de tomar decisões adequadas, caso um dia isso possa ocorrer. Eros é formado por materiais similares às rochas terrestres e suas dimensões são de 33 3 13 3 13 km.

A maioria dos asteroides ocupa uma região entre as órbitas dos planetas Marte e Júpiter. O maior deles é Vesta, com 530 quilômetros de diâmetro. Os menores chegam a ter diâmetros, com 10 m de comprimento. Somando a massa de todos eles, não chegamos à massa total de nossa Lua.

Muitos asteroides são compostos por rochas e minerais que encontramos nos planetas rochosos. Há uma divisão em três grupos distintos, de acordo com o período em que se formaram e como são constituídos. Os planetas de muita massa, como Júpiter, interagem com as órbitas dos asteroides. No passado, muitos desses objetos tinham suas órbitas alteradas como fruto da ação gravitacional de Júpiter e acabaram colidindo com outros planetas e entre si, enriquecendo esses astros de substâncias químicas presentes nas fases mais primitivas do Sistema Solar

Orientações

Hora de aprofundar o tema dos menores astros do Sistema Solar. Reafirme que, mesmo sendo relativamente pequenos, esses astros trazem informações que completam o quadro que satisfaz uma possível explicação para o processo de evolução do nosso sistema planetário desde sua origem. Entre os menores corpos do Sistema Solar, os asteroides merecem atenção especial, porque, além de guardarem uma parte significativa da história da evolução de nosso sistema planetário, representam um obstáculo a ser vencido quando rumamos com sondas ou mesmo em futuras viagens envolvendo seres humanos para além de Marte. Outro fato relevante é que alguns deles se aproximam bastante da Terra em termos astronômicos. Apesar de hoje as colisões serem consideradas pouco prováveis, precisamos ficar atentos aos asteroides cujas órbitas podem ser desviadas para uma rota de colisão com nosso planeta. Explore as imagens desses astros obtidas por sondas que já chegaram a pousar em corpos celestes dessa categoria.

O asteroide Eros, primeiro a ser orbitado e visitado por uma sonda espacial, 2000.

NASA/Science Source/Fotoarena

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Orientações

Explique de onde vêm os cometas, do que são formados e como adquirem suas caudas. Esses são alguns dos astros que estão nos confins do Sistema Solar. São viajantes na enorme região que orbita a estrela Sol. Entre os astros do Sistema Solar, os cometas chamam atenção porque contêm água e outros materiais congelados. Quando se aproximam do Sol, esse material passa diretamente para o estado gasoso, sendo também ionizado. Explore a anatomia do cometa e peça aos estudantes que façam pesquisas sobre o núcleo, a coma ou cabeleira e a cauda dos cometas.

Cometas

Cometas são astros do Sistema Solar geralmente formados de rochas, poeira e materiais congelados. Não é raro serem chamados de “bolas de gelo sujo”. Esses objetos têm dimensões que variam de alguns quilômetros a dezenas de quilômetros. Suas órbitas elípticas e muito inclinadas em relação ao plano da Eclíptica permitem que façam longos percursos dos confins do Sistema Solar às proximidades do Sol. Quando isso acontece eles se aquecem e parte do material congelado passa para o estado gasoso, quando, então, em torno da região central, podem se formar “comas” ou cabeleiras e caudas que se estendem até milhões de quilômetros. O Sol emite partículas conhecidas como vento solar e ele é o responsável por estender parte das caudas dos cometas por muitos milhões de quilômetros.

De onde vêm os cometas?

Acredita-se que os cometas venham de duas regiões que ocupam os limites do Sistema Solar. A primeira é a Nuvem de Oort, cujo nome é uma homenagem ao astrônomo Jan Hendrik Oort (1900-1992). Estima-se que a borda interna da Nuvem de Oort esteja entre 2 000 e 5 000 UA do Sol, estendendo-se entre 10 000 e 100 000 UA do Sol, o que corresponde aproximadamente à metade da distância do Sol até a estrela mais próxima de nós (Proxima Centauri).

Em algumas situações, um desses astros começa uma viagem na direção do Sol, mas, geralmente, não cai em sua superfície.

O estudo dos cometas, das substâncias que formam suas caudas e da constituição dos núcleos ajuda a compreender os dados de que precisamos para afinar o modelo de surgimento e evolução do nosso Sistema Planetário. Uma das chaves para o modelo de evolução do Sistema Solar pode estar nas substâncias que constituem os cometas.

Um pouco mais perto de nós do que a Nuvem de Oort existe um cinturão de objetos, depois de Netuno, que se estende até cerca de 50 UA, que também possui cometas. Ele é chamado de Cinturão de Kuiper, em homenagem ao astrônomo holandês que sugeriu sua existência, Gerald Kuiper (1905-1973).

No Cinturão de Kuiper estão também alguns dos planetas-anões, chamados transnetunianos, como Plutão, Makemake e Haumea. No cinturão de asteroides encontramos igualmente planetas-anões como Ceres, que já foi o maior asteroide do Sistema Solar antes dessa mudança de classificação.

O cometa Hale-Bopp, fotografado em sua passagem nas proximidades da Terra em 1997.

O Sistema Solar e seus limites na Nuvem de Oort.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Fonte: HORVATH, J. E. O ABCD da Astronomia e Astrofísica. São Paulo: Livraria da Física, 2008.

Meteoritos e meteoroides

Se você se afastar dos centros urbanos poluídos, com luzes que mais iluminam o céu do que a Terra, ficará espantado como ao longo de uma noite será possível ver alguns ou muitos traços brilhantes riscando o céu. Algumas pessoas juram que estavam olhando uma estrela e ela simplesmente caiu do céu. Esses fenômenos luminosos decorrem da interação entre objetos celestes e a atmosfera terrestre.

Os meteoroides são pequenos fragmentos que estão orbitando o Sol, no espaço. São do tamanho de grãos de areia, mas podem chegar até as dimensões de um asteroide, e costumam ser provenientes de colisões de outros objetos celestes maiores. Já os meteoritos são os meteoroides que não foram pulverizados completamente quando entraram na atmosfera terrestre e conseguem chegar até a superfície da Terra.

Os cientistas estimam que, diariamente, cerca de 50 toneladas de materiais resultantes de meteoroides caiam na Terra. Esse valor seria o equivalente a dois caminhões pesados caindo sobre todo o planeta todos os dias. Eles não caem em blocos únicos, e a grande maioria penetra na atmosfera e se transforma em poeira. O fenômeno luminoso que é visto como um traço brilhante na atmosfera recebe a classificação de meteoro. Assim, meteoro não é um objeto, mas um fenômeno luminoso que ocorre em nossa atmosfera.

Uma estranha chuva

Em determinadas noites do ano, dependendo das condições gerais de observação do céu, conseguimos ver muitos meteoros por hora de contemplação, principalmente ao amanhecer. Esse fenômeno é conhecido como chuva de meteoros. Essas chuvas são periódicas, o que significa que têm um período certo para ocorrer, porque nosso planeta, em seu movimento de revolução, passa perto das órbitas de determinados cometas que deixaram fragmentos ao longo de seu caminho. Como vimos, os cometas, formados por gelo e rochas, se aquecem ao se aproximarem do Sol, e partículas sólidas se desprendem do núcleo. Os fragmentos ficam pela órbita, e todos os anos, quando a Terra se aproxima dessa região, esse material particulado entra na atmosfera da Terra, o que produz o fenômeno. Sempre há um cometa associado a esse avento, mas o nome da chuva de meteoros tem a ver com a constelação de onde ela parece surgir. As Perseidas estão associadas à constelação do Perseu. As Leonídeas, ao Leão, e assim por diante.

Orientações

Dê ênfase à importância dos meteoritos e a diferença entre meteoro, meteorito e meteoroide. Além disso, trabalhe com o conceito de chuvas de meteoros e de como elas têm a ver com as passagens de alguns cometas pelas proximidades do Sol, razão pela qual esses fenômenos podem ser previstos.

Lembre aos estudantes que as chuvas de meteoros podem ser previstas e recebem nomes de constelações ou partes de constelações de onde parecem surgir os traços luminosos observados no céu.

Coloque em destaque a Bramon, associação que monitora os meteoros e presta um importante serviço de observação contínua de entradas de objetos vindos do espaço em nossa atmosfera.

Um centro de monitoramento de meteoros no Brasil!

A BRAMON – Rede Brasileira de Monitoramento de Meteoros é uma associação que realiza o monitoramento de meteoros em todo o Brasil. Vale a pena conhecer como funciona e até passar a monitorar os meteoros. BRAMON. (Brazilian Meteor Observation Network). Disponível em: http://www.bramonmeteor.org/bramon/. Acesso em: 23 mar. 2022.

Chuva de meteoros, conhecida como Perseidas.

Orientações

Faremos um “zoom” no espaço e no tempo e, para isso, contaremos com a definição de uma nova grandeza, para além do Sistema Solar, que é o ano-luz. Defina e explique ano-luz mostrando que ele não corresponde a uma medida de tempo, mas sim de comprimento, ou, no caso, de distância.

O Sol e seu sistema planetário se encontram no braço de uma galáxia espiral barrada, que é a Via Láctea, com um buraco negro supermassivo em seu interior, e nossa galáxia possui mais de 100 000 anos-luz de comprimento (na verdade, estamos falando da ordem de grandeza aqui).

Um zoom no espaço e no tempo

Para além da Nuvem de Oort, encontramos um espaço de baixíssima densidade de matéria. Ele não é totalmente vazio, e o chamamos de meio interestelar. Ele é povoado de partículas muito pequenas. Em algumas regiões existem massas de gás que são as nebulosas, e, claro, as estrelas. Se pudéssemos nos deslocar para o lugar certo e na direção e sentido corretos, chegaríamos à primeira estrela depois do Sol após uma viagem de aproximadamente 271 200 UA. Na escala de distâncias que usamos para o nosso Sistema Solar teríamos que nos deslocar perto de 271 200 metros ou 270 km, aproximadamente. A estrela em questão faz parte de um sistema estelar. São três estrelas que giram em torno de si mesmas, de um jeito parecido com o que ocorre com o Sol e os planetas. O sistema é chamado de Alfa Centauri ou Alfa do Centauro. A estrela mais próxima recebe o nome de Proxima Centauri. Esse sistema estelar é visto como uma estrela apenas porque, apesar de ser o conjunto mais próximo da Terra, ele fica bem distante.

Para medir distâncias bem grandes, precisamos usar outras escalas que não apenas a Unidade Astronômica. Uma das escolhas mais frequentes para essas medidas é o ano-luz. O nome vem do fato de que essa é a distância que a luz percorre no espaço em um ano, isto é, aproximadamente 9 500 000 000 000 km (9,5 trilhões de quilômetros). A luz se move com velocidade constante no espaço, esse valor se aproxima muito de 300 000 km/s. Nessa velocidade, a luz andaria, em apenas um segundo, a distância equivalente a 7,5 voltas em torno do Equador da Terra, aproximadamente. Assim, é possível dizer que a Lua está a pouco mais de 1,2 segundo-luz de nós, aproximadamente, porque a luz demora pouco mais de um segundo para percorrer a distância média de 380 000 km que nos separa dela. Então, podemos usar segundo-luz, minuto-luz, semana-luz como subunidades para distâncias menores do que um ano-luz. Os múltiplos também valem para as distâncias entre as estrelas, ou distâncias interestelares.

Galáxia – O zoom cósmico

Ao nos distanciarmos do Sistema Solar, como num zoom, mais e mais estrelas podem ser vistas. Continuando hipoteticamente a tomar distância do Sol, uma enorme paisagem vai se descortinar. O Sol e muitas outras estrelas farão parte de uma estrutura chamada Braço de Órion. Essa estrutura, com outras, também constituídas de estrelas, gases e poeira, revelam a Galáxia. Precisaremos nos distanciar muito mais para ver a Galáxia, essa estrutura impressionante, que também foi nomeada por nós como Via Láctea.

da Via Láctea com destaque para a posição aproximada do Sistema Solar.

Para aprofundar

O Sol não está no centro. Ele gira em torno da região central dessa galáxia a cerca de 27 000 anos-luz de distância do centro, no Braço de Órion. Os outros são menores e todos parecem sair de uma estrutura em forma de barra. No centro dessa barra, supõe-se, existe um buraco negro supermassivo, que, por ter muita gravidade, mantém parte dessa enorme estrutura em movimento. O Sol gira em torno do núcleo galáctico em cerca de 230 milhões de anos. Esse intervalo de tempo é chamado de ano galáctico ou ano cósmico.

O diâmetro da Galáxia é da ordem de 100 000 a 120 000 anos-luz. Com essas dimensões, sua massa total pode chegar a 1 500 000 000 000 (1,5 trilhão) de massas solares. São cerca de 200 bilhões de estrelas. Existem muitas parecidas com o Sol, e muitas outras diferentes.

Se julgar pertinente, apresente para a turma a imagem do buraco negro no centro de nossa galáxia.

• LUTZ, Ota. Telescopes get extraordinary view of milky way’s black hole. Nasa – Jet Propulsion Laboratory – California Institute of Technology, 12 maio 2022. Disponível em: https://www.jpl.nasa.gov/edu/ news/2022/5/12/telescopes-get-extraordinary-view-of -milky-ways-black-hole. Acesso em: 27 maio 2022.

Ilustração

Se pudéssemos nos afastar da Via Láctea encontraríamos algumas dezenas de galáxias (mais do que 50) que formam o Grupo Local, um arranjo no qual as galáxias se movem, umas em torno das outras, ocupando um espaço com aproximadamente 10 milhões de anos-luz de tamanho.

Orientações

Explore as imagens com a turma. Se possível, trabalhe de maneira ampliada por meio de projeção ou de mídias digitais. Pergunte aos estudantes o que eles compreenderam da imagem. Espera-se que eles relacionem cada um dos nomes que aparecem no esquema com uma galáxia.

Localize a nossa galáxia entre outras no grupo local de galáxias e comente que existem mais de 200 bilhões de galáxias no Universo, de acordo com estimativas.

Observe detalhadamente a imagem de campo profundo do telescópio espacial Hubble e pergunte aos estudantes o que pensam quando enxergam muitas galáxias, similares e diferentes da nossa, nessa imensidão do espaço.

Estima-se que existam de 100 a 200 bilhões de galáxias em todo o Universo, o que corresponde a em torno de 10 vezes o número total de pessoas, atualmente na Terra. Os números são de perder o fôlego.

Quando olhamos uma galáxia distante, ou mesmo um planeta, vemos a luz emitida por esse astro há algum tempo. A luz que sai da Lua chega à Terra depois de pouco mais de um segundo; e a que sai dos planetas, algumas dezenas de minutos até algumas poucas horas. Quando olhamos o céu, estamos sempre vendo o passado, porque estamos ligados a um referencial que ocupa um lugar, num tempo determinado. Os referenciais ocupam um papel central nas ciências, sejam elas ligadas às investigações da Natureza, sejam às dos seres humanos. Recebemos luz de galáxias que estão a mais de 10 bilhões de anos luz daqui.

É possível que eles façam algumas reflexões filosóficas a esse respeito. Alguns podem compreender a vida na Terra como um evento único, o que tornaria o nosso planeta especial e precioso. Outros podem comentar que, com essa infinidade de galáxias no Universo, é possível que exista vida em outros planetas que ainda não conhecemos.

Apesar de não haver nenhuma indicação ou comprovação de vida em outros planetas, esse assunto desperta bastante curiosidade no ser humano, sendo muito explorado em especulações e investigações científicas e em filmes de ficção científica.

Deixe que os estudantes expressem os pensamentos livremente, mas sempre respeitando as opiniões dos colegas. Atente à possibilidade de haver discussões de caráter religioso a esse respeito. Se isso ocorrer, intervenha de modo que compreendam que todas as religiões devem ser respeitadas, mas enfatize que a discussão deve ser científica, sem entrar em aspectos das crenças pessoais.

Grupo local de galáxias – Via Láctea no centro apenas como referência.

Imagem de campo profundo (deep sky) obtida pelo Telescópio Espacial Hubble, 2009.

Fonte: PRADO, L. I. A. À luz das estrelas: Ciência através da astronomia. Rio de Janeiro: DP&A, 2006.

Orientações

Peça aos estudantes que façam as atividades desta seção que fecha o capítulo. Depois promova uma correção coletiva.

½ Mais atividades –Respostas

1. a) Marte.

b) Terra.

c) Urano.

d) Mercúrio.

2. Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Isso ocorreu por causa das enormes forças gravitacionais que produziram esses efeitos.

3. Io, Europa, Calisto e Ganimedes. São apenas uma amostra do enorme número de satélites naturais existentes no Sistema Solar.

4. Meteoros são fenômenos luminosos decorrentes da interação entre os meteoroides e a atmosfera terrestre. Meteoroides são fragmentos de rocha que orbitam o Sol e podem decorrer de colisões de outros astros ou restos de cometas. Os meteoritos são os meteoroides que sobrevivem à interação com a atmosfera e caem na superfície terrestre.

5. Porque são formados principalmente de uma associação entre fragmentos rochosos, gelo de água e gás carbônico. Ao se aproximarem do Sol manifesta-se o fenômeno da cauda.

6. São duas regiões no limite do Sistema Solar que são consideradas verdadeiros “reservatórios” de cometas.

7. É uma estrutura constituída por gases, poeira, estrelas e eventuais sistemas planetários, entre outros componentes.

8. Um conjunto de aproximadamente 50 galáxias, incluindo a nossa, com um centro de gravidade comum.

9. De 100 a 200 bilhões de galáxias.

10. A relação de densidades e categorias de planetas “terrestres/rochosos” ou “jovianos/gasosos” é imediata.

11. Choques de asteroides podem ter dado origem a meteoroides, assim como no passado do Sistema Solar objetos menores podem ter se chocado para dar origem a objetos maiores.

12. (F) – Satélites naturais são aqueles resultantes da evolução do próprio Sistema Solar e não da intervenção humana, como os satélites artificiais (caso dos satélites meteorológicos).

(F) – Existem luas com materiais e aspecto geral similares. Nos detalhes, no entanto, cada objeto celeste é único.

(V)- Trata-se de Mercúrio, mas também Vênus, mas também Vênus.

(V) – Os planetas gasosos têm mais luas.

(V) – Os cometas têm seus núcleos formados de uma mistura de gelo e rochas.

1 Pela descrição do planeta, indique seu nome. Justifique sua resposta:

a) Tem metade do tamanho da Terra e constitui um deserto de ferro oxidado.

b) Tem água cobrindo boa parte de sua superfície e uma atmosfera respirável.

c) Tem anéis tênues ao seu redor e uma enorme inclinação em relação ao plano de sua órbita.

d) Apesar de ser o menor planeta do Sistema Solar ele é fustigado pelo calor que seria suficiente para derreter o chumbo aqui na Terra.

2 Quais planetas do Sistema Solar apresentam anéis a seu redor? Por quê?

3 Quais são os quatro satélites descobertos por Galileu Galilei (1564-1642), em torno de Júpiter? Eles são os únicos do Sistema Solar?

4 Qual é a diferença entre meteoros, meteoroides e meteoritos?

5 Por que os cometas têm cauda?

6 O que são a Nuvem de Oort e o Cinturão de Kuiper?

7 O que é uma Galáxia?

8 O que é o Grupo Local de galáxias?

9 Qual é a atual estimativa do número de galáxias existentes no Universo?

10 Existe alguma relação entre a densidade média dos planetas e o fato de eles serem rochosos ou gasosos? Explique.

11 Existe alguma relação entre os asteroides e os meteoroides? Qual?

12 Sobre os satélites naturais responda com (V) verdadeiro ou (F) falso, justificando a resposta.

( ) Um satélite meteorológico é um satélite natural.

( ) A Lua, satélite natural da Terra, não tem nada a ver com as outras luas do Sistema Solar.

( ) Existe, no Sistema Solar, pelo menos um planeta que não tem luas ao seu redor.

( ) Os planetas gasosos têm mais luas do que os planetas terrestres.

( ) Os núcleos dos cometas são formados de gelo e rochas ou minerais.

( ) Saturno é o único planeta do Sistema Solar que possui anéis.

13 Proxima Centauri é a estrela mais próxima do Sistema Solar. Ela faz parte de um sistema estelar composto por três estrelas. Ela está aproximadamente 270 000 vezes mais distante do Sol do que a Terra. Qual a distância dessa estrela e o Sol em quilômetros? Justifique sua resposta.

14 Na escala em que a distância entre a Terra e o Sol equivale a 1 m, até onde se estende o Sistema Solar? Justifique sua resposta.

(F) – Essa é uma característica de todos os planetas gasosos.

13. Basta aplicar uma regra de três.

1 UA 150 000 000 km

Se a distância da Proxima Centauri até a Terra 270 000 vezes maior que a distância da Terra ao Sol, então o cálculo a ser feito é:

270 000 x 150 000 000 = 40 500 000 000 000 km

14. As nuvens de cometas representam os limites do Sistema Solar entre 10 000 UA e 100 000 UA. Nessa escala, entre 50 m e 100 m.

Avaliação

Diagnóstico: A resolução correta das atividades indica que os estudantes compreenderam como é a organização de nosso Sistema Solar. Desse modo, os objetivos do capítulo foram cumpridos, e a habilidade EF09CI14, desenvolvida satisfatoriamente.

Estratégia: Identifique as questões que causaram mais dúvidas e retome o assunto com a turma, se possível utilizando outros recursos pedagógicos, como vídeos ou jogos.

Objetivos do capítulo

O céu das culturas 2

1 Existem outras constelações além das que conhecemos no céu oficial da União Astronômica Internacional?

2 Podemos usar as constelações para construir calendários?

3 A constelação Cruzeiro do Sul sempre representou um crucifixo?

4 Uma mesma região do céu pode representar outras constelações para grupos sociais diferentes?

5 Alguns grupos de estrelas podem indicar os períodos de chuvas ou seca?

O céu estrelado foi e continua sendo usado pelos seres humanos como cenário das principais representações de tudo que existe No céu e em suas representações estão estampadas as memórias de muitas culturas. Cada qual com seus símbolos, suas narrativas, crenças, mitos e conhecimentos.

Vamos nos concentrar principalmente nas constelações nesse capítulo, mas o Sol e a Lua estão muito presentes no cotidiano das culturas.

O conceito, que hoje chamamos de Universo, parece ter sido sempre igual, mas não é assim. Para algumas culturas ele surgiu de uma espécie de nada, por ação deliberada de algum ser sagrado ou mesmo através de uma espécie de artesão que queria dar forma à matéria preexistente. Para a Ciência ocidental, matéria, energia, espaço e tempo formavam uma singularidade de onde tudo se originou. Nosso objetivo neste capítulo é que você compreenda que todas as formas de descrever e entender o Universo têm seus próprios contextos e são valorizadas e tomadas como verdades em cada cultura diferente. Em outras palavras, as explicações sobre o mundo natural precisam estar de acordo com o papel atribuído a essas representações na história de cada cultura que as criou.

A descrição do céu ou mesmo sua existência para a quase totalidade das culturas não são um acaso, mas frutos de processos de construção de conhecimentos socialmente compartilhados. Analisar a produção de uma cultura com os valores e categorias de outra constitui-se em parte do que chamamos de etnocentrismo. Nossa atenção precisa ser redobrada para não incorrermos nesses erros tão comuns. Os contextos da produção de conhecimentos numa cultura são próprios e eles fazem sentido como sua língua, suas representações artísticas, suas relações sociais, calendários, alimentação e interpretações sobre a Natureza.

Foco na BNCC

EF09CI15: O trabalho neste capítulo possibilita aos estudantes compreender como são feitas diferentes leituras do céu por diferentes culturas, por meio do conhecimento de algumas constelações e sua relação com a marcação do tempo, e também conhecerão diferentes mitologias envolvendo a criação da Terra, do Sistema Solar e do Universo.

Avaliação

Diagnóstico : Utilize as questões do Para começar para verificar os conhecimentos dos estudantes sobre constelações.

Estratégia : É possível solicitar uma pesquisa sobre constelações e pedir aos estudantes que compartilhem os resultados.

• Mostrar que o céu pode ser entendido de maneira diversificada por culturas distintas.

• Compreender que povos diferentes interpretam o céu de maneira diferente no cotidiano, orientando suas construções ou produzindo calendários próprios.

• Caracterizar o céu e as constelações de algumas culturas distintas.

• Investigar o céu e mostrar que podemos estabelecer correlações entre o céu das culturas ocidentais e aqueles de populações originárias da América do Sul.

• Compreender que a Astronomia ocidental é também cultural, na medida em que é fruto de um conjunto de culturas que a criou.

• Trabalhar a ideia de que a utilização do céu na vida de diferentes povos é uma construção coletiva, percebida em sua historicidade.

Orientações

Faça aos estudantes as perguntas da abertura deste capítulo. As respostas não têm o compromisso de estarem certas ou erradas, pois neste momento a função das perguntas é introduzir o tema.

½ Para começar –Respostas

1. Ao perguntar se existem outras constelações além das que conhecemos no céu oficial da IAU, queremos chamar atenção para o fato de que essas constelações não são oficiais, mas têm existência central para os povos que as criaram.

2. É provável que alguns estudantes reconheçam a importância de relacionar constelações à passagem do tempo.

3. Vale a pena acompanhar o texto para responder a essa pergunta. Trata-se de uma constelação criada, assim como todas as outras.

4. Sim, mas essa informação pode não ser óbvia para os estudantes. O capítulo vai elucidar esse ponto.

5. Leia, junto com eles, o texto de apresentação. Dê ênfase ao tema do etnocentrismo, mostrando que o céu também representa uma experiência socialmente construída. É preciso entender que outros povos e culturas possuem as próprias experiências, que devem ser respeitadas dentro dos princípios do multiculturalismo.

Selma Caparroz

Constelações astronômicas desenhadas por Ualí (Kobeu) na pesquisa do etnógrafo Koch-Grünberg.

Orientações

Propositadamente, para mostrar que todas as astronomias são culturais, não vamos iniciar o capítulo pelo que é considerado habitualmente “exótico”. Iniciaremos pela explicação científica de como surgiu nosso sistema planetário, para depois partir para outras visões de mundo.

Recupere os conceitos que desenvolvemos para o Sistema Solar no capítulo anterior: classificação em planetas terrestres e gasosos; direção de movimento das revoluções e rotações; as constituições físicas dos planetas, luas, asteroides, cometas e meteoroides; entre outras informações. Esses dados são importantes para mostrar que o processo de construção do conhecimento científico não se dá de maneira aleatória. Ele se baseia em fortes evidências que se transformam em contextos distintos.

Em outras culturas perceberemos que há fortes argumentos para considerar o nascimento e desenvolvimento do Universo em outras bases. O contexto é muito importante!

Explore o surgimento do Sistema Solar iniciando por uma nebulosa com grãos até chegar à formação dos planetesimais por acréscimo de matéria.

Nascimento

do Sistema Solar e da Terra

No capítulo anterior, vimos que os planetas são agrupados em terrestres (telúricos), conhecidos como rochosos, e jovianos, chamados de gasosos. Os planetas terrestres têm atmosferas constituídas principalmente de gases como nitrogênio, oxigênio e gás carbônico. Os jovianos têm principalmente gases como hidrogênio, amônia e metano. Todos eles giram em torno do Sol, em translação ou revolução, no mesmo sentido, que é de Oeste para Leste. Todos têm rotação, no mesmo sentido, com exceção dos planetas Vênus e Urano.

Os gigantes gasosos são também gigantes em luas e anéis. Os astros menores são importantes nesse cenário, pois guardaram informações do período de surgimento do Sistema Solar por terem se modificado pouco desde que surgiram.

Essas informações sobre as características gerais, bem como as exceções relacionadas a alguns astros, permitiram aos cientistas criar e testar hipóteses para chegar a um modelo padrão, que explica como o Sistema Solar surgiu e chegou até aqui. Isso quer dizer que ele nem sempre foi assim.

Segundo o modelo mais aceito o Sistema Solar surgiu por meio de uma nebulosa, ou nuvem de gás e poeira que ficava no espaço entre as estrelas. Nuvens como essa podem sofrer um processo de contração, decorrente principalmente do fato de não serem homogêneas, em termos de densidade. Partes mais densas podem atrair, por gravidade, regiões menos densas. Quando isso acontece, enquanto a nuvem diminui de volume, começa a girar mais rapidamente. Com o tempo, as partículas sólidas da nuvem começam a se dirigir para uma região que origina um disco de matéria. Acredita-se que essa região deve ter sido o primeiro passo para a formação do Sistema Solar.

Na imagem acima, cada etapa corresponde a uma parte do processo que deve ter se originado há 4,5 bilhões de anos, segundo estimativas dos especialistas. Tudo começou com uma nuvem interestelar em processo de contração (número 1, na imagem); com a passagem do tempo, a contração levou à formação de um disco central, onde ocorreram choques de fragmentos de materiais sólidos bem pequenos (2). Alguns desses choques produziram corpos maiores, resultantes da soma dos materiais. Esse processo é chamado de acreção. Outros acabaram destruindo astros em processo de formação. Esses planetesimais, do tamanho médio dos atuais asteroides (1 m até 1 000 km), passaram a dar forma a alguns dos principais núcleos de planetas, que aumentaram seu tamanho com choques que lhes acrescentaram ainda mais matéria (3). Com núcleos maiores e com mais matéria, a maioria desses astros acabou tendo gravidade suficiente para manter gases em torno de si, o que originou suas atmosferas.

Os tons de cores e a proporção entre as dimensões das estruturas representadas não são os reais.

Etapas da formação do Sistema Solar.

Mark Garlick/Science Photo Library/Fotoarena

Fonte: HORVATH, J. E. O ABCD da Astronomia e Astrofísica. São Paulo: Livraria da Física, 2008.

Quando começou a atividade da jovem estrela que chamamos de Sol, as partículas e a energia que saíram dela (vento solar) começaram, com a radiação, a carregar os materiais mais leves (hidrogênio e hélio) para longe e, próximo ao Sol, ficaram somente os compostos mais pesados e resistentes às radiações e ao calor. São eles os metais: ferro, alumínio, magnésio e silício, constituintes de rochas e minerais por exemplo.

Afastado do Sol e da influência de suas partículas e de sua energia, esse material mais leve foi empurrado pela radiação e partículas oriundas do Sol, concentrando-se em objetos que se tornariam os planetas gigantes, constituídos de gases e gelo de água ou mesmo de metano e amônia.

Por isso, podemos separar os planetas do Sistema Solar em rochosos, relativamente pequenos, com densidades maiores, com atmosferas formadas por gases como nitrogênio e gás carbônico, daqueles que são gasosos, que correspondem a enormes “bolas” com uma mistura de gás e material no estado líquido, com baixas densidades e atmosferas formadas por hidrogênio e hélio, principalmente.

Mais distantes ainda ficaram alguns dos astros desse Sistema Solar em formação, como os planetas-anões e o Cinturão de Kuiper, assim como a Nuvem de Oort. Esse material foi, em parte, varrido para longe e participou do processo de formação dos discos de matéria, no início do Sistema Solar.

Com o tempo, a atração gravitacional, que antes produziu a acreção, com a formação dos protoplanetas, passou a atrair materiais dispersos que se assemelham aos meteoritos ou até mesmo asteroides. Novas quedas de materiais dispersos ocorreram nas proximidades dos planetas, dando origem às crateras na superfície de alguns deles, enquanto muitos dos protoplanetas ainda solidificam suas superfícies. Com o tempo, as órbitas dos planetas começaram a ficar “limpas” desses fragmentos. Fato que foi considerado na definição do que vem a ser um planeta.

Ainda que descrito de uma maneira sintética, esse processo foi o que, acreditamos ter ocorrido com nosso Sistema Solar frente às evidências científicas e informações coletadas a esse respeito.

O processo evolutivo ocorreu em etapas, e todas elas justificam e explicam, em grande parte, como o Sistema Solar se apresenta nos tempos atuais. Há comportamentos em comum, como o fato de os planetas se moverem em revolução em torno do Sol, todos no mesmo sentido, e a maioria se mover em torno de si mesmos (rotação), no mesmo sentido da revolução ou translação, e assim por diante.

As ciências se constituem em um trabalho coletivo, e complexo, que se sustenta em teorias, metodologias, testes e práticas, bem como protocolos compartilhados por pesquisadores ao redor do mundo.

As ciências são produzidas por seres humanos, que, por sua vez, estão imersos em grupos sociais mais amplos. Além de serem cientistas, esses indivíduos são pessoas que vivem em sociedades e por isso mesmo são fortemente influenciados pelos valores e cultura em que vivem. Há, portanto, uma cultura científica que, por sua vez, está submetida a regras e comportamentos estabelecidos dentro de uma visão de mundo na sociedade em que está imersa.

Orientações

Protoplaneta: está relacionado com a fase inicial da evolução de um planeta.

Vento solar: fluxo permanente de partículas emitidas pelo Sol.

Apresente os argumentos utilizados até a atualidade para justificar o modelo explicativo para a formação do Sistema Solar. Leia com a turma o texto e explique os conceitos e etapas considerados para a evolução de nosso sistema planetário. Utilize a imagem da página 266 durante a explicação, para que os estudantes visualizem as etapas.

Esta é uma continuação do tema desenvolvido na página anterior. Dê ênfase à formação, ao movimento e aos choques dos protoplanetas e o que eles significam para a concepção e os movimentos dos planetas, segundo esse modelo.

Fale da cultura científica e da importância da constituição de hipóteses que possam ser submetidas a testes de natureza diferentes, em lugares distintos. Nos tempos atuais, parte desses testes também podem ser simulações por meio de programas que rodam em supercomputadores.

O Telescópio Espacial James Webb da NASA foi desenvolvido com o objetivo de observarmos objetos mais distantes no Universo.

Chris GUNN/NASA/AFP

Orientações

Peça aos estudantes que façam as atividades, que podem ser realizadas individualmente ou em duplas. Depois promova uma correção coletiva em que todos possam compartilhar suas respostas com o restante da turma.

Na sequência, ao abordar o tópico “O céu e a Astronomia”, comente como a constelação Cruzeiro do Sul foi criada e como podemos identificá-la no céu.

Aprofunde um pouco esse tema, mostrando que as constelações são criações que dependem dos lugares e circunstâncias em que surgiram. Em suma, elas são representações e há exemplos disso em seguida.

½ Atividades – Respostas

1. A hipótese é de que, quando o Sol iniciou suas atividades, empurrou o material mais leve e menos resistente ao calor para longe de si, por meio do vento solar. Os planetas gasosos se formaram relativamente longe da influência do calor solar.

2. A explicação para esse fato se respalda na presença do planeta Júpiter, cuja gravidade teria impedido a formação de um planeta, dificultando o processo de choques que reuniriam os planetesimais para formar um núcleo planetário.

3. Porque eles sofreram pouca influência solar, mantendo parte das condições iniciais e composição da nebulosa que originou o Sistema Solar.

Outras visões de mundo criam explicações coletivas que podem não ser reconhecidas pelas ciências naturais, mas que têm importância para os grupos humanos e as culturas que as criaram. Se constituem, portanto, em objeto das ciências humanas e sociais.

Diferentes concepções do céu resultam de experiências construídas em distintas sociedades. Essas experiências são igualmente ricas, e muitas delas decorrem da observação sistemática dos céus. Elas são construções mentais coletivas que também sofreram seus processos de validação em cada grupo e no decorrer do tempo. Esses processos não seguiram os mesmos protocolos das ciências naturais e são astronomias que, como a do mundo ocidental, resultam de produtos das culturas que as criaram. Nisso, a astronomia praticada pelos cientistas e a astronomia de populações indígenas têm algo em comum: elas são produto das culturas que as construíram e, por isso, podemos chamá-las de astronomias culturais. A Astronomia que praticamos no Ocidente, nesse contexto, também é cultural. Vimos como o Sistema Solar foi concebido em uma teoria científica atual. Outros grupos humanos terão outra explicação sobre o surgimento dos planetas ou mesmo sobre a Terra.

1 Existe uma divisão no Sistema Solar entre planetas rochosos e gigantes gasosos. Como podemos justificar essa separação no processo de evolução do Sistema Solar?

2 Como podemos justificar a existência de uma concentração de asteroides na órbita de Júpiter?

3 Por que é importante estudarmos os astros distantes do Sistema Solar?

O céu e a Astronomia

Você já ouviu que podemos ver a constelação do Cruzeiro do Sul facilmente no céu? Seu nome decorre do fato de que suas estrelas mais brilhantes formam uma cruz. Durante boa parte do ano, no Hemisfério Sul, ela pode ser vista no céu em algum período da noite.

Apesar de esse conjunto de estrelas ser bastante conhecido na astronomia, essa constelação não existiu desde sempre. Ela foi “inventada” no período das Grandes Navegações, entre os séculos XV e XVI, na Europa. Existe uma discussão para saber quem chamou primeiro esse conjunto de estrelas com o nome latino de crux ou cruz, isto é, cruzeiro. Gregos da Antiguidade como Cláudio Ptolomeu (séc II dC), por exemplo, consideravam essas estrelas parte do centauro, uma figura mítica metade homem, metade cavalo. Plínio chamava essas estrelas de "Trono de César" e as mesmas estrelas aparecem na Divina Comédia de Dante. Em outras palavras, essa constelação surgiu de um rearranjo de alinhamentos de estrelas, para acomodar uma imagem que tinha muito a ver com os países católicos (Portugal e Espanha, principalmente), que empreenderam suas viagens de navegação em quase todos os lugares do planeta. A cruz é uma alusão à crucificação de Jesus Cristo, um símbolo de central importância para toda a cristandade. Não faria sentido essa imagem ter aparecido na Grécia Clássica, por exemplo, período anterior ao próprio nascimento de Cristo. Em lugares e épocas diferentes as estrelas podem ser arranjadas para acomodar imagens que fazem sentido para uma cultura.

Avaliação

Diagnóstico: As atividades propostas permitem que revisemos alguns dos conceitos ligados ao modelo científico de evolução do Sistema Solar.

Estratégia: Em caso de dúvidas ou persistência de equívocos nas respostas, recupere a leitura desde a página 266

A constelação Cruzeiro do Sul.

Então, é de se imaginar que a cultura astronômica de povos indígenas da América do Sul não enxergava essa mesma imagem, o que não quer dizer que eles deixassem de atribuir algum significado a esse grupo de estrelas no céu.

No noroeste da região amazônica há muitas etnias indígenas que falam perto de 23 línguas diferentes. Alguns povos, como os Tukano, os Desana, os Tuyuka e tantos outros, enxergam naquele grupo de estrelas um peixe-boi prestes a ser arpoado por indígenas que estão em suas proximidades, representados por duas estrelas, e que na Grécia Antiga correspondem às patas de um centauro.

O nome dessa constelação indígena é Yurara ou Uphaigu. Os documentos que descrevem essas imagens, que chegaram até nós na atualidade, datam do fim do século XIX. Pesquisadores que vão a essas áreas onde vivem essas etnias no noroeste da Amazônia encontram descrições semelhantes nos tempos atuais.

Essas imagens atravessaram gerações e gerações que ainda enxergam representações similares nesse céu. Uphaigu é a representação do casco de um cágado que tem propriedades benéficas no banho de crianças recém-nascidas.

Arpoado: fisgado, golpeado com arpão.

Para outros grupos indígenas, isto é, outras etnias, as estrelas que compõem a constelação Cruzeiro do Sul foram arranjadas de maneira diferente, com outro significado. Segundo uma concepção dos Guarani, esse grupo de estrelas segura a cabeça de uma enorme ema. Segundo um mito que se tornou conhecido, se um dia as estrelas da região do nosso Cruzeiro não segurarem a cabeça da ema, o animal irá direto para a Terra e vai beber toda a água disponível, matando todos os outros de sede. Talvez esse mito seja uma maneira de chamar atenção para as mudanças ambientais e climáticas.

Possivelmente graças à influência dos europeus, ao chegarem às Américas, esse mesmo conjunto de estrelas também é chamado de curuxu, com sonoridade que se identifica com a expressão “cruz do sul”. Não temos certeza, mas é provável que o Cruzeiro tenha sido apresentado a essas etnias, que absorveram essas influências em sua própria cultura há muito tempo.

Assim, constelações não são apenas alinhamentos de estrelas, mas imagens criadas e vistas no céu de acordo com as diferentes visões de mundo de cada grupo social distinto.

Orientações

Agora é a vez de olhar a mesma região do céu em que se encontra o Cruzeiro do Sul, porém sob o ponto de vista do povo indígena Tukano, que vive no noroeste da Amazônia.

Historicamente, esse grupo de estrelas foi percebido de maneira diversificada, podendo ora representar um peixe-boi perseguido por dois índios, ora um casco de tartaruga. Destaque essas diferenças e reforce também que não existem erros, mas formas diversas de interpretar a mesma região do céu. Essa é uma prática de muitas culturas ao redor do globo terrestre. O povo Ticuna, que fica mais ao sul da região dos Tukano, também associa o peixe boi e os dois caçadores às suas narrativas míticas. Isso mostra que culturas diferentes e distanciadas podem compartilhar representações, o que exige investigação científica por parte da Astronomia Cultural.

Caso haja estudantes de etnias indígenas na escola, aproveite a oportunidade para perguntar a eles como é a interpretação de diferentes constelações em sua cultura e quais são as mitologias associadas a elas. A questão também pode ser dirigida a estudantes de outras culturas.

Durante a conversa, certifique-se de que não há situações de desrespeito ou de bullying por parte dos colegas.

Competência geral 9: Aproveite o trabalho com astronomia indígena para reforçar que todas as culturas e crenças devem ser respeitadas, promovendo essa competência.

Uma versão da ema dos Guarani. O Cruzeiro do Sul aparece em destaque.

Constelações de Yurara e Uphaigu, que correspondem à área do Cruzeiro do Sul em duas versões.

Selma Caparroz

Representações simplificadas em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Fonte: PAROKUMU, Umusi; KẼHIRI, Toramu. Antes o mundo nao existia 3. ed. Rio de Janeiro: Dantes, 2019.

Foco na BNCC

Orientações

No caso do Cruzeiro do Sul e região, o povo Guarani do Brasil observa uma ema. Alguns grupos aborígenes australianos, por sua vez, veem a imagem de uma ema em regiões escuras da Via Láctea. As regiões escuras da Via Láctea também podem representar constelações. Ressalte isso para os estudantes.

Mostre como muitas dessas narrativas míticas auxiliam na criação e consolidação da identidade dos grupos, assim como indicam alguns comportamentos sociais, morais etc.

Interdito ou tabu: proibição de uma ação, contato com algo ou alguém.

As imagens podem ser compostas de outras estruturas visíveis no céu além das estrelas. Existem constelações identificadas sobre uma parte da Via Láctea. Elas aparecem nas diferenças entre regiões claras e escuras dessa faixa de aspecto leitoso que cruza o céu.

Mesmo sem terem contato, povos indígenas da América do Sul e aborígenes australianos enxergam a imagem de uma ema, numa região entre o nosso Cruzeiro do Sul e a constelação que identificamos como um escorpião. Na modalidade de constelações de fundo negro as imagens não surgem do alinhamento de estrelas, mas das figuras que aparecem no contraste das áreas claras e escuras da faixa clara da Via Láctea.

Existem razões para que povos distintos vejam constelações iguais onde existem aparentemente apenas estrelas ou o fundo negro da Via Láctea. Algumas dessas razões são complexas e se relacionam com as narrativas e imagens míticas desses grupos humanos. Nem todas as culturas enxergam as mesmas imagens nas regiões escuras da Via Láctea. Vale o mesmo raciocínio das constelações formadas por estrelas.

Os mitos são relevantes porque representam uma parte da memória coletiva compartilhada por um grupo humano. Nos mitos encontramos explicações para determinados fenômenos naturais em consonância com as histórias de heróis ou antepassados de determinado grupo.

Muitas dessas histórias ajudam na consolidação da identidade de um grupo, no sentimento de pertencimento que cada um sente em relação ao grupo como um todo. Muitos desses mitos se referem aos antepassados e seus feitos de valor. Também contam sobre como as divindades foram benevolentes ou não em determinadas circunstâncias, relacionadas ao comportamento social, à ética, aos costumes e à moralidade do grupo. Determinadas regras morais devem ser respeitadas, e interditos ou tabus podem estar presentes em parte desses mitos, que são repetidos de geração em geração.

O céu, nesse sentido, é o lugar onde todas essas histórias podem ficar, literalmente, à mostra de todos os membros de uma comunidade, e podem ser rememoradas e compartilhadas com os mais jovens.

Existem aspectos pragmáticos que envolvem a criação e consolidação das imagens das constelações. Há relações entre a presença de determinadas constelações e eventos cíclicos como chuvas, secas, período de preparação para o plantio, colheitas, etc. Em outras palavras, as constelações, os movimentos do Sol, a Lua e os planetas também se relacionam com eventos de calendários fortemente associados à sobrevivência e aos rituais desses povos. Na prática, estamos falando de verdadeiros calendários, que servem para medidas de tempo dessas culturas, de maneira que as populações indígenas utilizam esses conhecimentos no cotidiano.

Representação da constelação da ema, no céu dos aborígenes australianos.

Alan Dyer/VWPics/Alamy/Fotoarena

O Cruzeiro do Sul não é cruz para todos, e a imagem que ele representa depende da história cultural de cada lugar. O importante é que ele seja validado por aquele grupo humano e que existam razões para sua existência. Essas razões podem ser pragmáticas, relacionadas a um calendário, ou ainda míticas, com histórias que fortalecem os elos da comunidade e sua identidade.

Criando constelações

Vamos realizar uma atividade de ligar os pontos para criarmos a nossa constelação pessoal numa área do céu. Ela será individual e não poderá ser mostrada para mais ninguém antes de ter sido terminada. Olhe a imagem abaixo e, sem mostrar para ninguém, faça um desenho em seu caderno ligando os pontos, originando uma imagem que signifique algo para você. Não existe certo ou errado e lembre-se de não olhar os desenhos dos colegas, antes da próxima etapa da atividade.

Orientações

Exemplifique, por meio da constelação Cruzeiro do Sul, que existe a consolidação dos laços de pertencimento e identidade de grupos humanos.

Entre os desenhos, talvez surjam alguns similares, mas é quase certo que a grande maioria será bem diferente. Faça o possível para que os estudantes não vejam os desenhos dos colegas. Em seguida peça que os resultados sejam socializados. Solicite-lhes que vejam e troquem impressões sobre os desenhos.

Chegou a hora de discutir a diferença entre criar a própria constelação e compartilhar uma representação com um grupo de pessoas.

Trecho de estrelas no céu noturno.

1. Depois de produzidos os desenhos é hora de compartilhá-los com os colegas e com a turma.

2. Os desenhos são parecidos? Há muitas diferenças?

3. Enquanto as constelações do céu são enxergadas pela maioria das pessoas de uma cultura, a sua constelação é praticamente só sua. Por que você acha que isso acontece?

4. Seria possível transformar a constelação pensada por uma pessoa, numa constelação aceita por todos aqueles que fazem parte de um mesmo grupo social? Discuta esse tema e registre a resposta. Qual a diferença entre constelações imaginadas por uma pessoa e aquelas aceitas por um grupo social?

1 O Cruzeiro do Sul é uma constelação que não representa uma cruz para todas as culturas. O que ela pode ser para etnias indígenas do Alto Rio Negro, ou seja, do Noroeste Amazônico?

2 Constelações não são apenas um conjunto de estrelas. Qual outra modalidade de constelação existe?

Essas representações do céu não são fruto de um desejo individual, mas do reconhecimento coletivo a respeito de uma definição que se impõe, seja pela tradição, seja pela importância mítica ou por outro motivo qualquer. Ao final, garanta que eles cheguem à conclusão de que as constelações resultam do reconhecimento coletivo e não de desejos ou de concepções pessoais, sem ressonância no grupo. Têm a ver com valores compartilhados. Muitas vezes, elas podem apresentar variações que dependem de versões locais dessas representações. As imagens de constelações estudadas no âmbito da astronomia cultural são aquelas que resultam de aceitação e compartilhamento por parte de grupos humanos ao longo do tempo.

½ Observar – Respostas

1. O Cruzeiro do Sul pode ser associado a um peixe-boi (yurara) que está sendo caçado por dois indígenas ou ainda ao casco de um jabuti. Uma mesma área do céu pode ser enxergada de maneira diferente por distintos grupos e até comunidades diferentes de uma mesma etnia. O importante é que esse conhecimento seja validado pela comunidade.

EF09CI15: A seção Observar possibilita aos estudantes reconhecer as diferentes interpretações das constelações para culturas distintas.

Competência gerais 1 e 3: As atividades da seção também incentivam os estudantes a valorizar as diversas manifestações culturais e a reconhecer conhecimentos historicamente construídos.

2. São as constelações de fundo negro, imaginadas nos contrastes entre as áreas claras e escuras da Via-Láctea.

Foco na BNCC

Orientações

Trabalhe com os estudantes as “chaves” de identificação do Cruzeiro do Sul no céu: desde a diminuição do brilho visível das estrelas no sentido horário, partindo da estrela da base do Cruzeiro, passando pela presença da Intrometida, até o relativo alinhamento de Alfa e Beta do Centauro com a estrela levemente avermelhada Gama do Cruzeiro.

Em seguida, use um dispositivo simplificado para localizar o ponto cardeal sul, partindo da constelação do Cruzeiro. Lembre-se de pedir que fiquem com o braço esticado e um olho fechado para colocar em prática essa técnica.

Se possível, organize uma noite de observação na escola, pois é sempre um bom motivo para colocar esse assunto em prática.

O Cruzeiro do Sul pode ser usado também na localização. Vale a pena tentar observar essas várias constelações que são construções culturais. Elas estão em uma mesma área do céu, mas resultam de concepções diferentes sobre a natureza em consonância com muitos outros aspectos da vida nessas múltiplas sociedades.

Atente para a segurança para que a noite seja um sucesso! Para auxiliar na localização dos objetos celestes, podem ser pesquisados aplicativos de uso gratuito na internet.

Trabalhe com a ideia de que os calendários não são iguais. O calendário pode ser, portanto, elaborado com base em constelações, como é o caso da constelação de Aña, a jararaca.

Olhando o Cruzeiro do Sul

Vamos olhar o Cruzeiro do Sul no céu? Com exceção de alguns horários e posições específicas, o Cruzeiro do Sul é uma constelação fácil de ser identificada. Mas, como existem muitos cruzamentos de estrelas, é bom saber como identificar o verdadeiro Cruzeiro. Vamos reconhecer apenas as estrelas mais brilhantes dessa constelação. As chaves para identificação são duas:

• Da estrela mais brilhante (a estrela da base da cruz), siga no sentido horário e os brilhos diminuirão até a estrela mais fraca em brilho, que está fora da cruz propriamente. O nome popular dessa estrela é “Intrometida”, pois ela se intromete na quase perfeição da cruz. Mesmo assim, ajuda na identificação do conjunto.

• Há duas estrelas brilhantes alinhadas com a “ponta” de cima da cruz. São Alfa e Beta do Centauro. A estrela da extremidade superior da cruz tem leve tonalidade alaranjada, quando comparada visualmente com as outras.

Usando a constelação Cruzeiro do Sul, é possível identificar o ponto cardeal sul. Para isso, basta prolongar quatro vezes e meia o madeiro maior da cruz e, desse ponto do céu, baixar uma linha até o horizonte. Esse ponto estará muito perto do ponto cardeal sul.

1 2 3 41/2

4,5vezes omadeiromaior

Use o dedo polegar e o indicador como medida e ache o Ponto Cardeal Sul.

Use seu dedo indicador e o polegar, como na ilustração acima, para prolongar o tamanho do madeiro maior e se localizar para realizar sua observação do céu. Mantenha o braço esticado e um dos olhos fechado para que a escala permaneça correta. Trata-se de um método aproximado, mas prático, de localização. Nessa região do céu existem outras estrelas. Destacamos apenas as mais brilhantes!

A constelação da jararaca e o início do ano

Nem todos os anos começam em janeiro e nem os meses têm os mesmos nomes para todos os povos. Apesar de o calendário que usamos ser aceito e utilizado por praticamente todos os povos do mundo, ele decorre de uma imposição que tem a ver com a história europeia e com o seu processo de colonização em outros países. Em paralelo a esse calendário, existem outras maneiras de pensar e estruturar as medidas de tempo.

Entre os Tukano do Alto Rio Negro, noroeste da Amazônia, por exemplo, podemos falar da constelação de Aña, a jararaca que abre os ciclos anuais.

Cruzeiro do Sul: brilhos diminuem no sentido horário.

Alfa e Beta do Centauro estão alinhadas com o Cruzeiro do Sul.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Selma Caparroz

Selma Caparroz

Selma Caparroz

Polo Celeste Sul

Horizonte Ponto Cardeal Sul S

A jararaca ocupa a região que reconhecemos no Ocidente como as constelações de Escorpião, Sagitário e Coroa Austral. Em alguns documentos históricos, essa constelação ocupa apenas o alinhamento correspondente à Coroa Austral. Mas o que importa para nós é que parte desse grupo de estrelas se põe, logo após o Sol, em meados do mês de novembro. Nesse período, o Sol se põe, e parte dessa constelação, a cabeça de Aña, está bem perto do horizonte, prestes a se pôr também. Quando esses eventos acontecem de maneira concomitante, o ano começa para esse grupo do Rio Negro. Isso ocorre porque nesses dias em que o ocaso da cabeça de Aña se dá perto do pôr-do-sol inicia-se um período de elevação do nível do rio. Com mais água e mais turbulência, os peixes se tornam mais escassos. Desse modo, representantes dessa cultura devem caçar e procurar outras fontes de alimentação em lugares diferentes. Perceba como é possível relacionar as leituras do céu à vida cotidiana para os Tukano, nesse caso, a posição da constelação tem a ver com a escassez de peixes

Depois da cabeça é a vez de o corpo da jararaca desaparecer no horizonte logo após o pôr-do-sol. O rio sobe mais uma vez. Trata-se da enchente do corpo da Jararaca, que ocorre mais para o fim do mês de novembro. Em dezembro haverá mais uma sucessão de enchentes e vazantes do rio e elas serão chamadas de enchentes das partes do corpo da Jararaca, que é vista no céu se pondo. Depois do corpo, é a vez do saco de ovos do animal e depois, da sua cauda.

Quando termina a sucessão de enchentes e vazantes da Jararaca é a vez da enchente do Tatu, do Peixe Jacundá e do Camarão, entre outras constelações.

O ciclo se fecha no ano seguinte, em novembro, quando tudo recomeça. Entre esses períodos de enchente, que também são associados às chuvas, existem os períodos de estiagem em que as roças são preparadas, os plantios são feitos, as flores são sucedidas pelos frutos, etc. Esses períodos mais secos são chamados de verões. Na tabela abaixo vemos um dos resultados de uma pesquisa realizada com base nas constelações Tukano e como elas podem ser relacionadas a um calendário próprio desses grupos humanos.

TukanoPortuguês Área de referência do céu dos não índios

Mês do calendário juliano-gregoriano em que a constelação está se pondo no rio Tiquié (aproximado)

Mh ãJacundáEstrelas do AquárioFevereiro: início a meados do mês.

Dahsi Camarão Estrelas do Aquário, principalmente Fevereiro: início a meados do mês.

Yaí Onça Estrelas da Cassiopeia e Perseu, principalmente

Março: até a primeira quinzena (barba e início da cabeça de onça); segunda quinzena de março (corpo de onça). Rabo da onça se põe até meados para final de abril, junto das Plêiades.

Ñahkoatero Conjunto de estrelas Plêiades Abril: meados para o final do mês.

WaikhasaJirau de peixesHyades Abril/maio: final do mês de abril até meados de maio.

SioyahpuCabo de enxóÓrion Maio: meados para final do mês.

YhéGarça Cabeleira da Berenice Agosto e setembro: toda a constelação se põe.

AñaJararacaEscorpião / SagitárioNovembro: meados desse mês, até dezembro.

PamoTatuÁguia / GolfinhoDezembro.

Orientações

Estabeleça o paralelo entre o calendário que usamos e o calendário empregado pelo povo indígena Tukano. Faça as ligações para mostrar como esse povo, assim como muitos outros, utiliza seus conhecimentos sobre o céu para medir o tempo, usando a Astronomia em seu cotidiano. Explore a tabela na parte inferior desta página para mostrar como as constelações reconhecidas pelo povo Tukano têm ligações com seu calendário. Há também uma correspondência com o calendário ocidental. Esse não é o único grupo humano cujas constelações têm a ver com seu calendário.

Foco na BNCC

EF09CI15: O estudo do calendário da etnia Tukano possibilita aos estudantes relacionar diferentes leituras do céu às necessidades de distintas culturas – no que diz respeito às suas relações socioambientais.

A constelação de Aña (jararaca), uma versão dos Tukano.

Fonte: CABALZAR, Aloisio (org.). Manejo do Mundo. São Paulo: ISA/FOIRN, 2010. p. 62.

Orientações

Comente que na Revolução Francesa houve mudança nos nomes dos meses e na maneira como os nomes dos dias da semana eram medidos e nomeados. Use a tabela para apresentar aos estudantes como era medido o tempo na França revolucionária. Coloque em questão a razão que teria feito os revolucionários alterarem o calendário. Note que essa foi uma tentativa de criar um calendário ligado aos fenômenos naturais entendidos de maneira pragmática, relacionado às tradições locais e não aos valores míticos e religiosos que orientavam as medidas do tempo no restante da Europa. A revolução era a negação do poder do rei, da religião e dos nobres. Esse é mais um exemplo de como a astronomia está relacionada com a vida cotidiana, social e política. Outras dimensões das relações entre céu e terra estão presentes, e mesmo as estações do ano se apresentam nessa versão alternativa, que perdurou na França revolucionária de então.

½ Um pouco mais sobre –Respostas

1. Reserve antecipadamente a sala de informática da escola para que os estudantes façam suas pesquisas, ou peça a eles que a realizem em casa e tragam os resultados em uma aula previamente estipulada para discussão. Deixe que os grupos se expressem livremente, porém com respeito. Espera-se que eles compreendam que os calendários e as estações do ano são importantes para a contagem do tempo no restante da Europa. A periodicidade é importante para a organização, como planejar plantações ou mesmo viagens de férias, pois as estações são cíclicas e possuem características climáticas semelhantes em um mesmo local e em um mesmo período do ano, salvo os fenômenos das mudanças climáticas globais.

Foco na BNCC

Competência gerais 1 e 3: A seção Um pouco mais sobre promove a valorização das diversas manifestações culturais e leva os estudantes a prestigiar conhecimentos historicamente construídos.

Perceba que, na terceira coluna da esquerda para a direita, estão as constelações equivalentes para identificarmos com mais facilidade essas áreas do céu. Na última coluna, à direita, estão os meses correspondentes no calendário, usado internacionalmente. Isso tudo só é possível porque os povos indígenas relacionaram leituras do céu com sua vida cotidiana.

Isso acontece em diferentes culturas?

Sem dúvida! Na cultura ocidental os nomes de alguns meses têm a ver com eventos cotidianos e cíclicos que envolvem fenômenos celestes. O mês de abril, por exemplo, recebe esse nome em razão de esse ser o período em que a vegetação, no Hemisfério Norte, desabrochava, depois do inverno. O mês de abril começa uma dezena de dias depois do início da primavera para esse hemisfério. Como se nota, as culturas criaram representações celestes relacionadas a seu cotidiano.

Calendário Revolucionário Francês

No período da Revolução Francesa, o governo republicano estabeleceu outro calendário, que levava em conta os fenômenos notáveis na natureza. como o período dos ventos ou da neve. Isso ocorreu a partir do ano de 1792. Em vez de seguir os dias e meses do calendário gregoriano, eles adotaram 12 meses com arranjos de dias em 3 decênios (sequências de dez dias). Os dias recebiam os nomes de primidi, duodi, tridi, quartidi, quintidi, sextidi, septidi, octidi, nonidi e décadi Assim, os meses receberam nomes que tinham a ver com o calendário da agricultura e dos fenômenos naturais. Os demais meses estão listados no quadro a seguir.

Meses do Calendário Revolucionário Francês

Nome do mêsSignificado Calendário gregoriano Estação do ano

VindemiárioMês da colheita da uva22 de setembro a 21 de outubro

BrumárioMês dos nevoeiros22 de outubro a 20 novembro

FrimárioMês das geadas21 de novembro a 20 de dezembro

Nivoso Mês da neve21 de dezembro a 19 de janeiro

PluviosoMês das chuvas20 de janeiro a 18 de fevereiro

VentosoMês dos ventos19 de fevereiro a 20 de março

GerminalMês das sementes21 de março a 19 de abril

FlorealMês das flores 20 de abril a 19 de maio

PradialMês das pastagens20 de maio a 18 de junho

MessidorMês das colheitas19 de junho a 18 de julho

TermidorMês do calor 19 de julho a 17 de agosto

FrutidorMês das frutas18 de agosto a 20 de setembro

Outono

Inverno

Primavera

Verão

Fonte: FAFICH (Faculdade de Filosofia e Ciências Humanas). Glossário da Revolução Francesa Disponível: http://www.fafich.ufmg.br/hist_discip_grad/ GlossarioRF.pdf. Acesso em: 18 maio 2022.

1 Faça uma pesquisa e discuta em grupo a importância dos meses e das estações do ano em relação à organização da nossa sociedade atual.

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Ilustração sobre o mês dos ventos: “ventose”.

As medidas de tempo, portanto, também são culturais. O calendário é um importante instrumento de medida do tempo e consolida um tipo de concepção a respeito dele, compartilhado socialmente. Os calendários, originalmente, estão relacionados com os ciclos da natureza. Assim, calendários representam um jeito de um grupo humano identificar e usar os fenômenos celestes no cotidiano.

Os padres capuchinhos e os Tupinambá

Em 1612, o frei Claude D’Abbeville chegou ao Maranhão dentro de uma expedição francesa cujo objetivo era descrever e explorar o ambiente. D’Abbeville era um entomologista e descreveu animais, plantas e tudo o que lhe ocorreu ou que conseguiu ver junto aos índios Tupinambá que habitavam o litoral da região do Maranhão. Entre os temas que abordou estão as constelações dos Tupinambá.

O livro com essas informações foi publicado em francês em 1614 e a tradução de seu título é História da missão dos padres capuchinhos na Ilha do Maranhão e terras circunvizinhas. Disponível em: https://www2.senado.leg.br/ bdsf/bitstream/handle/id/576068/000838911_Historia_padres_capuchinhos_ Maranhao.pdf?sequence=1&isAllowed=y. Acesso em: 28 mar. 2022.

Para conhecermos um pouco do texto, reproduzimos, a seguir, um trecho do livro, entre as páginas 332 e 333, da edição disponível na Biblioteca Virtual do Senado Federal:

Orientações

Leia com os estudantes a tradução do texto do frei Claude D’Abbeville e coloque em questão o uso das constelações para o estabelecimento de um calendário.

Chame atenção para o fato de que a noção de calendário não precisa se prender aos meses, mas a acontecimentos como períodos de chuva e tempo seco, entre outros. Algumas constelações anunciam chuvas ou temporadas de estiagem.

½ Caminhando pela História – Respostas

Uma possibilidade para sanar possíveis dificuldades dos estudantes é pedir a eles que leiam segmentos do texto em voz alta e digam o que compreenderam de cada trecho. Tire as dúvidas durante a leitura e depois faça a correção das questões com a turma.

[...] Poucos entre eles desconhecem a maioria dos astros e estrelas de seu hemisfério; chamam-nos todos por seus nomes próprios, inventados pelos seus antepassados. Ao céu dão nome de Eivac, ao Sol de coaraci, à lua de Jaceí. Às estrelas chamam de um modo geral jácei-tatá. Entre as que conhecem particularmente há uma que denominam Simbiare rajeibore, isto é, maxilar. Trata-se de uma constelação que tem a forma dos maxilares de um cavalo ou de uma vaca. Anuncia a chuva. Há outra a que chamam urubu, a qual, dizem, tem a forma de um coração e aparece no tempo das chuvas. A outra dão o nome de seichu-jurá. É uma constelação de nove estrelas dispostas em forma de grelha e anuncia a chuva. Temos entre nós a Poussinière que muito bem conhecem e que denominam seichu. Começa a ser vista, em seu hemisfério, em meados de janeiro, e mal a enxergam afirmam que as chuvas vão chegar, como chegam efetivamente pouco depois. Há uma estrela a que chamam tingaçu qué é mensageira da precedente, aparecendo no horizonte quase sempre quinze dias antes. A outra, que surge também antes das chuvas, dão o nome de suanrã. É uma grande estrela maravilhosamente clara e brilhante. Existe por outro lado uma constelação de várias estrelas que denominam uénhomuã, isto é, lagostim; aparece ao terminarem as chuvas [...] D'ABBEVILLE, Claude. História da missão dos padres capuchinhos na Ilha do Maranhão e terras circunvizinhas. Tradução: Sérgio Millet. Edições do Senado Federal. v. 105, 2006, 332-333. Disponível em: https://www2.senado.leg.br/bdsf/bitstream/handle/id/576068/000838911_Historia_padres_ capuchinhos_Maranhao.pdf?sequence=1&isAllowed=y. Acesso em: 22 abr. 2022.

1 Identifique no texto quais são as constelações desse grupo Tupinambá.

Entomologista: historiador natural (à época) que estudava os insetos.

1. Simbiare rajeibore (maxilar) – anuncia a chuva.

Urubu – que tem forma de coração. Seichu-jurá – que tem nove estrelas e anuncia a chuva.

Seichu – entre os belgas e franceses, poussinière (também conhecida como as Plêiades, entre nós, na constelação ocidental do Touro). Uénhomuã – lagostim. Essas constelações estão relacionadas com os regimes de chuva.

2. Os estudantes podem selecionar qualquer uma das constelações citadas na atividade 1. Por exemplo: Seichu-jurá: “É uma constelação de nove estrelas dispostas em forma de grelha que anuncia a chuva”.

2 Selecione um exemplo do texto que mostra a conexão entre o aparecimento das constelações e o clima.

3 Reflita como os antepassados indígenas de muitas etnias que existem no Brasil já conheciam seus ciclos climáticos independentemente de outros povos ao redor do planeta.

4 Perceba como essa sucessão de constelações representa um calendário e como os calendários representam o uso do céu no cotidiano das culturas.

Foco na BNCC

EF09CI15: A seção Caminhando pela História possibilita aos estudantes reconhecer variadas interpretações das constelações para culturas diferentes, relacionando diversas leituras do céu às necessidades dessas culturas.

Competências gerais 1 e 3: A seção também incentiva os estudantes a valorizar as diversas manifestações culturais e os conhecimentos historicamente construídos.

Foco

nos TCTs

A seção Caminhando pela História aborda relatos de um frei europeu a respeito dos conhecimentos astronômicos dos indígenas Tupinambá, em especial as constelações e a relação delas com eventos climáticos como as temporadas de chuvas. Com isso são trabalhados os TCTs Ciência e tecnologia e Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras

3. A reflexão aqui diz respeito à relevância de todas essas questões ambientais para todos os povos do planeta. Os ciclos como estações do ano podem não receber esse nome por populações originárias, mas representam as complexas relações entre as culturas e a natureza.

4. Essa percepção pode e deve fazer parte das reflexões realizadas com os estudantes. Da mesma maneira que eles não usam a expressão “estações do ano”, também não utilizam “calendário”; mas, na prática, o que fazem é um tipo de calendário para medir o tempo, que, por sua vez, tem suas peculiaridades para cada grupo humano.

Página de rosto do livro de D’Abbeville (1614).

The Picture Art Collection/Alamy/Fotoarena

Orientações

Mencione como exemplo o nosso próprio calendário, que usa direta ou indiretamente os fenômenos astronômicos. Assim, o calendário que utilizamos na atualidade é resultante, entre outras coisas, do etnocentrismo dos povos colonizadores que chegaram às Américas.

½ Atividades – Respostas

1. Primeiro temos que nos certificar de que se trata da constelação do Cruzeiro do Sul. Para isso, verificamos se as estrelas diminuem de brilho no sentido horário, a partir da estrela da base da cruz (Alfa do Cruzeiro). Podemos averiguar se as estrelas Alfa e Beta do Centauro estão praticamente alinhadas com a estrela da extremidade superior do madeiro maior da cruz. Tendo averiguado que se trata do Cruzeiro do Sul verdadeiro, o próximo passo será esticar o braço e, entre os dedos indicador e polegar, criar uma “pinça” que cubra a distância angular entre as estrelas do madeiro maior da cruz. Essa distância deve ser prolongada quatro vezes e meia na direção do horizonte. O ponto atingido nesse prolongamento será o polo celeste sul. Uma linha perpendicular ao horizonte, passando por esse ponto, indicará o ponto cardeal sul. Volte à ilustração correspondente a esse tema, no Livro do Estudante, para facilitar a explicação.

2. Região da constelação do Escorpião, Sagitário e Coroa Austral, principalmente. As informações podem ser acessadas na página 273

3. Constelação de Simbiare rajeibore (maxilar) – anuncia a chuva. Urubu, que tem forma de coração e aparece nos tempos de chuva. Seichu-jurá – constelação de nove estrelas, em forma de grelha, que anuncia a chuva. Todas elas são identificadas com seus nomes próprios, inventadas por seus antepassados. Isso chamou atenção de frei D’Abbeville.

4. Se as estrelas e constelações marcam épocas de plantio, colheita, chuva e tempo mais seco, elas funcionam como um calendário que pode ser usado na prática cotidiana de grupos humanos distintos.

As orientações de construções também seguem padrões que obedecem a alinhamentos astronômicos relacionados à visão de mundo desses povos. Esse é um aspecto importante das culturas indígenas e isso diz respeito à Astronomia de cada povo.

Os aspectos pragmáticos ligados à sobrevivência geralmente são associados às posições do Sol, da Lua, das estrelas e constelações, em cada uma dessas culturas. Os calendários são a prova disso. O mês de abril tem a ver com a abertura dos primeiros brotos que surgem nos vegetais e plantas depois do inverno, na Europa. O mês de maio tem origem na deusa romana Maia, associada ao crescimento das plantas e frutos, depois do desabrochar percebido ao longo do mês de abril.

Os calendários carregam consigo informações localizadas, e por isso a convenção de um calendário, como aquele que usamos com 12 meses, tendo os meses com duração diferente de dias, próximos de 30, resulta de uma tradição milenar que levava os fenômenos naturais em conta. Com o decorrer do tempo houve uma padronização relacionada ao pragmatismo das relações comerciais e a outras necessidades de um mundo que precisa operar com as mesmas regras para todos, isto é, um mundo globalizado. A escolha do calendário que usamos tem a ver com o poder da cultura que o criou e como ele se tornou uma imposição, sem que as pessoas, muitas vezes, se apercebessem disso. Daí, podemos dizer que a escolha de um calendário internacional, apesar de útil, na prática, é fruto de mais uma manifestação do etnocentrismo.

1 Como podemos usar o Cruzeiro do Sul para localizar os pontos cardeais?

2 A que região do céu ocidental corresponde a constelação da Jararaca, para os povos do Noroeste Amazônico?

3 Faça uma pequena lista das constelações que Claude D’Abeville registrou com os índios Tupinambá. O que chamou a atenção desse religioso em relação às constelações?

4 Como as constelações podem ser usadas como um calendário? Como isso tem a ver com a observação do céu e o cotidiano dos povos tradicionais?

Outro aspecto importante que tem a ver com a vida cotidiana é a disposição das moradias para muitas etnias indígenas.

Alguns povos do Noroeste Amazônico, como os Tukano e os Tuyuka, demarcam os movimentos do Sol, da Lua e das as constelações em um tipo específico de construção na comunidade indígena que faz o papel da representação do Universo em miniatura. Eles reproduzem, por exemplo, as direções que chamamos de pontos cardeais nessas construções.

Orientação segundo pontos cardeais em uma casa comunal da etnia Tuyuka (Utapinopona), (AM), 2018.

Avaliação

As casas comunais, como podemos chamar essas construções, eram, antigamente, habitação de todas as famílias, mas hoje são usadas para reuniões e rituais realizados na comunidade. Razão pela qual usamos o termo comunal, isto é, relativo à comunidade. Grande parte dessas casas contam com duas portas, uma direcionada para o Leste e outra para o Oeste. A casa é geometricamente cortada ao meio pelo plano do Equador do Céu, por causa da localização geográfica dessas comunidades.

Esse alinhamento e a relação entre a casa comunal e os rituais nos mostra que a visão cosmológica ou concepção sobre o Universo, para essas culturas, tem muito a ver com a organização espacial e social desse grupo humano.

Diagnóstico: As atividades revisam o uso prático de constelações para o estabelecimento de calendários e localização na superfície terrestre.

Estratégia: As dúvidas podem ser sanadas a partir da consulta das página 272 a 276

Luciola Zvarick/Pulsar Imagens

O círculo do tempo

[...] Um conjunto de marcadores celestes e terrestres do tempo aparece sintetizado no Círculo do Tempo. No centro, o desenho oval representa os períodos de chuva e seca, assim como os da cheia e vazante do rio. O círculo exterior a essa oval representa, segundo o pajé Beptopup, as luas (meses) são contadas sempre a partir do início da fase crescente que sucede imediatamente à lua nova. Dos cinco círculos mais externos da figura, os três primeiros representam atividades próprias do aprovisionamento nas relações homem-natureza (roçar, plantar e pescar, caçar, colher). As atividades de lazer, rituais e cerimoniais estão representados nos dois círculos mais externos e, de algum modo, dividem socialmente o ano em quatro grandes ciclos: Festas do Bemp, da roça, do milho, da mandioca e o ciclo de lazer.

O ano kayapó começa por volta do mês de junho, no ‘tempo bonito’ (mêx). Nessa época, já se começa a ver o bemp-nhõ-djá, raios crepusculares coloridos que se irradiam a partir do sol, próximo ao poente. As Plêiades aparecem próximas ao horizonte, antes do sol nascer, e o rio ainda mantém o nível mais alto das águas durante cerca de duas luas. O ciclo do lazer permite preparar os artesanatos e ornamentos para as Festas do Bemp e da roça. É a partir desse ciclo que começa a estação da pesca, cujo prolongamento ocorre por cerca de seis luas até a festa do milho [...]

Fonte: BORGES, L. C.; CAMPOS, M. D. Percursos simbólicos de objetos culturais: coleta, exposição e a metáfora do balcão. UFRJ, 2012. https://www.scielo.br/j/bgoeldi/a/FnnwXyzh3Wr4pWtMfTrxMbw/?lang=pt#. Acesso em: 28 mar. 2022.

1 Pesquise e discuta com seus colegas em sala de aula, com ajuda do professor, sobre a relação da observação do céu na cultura indígena dos Kayapó. Compare essas informações com aquelas de que já tratamos neste capítulo.

Para além dos calendários, localização e ciclos naturais, as constelações também marcam narrativas de heróis míticos, deuses e antepassados em cada uma dessas culturas. Sol e Lua também desempenham um importante papel nessas visões de mundo.

Algumas áreas do céu chamam mais a atenção do que outras. Existe uma pequena região da constelação ocidental do Touro que geralmente aparece em culturas ao redor do mundo. Trata-se do aglomerado aberto das Plêiades, como é conhecido no Ocidente.

No mito grego das Plêiades, cada uma das sete estrelas representa uma das filhas de Atlas e Pleione. Atlas é uma figura mítica importante porque carrega o mundo nos ombros. Pleione é filha do Oceano.

As Plêiades foram perseguidas pelo gigante Órion, que também foi transformado em constelação. Júpiter ficou após sete anos de perseguição e apontou um caminho para o céu, onde elas estão até agora.

Do ponto de vista da observação do céu, as Plêiades também são consideradas um asterismo. A palavra corresponde a uma área ou um padrão de estrelas habitualmente reconhecido no céu noturno.

Foco na BNCC

EF09CI15: A seção Um pouco mais sobre possibilita aos estudantes reconhecer como o povo Kayapó utiliza as constelações e outros astros (como a Lua) para a contagem do tempo e a previsão das estações chuvosa e seca.

Competências gerais: 1 e 3: As atividades da seção incentivam os estudantes a valorizar as diversas

Orientações

Na seção Um pouco mais sobre há dois exemplos de marcadores do tempo que partem dos grupos originários do Alto Rio Negro e do povo Kayapó. Explore esse tema, que também se refere à vida cotidiana dos povos indígenas.

Leia com os estudantes o trecho do texto dos pesquisadores para entender como os agrupamentos de estrelas têm uma ligação muito próxima com a organização cotidiana desses grupos. Identifique a relação que o aglomerado conhecido popularmente como Plêiades tem com o povo Kayapó e com outros grupos humanos. Na sequência, dê continuidade à abordagem do texto, mostrando como o grupo de estrelas das Plêiades é reconhecido e recebe outros nomes em outras culturas, e que esse grupo de estrelas representa um importante marcador temporal.

½ Um pouco mais

sobre –Resposta

1. Os estudantes devem considerar que os céus foram e continuam sendo importantes, não apenas para a orientação ou elaboração de calendários. Eles estão presentes nas explicações relativas à visão de mundo desses povos. Estimule a discussão e volte aos textos anteriormente desenvolvidos neste capítulo, se necessário.

manifestações culturais e a valorizar conhecimentos historicamente construídos.

Competência geral 9: O trabalho em grupo propicia a colaboração entre os estudantes, promovendo o respeito e a empatia.

Distribuição da posição da Via Láctea na organização espacial dos Kayapó.

Imagem das Plêiades, um asterismo bastante conhecido.

Dayane Raven

Chris Cook/Science Source/Fotoarena

Orientações

Peça aos estudantes que identifiquem no texto o que representa o aglomerado das Plêiades para os povos Tikuna, Tukano e Guarani. Trata-se de um bom momento para aprofundar o conhecimento sobre as constelações e perceber que uma mesma área do céu assume significados diversos para distintas sociedades.

Atividade complementar

Os estudantes tomaram contato com diferentes interpretações para o aglomerado das Plêiades, em especial com a importância dessas estrelas para algumas etnias indígenas brasileiras. Peça a eles que formem grupos com mais três colegas e pesquisem a mitologia dessas estrelas para uma etnia indígena escolhida por eles. Os resultados da pesquisa podem ser apresentados na forma de uma peça de teatro, poema ou pintura, estimulando-os a se expressar por meio de diferentes linguagens, desenvolvendo dessa maneira aspectos da competência geral 4

Para os Tikuna, que vivem principalmente na margem esquerda do rio Solimões, na região perto de Tabatinga e São Paulo de Olivença, esse conjunto de estrelas está associado a uma tartaruga cujo nome na língua Tikuna corresponde à Baweta. Ela anuncia o início do período das chuvas em seu nascimento, depois do pôr-do-sol, a partir do final da primeira quinzena de novembro. Ela representa parte do casco de uma tartaruga, associada aos mitos de transformação desse grupo. Baweta está relacionada ao ritual de passagem das meninas para a vida adulta.

Para os Tukano do Alto Rio Negro, esse mesmo grupo de estrelas se chama ñhorkoatero, que significa “grupo de estrelas”. Normalmente, quando esse grupo se põe, logo depois do pôr-do-sol, no mês de abril, ocorre uma elevação do nível do Rio Tiquié, um dos tributários do rio Negro. Esse evento organiza o calendário, períodos de plantio, colheitas e outros eventos da vida cotidiana. Para os Guarani, esse grupo de estrelas se chama seîxu e marca o início do ano, pelo menos para uma parte dessa etnia, que ocupa uma porção do Sul e Centro-Oeste do Brasil.

Perceba que o Sol, seu nascimento e ocaso, em conjunto com as Plêiades e todos os nomes que elas assumem em outras culturas, marcam situações meteorológicas, chuvas e períodos de estiagem, e indicam também algumas ações, como preparação das roças, plantios e colheitas. Esses grupos de estrelas são chamados, por isso, de marcadores temporais. Não é à toa que o ano guarani começa com elas.

As Plêiades talvez representem um dos grupos mais presentes nas descrições do céu de todos os lugares do mundo. No interior e parte do Nordeste brasileiro elas são chamadas de Setestrelo, porque vemos claramente sete estrelas.

Não raras vezes, alguns grupos humanos influenciam outros com suas constelações, e, assim, um grupo de estrelas pode ser descrito numa cultura e reaparecer em outras.

O céu dos gregos antigos é um exemplo. Quase 50 constelações aparecem descritas em documentos, já na Antiguidade. Cláudio Ptolomeu (séc. II d.C.) apresenta essas constelações numa obra conhecida como Almagesto, que foi muito importante para a história da Astronomia. Dentre essas constelações estão as constelações do Escorpião e o gigante Órion, mas, como sabemos, o Cruzeiro do Sul ainda não havia sido desenhado. Ptolomeu a incorporou ao Centauro.

O Atlas de Farnese (século II d.C.) é uma cópia de uma escultura mais antiga produzida por volta de 150 a.C. Nessa obra, a figura mítica de Atlas carrega o mundo e as constelações presas a uma cúpula. Note que nesse detalhe vemos a constelação do Centauro e não há qualquer representação do Cruzeiro do Sul, Para diferentes culturas em espaços e tempos variados existem critérios distintos para as representações das constelações no céu.

Detalhe do Atlas de Farnese (séc. II d.C.), Museu de Nápoles, Itália, 2018.

agefotostock/Alamy/Fotoarena

Às constelações da Antiguidade foram somadas muitas outras, e ao longo dos séculos o céu ocidental foi recebendo contribuições de muitas culturas.

Na década de 1930, a União Astronômica Internacional (IAU), que congrega astrônomos profissionais de todo o mundo, normatizou os limites entre as constelações e estabeleceu que elas devem ter separações bem definidas com base em coordenadas astronômicas. A uniformização foi necessária porque o uso frequente de referências e cartas celestes locais, poderia gerar graves falhas de comunicação entre pesquisadores internacionalmente.

Foram, então, estabelecidas 88 constelações oficiais para serem utilizadas como referências. As coordenadas limitam as áreas correspondentes a cada constelação. Por razões históricas foram mantidos muitos dos nomes das constelações tradicionais no ocidente. Outras constelações, deixaram de existir.

Orientações

Conhecendo as constelações: Texto da Universidade Federal de Minas Gerais sobre a origem e a identificação das constelações. CLÁVIA, França Ariana. Conhecendo as Constelações. Observatório Astronômico Frei Rosário, 2010. Disponível em: http:// xingu.fisica.ufmg. br:8087/oap/public/ dicas13.htm. Acesso em: 25 mar. 2022.

As constelações no céu ocidental também podem ser entendidas como resultantes de contribuições de muitos povos, desde a Antiguidade. Apresente aos estudantes um pouco da evolução dessas constelações acompanhando o texto desta e da próxima página. São 88 constelações oficiais, mas existem muitas outras que devem ser conhecidas como expressões do multiculturalismo. Se julgar conveniente, relembre aos estudantes que esse tipo de representação das constelações é denominado mapa ou carta celeste Utilizando a indicação do boxe Assim também se aprende, mostre como podemos identificar e entender a origem de algumas constelações ocidentais com base no texto sugerido.

Fonte: IAU (Internacional Astronomical Union). As constelações: Origens das constelações. 2018. Disponível em: https://www.iau.org/public/themes/constellations/brazilian-portuguese/. Acesso em: 18 maio 2022.

A constelação do Cruzeiro do Sul ocupa a área mais clara da figura. São cinco estrelas principais, mas há outras tantas dentro dessa região. Todas elas fazem parte da constelação do Cruzeiro. O desenho é secundário, nesse caso. Tudo que estiver dentro dessa figura mais clara, que se assemelha a um retângulo para nós, é a constelação Cruzeiro do Sul. O que está fora faz parte de outra área, de outra constelação.

O Cruzeiro do Sul segundo a IAU (União Astronômica Internacional).

Orientações

Leia o texto sobre o surgimento do mundo segundo o povo Desana-Kehípõrã. Chame a atenção dos estudantes para a importância desse tipo de narrativa para os povos que as constituíram. Não são histórias exóticas, mas fruto de formas complexas de interpretação do mundo natural.

½ Pesquisar – Respostas

1. Estimule os estudantes a fazer um levantamento sobre a contribuição de pessoas maduras para conservar a memória de narrativas pessoais ou compartilhadas socialmente a respeito do surgimento do Universo. Podem ser mitos, histórias religiosas, científicas ou mesclas de categorias distintas; o que importa é valorizar essas pessoas como fontes de memória e, para isso, trazermos essas histórias para a sala de aula.

2. Lembre os estudantes de proteger as fontes de pesquisa. Os nomes das pessoas pesquisadas devem ser substituídos por números ou codinomes.

3. Estimule os estudantes a registrar o material da pesquisa.

4. Peça aos estudantes que formem duplas para trocar os resultados de suas pesquisas. De acordo com as avaliações de cada um acerca da pesquisa do colega, solicite-lhes que produzam relatos orais. Organize os estudantes em roda para esse momento.

Foco na BNCC

Competências gerais 1 e 3: o trabalho com a seção Pesquisar incentiva os estudantes a valorizar os conhecimentos culturais construídos ao longo da história, bem como a apreciar as diferentes formas de manifestação cultural.

Competência geral 6: O trabalho com a seção também estimula os estudantes a reconhecer o valor da diversidade de saberes e vivências culturais.

Mesmo com um céu oficial, os mitos e suas múltiplas versões de constelações continuam sendo narrados e registrados. Muitos deles foram passados de geração a geração, cuidadosamente repetidos muitas vezes para que não fossem esquecidos em várias das culturas ágrafas, isto é, que não registram suas histórias com textos escritos, diferentemente de como nós fazemos.

Na mitologia Desana-Kehíripõrã, de populações que, como os Tukano, vivem no Noroeste Amazônico, conta-se que o mundo antes não existia. Tudo era escuridão.

Enquanto não havia nada, apareceu uma mulher por si mesma. Isso aconteceu no meio da escuridão. Ela apareceu sustentando-se sobre seu banco de quartzo branco. Enquanto estava aparecendo, ela cobriu-se com seus enfeites e fez como que um quartzo. Esse quartzo chama-se uhtãboho taribu, o quartzo de quartzo branco. Ela se chamava Yebá Buró, a “Avó do Mundo”, ou também “Avó da Terra” [...]

PAROKUMU, Umusi; KẼHIRI, Toramu. Antes o mundo não existia. 3. ed. Rio de Janeiro: Dantes, 2019.

A Avó do Mundo cria os trovões para gerarem o restante do mundo, mas eles acabam por não conseguir, e aí ela cria um ser dotado apenas de espírito, e ele cria o Universo em níveis diferentes e a própria humanidade.

A história é fascinante e cheia de detalhes que merecem ser conhecidos, porque falam de como as casas comunais são orientadas, como surgiram os seres vivos e o que aconteceu quando os portugueses chegaram. Conta também a história mítica de como surgiu a mandioca, uma fonte de alimentação essencial para as populações originárias do Brasil. O livro, do qual reproduzimos apenas um pequeno trecho, resultou de um processo de trabalho conjunto de antropólogas e conhecedores dessa etnia.

Assim como os mitos de origem, presentes em outros grupos humanos, como os ameríndios, também se torna importante escutar e registrar histórias que constituem nossa identidade. Narrativas dos mais antigos e de outros grupos, como quilombolas, caiçaras e pequenos produtores rurais, são apenas algumas das heranças que compõem esse enorme mosaico que vemos quando olhamos as noites estreladas.

Histórias sobre o Universo

1. Pergunte a pessoas mais velhas se elas conhecem alguma história sobre o céu ou sobre o Universo. Pode ser uma história pessoal ou alguma que elas escutaram, relacionada a mitos, por exemplo.

2. Suprima o nome de quem está dando o depoimento para proteger a sua fonte. Esse é um recurso bastante comum nas pesquisas de campo. Use um codinome ou números para proteger os “sujeitos de pesquisa”. A história também pode ser fruto de uma pesquisa que você tenha feito.

3. Grave a história se a pessoa permitir e a transcreva em seu caderno.

4. Divida a história com um colega. Em seguida, comentem sobre elas. As mais instigantes ou interessantes podem ser lidas para toda a turma.

Foco nos TCTs

O estudo do texto e a realização da atividade da seção Pesquisar possibilitam aos estudantes conhecer mitos e histórias relacionadas a eventos astronômicos sobre o céu e o Universo, tanto de algumas etnias indígenas brasileiras quanto de pessoas mais velhas de seu convívio. Com isso é trabalhado o TCT Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras

1 Todos os povos enxergam as mesmas constelações? Como você responderia a essa pergunta, antes deste capítulo e depois dele?

2 Todos os povos do mundo usam o mesmo calendário? Por quê?

3 As constelações podem ser diferentes daquelas que foram convencionadas pela União Astronômica Internacional (IAU)?

4 As Plêiades representam um dos asterismos mais conhecidos, por serem um grupo de fácil localização no céu. Escolha uma etnia e descreva o que representa para ela esse conjunto de estrelas.

5 As constelações são compostas apenas de alinhamentos de estrelas? Justifique seu argumento.

6 O Cruzeiro do Sul, como representação de constelação, sempre existiu? Justifique sua resposta.

7 Escolha uma região do céu descrita neste capítulo e destaque o que duas culturas diferentes enxergam nessa área do céu.

8 O céu está associado ao cultivo, à coleta e à caça, para populações tradicionais. Mas, para a cultura ocidental, o céu está relacionado com seu calendário. Dê um exemplo disso.

9 Os pontos cardeais são usados para o alinhamento de construções em comunidades ameríndias. Dê um exemplo. Por que as construções são feitas desse modo?

10 Como a Avó do Mundo criou o Universo, segundo os Desana-Kehíripõrã?

11 Aceitamos uma teoria para a origem do nosso Sistema Solar, mas ela é definitiva e acabada? Justifique sua resposta.

12 Quem criou o Universo, segundo o mito Desana-Kehíripõrã ?

13 No calendário da Revolução Francesa havia alguma relação entre fenômenos naturais e as medidas de tempo? Explique.

14 Escreva verdadeiro (V) ou falso (F) para cada afirmação a seguir e justifique sua escolha.

( ) O Sistema Solar surgiu diretamente de uma grande explosão.

( ) As constelações da IAU são as únicas que valem. As outras são falsas.

( ) O Atlas de Farnese está errado porque falta a constelação Cruzeiro do Sul.

( ) Seichu era o nome das Plêiades segundo os Tupinambá do século XVII.

( ) Só existem constelações a partir do alinhamento de estrelas.

( ) Alfa e Beta da constelação do Centauro estão alinhadas com o Cruzeiro do Sul

( ) Yurara e Uphaigu correspondem praticamente à mesma área do céu.

15 Você conhece outro mito ou história sobre a criação do Universo, do mundo ou da humanidade? Escreva-o!

16 Devemos respeitar as histórias de todos os povos e o uso das estrelas por todas as culturas? Explique sua opinião.

½ Mais atividades – Respostas

1. Diversos povos enxergam as constelações de formas diferentes, de acordo com as referências sua cultura.

2. Não. O povo Tukano, do Alto Rio Negro, por exemplo, utiliza as constelações para marcar seu calendário.

3. Sim, as representações de constelações são criadas de acordo com as circunstâncias locais e sociais dos grupos humanos que habitam uma região, em determinado período do tempo.

4. Baweta para o povo Tikuna e Seichu para o Guarani; mas poderiam ser outros, como Ñhorkoatero para o povo Tukano ou as próprias Plêiades, na cultura ocidental. Por

exemplo, Ñhorkoatero, para a etnia Tukano, é traduzido como “grupo de estrelas” e está relacionado a um dos períodos de elevação do nível do rio Tiquié – enchente.

5. Não; existem constelações de fundo negro. A Ema é um exemplo, que se mostra como constelação de fundo negro, além de seu formato tradicional.

6. Não; as estrelas estavam lá, mas o Cruzeiro do Sul foi criado, assim como foram criadas todas as constelações.

7. O Cruzeiro do Sul é um bom exemplo. Peixe-boi ou tartaruga para o povo Tukano e Cruzeiro para as culturas de influência europeia.

8. Um exemplo é a relação entre a visualização de constelações e a época do ano.

9. A orientação das casas do povo Kayapó, que tem como finalidade a integração entre a ordem do Cosmos e a vida cotidiana.

10. A avó do mundo apareceu por si só na escuridão, sentada em um banco de quartzo. Ela criou os trovões para gerar o restante do mundo, mas não deu certo. Então, ela criou um novo ser espiritual que construiu o Universo.

11. Não. A ciência não é acabada e se modifica de acordo com novos dados e hipóteses que são testadas.

12. A avó do mundo, ou Yebá Buró.

13. O calendário foi elaborado tendo como base 12 meses, arranjados em três decênios (conjunto de dez dias). Os meses receberam nomes ligados ao calendário da agricultura e aos fenômenos naturais, como a neve, chuva ou calor.

14. ( F ) O Sistema Solar evoluiu de uma nebulosa.

( F ) Existem as constelações das outras culturas.

( F ) A criação da constelação do Cruzeiro do Sul só ocorreria muito tempo depois.

( V ) Correto, como consta do livro de frei D’Abbeville.

( F ) Falso, existem outras culturas que criaram suas constelações.

( V ) Sim, é uma das formas de identificação do Cruzeiro.

( V ) Correspondem à constelação ocidental do Cruzeiro do Sul.

15. Resposta pessoal. Peça a eles que pesquisem em casa e compartilhem com os colegas em uma aula.

16. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes compreendam que sim.

Avaliação

Diagnóstico: As respostas corretas indicam que os estudantes compreenderam como são feitas diferentes leituras do céu por diferentes culturas e também demonstram que eles entenderam as diferentes mitologias envolvendo a criação da Terra, do Sistema Solar ou do Universo.

Estratégia: As atividades finais requerem, em sua maioria, a interpretação dos textos estudados ao longo do capítulo. A utilização de recursos como vídeos, jogos ou outras atividades práticas pode ajudar os estudantes a interpretar textos e assimilar os conteúdos em que tiveram maior dificuldade.

Objetivos do capítulo

• Compreender o nascimento, a vida e a morte de estrelas, como uma metáfora associada ao surgimento, evolução e etapas finais da evolução estelar.

• Reconhecer as fases do ciclo de vida de uma estrela e compreender a relação entre a massa e o destino desses astros, bem como entre a temperatura e a coloração. Conhecer o diagrama HR e identificar a posição do Sol na sequência principal.

• Considerar a analogia entre o desenvolvimento das estrelas e das pessoas, apenas como uma metáfora, para perceber a importância de entender os diversos momentos da evolução estelar por meio de um “retrato” da paisagem estelar que nos cerca.

½ Para começar

–Respostas

1. Alguns estudantes podem dizer que veio de uma explosão – alusão ao Big Bang – ou que sempre existiu. Não corrija, mas volte, eventualmente, a essas questões ao longo do capítulo.

2. Muitos dirão que sim, porque pertencem à categoria estrela. Chame a atenção para o fato de que o assunto é mais complexo.

3. Alguns estudantes podem imaginar que o Sol é uma bola de fogo, porém, o fenômeno do fogo, para existir, precisaria de condições que não encontramos no espaço, como a presença de gás oxigênio.

4. Possivelmente, por causa dos filmes de ficção científica e programas especializados no tema, alguns estudantes considerarão que sim, que a vida pode ser comum no Universo. Chame a atenção para a complexidade do tema.

5. O que mais impor ta é que o desenvolvimento do capítulo mostrará que a permanência humana no espaço não é tão simples assim.

Avaliação

Diagnóstico: Use as questões do Para começar de forma a verificar o conhecimento dos estudantes sobre a formação das estrelas.

Estratégia: Identifique as questões que causaram mais dúvidas e retome o assunto com a turma quando o conteúdo relacionado for explicado.

Nasce uma estrela 3

1 Como o Sol se formou?

2 O Sol é uma estrela. As outras estrelas são como ele?

3 O que faz uma estrela produzir tanta energia?

4 A vida pode ser um evento comum no Universo?

5 O ser humano poderá viver e trabalhar no Espaço?

ESA/Hubble & NASA/Science Source/Fotoarena

A imagem ao lado se relaciona com uma das áreas no interior da Nebulosa da Águia, a 7 000 anos-luz de distância, que ficou conhecida como “pilares da criação”. Apesar de não se encontrar mais com esse aspecto ela ficou conhecida como um berçário de estrelas. Há muitas nebulosas na Galáxia onde as estrelas estão se formando enquanto você lê esse texto!

Antes do tempo

No final do último capítulo, conhecemos parte da narrativa da cultura desana-kehípõrã sobre a origem da Terra e da humanidade. Existem muitas outras descrições desse tipo nas culturas ao redor do planeta. Afinal, estamos falando da origem de tudo. Cada cultura tem contribuições sobre as origens, que guardam coerência com o universo criado por elas próprias. Nas Ciências Naturais essa também foi uma preocupação que passou por várias narrativas e fases distintas. A teoria mais aceita, na atualidade, considera que o Universo inteiro surgiu num evento em que tudo, absolutamente tudo, incluindo matéria, energia, espaço e tempo, compunha algo tão único que podemos chamar de singularidade. A densidade e a gravidade eram infinitamente grandes nesse ponto e não temos nada de concreto sobre ele, a não ser as evidências do que aconteceu depois.

Orientações

Ao início do capítulo, procure verificar se os estudantes têm uma noção das características de alguns astros, principalmente das estrelas, e se conhecem noções básicas sobre os átomos.

ciclo de vida de uma estrela e apontando a relação entre a massa e os possíveis destinos dela. Identifique padrões de evolução que são comuns às estrelas e leve-os a perceber que a evolução estelar se prende ao modelo de fusão nuclear, o qual pode ser entendido de acordo com o resumo disponibilizado pelo diagrama HR.

Neste capítulo, vamos estudar o desenvolvimento do Sol como estrela e como as outras estrelas surgem, evoluem e quais são os processos pelos quais elas passam ao final de suas existências. Usamos algumas analogias com a ideia de que as estrelas também nascem, se desenvolvem e morrem, mas as estrelas não são como os seres vivos. Essa é apenas uma forma de compreender como elas se desenvolvem. Os acontecimentos no mundo das estrelas têm muito a ver com a existência e permanência da vida na Terra e, eventualmente, em outros lugares onde ela exista, como você verá ao longo do capítulo.

Esse evento é conhecido como Big Bang ou Grande Explosão. Essa expressão foi usada pela primeira vez pelo pesquisador inglês Fred Hoyle (1915-2001). Era uma ironia porque Hoyle defendia outra teoria, conhecida como estado estacionário. O fato é que o apelido fez sucesso, assim como a teoria em si.

O Big Bang é uma teoria que explica as origens do Universo, iniciando-se com uma enorme expansão que ocorreu há bilhões de anos. Ela originou o espaço e o tempo. Por mais estranha que possa parecer para algumas pessoas, essa teoria conta com muitos pontos a seu favor e utilizamos largamente essa descrição nos tempos atuais.

Com o processo de expansão, o Universo foi esfriando, e perto dos seus 380 000 anos de vida sua temperatura tinha diminuído a ponto de permitir que se constituíssem as partículas que dariam origem aos primeiros átomos: o hidrogênio e o hélio.

Esses elementos químicos constituiriam as nebulosas, que, por sua vez, seguiriam na expansão do Universo, formando posteriormente estrelas e galáxias.

As evidências da expansão se dão no afastamento das galáxias, umas em relação às outras.

A expansão do Universo foi verificada de meados para finais da década de 1920 pelo astrônomo Edwin P. Hubble (1889-1953). A partir desse periodo, havia evidências observacionais de que o Universo estava se expandindo.

Mas, se ele se expandia, deveria esfriar. Deveria haver algum testemunho da radiação que estaria espalhada em todo o Universo, herança do Big Bang Essa era a previsão teórica feita pelo físico George Gamow (1904-1968) e outros cientistas, em 1948. Ela só foi constatada observacionalmente no final da década de 1960. A grande explosão deixou uma memória térmica apenas 2,7 graus acima do zero absoluto aproximadamente. Mas ela está em todos os lugares! O que é mais um argumento a favor da expansão!

As medidas mais recentes de afastamento das galáxias mostram que o Universo está em expansão e sendo acelerado, o que indica que esse tema ainda vai gerar muitas pesquisas e modelos a serem testados.

Olhar o céu significa olhar o passado

A imagem ao lado foi fruto de uma composição de várias imagens parciais obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble (HST) ao longo de 10 anos de atividade. A luz de algumas dessas galáxias viajou 13,2 bilhões de anos para chegar até aqui. Estima-se que o Universo tenha a idade de 13,7 bilhões de anos, o que significa que elas realmente estão distantes de nós.

A luz não se desloca de maneira instantânea. Ela tem a velocidade aproximada de 300 000 km/s. Quando estamos olhando o céu vemos um passado diferencial, isto é, cada objeto celeste está a uma distância, e o tempo que a luz demora para chegar em nossos olhos depende dessa distância.

Orientações

Além das narrativas míticas de origem, como a do povo Desana, existem paradigmas científicos que estabelecem uma cronologia de eventos fundamentada em uma situação inicial. Ela pode ser a escuridão total, um grande oceano ou ainda uma metáfora que geralmente se alinha à situação da preexistência do Universo. Os modelos científicos são construídos por meio de hipóteses iniciais pautadas em observações, testes e uma sucessão de processos quase nunca lineares e progressivos. A ciência é fruto de um método dialético e, no caso do Big Bang, é possível apresentar aos estudantes algumas imagens disponíveis em sites especializados. Explique-lhes que a luz não se desloca de maneira instantânea, apesar de ser muito rápida. Comece com um exemplo simples:

O perímetro do Equador terrestre tem aproximadamente 40 000 km de extensão, e a luz se move com a velocidade constante de, aproximadamente, 300 000 km/s no espaço. Dividindo o comprimento pela velocidade, teremos o tempo, em segundos, que a luz demora para se deslocar o comprimento correspondente ao Equador terrestre. O valor será uma dízima: 0,133333... s.

Aglomerado de galáxias, na direção da constelação de Virgem. Esse conjunto está, em média, a 50 milhões de anos-luz.

A Lua está a pouco mais de um segundo-luz de nós e o Sol a mais de oito minutos-luz. Olhar a Lua e o Sol, por exemplo, significa olhar o passado. A luz e as radiações eletromagnéticas se deslocam com a mesma velocidade no espaço. Estamos sempre vendo o passado. Uma analogia é aquele “atraso” que ocorre nas transmissões quando um repórter de estúdio fala com outro que está no lugar onde ocorre a notícia, distante do primeiro. Passa-se um tempo entre a pergunta de um e a resposta o outro. Em referenciais distantes, os acontecimentos não são síncronos, isto é, não ocorrem ao mesmo tempo.

EF09CI16: Neste capítulo serão abordadas características que possibilitam a existência de vida em planetas e outros corpos celestes, e serão discutidos aspectos a serem levados em conta para viagens interestelares e interplanetárias.

Esse é o intervalo de tempo para uma volta. Quantas voltas a luz vai dar em torno da Terra em apenas 1 s? 0,133333 s 1 volta 1 s x voltas, o que implica 7,5 voltas em torno do Equador em apenas um segundo.

Com raciocínio análogo, descreva que a luz da Lua (a cerca de 380 000 km) demora uma média de 1,2 s para chegar aqui. A luz emitida pelo Sol, que está a 150 000 000 k m de nós, chega à Terra cerca de 8 minutos e meio depois. Isso significa que estamos recebendo neste momento uma luz que saiu do Sol há aproximadamente 8 minutos e meio.

Não estamos em um Universo em que as informações chegam instantaneamente. Sempre estamos em contato com o passado quando olhamos para as estrelas e para o céu. É aquilo que podemos chamar de passado diferencial, porque cada objeto celeste está a uma distância e, por isso mesmo, a luz que chega aqui nesse momento não foi emitida no mesmo instante por essas estrelas, no passado. Olhar o céu corresponde a olhar o passado, sempre.

Foco na BNCC

EF09CI17: Serão também estudados os processos evolutivos de estrelas de diferentes dimensões, incluindo nosso Sol.

Orientações

Encaminhe a realização da atividade prática da seção Experimentar Siga os procedimentos que mostram como criar um modelo bidimensional para explicar o que acontece enquanto ocorre a expansão do espaço-tempo. Não pinte as bolinhas na superfície da bexiga. Cole as bolinhas de cartolina e saliente que a expansão acontece para todos os lugares. Por isso, não faz sentido falar em centro do Universo. O Universo não é uma bexiga. Sua superfície não se romperá porque o espaço vai sendo ampliado (criado) conforme ocorre a expansão.

Já na seção Observar o objetivo é criar categorias que levem em conta as características das estrelas que aparecem nos campos das fotografias fornecidas. Talvez alguns estudantes tenham dificuldades iniciais na criação dessas categorias. Ajude-os, na medida do possível, com algumas sugestões, como agrupar as estrelas pela cor (mais alaranjadas ou avermelhadas, mais azuladas, brancas...), pelo brilho (mais brilhantes, um pouco menos, menos brilhantes ainda), e assim por diante.

Em seguida, solicite-lhes que façam observações do céu, escolhendo áreas diferentes das fotografias, se eles conseguirem identificá-las, e que sigam os procedimentos para responder às perguntas presentes nesta atividade de observação.

½ Experimentar –Respostas

1. Os círculos de cartolina são representações das galáxias. Nas imagens de ilustração foram coladas estrelas recortadas de estrelas para retratar as galáxias. O espaço em si é reproduzido pela superfície da bexiga que se expande com o tempo (enquanto insuflamos a bexiga).

2. A expansão ocorre na superfície do balão, mas não nas galáxias.

3. As galáxias não aumentam de tamanho por causa da expansão, mas as distâncias entre elas (o espaço) aumentam com a passagem do tempo.

4. Medindo as distâncias entre as galáxias. As medidas serão proporcionais às distâncias. O espaço se expande de maneira igualmente proporcional em todas as direções.

O Big Bang num balão ou numa bexiga!

Materiais:

• balão de festa vazio (bexiga);

• cartolina;

• cola branca;

Procedimentos

• lápis de cor ou canetas coloridas;

• tesoura sem ponta.

1. Desenhe na cartolina círculos pequenos que representem galáxias e recorte. Você pode desenhar galáxias ou estrelinhas nelas, se quiser decorar.

2. Cole-as na superfície de uma bexiga com ela levemente cheia, apenas para facilitar a colagem, e espere secar.

3. Em seguida, sopre a bexiga enchendo-a aos poucos. Observe o que acontece com as galáxias representadas.

Reúna-se com os colegas e respondam:

1 Nesse modelo, o que representa as galáxias? O que a superfície da bexiga representa?

2 Conforme o balão é enchido, o que se expande?

3 As galáxias aumentam de tamanho? As distâncias entre as galáxias aumentam?

4 Se você não pudesse enxergar a superfície do balão, como saberia que o Universo está se expandindo?

Observando as estrelas

Olhe as duas fotos ao lado e, sem se comunicar com os colegas, crie categorias de classificação para as estrelas. Para fazer isso, escreva algumas diferenças entre as estrelas que você está vendo, como cor ou brilho, por exemplo. Conte quantas são de um tipo e quantas são de outro. Não se preocupe em acertar ou errar. O exercício serve para colocarmos em prática o que nos chama mais a atenção nas estrelas e como podemos diferenciá-las, classificá-las ou categorizá-las em grupos.

Procedimentos

1. Faça observações do céu à noite, se possível em casa.

2. Tente encontrar ou separar campos estelares distintos daqueles que estão sendo mostrados aqui.

Discuta sua resposta em sala de aula, em grupo e com o professor.

1 Qual classificação você utilizou para separar as estrelas?

2 Você fez alguma diferenciação entre as estrelas pela cor? Explique sua resposta. Se utilizou o brilho ou outra classificação, explique também.

3 Você percebeu que as estrelas cintilam bastante? Explique esse fenômeno?

½ Observar – Respostas

1. Resposta pessoal. Pode ser brilho (mais brilhante ou menos brilhante) ou coloração (mais alaranjada, mais branco azulada), por exemplo.

2. Resposta pessoal. Compartilhe com a turma as diferenciações feitas.

3. O efeito de cintilação atmosférica tem a ver com variações na densidade local do ar atmosférico, em decorrência das mudanças de temperatura. Quanto mais perto do horizonte, mais intenso é esse efeito por causa da turbulência gerada pela convecção.

Região onde se vê a constelação do Escorpião e parte da Via Láctea.

Região das constelações de Órion e Touro, entre outras constelações.

Uma história das estrelas

Olhando uma multidão, o que podemos dizer, em geral, sobre características visuais comuns a todos? Podemos ver que as pessoas são diferentes no formato e na cor dos olhos, no tamanho e no formato das orelhas e do rosto, na altura e assim por diante.

Em suma, quando olhamos para muitas pessoas estamos vendo o retrato de uma sociedade, e esse retrato pode se ampliar se fizermos comparações ao redor de todo o mundo. Aprofundando nossas observações no nível do comportamento desses grupos, chegaremos certamente em leis gerais, por exemplo, quem come mais vegetais tem uma tendência a ter uma vida mais saudável, ou quem pratica meia hora de atividades físicas todos os dias é mais feliz e tem tendência a ter uma velhice sem problemas graves de saúde, etc. As leis gerais não são aplicáveis sem exceções, mas valerão com adaptações em casos específicos.

Não precisaríamos acompanhar, portanto, a vida de cada habitante da Terra para chegarmos a essas leis gerais. Bastaria que estudássemos, desde as imagens até a obtenção de informações mais profundas, as características que pudessem ser generalizadas na forma de leis.

Não é a mesma coisa, mas poderíamos fazer um raciocínio análogo com as estrelas. Quando olhamos um céu estrelado estamos vendo estrelas em diferentes momentos de seu desenvolvimento. Algumas estão surgindo, outras estão em plena vitalidade e outras podem estar perto do final de sua existência.

Como num quadro comparativo, podemos tentar estabelecer leis gerais que são validadas por observações. A ciência chegou a quadros gerais para o desenvolvimento das estrelas. Também podemos estudar exceções e entender como e por que acontecem.

O Sol e a estrelas

O Sol é uma estrela especial para nós, mas ela é como muitas outras. O astro rei do dia surgiu, se desenvolveu e vai desaparecer um dia. E esse é um fato que atesta como as transformações ocorrem todo o tempo.

Mas não se engane ao ver as outras estrelas como objetos aparentemente frios e distantes. Se pudéssemos estar perto das estrelas, elas seriam estruturas gigantescas. Claro, se comparadas conosco. O Sol é usado como um parâmetro para o estudo sobre as estrelas, afinal, ele é a estrela mais próxima de nós.

Existem estrelas maiores do que o nosso Sol e menores do que ele. No caso do Sol, ele é classificado como uma estrela anã por ter um pequeno porte.

Foram criadas três categorias nas quais podemos agrupar as estrelas em termos de tamanho: anãs, gigantes e supergigantes.

Para relembramos o Capítulo 1, vamos comparar o tamanho do Sol com o dos planetas do Sistema Solar.

Orientações

Aproveite a analogia feita na página para discutir sobre a variedade dos seres humanos. Enfatize que as pessoas, assim como as estrelas, são diferentes. Nossas individualidades, bem como as particularidades dos grupos aos quais pertencemos, devem ser respeitadas, pois cada ser humano é único e diferente dos demais. A luz é a responsável pela maior parte das informações que recebemos das estrelas. Leia com os estudantes o texto desta página e comente que, de maneira análoga à observação da imagem de uma multidão, podemos tentar entender como surgem, evoluem e desaparecem as estrelas, sem a necessidade de acompanhar o desenvolvimento de cada uma delas. Mesmo porque o tempo de existência das estrelas supera em muito o tempo de vida de cada ser humano.

Inicie o estudo da evolução estelar tratando da comparação do tamanho do Sol com os planetas do Sistema Solar, por meio da exploração da imagem. Como o Sol é muito maior do que todos os planetas juntos, é possível que os estudantes pensem que ele também é maior do que as demais estrelas do universo. Explique a eles que a classificação das estrelas por tamanho, de modo que compreendam que o nosso Sol se encontra dentro da categoria onde se encaixam as menores estrelas: as anãs.

Foco na BNCC

EF09CI17: A partir dessa página, são mostrados dados e informações que permite a análise do ciclo de vida do Sol e de outras estrelas, bem como sua relação com a formação de elementos químicos. Assim, essa habilidade é mobilizada.

Competência geral 2: Os tópicos desta página possibilitam que os estudantes exercitem a criatividade e a curiosidade intelectual sobre a observação do Universo.

Na multidão, percebe-se uma grande variedade de pessoas.

Comparação do tamanho do Sol com os planetas do Sistema Solar.

Rudzhan Nagiev/iStockphoto.com

Esquema com concepção artística das representações dos elementos, sem reproduzir cores naturais e sem escala.

Claus Lunau/Science Photo Library/Fotoarena

Orientações

Chame atenção para a comparação de tamanho do Sol com a estrela Arcturus e comente que as estrelas citadas na página 286 são visíveis no céu noturno. Os estudantes podem tentar localizá-las usando programas e aplicativos de astronomia. No céu noturno, elas se assemelham a pontinhos brilhantes.

Retome o conceito de ano-luz, reafirmando que ele corresponde a uma unidade de distância, e não de tempo. Explique-lhes que a estrela Arcturus e, por extensão, o Sol, são estrelas menores ainda quando comparadas com Antares. UY Scuti é a maior estrela conhecida nos tempos atuais, mas isso pode mudar, já que contamos com técnicas mais modernas e observações com instrumentos maiores.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala e usa cores que não correspondem àquelas da Natureza..

Com isso em mente, vamos comparar o tamanho do Sol com o de algumas estrelas que vemos à noite, no Céu:

A estrela Sirius é fácil de ser reconhecida em uma noite de verão no Hemisfério Sul porque é a estrela mais brilhante do céu noturno. Ela está na constelação Cão Maior, um dos cães de caça do gigante caçador Órion, na mitologia.

Vista no céu, ela pode ser facilmente identificada porque há quase um alinhamento entre ela e as Três Marias (o Cinturão de Órion). Sirius está a aproximadamente 8,6 anos-luz do Sol. O que significa dizer que sua luz demora mais de oito anos e meio para chegar até nós.

A segunda estrela da lista também está na região próxima da constelação de Órion. Trata-se de Pollux, que se encontra na constelação de Gêmeos. No mesmo campo estelar anterior ela está em destaque em nossa imagem. A luz dessa estrela demora quase 34 anos-luz para chegar até

Arcturus, na constelação do Boieiro, é mais um exemplo que justifica o Sol ser classificado como uma anã. Essa estrela pode ser vista do lado oposto da grande região de Órion, para os lados de Escorpião. Na imagem abaixo, localizamos Arcturus com base na estrela Antares, que é a mais brilhante da constelação de Escorpião.

Arcturus está a 36,6 anos-luz de distância de nós e tem uma coloração amarelo-alaranjada.

Apesar de parecerem pontinhos, por causa das distâncias, essas estrelas são muito grandes. E elas são vistas a olho nu porque essas distâncias, em termos astronômicos, são pequenas e essas estrelas produzem muita energia.

Existem estrelas maiores ainda. E, se o Sol estivesse a essa distância de nós, seria visto como um pontinho.

nós.

Comparação do tamanho do Sol com o de algumas estrelas.

Céu do início da noite de março; Sirius é facilmente identificada com base nas Três Marias.

Nessa representação, o Sol é quase um ponto, enquanto Arcturus é pequena, comparada com Antares.

Selma Caparroz

Peterson Mazzoco

Antares

Aldebaran Rigel Arcturus Pollux Sirius Sol

Antares Escorpião

Arcturus Selma Caparroz

Antares é uma supergigante vermelha. Como vimos, ela está localizada na constelação de Escorpião e se encontra a 554,5 anos-luz de distância de nós. Isso significa que a luz produzida por essa estrela demora todo esse tempo para chegar aqui.

Veja Arcturus e Pollux na representação da página anterior. Isso mostra que ser considerado grande ou pequeno é uma questão de referencial, porque a própria estrela Antares fica pequena quando comparada às maiores estrelas conhecidas.

Uma delas até o momento é UY Scuti, uma supergigante que está na constelação do Escudo, com um raio mais ou menos 1 700 vezes maior que o do Sol. Ela está a mais de 5 200 anos-luz de distância de nós.

Se o centro do Sol coincidisse com o dessa estrela, os limites de UY Scuti chegariam até a órbita de Saturno.

Uma das maiores estrelas conhecidas, UY Scuti, comparada ao nosso Sol.

Nos textos que tratam de estrelas, não é incomum encontrar as expressões anã-branca ou gigante-vermelha, entre outras.

As cores das estrelas estão relacionadas com a energia total que elas emitem para o espaço. Vamos associar essas cores às temperaturas aproximadas de suas superfícies.

Temperaturas superficiais aproximadas das estrelas e as cores associadas

Cor Temperatura (K)

Azul 30 mil

Azul-claro 20 mil

Branca 10 mil

Amarelo-claro 7 mil

Amarela 6 mil

Laranja 4 mil

Vermelha 3 mil

As temperaturas efetivas ou da superfície das estrelas têm a ver com a energia que elas emitem. Uma estrela com temperatura superficial de aproximadamente 30 000 K tem uma cor branco-azulada. Essa tonalidade vai ficando mais clara ou de cor mais branca conforme a temperatura na superfície vai caindo. Com cerca de 10 000 K a estrela é branca, amarela com cerca de 6 000 K e avermelhada com 3 000 K. O Sol é uma estrela amarela por causa de sua temperatura superficial de 5 500 K, aproximadamente.

Quando tratamos do surgimento do Sistema Solar no capítulo anterior, falamos que o Sol surgiu praticamente enquanto os planetas estavam aparecendo, dentro de uma nebulosa formada de gases e poeira. Se houver uma grande quantidade de material granulado e sólido, esse material tenderá a formar um disco, havendo colisões e o surgimento dos planetesimais e tudo o mais. Mas e o Sol? Dissemos que ele se formou de uma grande, densa e gelada

moléculas, formada de gás e poeira.

Orientações

Comente com os estudantes que as cores das estrelas indicam suas temperaturas superficiais. Mencione a comparação com um metal, como o ferro, quando colocado no fogo, tendo em mente que se trata mais de uma analogia do que da descrição do fenômeno em si.

Destaque o fato de que, na Arte, as chamadas cores quentes estão direcionadas para o vermelho, enquanto as cores frias se localizam para o azul. Explique que, no entanto, aqui não estamos tratando de pigmentos, mas de radiações, e quanto mais azulado, mais quente. Você também pode fazer uma analogia entre as lâmpadas e suas temperaturas de emissão – que têm a ver mais com a frequência do que com a temperatura, nesse caso. Uma lâmpada perto dos 5 000 K é mais amarelada, enquanto uma de 10 000 K é mais branca.

No caso das estrelas, isso se dá em um material chamado plasma, onde os núcleos dos átomos estão separados dos seus elétrons, em uma espécie de “sopa” de partículas. A energia produzida pela estrela, entre outros efeitos, resulta nessa temperatura superficial que se relaciona à cor da estrela.

nuvem de

Mark Garlick/

Fonte: MÜLLER, Alexei Machado; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira; FILHO, Kepler de Souza Oliveira. Aula 9 – Sistema solar: planetas. Disponível em: https://lief.if.ufrgs.br/pub/cref/n29_ Muller/aula1/aula1i.pdf. Acesso em: 10 maio 2022.

As cores, as distâncias e as dimensões utilizadas na ilustração não são as reais.

Orientações

Reforce que a produção de energia de uma estrela é resultado de reações que alteram os núcleos atômicos e que, por isso mesmo, são chamadas de reações nucleares. Chame a atenção dos estudantes para o fato de que, no caso das reações químicas, as ligações e alterações ocorrem nos níveis das nuvens eletrônicas em torno dos núcleos atômicos e que, nesse caso, acontecem mudanças estruturais nos átomos, pois seus núcleos são modificados.

Dessa forma, acontece a nucleossíntese ou síntese de elementos pesados por meio de elementos mais leves. O hélio por meio do hidrogênio, por exemplo. Dá-se a fusão dos núcleos atômicos mais leves em mais pesados e, por esse motivo, essas reações são chamadas também de fusão nuclear, isto é, os núcleos mais leves se fundem em núcleos mais pesados.

Comente que as estrelas se formam no interior de grandes massas de hidrogênio no espaço, chamadas de nebulosas. Nem toda nebulosa se constitui em uma região formadora de estrelas, mas existem grandes volumes de gás e poeira onde serão reunidas as condições para a formação desses objetos celestes. Leia atentamente com os estudantes o conteúdo desta página e dê ênfase ao fato de que as estrelas, na maior parte de suas existências, passam por uma situação de equilíbrio entre a pressão gravitacional e a produção de energia em seu interior. Esse equilíbrio hidrostático mantém a estrela “em funcionamento”.

Explore os esquemas com a turma e peça a eles que digam o que compreenderam, possibilitando que exercitem a leitura inferencial. Caso seja necessário, relembre a composição de um átomo e os tipos de radiação. Se possível, é interessante apresentar para a turma uma animação explicativa sobre como foi formado o Sistema Solar.

Acredita-se que a região onde o Sol estava se formando se tornou mais densa, isto é, com mais concentração de matéria do que outras regiões. Com a massa ocupando menor volume, essa região acabou atraindo mais e mais matéria. O resultado disso é que a pressão da matéria mais externa foi aumentando. Aumentaram as colisões da matéria na região central dessa nuvem com decorrente aumento da temperatura. O Sol não estava formado ainda, mas já havia um protossol. Em outras palavras, o Sol estava em formação.

A pressão, com a chegada de mais matéria, aumentou. A agitação na região central também cresceu. As condições foram tais que começou uma reação em cadeia, muito energética. O fenômeno é conhecido como fusão nuclear. Ao final de uma reação desse tipo, quatro átomos de hidrogênio se transformaram num átomo de hélio, com emissão de partículas e muita radiação. Mas esse processo não pode ser controlado nessas situações e acontece em etapas com durações diferentes entre si.

Em pouco tempo o núcleo do Sol começou a funcionar como uma fornalha. Isso ocorreu há cerca de 4,5 bilhões de anos, e o nosso Sol, que era um protossol, se tornou uma estrela.

A estrela precisa manter uma situação de equilíbrio hidrostático, que corresponde ao equilíbrio entre a produção de energia e partículas em seu interior e a pressão produzida pela gravidade.

As outras estrelas além do Sol nasceram também no interior de nebulosas com gases e poeira. Uma famosa região no interior da constelação de Órion mostra-se como um “berçário” de estrelas em processo de formação.

O equilíbrio hidrostático mantém a estrela controlada.

A estimativa dos pesquisadores é que existam, nessa região, estrelas com a idade aproximada de um milhão de anos, “jovens”, para o referencial das estrelas.

Mas quanto tempo dura uma estrela? O que determina o tempo de “vida” desses objetos celestes?

Para responder a essa pergunta, precisamos lançar mão do modelo construído com base na vida das estrelas que acompanhamos e das leis gerais para o comportamento esperado para elas.

Estrelas como o Sol passam parte do tempo de sua existência convertendo hidrogênio em hélio por meio do processo de fusão nuclear. Nessa conversão, como vimos, elas emitem grandes quantidades de energia e partículas para o espaço.

Ao longo desse tempo elas vivem uma situação de relativo equilíbrio hidrostático.

Estágios iniciais de formação do Sol e do Sistema Solar.

Diagrama que ilustra a reação de fusão nuclear, também chamada de reação de próton-próton.

Nebulosa de Órion um berçário estelar.

Mark Garlick/ Alamy/Fotoarena Peterson Mazzoco

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala e as cores não correspondem às reais.

Fonte: GALETI, D.; MIZRAHI, S. S. Física Nuclear e de Partículas. São Paulo Livraria da Física, 2016.

Enquanto existir hidrogênio no núcleo da estrela, haverá uma espécie de combustível com o qual o equilíbrio entre a produção de energia no interior e a pressão gravitacional é mantido.

Estrelas dotadas de grandes massas geram uma pressão gravitacional muito intensa sobre a região de seu núcleo, onde ocorrem as reações de fusão. Dessa forma, podemos entender que, por causa desse fato, essas estrelas consomem grandes quantidades de hidrogênio para manter seu equilíbrio hidrostático num tempo relativamente curto. A experiência acumulada com as observações e os modelos teóricos de comportamento para essas estrelas mostram que elas consomem suas reservas de hidrogênio mais rapidamente do que as estrelas de menor massa.

Desse modo, podemos dizer que existe uma relação entre massa (matéria que constitui a estrela quando ela surge) e tempo de vida. Quanto mais massa, mais curta é a vida da estrela. Portanto, estrelas de menor massa tendem a durar mais tempo.

O Sol é considerado uma estrela de pouca massa, comparado com as outras, o que justifica por que seu equilíbrio já existe há quase 5 bilhões de anos e acredita-se que ele ainda deva durar mais esse mesmo tempo antes de sofrer modificações significativas.

No quadro-resumo abaixo, vemos as fases de evolução estelar de acordo com a massa das estrelas:

Orientações

Depois de terminar de explicar o modelo mais geral de evolução estelar por meio das massas das estrelas, utilize o quadro com o resumo de evolução estelar. Chame a atenção dos estudantes para a organização das estrelas no quadro: no eixo vertical, estão organizadas em ordem crescente de massa, enquanto no eixo horizontal estão indicados os processos de evolução estelar ao longo do tempo. Peça a eles que examinem a imagem, exercitando a leitura inferencial. Em seguida, explique a evolução de cada estrela individualmente. Dê ênfase aos processos e à importância da massa. O Sol é considerado um padrão para nós e não poderia ser diferente; afinal, é a estrela mais próxima de nosso planeta.

Fonte: HORVATH, J. E. Fundamentos da Evolucao Estelar, Supernovas e Objetos Compactos São Paulo: Livraria da Fisica, 2011.

No quadro-resumo percebemos que as estrelas de massas menores ficam na parte inferior. Os berçários estelares, que são as nebulosas dotadas de gases e poeira, ficam no lado esquerdo e direito na imagem.

Percebe-se que todas as estrelas representadas passam por uma fase de protoestrela, ou seja, uma fase na qual a estrela apresenta jatos de gás e poeira por ainda não estar em equilíbrio gravitacional. Mas, após entrar em estabilidade, dizemos que as estrelas entram na etapa de equilíbrio hidrostático, quando efetivamente se tornam estrelas.

Os tempos de transformação da fase de nebulosa até o início do processo de formação das estrelas de menor massa são menores, como se vê na representação a seguir. Do “berçário” para a fase de protoestrela, as estrelas maiores gastam mais tempo, já que esse processo de acúmulo de matéria, desde a fase de protoestrela, é relativamente lento.

Selma Caparroz

Orientações

Trabalhe o quadro de evolução das estrelas similares ao Sol com a turma, da mesma maneira que foi feito com o quadro da página anterior.

Ressalte que estrelas similares ao Sol ficarão bastante tempo transformando hidrogênio em hélio, e que, de modo geral, esse processo de transformação demanda muito tempo. Veremos mais tarde, em um diagrama resumido, que essa etapa de desenvolvimento recebe uma denominação especial.

Em seguida, acompanhe o texto e, se necessário, use o quadro para dar ênfase aos diferentes tipos de evolução destacados, guardando relação com as massas estelares envolvidas.

Ao final, o astro-rei do dia se transformará em uma anã branca circundada por uma nebulosa que perderá energia aos poucos, esfriando até se tornar uma anã negra.

A nebulosa, classificada como uma nebulosa planetária, se dissipará no espaço durante dezenas de milhares de anos. Chame atenção para o fato de que, apesar de se chamar nebulosa planetária, ela não tem qualquer relação com os planetas: apenas seu aspecto visual, ao telescópio, lembra um planeta.

MASSA

e suas regiões mais centrais sofrerão uma contração bem rápida, comparativamente às outras fases. Em cerca de 100 000 anos, nessa fase, o Sol se tornará uma estrela anã de coloração branca, bem quente, deixando em torno de si uma parte de sua atmosfera, que será uma nebulosa em forma de um enorme anel. A estrela Sol esfriará lentamente, porque não reunirá condições de passar para outras fases de fusão de elementos químicos, e se tornará uma estrela classificada como anã negra, uma espécie de cinza de estrelas, e a nebulosa em torno do Sol se dissipará. Existem nebulosas que representam essa fase que será atingida pelo Sol em seu processo evolutivo. A nebulosa da Hélice é uma das que se encontram nessa situação, nos tempos atuais. Em seu interior, bem na região central, podemos ver uma estrela anã branca. Observadas ao telescópio, por causa de seu formato circular, essas nebulosas lembram imagens de planetas e por isso recebem o nome de nebulosas planetárias. Mas elas não têm nada a ver com as nebulosas que dão origem aos sistemas planetários. Em algumas dezenas de milhares de anos esses gases se dissiparão no espaço, e a estrela anã branca que está no centro da nebulosa esfriará lentamente, até praticamente se tornar mais uma anã

negra.

Berçário estelar Berçário estelar Protoestrela Protoestrela Protoestrela

Supergigante azul

Buraco negro Supershell

Supergigante azul Supernova Tipo II

Buraco negro

Supergigante azul Gigante vermelha

Gigante Azul Supernova Tipo II

Estrela de nêutrons

Estrela tipo Sol

Nebulosa planetária da Hélice, na constelação do Aquário.

Processo de formação das estrelas de menor massa.

As imagens desta página não estão representadas na mesma escala.

Fonte: HORVATH, J. E. Fundamentos da Evolução Estelar, Supernovas e Objetos Compactos. São Paulo: Livraria da Física, 2011.

Outras estrelas

A massa do Sol, assim como a de todas as estrelas, é um parâmetro convencionalmente usado para comparações quando se trata de estudar os processos de evolução estelar.

Como regra geral, podemos afirmar atualmente que quanto mais elevada a massa de uma estrela, menor sua duração, o que significa que os processos de manutenção do equilíbrio hidrostático são custosos para esses objetos celestes.

A massa solar, no contexto da evolução estelar, é usada como unidade (M =1).

Orientações

Berçário estelar Berçário estelar

Estrelas com massas menores que a do Sol

Buraco negro

Protoestrela Protoestrela

Supergigante azul

Buraco

Supershell

Supergigante azul Supernova Tipo II

Trabalhe o quadro de evolução das estrelas com massas menores que o Sol do mesmo modo que foi feito com os quadros das páginas anteriores. Alguns estudantes podem ter dificuldades em fazer a leitura de imagens; por isso, é importante incentivá-los a exercitar a leitura inferencial. Ao abordar esta página, coloque em evidência os distintos caminhos de evolução por meio das diferenças entre os valores de massa. Estrelas com massas menores ou maiores do que o Sol seguirão caminhos que se diferenciam no tempo e nos resultados. Estrelas de massas menores do que o Sol não passam da etapa de fusão do hidrogênio em hélio. Aquelas que têm massas muito inferiores não chegam a fundir o hidrogênio e se tornam objetos mais próximos dos planetas (gasosos) do que das estrelas.

Protoestrela

Supergigante azulGigante vermelha

Protoestrela

Protoestrela

Protoestrela

Evolução das estrelas com massas menores do que a do Sol. A linha onde está o Sol aparece como referência.

Estrelas com massas maiores que a do Sol

Estrelas que se formam com massas maiores do que a solar se apresentam em dois cenários distintos, de modo geral. Em ambos os casos, as fases finais na transformação dessas estrelas nos levam a objetos compactos, com características próprias. Algumas vezes, inusitadas, como veremos.

Acima de 4 e abaixo de 25 M a estrela evolui rapidamente. Os processos de fusão nuclear não param nas transformações de hidrogênio em hélio. Entre 4 e 8 M a estrela tem grande chance de fundir outro elemento químico, o carbono.

Acima de oito massas solares, a estrela poderá fundir em seu interior elementos químicos mais pesados, numa sequência tal que surgirão o neônio, o oxigênio, o silício e o ferro. Como estamos falando de materiais mais pesados, a tendência deles será ficar razoavelmente separados em camadas, como nas misturas heterogêneas, com os mais pesados na parte de baixo.

Estrelas com camadas, como “cebolas”.

Fonte: HORVATH, J. E. O ABCD da Astronomia e Astrofísica. São Paulo: Livraria da Física, 2008.

Fonte: HORVATH, J. E. Fundamentos da Evolucao Estelar, Supernovas e Objetos Compactos. São Paulo: Livraria da Fisica, 2011.

Orientações

Estrelas com massas muito superiores às do Sol tendem a se tornar buracos negros ou outros objetos exóticos, como estrelas de nêutrons.

Algumas passam pela etapa de supernovas – estrelas explosivas que geram elementos químicos mais pesados do que aqueles que surgem em decorrência dos processos convencionais de evolução estelar.

Um resumo para esses desenvolvimentos pode ser compreendido pela relação de temperatura (cor) com luminosidade ou energia total emitida pela estrela. O diagrama HR pode ser construído com base em outros parâmetros, como magnitude absoluta e classes espectrais, que não serão tratados aqui.

Dê ênfase ao entendimento das relações entre Temperatura Efetiva ou superficial da estrela e a energia total que ela emite para o espaço, que chamamos de luminosidade.

Se considerar pertinente, apresente aos estudantes a primeira imagem obtida de um buraco negro, localizado no centro de nossa galáxia. A imagem, capturada pelo telescópio Event Horizon, em 2022, pode ser vista na publicação a seguir:

BRASIL. Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações. Imagem inédita de buraco negro no coração da Via Láctea é revelada; astrofísico do ON comenta. Observatório Nacional, 13 maio 2022. Disponível em: https:// www.gov.br/observatorio/pt-br/ assuntos/noticias/imagem-inedita -de-buraco-negro-no-coracao-da -via-lactea-e-revelada-astrofisico-do -on-comenta. Acesso em: 6 jun. 2022.

A fusão do ferro é uma espécie de divisor de águas nos processos de evolução estelar de estrelas de grande massa. A cada processo de fusão em que são sintetizados elementos químicos mais pesados (nucleossíntese) a estrela produz energia e partículas que são emitidas para o espaço. Esse é o vento estelar, a exemplo do vento solar. Mesmo gerando e emitindo muita energia, a densidade do núcleo de ferro se torna instável, porque a densidade fica muito alta. As fusões de elementos químicos mais pesados que o ferro não se dão da mesma maneira que aconteceram até aqui. Para ocorrerem, elas necessitam de energia adicional, porque esses processos consomem mais energia do que emitem.

Esse é o cenário perfeito para que as instabilidades façam com que as camadas mais externas do núcleo simplesmente desabem sobre ele, e isso acontece muito rápido. O resultado é uma explosão de proporções gigantescas, e essa explosão gera um fenômeno conhecido como supernova.

Ao acontecer, a explosão produz muita energia e partículas, o suficiente para a formação dos elementos químicos mais pesados do que o ferro, como o chumbo, o ouro e o urânio. Platina e outros elementos pesados também são formados nessa situação.

Parte substancial da matéria que forma a estrela é expelida na forma de uma nebulosa. Parte desse material, com átomos pesados, cheia de carbono, silício, magnésio, ouro e urânio pode ser incorporada a outras grandes nuvens de gás no espaço. Isto é, às outras nebulosas. Esse enriquecimento de materiais pesados nas nebulosas pode desencadear um processo de formação de outras estrelas e eventuais planetas ou sistemas planetários.

Nem todas as nebulosas produzem estrelas. Algumas se originam delas, como é o caso das nebulosas planetárias. Esse também é o caso de nebulosas que resultam de grandes explosões, como a Nebulosa do Caranguejo. Há registros de observadores chineses, japoneses, árabes, além de coreanos e possivelmente americanos sobre a explosão da supernova que originou essa nebulosa no ano de 1054 d.C.

O diagrama HR

Em 1910, o químico e astrônomo dinamarquês Ejnar Hertzsprung (1873-1967) e o norte-americano Henry Norris Russell (1877-1957) consolidaram a ideia de um diagrama de distribuição de estrelas, relacionando grandezas físicas com as fases de evolução estelar. Esse gráfico de distribuição estelar, conhecido como Diagrama Hertzsprung-Russell ou diagrama HR, pode ser apresentado de diversas maneiras.

Em geral, para estrelas relativamente próximas, encontramos um gráfico de luminosidade 3 temperatura efetiva ou superficial das estrelas, como esse que vemos na página seguinte.

A luminosidade é a energia total emitida pela estrela. No diagrama, o valor unitário corresponde ao Sol. Perceba que sua temperatura efetiva se encontra para a na casa dos 5 000 K, daí o Sol ter uma superfície de tonalidade amarela.

As estrelas aparecem em blocos que conseguimos identificar como as gigantes, anãs e supergigantes, com suas cores correspondentes às temperaturas superficiais.

Nebulosa do Caranguejo –SN 1054.

J. Hester and A. Loll/NASA/ESA

Existe também uma faixa que chama muito a atenção por cruzar o diagrama em sua diagonal, chamada de sequência principal ou SP.

A sequência principal mostra estrelas que estão atravessando o período de equilíbrio hidrostático, no qual a pressão gravitacional está equilibrada com a pressão de radiação e partículas, fruto das reações de fusão nuclear do hidrogênio em hélio. Elas permanecerão a maior parte de sua existência na SP, só depois ocupando por intervalos de tempo menores outros lugares do diagrama.

Qual o “caminho” do Sol no diagrama HR?

Podemos ver na imagem abaixo, por quais lugares do diagrama HR passaria uma estrela como o nosso Sol e assim, perceber quais as transformações mais prováveis para a única estrela do nosso sistema planetário.

Orientações

Enfatize a etapa principal de desenvolvimento estelar que corresponde à fusão de hidrogênio em hélio. No diagrama HR, essa fase é representada pela Sequência Principal (SP), que cruza o diagrama em sua diagonal, da parte superior esquerda à inferior direita. Comente o caminho que o Sol seguirá no diagrama HR, para reafirmar que o Sol é uma estrela e que evolui como as outras, com suas peculiaridades. Siga os passos de (1) até (7) indicados no texto e na imagem desta página.

A metáfora entre a imagem da multidão e as características individuais para os seres humanos vale como uma aproximação do que podemos pensar em relação às estrelas. Recupere essa ideia, presente no início do capítulo.

Pensamento computacional

O tempo que o Sol permanecerá em cada etapa, de 1 até 7 não é igual, sendo que na maior parte de sua existência ele provavelmente estará na sequência principal.

A energia do Sol é essencial para a vida na Terra. Sua luz produz a fotossíntese nos vegetais verdes, o que representa a base das cadeias alimentares. A matéria orgânica, que sempre usou a energia solar, em decomposição no subsolo deu origem ao petróleo, que ainda movimenta o desenvolvimento de muitas sociedades, para o bem e para o mal.

A energia solar tem sido transformada em energia elétrica em larga escala, mas ainda podemos nos servir de muita energia que vem do Sol! Em termos de evolução estelar, as consequências... As consequências preocupantes para o nosso planeta aparecem principalmente nas fases finais de evolução do nosso Sol, quando ele aumentará muito de volume e suas radiações tornarão a vida humana impossível aqui na Terra. Mas isso só deve acontecer daqui a uns cinco bilhões de anos, quando ele estiver passando pela etapa 3 desse diagrama.

Se os estudantes tiverem dificuldade em relação à compreensão do diagrama HR, lance mão da identificação de padrões e decomponha o quadro em temas menores (só a SP), analisando cada grupo de estrelas (supergigantes, gigantes etc.) separadamente. Fizemos isso ao longo do capítulo, mas talvez seja interessante recuperar esses processos no interior do diagrama. Crie abstrações para que eles entendam as regras gerais de evolução estelar e destaque o algoritmo na evolução de cada tipo de estrela, isto é, o passo a passo para a evolução estelar.

Fonte: FILHO, Kepler de Souza Oliveira; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira. O diagrama HertzsprungRussell. Astronomia e Astrofísica, 2016. Disponível em: http://astro.if.ufrgs.br/estrelas/node2.htm. Acesso em: 28 mar. 2022.

Diagrama Hertzsprung-Russell

Diagrama mostra a classificação estelar e suas temperaturas.

Orientações

Nesta etapa, é importante mostrar aos estudantes que os elementos químicos, em quase sua totalidade, derivam dos processos de evolução estelar. As exceções são o hidrogênio e parte do hélio, que decorrem do surgimento do Universo, segundo as teorias cosmológicas atuais.

Grande parte dos elementos químicos, desse modo, decorrem de transformações de elementos leves em mais pesados. Os átomos podem se unir, de acordo com algumas leis da Química, formando moléculas, como o DNA, uma molécula associada à hereditariedade, fenômeno que possibilita a reprodução das formas de vida que conhecemos na Terra. Ela é constituída de átomos que, por sua vez, foram gerados nos interiores estelares.

No boxe Assim também se aprende, os autores mostram que o fenômeno da vida é complexo e que procurar vida fora da Terra tornou-se um dos grandes desafios da busca pela resposta a uma das questões ontológicas essenciais: estamos sós?

Estrelas e elementos químicos

O texto apresenta informações importantes sobre a busca de vida fora da Terra, a habitabilidade, a vida no Sistema Solar, a vida inteligente na galáxia e a astrobiologia. MÜLLER, Alexei Machado; FILHO, Kepler de Souza Oliveira; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira. Aula 14: Vida fora da Terra. p. 4. Disponível em: http://www.if.ufrgs. br/~fatima/fis2010/ Aula14-132.pdf. Acesso em: 28 mar. 2022.

Ao longo deste capítulo, vimos que, no modelo explicativo do Big Bang, os átomos surgiram com um relativo esfriamento do Universo, ao longo de de sua expansão. Os elementos que foram formados em grande parte nesse período foram o hidrogênio e o hélio.

Vimos que estrelas massivas fundiram elementos químicos mais pesados em seu interior e o fenômeno das supernovas se encarregou criar elementos mais pesados que o ferro e espalhar esse material com explosões excepcionais em explosões excepcionais. Com elas, esse esses elementos químicos se incorporaram a nebulosas e algumas se tornaram novos berçários de estrelas.

Isso quer dizer que os elementos químicos que aparecem na tabela periódica, em grande parte, foram criados nos interiores estelares ou em processos decorrentes de suas transformações e fases finais de evolução.

O silício que encontramos nas areias das praias, o oxigênio que compõe a água e o sal do mar não estariam aí sem as estrelas. O carbono, o nitrogênio e outros tantos elementos químicos reunidos na tabela periódica fazem parte de um conjunto de processos complexos que se relacionam com tudo o que é vivo e não vivo, em nosso planeta e em outros lugares do Universo.

No Sistema Solar os planetas que reúnem as condições mais propícias para o desenvolvimento da vida, em geral, são os planetas telúricos e alguns de seus satélites. Além das substâncias e superfícies sólidas, que facilitam a presença da vida, eles estão na zona de habitabilidade de sua estrela, ou seja, a uma distância tal da estrela que a temperatura se revela adequada para a existência da água líquida. No Sistema Solar, apenas a Terra está na zona de habitabilidade do Sol. Vênus já fica muito quente, e Marte muito frio. Note que esse critério não é definitivo em relação à existência de vida. Trata-se de uma aproximação inicial, com a qual são discutidas as possibilidades de existência de vida num sistema planetário. Mesmo assim, esse é um padrão que pode ser contrariado pelo fato de que a vida é um fenômeno complexo, que consegue se adaptar em condições bastante distintas. As buscas dos chamados exoplanetas estão avançadas e muitos milhares de planetas, ao redor de outras estrelas, reúnem condições como candidatos a abrigar vida em sua superfície. Será que é só uma questão de tempo até encontrá-la?

Lembre-se da metáfora que usamos no início deste capítulo. As leis mais gerais vão sendo adaptadas e melhoradas com a ampliação do estudo dos casos particulares.

Representação simplificada em cores-fantasia e tamanhos sem escala.

Na faixa em azul, temos a zona de habitabilidade do Sistema Solar.

Atividade complementar

A tabela dos elementos químicos em figuras está disponível on-line de maneira interativa. Se possível, reserve a sala de informática para que os estudantes possam explorá-la.

• TABELAPERIODICA.ORG. Tabela periódica com aplicações dos elementos químicos. Disponível em: https://www. tabelaperiodica.org/tabela-periodica-com-aplicacoes -dos-elementos-quimicos/. Acesso em: 22 jul. 2022.

Atividade complementar

O estudo sobre os problemas associados às viagens espaciais levanta a questão a respeito da saúde mental dos astronautas. Providencie o texto disponível a seguir e discuta, com base nele, de que maneira as viagens espaciais podem afetar a saúde mental dos astronautas e que atitudes poderiam ser tomadas para amenizar esses problemas. Aproveite a oportunidade para extrapolar a discussão para a realidade dos estudantes, questionando se eles já se sentiram em si-

Orientações

Explore a tabela e as imagens com os estudantes. Se possível, peça que pesquisem outros objetos em que os elementos citados estão presentes, expandindo essa atividade.

tuações parecidas de isolamento (como durante a pandemia da covid-19) e como eles fizeram para se sentir melhor.

• STRICKLAND, Ashley. Cientistas trabalham em soluções para desafios mentais de astronautas em viagens espaciais. CNN Brasil –Tecnologia, 5 jun. 2022. Disponível em: https://www.cnnbrasil.com.br/tecnologia/cientistas-tra balham-em-solucoes-para-desafios-mentais-de-astronau tas-em-viagens-espaciais/. Acesso em: 6 jun. 2022.

Orientações

Se possível, aborde o tema desta página em forma de debate. Pode-se trabalhar as questões da seção Atividades da mesma forma.

Avaliação

Diagnóstico: Essas atividades revisam o conteúdo a respeito das condições para o desenvolvimento da vida em ambientes externos ao do nosso planeta.

Estratégia: Relacione os conceitos de fusão de elementos químicos nos interiores estelares (nucleosíntese) com a formação de compostos químicos complexos (DNA) e as possibilidades de surgimento da vida em outros lugares, lembrando da Zona de Habitabilidade e dos organismos extremófilos.

Foco na BNCC

EF09CI16: A seção Atividades possibilita que os estudantes argumentem sobre a viabilidade da sobrevivência humana fora da Terra, discutindo essa possibilidade com base nas condições necessárias à vida.

Competência específica de Ciências da Natureza 3: As discussões propostas estimulam os estudantes a analisar e a compreender fenômenos relativos ao mundo natural, exercitando a curiosidade para fazer perguntas e buscar respostas com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza.

½ Atividades – Respostas

1. A zona habitável refere-se a uma região de um sistema estelar onde a distância da estrela é tal que permite a existência de água no estado líquido e temperaturas adequadas para a vida.

Nessa faixa, as temperaturas e radiações da estrela do sistema planetário não serão muito intensas a ponto de esterilizar o planeta nem baixas para impedir que a vida se desenvolva.

2. A resposta dependerá da pesquisa de cada estudante, mas se espera que eles encontrem fontes que defendam a possibilidade da presença de vida em face do calor gerado no interior do satélite (uma fonte de energia é importante) e o meio (água salgada), que pode favorecer o desenvolvimento de vida. Note

O astrônomo Naelton Mendes de Araújo, da Fundação Planetário do Rio de Janeiro, explica mais alguns efeitos da ausência de gravidade no Espaço. Ele se refere ao fluxo de sangue que vai para a parte superior do corpo e que a imunidade tende a cair quando se está no Espaço. Fundação Planetário. Planeta.rio. Disponível em: http://planeta. rio/microgravidade -e-o-corpo-humano/. Acesso em: 5 mar. 2022.

Podemos nos aventurar pelo Espaço?

Uma pergunta que não quer calar quando falamos sobre a vida fora do planeta Terra: podemos viver fora de nosso planeta? Podemos viver no espaço ou em órbita da Terra, num local como a na Estação Espacial Internacional (ISS)?

Vimos que as distâncias, mesmo dentro de nosso Sistema Solar, são enormes para os nossos padrões. Por exemplo, para chegar em Marte, que é um planeta relativamente próximo de nós, empregaríamos muito tempo de uma tripulação. Nesse tempo, estaríamos possivelmente num ambiente de microgravidade. Em outras palavras, teríamos a típica sensação de falta de peso.

Isso parece legal, não? Sim, tem sua parte divertida, mas há muitos problemas quando se trata de o nosso corpo ficar em ambientes assim, e o pior deles é o que os pesquisadores chamam de metabolismo do cálcio. Nosso corpos simplesmente começa a eliminar grandes quantidades de cálcio quando permanecemos muito tempo no espaço, o que equivale a dizer que aceleramos os processos de osteoporose. Alguns estudos mostram que esse fator pode ser controlado, mas as pesquisas ainda estão em desenvolvimento.

Outro fator a considerar são as radiações que atingem os astronautas no Espaço. Aqui na Terra, nossa atmosfera e o campo magnético da Terra funcionam como um escudo protetor que impede a maior parte das radiações nocivas à saúde de chegarem à superfície.

O fluxo de sangue no corpo humano também leva em conta a gravidade. Sem a presença da gravidade terrestre o sangue e muitos fluidos do corpo humano tendem a ficar concentrados na parte superior do nosso organismo, e esse acúmulo de líquidos favorece processos que resultam no adoecimento dos astronautas.

Uma viagem a Marte seria um desafio grande de logística, de tecnologia e psicológico: comida para os astronautas, água e reciclagem de parte dos líquidos como urina, problemas de convivência das pessoas em ambientes fechados, etc.

Isso significa que viajar pelo espaço não é o que mostram os filmes de ficção científica, e embora estejamos presenciando uma retomada dos programas espaciais com o interesse privado na exploração e turismo espacial, os desafios para a vida e permanência humanas no espaço ainda serão temas que precisarão passar por intensos debates, desenvolvimento de soluções tecnológicas que considerem nossas necessidades físicas e psicológicas, além de levar em conta as culturas que permeiam as relações humanas.

1 Qual a importância da zona habitável sobre a possibilidade de se encontrar vida ou não em um planeta? Explique a resposta.

2 Em Europa, lua de Júpiter, existe possivelmente um oceano de água salgada em estado líquido, abaixo de todo o gelo. Apesar de não estar na zona de habitabilidade, você acha que há chances de existir vida nesse lugar? Pesquise e discuta sua posição com os colegas e o professor.

3 Considerando que existem cada vez mais planetas sendo descobertos em outros sistemas planetários, você imagina que as condições da zona de habitabilidade poderiam ser reproduzidas em outros lugares? Por quê?

4 Por que há necessidade de uma fonte de energia estável por longo tempo (como uma estrela do tipo do Sol) na sequência principal para que exista vida em um planeta?

5 Por que é importante que a água esteja no estado líquido no planeta onde se procura vida?

que a camada de gelo que isola esse mar do espaço funciona como um isolante térmico e uma barreira contra as radiações nocivas do espaço.

3. Sim, poderiam, porque há muitos exoplanetas e cerca de uma centena em condições de reunir as características para o desenvolvimento de vida, levando em conta: zona de habitabilidade que ocupam em torno de suas estrelas; superfície sólida; tamanho e volume; gravidade compatível etc.

4. Se a fonte de energia principal do planeta for muito intensa, ela esterilizará a superfície com radiações. Se for pouco intensa, pode não reunir as condições para produzir efeitos

de variação de clima, como constatamos em nosso planeta. Se a estrela tiver muita massa, ela se desenvolverá rápido demais e poderá explodir, levando consigo a vida que não terá tempo suficiente para se desenvolver.

5. Porque a água é um solvente universal e sua disposição em estado líquido servirá de meio para a condução de substâncias essenciais para a vida. Além disso, a absorção por tecidos e a condição de meio para passagem de íons e cátions tornam a água uma substância essencial para a existência de vida como a conhecemos.

1 Quais são as principais condições para que um planeta abrigue a vida? Elas são compulsórias ou a vida pode aparecer sem que algumas dessas condições sejam respeitadas?

2 O que são extremófilos? Dê alguns exemplos desses seres vivos. O que eles têm a ver com a vida extraterrestre, isto é, em outros lugares fora da Terra?

3 Em que se constitui a zona de habitabilidade? Ela só existe para o Sistema Solar ou pode ser considerada para outros sistemas planetários?

4 O que os elementos químicos essenciais para a vida, como o oxigênio, o carbono e o nitrogênio, têm a ver com a evolução estelar?

5 Quais os principais desafios para um astronauta permanecer longas temporadas no espaço, fora da Terra?

6 Relacione as afirmações a seguir a planetas terrestres (PT) e/ou planetas gasosos (PG).

• Densidades baixas.

• Densidades próximas das rochas e minerais.

• Atmosferas formadas por hidrogênio e hélio, principalmente.

• Efeito estufa.

• Grande número de satélites (luas).

• Diâmetros grandes, quando comparados com outros planetas do Sistema Solar.

• Nuvem.

• Abundância de metais, como ferro e alumínio.

7 Uma pessoa, mesmo que saísse como bebê, numa viagem até a estrela mais próxima do Sistema Solar (Proxima Centauri), conseguiria chegar na sua idade adulta ao final da viagem? Por quê?

8 Como as radiações podem influenciar a permanência dos astronautas no espaço? Por que isso não acontece aqui na Terra?

9 Por que será tão difícil realizar uma viagem com pessoas até o planeta Marte?

10 Todas as estrelas explodem? Justifique sua resposta.

11 Explique o que significa equilíbrio hidrostático e por que ele é essencial para o processo de manutenção de equilíbrio de uma estrela.

12 Por que as estrelas têm cores diferentes? O que essas cores representam?

13 O que é a teoria do Big Bang? Como podemos exemplificar a evolução do Universo em duas dimensões, usando a superfície de um balão inflável?

14 Por que em alguns casos as estrelas podem ser comparadas a uma cebola?

15 O Sol será eterno? Em qual momento de seu processo evolutivo a vida na Terra estará condenada a desaparecer? Por quê?

16 As estrelas parecem pontos brilhantes no céu noturno. Essa afirmação continua verdadeira quando estamos próximos delas?

Orientações

Peça aos estudantes que façam as atividades, depois promova uma correção coletiva.

½ Mais atividades –Respostas

1. Não existe um único conjunto de condições para que a vida se desenvolva em um planeta, e há determinados facilitadores, como estar na zona de habitabilidade, mas organismos extremófilos, por exemplo, podem existir em condições bem diferentes dessas.

2. Extremófilos são organismos que vivem em condições pouco comuns, como alta salinidade, baixos ou altos pH, temperaturas extremas etc. Os termófilos são bactérias que vivem e se reproduzem em temperaturas entre 40 e 70 graus.

3. A zona de habitabilidade é aquela que reúne órbitas dos planetas, nem muito longe, nem perigosamente perto de uma estrela como o Sol. Ela pode ser considerada como um parâmetro em relação a outras estrelas também.

4. São produzidos pelas estrelas nos processos de evolução delas.

5. Os efeitos da quase ausência de gravidade (microgravidade) e a presença de muitas radiações que não são totalmente blindadas pelas proteções das naves e estações espaciais.

6. • Densidades baixas. (PG)

• Densidades próximas das rochas e minerais. (PT)

• Atmosferas formadas por hidrogênio e hélio, principalmente. (PG)

• Efeito estufa. (PT)

• Grande número de satélites (luas). (PG)

• Diâmetros grandes. (PG)

• Nuvem. (PT e PG)

• Abundância de metais, como ferro e alumínio. (PT)

7. Não, pois mesmo com nossas naves mais rápidas, ela demoraria cerca de 150 000 anos para chegar até lá.

10. A tendência é que as estrelas de maior massa explodam. As de menor massa tendem a durar mais tempo e não devem explodir.

11. O equilíbrio hidrostático é aquele que acontece entre a pressão das camadas externas da estrela, atraídas pela gravidade e pela energia com partículas que partem da região do núcleo da estrela. Enquanto esse equilíbrio permanecer, ela continuará estável.

12. As cores estão relacionadas à temperatura superficial da estrela.

13. É uma teoria que considera que o Universo se originou em um único ponto, uma singularidade, infinitamente

quente e denso. O balão sendo insuflado é uma metáfora para a expansão.

14. As camadas de elementos químicos vão se sucedendo segundo suas densidades, como se fossem as camadas de uma cebola.

15. Não. Estima-se que daqui cinco bilhões de anos ele terá passado por um processo de expansão, talvez engolindo os planetas Mercúrio e Vênus.

16. Não. Elas só parecem pontos brilhantes. Na realidade, são enormes.

8. Determinadas radiações podem causar alterações em nosso código genético. Uma classe dessas radiações são os raios gama, abundantes no espaço. Na superfície da Terra, os raios X e gama praticamente não chegam porque somos protegidos pela atmosfera terrestre.

9. Existem muitos pontos a serem resolvidos, como o problema das radiações e do ambiente de microgravidade além também das condições psicológicas que se alteram quando estamos confinados.

Orientações

Esta seção possibilita entender as relações entre os principais conceitos estudados na unidade.

Para retomar os principais conceitos abordados, faça um levantamento com os estudantes do que eles se lembram dos assuntos trabalhados e vá anotando na lousa.

Considere a seção Mapa conceitual um guia e, se perceber que algum conceito muito importante não foi bem compreendido pelos estudantes, faça perguntas que possam retomá-lo.

Com base nesse levantamento, é possível conectar os termos que surgirem: identifique aqueles que são sinônimos ou próximos ou vá agrupando os termos de acordo com os capítulos. Por exemplo, deixe a lateral esquerda para anotar os termos do primeiro capítulo; a lateral direita, para o segundo; e o rodapé, para o terceiro.

Isso permitirá fazer a visualização no meio da lousa, sem a necessidade de apagar os termos levantados.

Avaliação

As atividades da página 297 podem ser utilizadas para avaliar a aprendizagem dos estudantes a respeito dos assuntos estudados na unidade.

Diagnóstico: A resolução correta das atividades indica que os estudantes reconhecem os diferentes tipos de estrelas e seus processos de evolução, e que são capazes de discutir a viabilidade da sobrevivência humana fora da Terra, levando em conta as condições necessárias à vida e o

O SOL

importante para as culturas

parte de uma por diferentes motivos

Galáxia

mais de 100 bilhões delas no

Universo

tempo necessário para as viagens interplanetárias e interestelares. Desse modo, os objetivos do capítulo foram alcançados satisfatoriamente, promovendo o desenvolvimento das habilidades EF09CI16 e EF09CI17

Estratégia: Identifique os temas que causaram mais dúvidas e retome o conteúdo, utilizando o Livro do Estudante e o auxílio de vídeos e mapas mentais.

Avaliação

As atividades da seção Para encerrar (páginas 300 e 301) abrangem o conteúdo de toda a unidade.

Diagnóstico: Utilize as atividades para retomar os temas estudados ao longo da unidade, identificando os temas que os estudantes desenvolveram satisfatoriamente e aqueles que ainda geram dúvidas e dificuldades.

Estratégia: Alguns temas estudados na unidade podem ser um pouco complexos para os estudantes. O uso de recursos visuais, como vídeos, pode auxiliar no entendimento de processos mais complicados. Ao longo da unidade, sugerimos alguns vídeos para ajudar os estudantes a entender alguns assuntos abordados. Se necessário, indique a eles outros vídeos e recursos visuais que facilitem a compreensão dos temas que geraram mais dúvidas.

Foco na BNCC

Competência geral 4: O esquema no infográfico desta página possibilita aos estudantes o trabalho com essa competência, por meio do acesso à informação por diferentes linguagens.

Fabio Nienow

½ Para encerrar –Respostas

1. As informações precisam ser pesquisadas pelos participantes de cada dupla. Muitas informações aparecerão e podem ser usadas para o debate.

2. As estrelas são as responsáveis pela nucleossíntese, isto é, pela produção de elementos químicos mais pesados do que o hélio. Os processos de fusão nuclear vão até a formação do ferro.

3. Esse objeto pode se tornar muito compacto e possivelmente nem mesmo a luz conseguiria escapar de sua superfície. Chamamos esses objetos compactos de buracos negros.

4. As estrelas nascem no interior de nebulosas constituídas de gases e poeira. O adensamento do material, aos poucos, produz condições para a formação de objetos mais densos e quentes, onde poderão acontecer reações de fusão nuclear. Essas reações em cadeia fazem parte das condições para o surgimento de estrelas. Existem evidências de que esse é o processo de surgimento e evolução das estrelas, pelas medidas realizadas em Astrofísica e em estudos de meios interestelares.

5. Estudamos várias etapas de desenvolvimento estelar e aplicamos os modelos mais amplos e gerais que parecem ser comuns à grande maioria deles. Como nascem, evoluem e morrem as estrelas corresponde a uma vasta investigação que ocorre concomitantemente para dos variados tipos de objetos celestes.

6. Geralmente essas estrelas, quando se formam, passam boa parte de suas longas existências transformando hidrogênio em hélio, e depois vão esfriando, sem passar para a próxima etapa de fusão nuclear.

7. As estrelas podem se formar como anãs ou gigantes. Isso tem a ver com suas massas. Nosso Sol é uma estrela anã amarela (tem sua temperatura de emissão ou superficial em aproximadamente 5 500 K).

8. Basta, para isso, fazer uma regra de três. O Sol está a aproximadamente 150 000 000 k m de nós. Essa distância equivale a 1 m = 100 cm, na escala escolhida. A Lua está a uma distância média de 380 000 km. A Lua estará a apenas 2,5 mm de nós.

9. Não é apenas pela distância, mas ela é um fator que deve ser levado em conta na hora de pensar em futuras viagens do ser humano pelo espaço.

1 Reúna-se em dupla e discuta com o colega a seguinte questão: “É melhor enviar sondas e robôs para o espaço ou enviar astronautas, considerando as distâncias e os riscos envolvidos?”. Depois da discussão em dupla, o debate será ampliado para a turma.

2 O que as estrelas têm a ver com a formação de elementos químicos?

3 No processo de evolução de uma estrela com 20 vezes mais massa do que o Sol, o que aconteceria possivelmente em suas etapas finais de evolução?

4 Como nascem as estrelas, segundo nosso modelo científico de evolução estelar? Existem evidências claras de que o processo se dá dessa maneira?

5 Como sabemos que as estrelas evoluem e de que forma evoluem, se a vida de uma estrela dura muito mais do que gerações de seres humanos?

6 Qual o tipo de evolução que uma estrela com massa bem inferior à do Sol pode ter? Por quê?

7 Por que existem estrelas anãs e gigantes? O Sol é de que tipo e por quê?

8 Se em uma escala para representação de distâncias no Sistema Solar o Sol estivesse a um metro da Terra, a que distância estaria a Lua? Lembre-se de que ela é o astro mais próximo da Terra. Em medidas reais ela está a cerca de 380 000 km de nosso planeta.

9 Considerando a resposta da questão anterior, debata com os colegas a seguinte afirmação: “Os seres humanos foram, presencialmente, até a Lua. Considere a distância proporcional da Lua à Terra, na escala em que a Terra fica a um metro do Sol, e discuta a dificuldade de atingir presencialmente outros astros, levando em conta essas distâncias.”.

10 O que caracteriza os planetas rochosos? Escolha um deles e o caracterize como exemplo.

11 Escolha um dos planetas gasosos e explique a razão de ele receber essa classificação.

12 Os planetas do Sistema Solar se movem em torno do Sol (revolução) numa mesma direção e a maioria deles gira em torno de si mesmos (rotação) também nessa direção. Esses fatos se constituem em coincidências ou eles fazem sentido na explicação da evolução do Sistema Solar? Explique.

13 De que são constituídos os cometas? O que eles têm a ver com as chuvas de meteoros?

14 O céu é um importante elemento na cultura de diversos povos. Escolha uma das culturas colocadas em destaque nesta unidade e justifique essa afirmação.

15 O Cruzeiro do Sul é utilizado para ajudar na localização a partir da superfície da Terra. Como podemos usar o Cruzeiro para nos localizar? Ele representa uma cruz em todas as culturas? Justifique sua resposta.

16 Existem muitos mitos de origem e os Desana-Kehípõrã também narram seu mito. Em linhas gerais, descreva os principais elementos desse mito.

17 A estrela mais próxima da Terra (Proxima Centauri) está a aproximadamente 4 anos-luz de distância daqui. Converta essa distância em quilômetros.

18 Vamos assumir que a velocidade mínima que um foguete precisa ter para escapar da gravidade terrestre é 40 000 km/h. Com essa velocidade, quanto tempo demoraríamos para chegar à estrela mais próxima da Terra?

10. Os planetas rochosos são caracterizados por densidades médias em torno de 5,5 g/cm3. Têm superfícies sólidas, são formados por rochas e têm poucos satélites naturais (quando os têm). É o caso de Mercúrio. Sua superfície cheia de crateras de impacto mostra que foi castigado por quedas de corpos rochosos como meteoroides ao longo de sua história.

11. Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar e o maior planeta gasoso que conhecemos. Sua constituição é basicamente hidrogênio, hélio, amônia, metano, entre outros gases.

12. No processo de evolução da nebulosa que deu origem ao Sol e ao Sistema Solar, os materiais sólidos se deslocaram para o plano médio da nebulosa, movendo-se na mesma

direção que é o sentido de oeste para leste. A maioria das colisões ocorreu no mesmo sentido e os objetos menores foram se constituindo em astros maiores.

13. Os cometas são feitos de material rochoso e gelo de água, amônia e metano, entre outras substâncias. Fragmentos de rochas que se desprendem acompanham a órbita do cometa e, quando a Terra se aproxima dessa órbita, parte desse material é atraída e penetra na atmosfera terrestre, produzindo meteoros. Como são muitos, o fenômeno é chamado de chuva de meteoros.

14. O povo Kaiapó da região do centro do Brasil, por exemplo, usam aquilo que conhecemos como pontos cardeais para

19 Titã é a segunda maior lua do Sistema Solar. Por que esse satélite é candidato a possuir vida em sua superfície?

20 Um asteroide pode se chocar contra a Terra? Explique.

21 O que é vento solar e qual o papel que ele desempenhou na evolução do nosso Sistema Solar?

22 Explique qual é o tipo de alinhamento que as casas comunais têm com os pontos cardeais no Alto Rio Negro.

23 Como o conjunto de estrelas conhecido como Plêiades é conhecido na etnia Tikuna?

24 O que é um asterismo?

25 O que é a sequência principal no diagrama HR?

26 Considerando a representação do diagrama HR abaixo, aponte onde ficam as estrelas anãs, as gigantes e as supergigantes.

18. Vimos que 3,8 x 1012 km = 38 000 000 000 000 km é a distância de Proxima Centauri em quilômetros. nessa aproximação. A velocidade do foguete é de 40 000 km/h. Demoraremos aproximadamente 100 000 anos para chegar até essa estrela.

19. Porque há uma atmosfera que produz pressão suficiente para que existam materiais líquidos em sua superfície. Acredita-se haver água abaixo de sua superfície.

20. Sim, pode, mas até o momento, apesar de existirem asteroides que passam relativamente perto da Terra, nenhum tem rota de colisão.

21. O vento solar é um fluxo de partículas eletrizadas que partem do Sol em todas as direções. No passado do Sistema Solar, varreu parte do material que originou os planetas.

22. As duas portas de entrada estão alinhadas com os pontos cardeais leste e oeste.

23. Baweta. Num dos mitos desse povo ele se relaciona a rituais de puberdade das meninas.

24. É um conjunto de estrelas associado a alguma representação para um grupo humano, mas não necessariamente corresponde a uma constelação.

25. Trata-se de uma faixa que atravessa o diagrama HR e que corresponde à fase de fusão de Hidrogênio em Hélio.

26. Os estudantes devem assinalar no caderno as áreas correspondentes do diagrama.

27 Explique a razão de as chuvas de meteoros serem previsíveis e por que elas são chamadas de chuvas.

28 Como podemos explicar resumidamente a importância do céu no cotidiano das culturas de diferentes povos?

29 Por que uma constelação não pode ser constituída apenas da ligação entre estrelas?

30 Por que é tão difícil para o ser humano permanecer no espaço, mesmo abrigado dentro de uma nave ou estação espacial?

alinhar suas construções, guiando-se pelo movimento do Sol no céu.

15. Formando com o dedo indicador e o polegar uma pinça, esticando o braço e fechando um dos olhos, apontamos o dedo indicador para uma das estrelas do madeiro maior da cruz e o polegar para a outra estrela, também do madeiro maior da cruz. Prolongamos essa distância 4,5 vezes, em uma linha para os lados da estrela mais brilhante ou da base do Cruzeiro. Chegaremos ao polo celeste sul. Partindo desse ponto e descendo uma linha para o horizonte, chegaremos ao ponto cardeal sul.

Para os indígenas da etnia Guarani, as estrelas que compõem o Cruzeiro do Sul fazem parte da constelação da Ema.

16. Uma senhora (a avó do mundo) realiza várias ações e cria o mundo do nada. Essa forma de narrativa é muito frequente em culturas distintas. Um ser que pode ser uma divindade ou uma espécie de artesão produz o mundo utilizando a matéria ou, literalmente, do nada.

17. Trata-se de uma regra de três. Os valores são aproximados.

1 ano luz 9,5 x 1012 km ou 9 500 000 000 000 km

4 anos luz x

x = 38 000 000 000 000 km ou 38 trilhões de quilômetros.

27. São previsíveis porque a Terra passa sempre na mesma época perto da região onde estão os fragmentos de material sólido (rochas e minerais), que se desprenderam do núcleo do cometa quando de sua passagem nas proximidades do Sol.

28. O céu está presente em todas as paisagens e há fenômenos cíclicos naturais cuja previsibilidade foi e continua sendo fortemente relacionada aos astros ou fenômenos astronômicos.

29. Porque existem as chamadas constelações de fundo negro na Via Láctea, que são tão importantes quanto as constelações que usam os alinhamentos entre as estrelas.

30. Porque os ambientes de microgravidade e as radiações mutagênicas contam contra a permanência humana no espaço.

Peterson Mazzoco

Diagrama Hertzsprung-Russell

Fonte: FILHO, Kepler de Souza Oliveira; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira. O diagrama Hertzsprung-Russell. Astronomia e Astrofísica 2016. Disponível em: http://astro.if.ufrgs.br/estrelas/ node2.htm. Acesso em: 28 mar. 2022.

ABRAMOVAY, Mirian; ANDRADE, Eliane Ribeiro; ESTEVES, Luiz Carlos Gil (org.). Juventudes: outros olhares sobre a diversidade. Brasília: Ministério da Educação; Unesco, 2007.

Esta publicação faz parte da Coleção Educação para todos. Apresenta artigos de pesquisadores com experiência de trabalho com jovens, que trazem uma reflexão crítica sobre a base de dados da pesquisa, também publicada pela Unesco em 2006, intitulada “Juventude, Juventudes: o que une e o que separa”. Todos os livros da coleção e a pesquisa estão disponíveis na internet.

ALBORNOZ, Suzana. O que é trabalho. São Paulo: Brasiliense, 2004.

A autora discute o que está por trás de termos como trabalho e emprego, e analisa de forma contextualizada os sentidos sociais atribuídos a essas palavras.

ALMEIDA, Maria Isabel Mendes de; LIMA, Fernanda Deborah Barbosa (org.). Juventude: consumo, mídia e novas tecnologias. Rio de Janeiro: Gramma, 2014. Terceiro volume da coleção, apresenta o resultado de pesquisas sobre manifestações jovens, seus afetos, relações de consumo e interação nas mídias digitais.

AYOADE, Johnson Olaniyi. Introdução à climatologia para os trópicos. 2. ed. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 1988.

O livro analisa os aspectos da climatologia das regiões tropicais e a influência exercida sobre a climatologia das zonas temperadas. Também discute como o clima afeta as atividades humanas e os impactos das ações antrópicas, que modificam as condições ambientais.

BRASIL. Ministério da Educação. Consumo sustentável: manual de educação. Brasília: Consumers International/ MMA/ MEC/ IDEC, 2005. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/ dmdocuments/publicacao8.pdf. Acesso em: 11 maio de 2022.

O livro traz, ao mesmo tempo, a questão ambiental em diversos temas e um chamamento a uma nova postura diante do consumo. Propõe novos conceitos sobre os padrões de relação da sociedade com a natureza de maneira orgânica, interdisciplinar e transversal em relação ao currículo escolar como um todo.

BRITO, Alan Alves; MASSONI, Neusa Teresinha. Astrofísica para a educação básica: a origem dos elementos químicos no Universo, v. 1. Curitiba: Appris, 2019.

O livro se constitui como um excelente ensaio para professores entenderem os passos mais importantes na formação de toda a matéria no interior das estrelas,

e de como esse fato tem singular importância para os conhecimentos e valores humanos.

CABALZAR, Aloísio (org.). Manejo do mundo –conhecimentos e práticas dos povos indígenas do Rio Negro – Noroeste Amazônico. São Paulo: ISA/São Gabriel da Cachoeira: FOIRN, 2010. O capítulo sobre o calendário astronômico do Médio Rio Tiquié – conhecimentos para educação e manejo – traz informações importantes sobre o céu dos povos do Noroeste Amazônico, em complemento ao que foi exposto brevemente no capítulo sobre astronomia cultural. O livro trata de práticas educacionais desenvolvidas em programas de parceria entre o Instituto Socioambiental e a Federação das Organizações Indígenas do Rio Negro. Neste material, é possível constatar como a Astronomia não pode ser pensada de forma estanque em relação a outros conhecimentos do mundo natural.

CANIATO, Rodolpho. O céu. Campinas: Átomo, 2011. O livro é um clássico para professores. O Professor Caniato é um dos pioneiros na utilização da Astronomia para o ensino de outras ciências, em particular a Física. Vale muito a pena conhecer a proposta mundialmente conhecida como "planetário de pobre”, que permite simulações e reproduções de medidas na Natureza.

CASTRO, Mary Garcia. Juventude, gênero, família e sexualidade. Combinando tradição e modernidade. Família, Gênero e Gerações: Desafios para Políticas Sociais. Brasília, DF: FLACSO. n. 14. 2018. Disponível em: http://flacso.org.br/ files/2018/12/Cadernos-Flacso-N-14-JuventudeGe%CC%82nero-Sexualidade-Fami%CC%81lia-eEscola.pdf. Acesso em: 11 maio 2022.

Os textos deste caderno foram produzidos em um projeto financiado pelo CNPq/Brasil, que contou com apoio institucional da FLACSO-Brasil. A pesquisa base foi desenvolvida entre 2013 e 2017, a saber: Juventude, Gênero, Sexualidade, Família e Escola: perfil da população escolar jovem (15-29 anos) e expectativas em relação à escola – Bahia e Brasil –e estudos de caso com ênfase em percepções sobre formação escolar e o lugar da família e da escola quanto à sexualidade – Salvador e Jequié, Bahia.

CYPRIANO, Elysandra; DAMINELI, Augusto (org.). Paisagens cósmicas – da Terra ao Big Bang. São Paulo: IAG, 2018.

Lançada como parte das comemorações do Ano Internacional da Astronomia em 2009, a obra se constitui em um excelente foto-livro, no qual estão alguns dos conhecimentos estabelecidos e outros,

em pleno desenvolvimento, para as diversas áreas da Astronomia. Como é um livro fartamente ilustrado, com texto acessível, pode auxiliar o docente durante as aulas ou ainda ser proposto para leitura para os estudantes, conforme avaliação pedagógica do professor. Alguns dos temas principais desta unidade podem ser encontrados no material, disponível no formato digital.

FAULHABER, Priscila. As estrelas eram terrenas: antropologia do clima, da iconografia e das constelações Ticuna. Disponível em: https://www. revistas.usp.br/ra/article/view/27194/28966. Acesso em: 13 maio 2022.

Neste artigo, a pesquisadora do Museu de Astronomia do Rio de Janeiro (MAST) e do Museu Goeldi, no Pará, mostra como os rituais da puberdade se relacionam com aspectos cíclicos e sazonais da meteorologia e constelações conhecidas pelo povo Tikuna. Apesar de ser um artigo de pesquisa, o texto serve de referência para o professor aprofundar a temática da Astronomia cultural e do multiculturalismo.

GRUBB, Valerie M. Conflito de gerações: desafios e estratégias para gerenciar quatro gerações no ambiente de trabalho. São Paulo: Autêntica Business, 2018.

A autora reflete sobre as dificuldades e especificidades de fazer a gestão de pessoas de diferentes gerações e perspectivas distintas sobre futuro, valores, hierarquia, salário, carreira, entre outras. Apresenta estratégias para enfrentar essa questão na prática.

INSTITUTO Oswaldo Cruz. Com Ciência na Escola Disponível em: http://www.fiocruz.br/ioc/cgi/cgilua. exe/sys/start.htm?sid=86. Acesso em: 11 fev. 2020. Série de fascículos que servem como guias de sugestões de atividades práticas, para subsidiar o desenvolvimento da investigação científica.

KNUT, Schmidt-Nielsen. Fisiologia animal: adaptação e meio ambiente. 5. ed. São Paulo: Santos, 2002.

O livro aborda diferentes aspectos da fisiologia animal e características adaptativas de forma comparada, e permite uma interessante e necessária interface com evolução e ecologia.

LAGO, Leonardo; ANDRADE, Renata de; LOCATELL, Rogério. Astronomia no Ensino de Ciências da Natureza. São Paulo: Livraria da Física, 2017. Livro estrutura o ensino de Astronomia de maneira inovadora, sem perder os aspectos mais basais. O livro interliga as experiências clássicas do ensino de Astronomia com estratégias mais contemporâneas para sala de aula.

LANGHI, Rodolpho; SILVA, Sioneia Rodrigues da. Astronomia na Educação Infantil e nos Anos Iniciais do Ensino Fundamental. São Paulo: Livraria da Física, 2018.

Trata-se de resultado de uma extensa coletânea de práticas de professores em sala de aula. A leitura ajudará os professores no planejamento das aulas e poderá melhorar os resultados na aplicação de conceitos de Astronomia em sala de aula.

LONGHINI, Marcos Daniel. Ensino de Astronomia na Escola. Concepções, Ideias e Práticas. Campinas: Átomo, 2014.

Sem recursos sofisticados, o autor mostra como aplicar conhecimentos de Astronomia em sala de aula, o que permite obter soluções eficientes tanto com relação aos aspectos mais teóricos e técnicos como àqueles mais práticos.

MARIBOY, Nancy; GEGAY, David. Sharing the skies Navajo Astronomy. Tucson: Rio Nuevo, 2010. Obra referência para a Astronomia do povo indígena navajo. A publicação é em língua inglesa, mas vale a pena o esforço de entrar em contato com um conteúdo tão importante para o trabalho sobre diversidade em sala de aula.

MATSUURA, Oscar T. História da Astronomia no Brasil (3 vols.). Recife: Cepe, 2014. A obra de referência apresenta um recorte ou concepção acerca da História da Astronomia no Brasil. Chamamos atenção especial ao Capítulo 3 –Astronomia Indígena, desenvolvido por especialistas em Astronomia cultural. Alguns dos temas levantados no capítulo sobre a diversidade na observação do céu estão presentes, a partir de trabalhos de pesquisa com etnias indígenas específicas. O texto servirá como aprofundamento no tema para os(as) docentes interessados no assunto.

ODUM, Eugene; BARRET, Gary. Fundamentos de Ecologia. São Paulo: Thomson Learning (Pioneira), 2007.

Faz uma abordagem holística clássica da ciência ecológica, com maior atenção na aplicação dos princípios ecológicos em questões essenciais como gerenciamento de recursos, biologia da conservação, toxicologia ecológica, saúde dos ecossistemas, entre outras.

OLIVEIRA FILHO, Kepler de Souza; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira. Astronomia e Astrofísica. 4. ed. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2017. Obra vasta, que trata de temas como surgimento do Universo, evolução estelar e Sistema Solar. Um trabalho com informações importantes para o aprofundamento do professor. Serve mais como obra de referência, mas, a critério do(a) docente, pode servir para aprofundamento do material trabalhado em sala.

PÃRÕKUMU, Umusi; KẼHÍRI, Tõrãmu. Antes o mundo não existia. 3. ed. Rio de Janeiro: Dantes, 2019.

O livro é uma referência importante sobre a cosmologia dos Desana-Kehíripõrã. Consultamos a parte inicial da obra em nossa unidade 4, com a finalidade expressa de mostrar como se dá a narrativa da origem do Universo, dos seres humanos e das relações com o mundo natural e espiritual. O material proposto aqui servirá principalmente para os docentes interessados em aprofundar esse tipo de narrativa, com a possibilidade de aproveitar mais fragmentos da obra para o trabalho educativo em sala de aula.

PICAZZIO, Enos (ed. e coord.). O céu que nos envolve: introdução à Astronomia para educadores e iniciantes. São Paulo: Odysseus, 2011. Obra bastante completa, principalmente voltada a educadores e iniciantes em Astronomia. O educador pode selecionar trechos que servirão para uso junto aos estudantes. Neste material há bons aprofundamentos sobre os sistemas planetários, a evolução solar e estelar, além da cosmologia e busca de vida fora da Terra. Como material de apoio, o livro tem a vantagem de ser bastante descritivo, com pequeno apelo aos conhecimentos matemáticos básicos do leitor.

REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. Traz uma abordagem ampla e com enfoque contextualizado de diferentes tópicos da Biologia, desde o nível celular até os diferentes grupos de seres vivos, evolução, genética e ecologia, e dialoga com questões contemporâneas e relevantes.

RIDPATH, Ian. Guia Ilustrado Zahar Astronomia. Rio de Janeiro: Zahar, 2007. O leitor vai se deparar com temas que foram desenvolvidos nos capítulos desta unidade, como formação do Sistema Solar, constelações ocidentais, cosmologia e observação do céu. O livro explica como nebulosas formam estrelas ou jovens aglomerados de estrelas e outros temas que desenvolvemos nos capítulos.

ROBERTIS, Eduardo de; HIB, José. Bases da Biologia Celular e Molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014. Aborda de modo integrado desde os temas mais

simples aos mais complexos, os componentes da célula e processos metabólicos, incluindo as bases da citogenética e métodos de estudo em biologia celular.

RUSCHEINSKY, Aloísio. (org.) Educação ambiental: abordagens múltiplas. 2. ed. Porto Alegre: Penso, 2012.

Reúne reflexões, propostas e experiências de importantes pesquisadores e educadores brasileiros na educação ambiental, que se constituem em fontes estratégicas de informação e subsídios para elaboração, implementação, monitoramento e controle social das políticas públicas ambientais.

SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010.

O livro aborda de forma ampla a fisiologia molecular e sistemas orgânicos, com base na homeostase. Aborda, ainda, novas técnicas de biotecnologia e tratamentos de doenças.

TEIXEIRA, Wilson et al. Decifrando a Terra. 2. ed. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2009. Livro que traz conceitos atualizados e integrados, que abrangem temas como estrutura do Universo, hidrosfera e atmosfera, sismologia, estrutura e composição da Terra, deriva continental, placas tectônicas, atmosfera, clima e mudanças climáticas, minerais e rochas, origem e distribuição dos minerais, ciclo das rochas, vulcanismo, ciclo hidrológico, intemperismo e pedogênese, tempo geológico, gelo e geleiras, recursos energéticos e meio ambiente, o conceito de desenvolvimento sustentável, entre outros.

TORTORA. Gerald J. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. Porto Alegre: Artmed, 2010. Obra com texto objetivo e amplamente ilustrado sobre os fundamentos de anatomia e fisiologia, com ênfase na homeostasia. Mostra como o corpo humano, na relação entre estrutura e função, enfrenta por vezes situações de desequilíbrio, o que pode causar distúrbios.

ISBN 978-85-10-09347-7