PNLD 2026 EM - CAT 1 - COLEÇÃO 360 - BIOLOGIA by FTD Educação

LEANDRO GODOY GEOVANA LOURENÇO

ÁREA DO CONHECIMENTO: CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS

BIOLOGIA MANUAL DO PROFESSOR

VOLUME

ÚNICO

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ENSINO MÉDIO

BIOLOGIA ÁREA DO CONHECIMENTO: CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS

VOLUME

ÚNICO ENSINO MÉDIO

LEANDRO PEREIRA DE GODOY Mestre em Microbiologia pela Universidade Estadual de Londrina. Bacharel e licenciado em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual de Londrina. Professor na rede estadual de Educação Básica e na rede particular de Ensino Superior do Paraná. Realiza palestras e assessorias para professores em escolas públicas e particulares. Autor de livros didáticos para o Ensino Fundamental e o Ensino Médio.

GEOVANA CALDEIRA LOURENÇO Mestra em Ensino de Ciências e Educação Matemática pela Universidade Estadual de Londrina. Bacharela e licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual de Londrina. Atua como editora de livros didáticos para o Ensino Fundamental e o Ensino Médio.

1a edição São Paulo – 2024

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Copyright © Leandro Pereira de Godoy, Geovana Caldeira Lourenço, 2024 Direção-geral Ricardo Tavares de Oliveira Direção de conteúdo e negócios Cayube Galas Direção editorial adjunta Luiz Tonolli Gerência editorial Roberto Henrique Lopes da Silva e Nubia de Cassia de M. Andrade e Silva Edição Valquiria Baddini Tronolone (coord.) Debora de Almeida Francisco Nichel, Vitor Hugo Rodrigues, Rafael Braga de Almeida, Flávia Milão Silva Sandra Del Carlo (conteúdo digital) Preparação e revisão Maria Clara Paes (coord.) Ana Carolina Rollemberg, Cintia R. M. Salles, Denise Morgado, Desirée Araújo, Eloise Melero, Kátia Cardoso, Márcia Pessoa, Maura Loria, Veridiana Maenaka, Yara Affonso Produção de conteúdo digital João Paulo Bortoluci (coord.) Gerência de produção e arte Ricardo Borges Design Andréa Dellamagna (coord.) Sergio Cândido (criação), Ana Carolina Orsolin, Everson de Paula Projeto de capa Sergio Cândido Imagem de capa Pixel-Shot/Shutterstock.com Arte e produção Isabel Cristina Corandin Marques (coord.) André Gomes Vitale, Débora Jóia, Jorge Katsumata, Kleber B. Cavalcante, Rodrigo Bastos Marchini, Maria Paula Santo Siqueira (Assist.) Diagramação Lótus Estúdio e Produção Coordenação de imagens e textos Elaine Bueno Koga Licenciamento de textos Erica Brambilla Iconografia Luciana Ribas Vieira, Leticia dos Santos Domingos (trat. imagens) Ilustrações Alex Argozino, Alex Silva, Alexandre de Souza, Bentinho, Casa Paulistana, Cecília Iwashita, Cris Alencar, Eber Evangelista, Héctor Gómez, Lucas Farauj, Luis Moura, Luiz Rubio, Lápis 13B, Maal Ilustra, Manzi, OracicArt, Osni Oliveira, Paulo César Pereira, Rafael Herrera, Renan Leema, Selma Caparroz, Sirio Cançado, Sonia Vaz, Vagner Coelho

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Godoy, Leandro Pereira de 360° Biologia : ensino médio : volume único / Leandro Pereira de Godoy, Geovana Caldeira Lourenço. -- 1. ed. - São Paulo : FTD, 2024. Componente curricular: Biologia. Área do conhecimento: Ciências da natureza e suas tecnologias. ISBN 978-85-96-04654-1 (livro do estudante) ISBN 978-85-96-04655-8 (manual do professor) ISBN 978-85-96-04656-5 (livro do estudante HTML 5) ISBN 978-85-96-04657-2 (manual do professor HTML 5) 1. Biologia (Ensino médio) I. Lourenço, Geovana Caldeira. II. Título. 24-227897

CDD-570

Índices para catálogo sistemático: 1. Biologia : Ensino médio 570 Cibele Maria Dias - Bibliotecária - CRB-8/9427

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

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

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

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APRESENTAÇÃO Estimados estudantes, Quais fenômenos estão presentes no Universo, e propiciaram o surgimento da vida na Terra, ao menos até onde conhecemos? E como nossa vida se relaciona, influencia e é influenciada pelo mundo ao nosso redor? Essas questões servem para iniciar uma reflexão. Vivemos em tempos em que as consequências de nossas interações com o ambiente são cada vez mais sentidas. Estas interações estão diretamente ligadas a como entendemos e nos comportamos em relação a tudo que nos cerca. As tecnologias, por exemplo, têm nos ajudado a entender melhor a nós mesmos e o mundo no qual estamos inseridos. Contudo, seu uso deve ser feito com sabedoria, de maneira a contribuir para o nosso crescimento pessoal, como cidadãos críticos que colaboram, cada dia mais, para uma sociedade de paz e inclusão. Este livro tem o propósito de ajudá-lo a conhecer e compreender melhor os fenômenos biológicos e suas relações com a saúde, o ambiente, a sociedade e a tecnologia, de modo que você possa estar ciente de seu papel transformador nesse mundo. Os autores.

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CONHEÇA SEU LIVRO

EYE OF SCIENCE/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

CITOLOGIA E ORIGEM DA VIDA O animal da fotografia é um tardígrado, que vive em ambientes aquáticos e sobrevive a condições extremas, as quais a maioria dos seres vivos não sobreviveria. Essa capacidade está relacionada a processos específicos que ocorrem em estruturas celulares desses animais. Pesquisas buscam entender esses processos visando realizar aplicações, por exemplo, no desenvolvimento de plantas tolerantes a climas extremos e na proteção de astronautas. Nesta Unidade, serão explorados os conhecimentos científicos, as características e o funcionamento das células e as condições para a existência da vida.

Não escreva no livro.

Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

1. Os tardígrados sobrevivem ao vácuo do espaço, ao congelamento e a temperaturas elevadas. Considere que você fosse realizar uma investigação científica sobre esse animal. Qual dessas propriedades você pesquisaria? Com qual objetivo?

2. O tardígrado e o musgo que aparecem na imagem são formados por células. Essas células possuem algumas semelhanças, como a presença de mitocôndrias. Cite outras semelhanças que conheça presentes nas células desses organismos.

3. O tardígrado tem um tamanho médio de 0,5 mm. Seria possível observar os detalhes desse ser vivo

Tardígrado (Paramacrobiotus craterlaki) sobre um musgo (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 1 400 vezes; colorida artificialmente).

sem ajuda de algum equipamento que amplie a imagem? Explique.

4. Os tardígrados vivem em condições que a maioria dos seres vivos não suportaria. Converse com os colegas sobre quais são as condições necessárias para que exista vida.

Composta de texto, imagens e questões que auxiliam a contextualizar e a levantar conhecimentos prévios sobre os assuntos presentes na Unidade.

AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. A proteção do ambiente pode ser feita a partir da conservação e da preservação. Qual

é a diferença

entre elas? Explique-as.

2. Explique o tripé da sustentabilidade. perda de apro3. Um estudo divulgado recentemente constatou que, desde a colonização, houve uma de 281 milhões de

de cerca ximadamente 30% da vegetação nativa do Brasil. Isso equivale à remoção informações, analise os mapas hectares de vegetação devido à ocupação humana. Considerando essas a seguir e responda às questões que seguem.

Alteração da vegetação nativa devido à ocupação humana 2023

1985

COLLECTION 9 of the annual land cover and land use maps of Brazil (1985-2023). [S. I.]: MapBiomas, c2024. Disponível em: https://data. mapbiomas.org/dataset. xhtml?persistentId=doi:10. 58053/MapBiomas/XXUKA8. Acesso em: 6 nov. 2024.

Representação da cobertura de vegetação nativa no Brasil em 1985 e 2023. a) O que é possível dizer com relação ao desmatamento no território Explique sua resposta com base nas informações dos mapas.

brasileiro entre 1985 e 2023?

de animais estão ameaçadas b) No Brasil, mais de 3 mil espécies de plantas e mais de 400 espécies com seus colegas a respeito de extinção. Relacione esse dado às informações dos mapas e discuta brasileira. Registre os dos impactos decorrentes das atividades humanas sobre a biodiversidade

tópicos da discussão em seu caderno. da proteção da biodiversidade. c) A partir da discussão promovida no item b, justifique a importância da criação de políticas amd) Ainda considerando a discussão promovida no item b, avalie os efeitos (UCs). bientais de proteção ao ambiente, como as Unidades de Conservação em 2023, o Brasil 4. De acordo com os dados do Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil publicado ano de 2022, o que corresponde produziu cerca de 77 milhões de toneladas de resíduos urbanos no coletados, dos quais cerca a 380 kg de resíduos por habitante. Destes, cerca de 71,7 milhões foram de 43,8 milhões de toneladas tiveram destinação adequada. a seguir. Considerando seus conhecimentos sobre o assunto, responda às questões a) Determine o percentual de resíduos que foram descartados de forma adequada no Brasil em 2022. b) Analise a charge a seguir. Estabeleça uma relação entre ela e os dados do enunciado.

CARTUNISTA GILMAR

ABERTURA DE UNIDADE

FOTOS: LEAFLET/PLANET/ MAPBIOMAS

UNIDADE

Esta obra é composta de um Volume Único organizado em 6 Unidades a serem contempladas durante os três anos do Ensino Médio. Cada uma das Unidades é composta de 6 Temas.

c) Considerando a importância de proteger a biodiversidade, proponha ações para diminuir a quantidade de resíduos gerados por cada brasileiro e para implementar o descarte consciente desses resíduos. GILMAR. [Lixo]. Diário do Grande ABC. Santo André, ago. 2010.

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ATIVIDADES

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Questões ao final dos Temas que oportunizam retomar os conteúdos apresentados.

Colônia

PENSE E RESPONDA

Propostas de questionamentos que ajudam na reflexão inicial dos conceitos e em seu aprofundamento.

Caravela-portuguesa (Physalia physalis).

Abelhas da espécie Apis mellifera: PENSE E RESPONDA

operária (A); zangão (B); rainha

Não escreva no livro.

3 Faça uma pesquisa sobre como

é feita a determinação das castas na sociedade das abelhas. Registre os resultados encontrados em seu caderno.

3 Sa¡ba ma¡s

ESPAÇOS DE APRENDIZAGEM

KUTTELVASEROVA STUCHELOVA/ SHUTTERSTOCK.COM

ANDREY_KUZMIN/SHUTTERSTOCK.COM

Sociedade

o-se espécie que cooperam, beneficiand tos de indivíduos da mesma principais Sociedades são agrupamen cuidado com a prole. Uma das a alimentos, à proteção e ao mutuamente quanto ao acesso entre seus membros. ecológica é a divisão de tarefas de animais características dessa relação de insetos sociais, são exemplos chamados te popularmen Abelhas, formigas e cupins, complexidade, sendo estrusocial desses insetos exibe grande rainha, que vivem em sociedade. A organização abelhas, existem três castas: Por exemplo, na sociedade das que turada por um sistema de castas. sexualmente maduros; e operárias, madura; zangões, que são machos que é uma fêmea sexualmente são fêmeas estéreis. construir sua estrutura, coletar envolve que colmeia, da o trabalho funções. A rainha, que As operárias executam todo defender a colmeia, entre outras jovens, os alimentar ovos que pólen e néctar das flores, ou mais zangões. A rainha deposita colmeia, é fecundada por um costuma ser única em cada originarão os demais indivíduos. C B A

Sugestões de vídeos, textos, podcasts, livros, sites, entre outros que ampliam o conhecimento sobre os assuntos estudados.

(C).

AGEM ESPAÇOS DE APRENDiZ

acesse o site da Associação • Para saber mais sobre as abelhas, disponível a seguir. Brasileira de Estudo das Abelhas, por: Associação Brasileira de Tudo sobre abelhas. Publicado l em: https://abelha.org.br/cana Estudos das Abelhas. Disponível em: 8 out. 2024. Acesso belhas/. -tudo-sobre-a

populares Herança indígena: nomes portuguesa dos seres vivos na língua

a É possível evidenciá-la em meio influência na sociedade brasileira. de plantas A cultura indígena exibe grande dia a dia. Um exemplo é o uso indígena que pertencem ao nosso hábitos e costumes de origem Significado (como de ervaNome nativas para o preparo de chás cores muitas alimentos de de Ave Arara -mate), de sucos (como de abacaxi), entre outros. Fruto de caroço grande Cajá (como farinha de mandioca e tapioca), utilizadas no Caroço Além disso, muitas palavras Cacau principalmente cotidiano têm origem indígena, Folha delgada Capim i. Exemplos em línguas da família Tupi-Guaran Comedor de capim Capivara alguns seres vivos, são os nomes populares de para comer senta Que Perceba seguir. a Cutia como evidenciado no quadro de seus Aquele que olha de lado Jacaré que, em muitos casos, os significados de suas caracteFruto que se serve nomes se referem a alguma Maracujá entais. Pele tenra rísticas físicas ou comportam Pitanga Tupi: descubra palavras Fontes: JANUZZI, Nicolle. Herança a língua indígena. G1, [s. l.], cotidianas que têm ligação com .com/sp/campinas19 abr. 2020. Disponível em: https://g1.globo 20/04/19/heranca-tupiregiao/terra-da-gente/noticia/20 e-tem-ligacao-com-a-linguadescubra-palavras-cotidianas-qu indigena.ghtml. nomeiam a maior parte indígenas Palavras Adrian. FRANZIN, Brasília, DF: EBC, 29 out. das plantas e animais do Brasil. ntil/voce.ebc.com.br/infa https://memoria 2015. Disponível em: -nomeiam-maior-parte-dassabia/2015/10/palavras-indigenas em: 23 set. 2024. plantas-e-animais-do-brasil. Acessos AGEM ESPAÇOS DE APRENDiZ

Quati Saúva Sucuri

Que esconde o focinho na barriga

Formiga má, que destrói as plantas Morde depressa Caçador de formiga Semelhante a fogo

Tamanduá Taturana Tucano Urubu

Que bate forte Ave grande negra

informações • O vídeo a seguir apresenta algumas no Brasil. sobre a diversidade linguística existente por Museu A diversidade linguística. Publicado min). Disponível da Língua Portuguesa. Vídeo (3 atch?v=iuvt5mem: https://www.youtube.com/w 2024. set. 23 em: Acesso PWTuY.

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lOGOS DA NATUREZA

oloide chamado sangue

Hemácias

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olho nu, o sangue apresenta aspecto uniforme, homo. Entretanto, ele é um coloide, ou seja, é composto por D2_AV-3120-EM-BIO-VU-PIN-001-009-LE-G26.indd 4 ulas de diferentes tamanhos, entre 1 e 1 000 nano-

Apresenta assuntos que aprofundam ou complementam os conteúdos abordados no Tema.

FABIO COLOMBINI

Besouro-bombardei ro

Como mecanismo de defesa besouro-bomba

contra possíveis predado res, o rdeiro ejeta um líquido que pode atingir de 100 ºC. A alta cerca temperatura desse líquido resulta de reação química exotérm uma ica entre o peróxid o de hidrogênio e hidroquinona. Esses a compostos químico s ficam armazenados Besouro separadamente no -bombardeiro corpo do besouro , mas são liberado taneamente e reagem s simul- utiliza mecanismo de de forma imediat defesa (imagem sem a. escala; cores fantasia) .

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Este assunto permite um trabalho em conjunto com os componentes curriculares de Física e Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

SAIBA MAIS

RSTOCK.COM

I WAYAN SUMATIKA/ SHUTTERSTOCK.COM

Amostra de sangue recém-coletada (A). Amostra de sangue centrifugada (B).

BROWN BEAR/WINDMIL L BOOKS/UNIVERSAL IMAGES GROUP/GETTY IMAGES

Leucócitos e plaquetas

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TOBIAS HAUKE/SHUTTE

Plasma

que foram incorporados à língua

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Entre os subgrupos de miriápodes, estão os quilópodes, que de pernas por segmento apresentam um par apresentam dois pares , como as centopeias e as lacraias, e os diplópodes, que de pernas por segmento , como os piolhos-d Os insetos represe e-cobra.

ntam a maior parte da diversidade dos artrópo des, incluind o abelha s, formiga s, besour baratas . Eles aprese os e ntam três pares Probóscide de pernas e, geralmente, um par de antenas, com função sensorial. Muitos insetos possuem dois pares de asas, embora existam cies com apenas espéum par ou que não as apresentem. As ampliam a explora asas ção do ambiente, facilitan do a busca por alimento e por parceir os reprodutivos, bem como a fuga possíveis predad de ores. Entre os insetos, é possível observar peças bucais especia Borboleta (Papilio aegeus) zadas em seus hábitos lialimentares. Por exempl alimenta-se do néctar e outros insetos herbívo o, os gafanhotos de uma flor. ros possuem peças bucais que auxiliam borboletas exibem a mastigação de partes uma probóscide que possibilita a sucção das plantas. Já as como as abelhas e de néctar. Muitos as mariposas, e contribu insetos são poliniza em para a reprodu Os aracnídeos são dores, ção de diversas espécie representados pelas s de plantas. apresentam quatro aranhas, escorpiões, pares de pernas ácaros, entre outros. Geralm locomotoras; um presas; um par de ente, par de quelíceras, pedipalpos, que podem que auxiliam na captura ser modificados conform mento, perceber estímul de e a espécie para os sensoriais ou auxiliar manipu lar Muitas espécies na reprodução. o alide aracnídeos são predado Pedipalpos Aguilhão ras e possuem estruturas para inocular peçonha Pedipalpos em suas presas. No caso das aranhas, a inocula ção é feita pelas quelíceras. Os escorpiões Quelíceras o fazem pelo aguilhã o, estrutura pontiaguda localiza da na cauda. Aranha-armadeira (Phoneu tria Escorpião-marrom nigriventer). (Tityus bahiensis). Os miriápodes são representados pelas e piolhos-de-cobra. centopeias, lacraias Seu corpo consist e na cabeça, que um par de antena contém s, e no tronco alonga do, que é dividido vários segmentos. Podem apresentar em um ou dois pares por segmento, depend de pernas endo da espécie. Lacraia (Scolopendra morsitans). Este assunto permite um curricular de Química. trabalho em conjunto com o compone DiAlOGOS nte Mais informações nas DA NATUREZA Professor. Orientações para o

DENNIS KUNKEL MICROSCOPY/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

NIXX PHOTOGRAPH/SHUTTERSTOCK.COM

com os componentes curriculares de Física e Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

A olho nu, o sangue apresenta aspecto uniforme, homogêneo. Entretanto, ele é um coloide, ou seja, é composto por partículas de diferentes tamanhos, entre 1 e 1 000 nanometros, que podem ser visualizadas em uma amostra ao microscópio. Algumas dessas fases também podem ser observadas durante a centrifugação do sangue. Nesse método, a amostra é colocada em uma centrífuga e os componentes da mistura são separados com base em sua diferença de densidade. No sangue, as hemácias, mais densas, ocupam o fundo do recipiente; os leucócitos e as plaquetas, menos densos do que as hemácias, ocupam uma posição intermediária; e o plasma, o elemento menos denso, forma a camada superior.

DIÁLOGOS DA NATUREZA

Textos que possibilitam a percepção da afinidade entre a Biologia e os outros componentes da área de Ciências da Natureza (Física ou Química).

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B HOTOGRAPH/SHUTTERSTOCK.COM

e um vaso sanguíneo.

DiAlOGOS DA NATUREZA

Amostra de sangue com hemácias (em vermelho), leucócitos (em azul) e plaquetas (em amarelo) (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 1 700 vezes; colorida artificialmente).

sobre outros termos indígenas

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TTERSTOCK.COM

tema cardiovascular é responsável por distribuir nutrientes, gases, Calibre: diâmetro os e outras substâncias pelo organismo, além de recolher produinterior de um tubo. etados do metabolismo que serão eliminados posteriormente. Ele do pelo sangue, por uma rede de vasos sanguíneos de diferentes e pelo coração. ngue é um fluido viscoso de coloração vermelha. Ele possui dois Um coloide chamado sangue s componentes: o plasma, que corresponde à porção líquida, e os os figurados, que compreendem as células e as plaquetas. sma é formado principalmente por água, além de nutrientes, horgases e excretas do metabolismo. Ele serve como meio de transporte ubstâncias e contribui para o equilíbrio do volume de água existente e. emácias ou glóbulos vermelhos são as células presentes em maior 303 de no sangue. Elas são anucleadas (não apresentam núcleo) e Amostra de sangue com hemoglobina, um pigmento de coloração avermelhada, ao qual as hemácias (em vermelho), s de gás oxigênio se ligam, e são transportadas pelo corpo. leucócitos (em azul) e ucócitos ou glóbulos brancos sãoGLOSSÁRIO células relacionadas à defesa plaquetas (em amarelo) ismo. Existem diferentes tipos de leucócitos, que podem realizar de microscopia 176 Apresenta o significado de(imagem eletrônica, aumento distintas na proteção do corpo contra agentes nocivos. aproximado de 1 700 vezes; específicos. aquetas são fragmentos de célulastermos responsáveis pela coagulação colorida artificialmente). ea, processo que interrompe o vazamento do sangue após o rompi-

Não escreva no livro.

elaborem portuguesa. Podem ser nomes nos resultados da pesquisa, nomes científicos. Com base a seres vivos, incluindo seus cultura, de maneira a promover a influência indígena em nossa um cartaz digital para divulgar cartaz com a comunidade escolar. brasileiros. Compartilhem o valorização dos povos indígenas

KEN GRIFFITHS/SHU

DENNIS KUNKEL MICROSCOPY/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

istema cardiovascular

AT¡v¡DaDe

1. Em grupo, façam uma pesquisade objetos, municípios e bairros, e obrigatoriamente, mais quatro

UNIDADE

Calibre: diâmetro interior de um tubo.

Ao se alimentar, a cutia (Dasyprocta os punctata) costuma se sentar sobre segura e membros posteriores enquanto membros manipula os alimentos com os anteriores.

UNIDADE

Sistema cardiovascular O sistema cardiovascular é responsável por distribuir nutrientes, gases, hormônios e outras substâncias pelo organismo, além de recolher produtos excretados do metabolismo que serão eliminados posteriormente. Ele é formado pelo sangue, por uma rede de vasos sanguíneos de diferentes calibres e pelo coração. O sangue é um fluido viscoso de coloração vermelha. Ele possui dois principais componentes: o plasma, que corresponde à porção líquida, e os elementos figurados, que compreendem as células e as plaquetas. O plasma é formado principalmente por água, além de nutrientes, hormônios, gases e excretas do metabolismo. Ele serve como meio de transporte dessas substâncias e contribui para o equilíbrio do volume de água existente no sangue. As hemácias ou glóbulos vermelhos são as células presentes em maior quantidade no sangue. Elas são anucleadas (não apresentam núcleo) e possuem hemoglobina, um pigmento de coloração avermelhada, ao qual as moléculas de gás oxigênio se ligam, e são transportadas pelo corpo. Os leucócitos ou glóbulos brancos são células relacionadas à defesa do organismo. Existem diferentes tipos de leucócitos, que podem realizar funções distintas na proteção do corpo contra agentes nocivos. As plaquetas são fragmentos de células responsáveis pela coagulação sanguínea, processo que interrompe o vazamento do sangue após o rompimento de um vaso sanguíneo. Este assunto permite um trabalho em conjunto A

STOCK.COM

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FERDY TIMMERMAN/SHUTTER

FRANCO BANFI/NATUREPL/FOTO

ARENA

indivíduos de uma mesma espécie As colônias são formadas por que outros, que interagem de modo conectados fisicamente uns aos os benefícios, está a maior eficiência todos sejam beneficiados. Entre proteção contra predadores. na obtenção de recursos e na os divisão de trabalho entre Em algumas colônias, há caraA na caravela-portuguesa. indivíduos que as formam, como de colônia de cnidários, formada vela-portuguesa é um exemplo distintas, entre elas a flutuação, por pólipos de formas e funções Em outras colônias, não há defesa. ou reprodução a a nutrição, por o caso das colônias formadas divisão de trabalho, como é esponjas-do-mar e por corais.

UNIDADE

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Plasma

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Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

acelerado processo de deterioração causado pela poluição e pela pesca predatória nos oceanos são os recifes, que estão encontrando nas modernas impressoras 3D um poderoso aliado para sua recuperação. Cópias quase perfeitas de recifes produzidas em laboratório estão sendo colocadas no fundo dos mares para recompor o que foi destruído. As primeiras unidades estão submersas há quase um ano e já foram povoadas por peixes, algas e milhares de outras espécies marinhas que dependem dos recifes para se alimentar e procriar.

Entre as larvas do vaga-lume e os insetos alados estabelece-se uma relação ecológica de

a) digeridos por enzimas. b) acumulados nos tecidos. c) eliminados pelos estômatos. e) utilizados como fonte energética.

e) são decompositores de parte dos recifes artificiais, formando cavidades que servirão de ninhos para animais.

e) diminuem a relação de competição entre os polinizadores e facilitam a ação de dispersores de sementes de espécies nativas.

2. (Enem/MEC) A biorremediação designa trata-

4. (Enem/MEC) Em campos limpos do Cerrado,

sobressaem cerca de 25 milhões de cupinzeiros com até 2,5 m de altura, que podem se tornar iluminados nas noites de primavera. Isso ocorre pela bioluminescência em larvas de uma espécie de vaga-lume que, após eclodirem dos ovos, cavam buracos no cupinzeiro,

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c) estabilização da umidade.

d) o baixo pH da água e a alta temperatura.

d) elevação de temperatura.

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III

Procedimentos

• 4 copos plásticos;

• Com o auxílio da caneta, enumere os copos plásticos de 1 a 4.

• 12 sementes de feijão;

• Em cada um dos copos plásticos, acrescente um pedaço de algodão para cobrir o fundo dos copos. Sobre o algodão, acrescente três sementes de feijão.

• Algodão suficiente para cobrir o fundo dos 4 copos;

• Nos copos 1 e 3, acrescente três colheres de sopa de água. Nos copos 2 e 4, não acrescente água.

• 1 caixa de madeira ou de papelão;

Essas plantas são importantes em um projeto de restauração ambiental, pois promovem, no solo, b) diminuição da absorção de água.

Materiais

• Água;

BLUM, C. T Lista preliminar de espécies vegetais pioneiras nativas do Paraná - versão 2008. Disponível em: www.chaua. org.br. Acesso em: 10 fev. 2015.

a) aumento da incidência de luz solar.

Germinação

OFICINA CIENTÍFICA

A germinação das sementes e o desenvolvimento inicial de uma planta são influenciados por alguns fatores, como a disponibilidade de água e de luz no ambiente em que se encontram. Mas como seria essa influência? Forme um grupo com seus colegas e realizem os procedimentos a seguir.

ciam o processo natural de cicatrização de uma área desprovida de vegetação. Em geral, têm pequeno porte e crescem muito rápido, desenvolvem-se a pleno sol e são pouco exigentes quanto às condições do solo. Produzem grande quantidade de sementes e possuem ciclo de vida curto.

c) a falta de luz e a competição.

realizar um estudo do possível crescimento de populações de roedores em cinco diferentes regiões impactadas pelo desmatamento para ocupação humana, o que poderia estar prejudicando a produção e armazenagem local de grãos. Para cada uma das cinco populações analisadas (I a V), identificou as taxas de natalidade (n), mortalidade (m), emigração (e) e imigração (i), em número de indivíduos, conforme ilustrado no quadro.

d) apresentam alta taxa de reprodução e se mantêm com um número de indivíduos superior à capacidade de suporte do ambiente.

e) V.

c) III.

b) a falta de precipitação e o clima muito frio.

6. (Enem/MEC) Um biólogo foi convidado para

c) alteram os nichos e aumentam o número de possibilidades de relações entre os seres vivos daquele ambiente.

d) produzem substâncias gelatinosas, mantendo a integridade dos ninhos existentes nos recifes.

d) IV.

b) II.

a) a predação e o parasitismo.

e) a falta de alimento e a alta salinidade da água.

b) estimulam a competição por seus frutos entre animais típicos da região e eliminam as espécies perdedoras.

c) apresentam diferentes pigmentos, promovendo diversidades de cores nos recifes artificiais.

e) competição.

mentam o número de indivíduos de forma a seguir o potencial biótico de cada uma. Existem fatores abióticos e bióticos que atuam como resistência ambiental, impedindo o crescimento desse tipo de população. São fatores bióticos

a) ocupam áreas de vegetação nativa e substituem parcialmente a flora original.

b) atuam como consumidores, possibilitando a continuidade alimentar no hábitat.

b) inquilinismo.

a) I.

7. (Enem/MEC) Plantas pioneiras são as que ini-

5. (UEA-AM) As populações biológicas não au-

a) são autótrofos, atuando como base da cadeia alimentar marinha.

d) parasitismo.

Tema 21 - Dinâmica de populações e sucessão ecológica

3. (Enem/MEC) A extinção de espécies é uma

Essa nova técnica para a proliferação das algas é ecologicamente importante porque esses organismos

a) predação. c) mutualismo.

d) metabolizados por glândulas.

Tema 20 - Relações ecológicas

NUNES, A. C. Natureza recriada em impressora 3D. Disponível em: www.istoe.com.br. Acesso em: 25 jun. 2015 (adaptado).

mentos que usam organismos para reduzir a quantidade de substâncias tóxicas no ambiente ou degradá-las em substâncias não tóxicas ou de menor toxicidade. Uma planta aquática, o aguapé, tem sido utilizada para a biorremediação de ambientes contaminados por metais tóxicos. Sabe-se que esses poluentes serão captados para dentro do corpo do vegetal.

Parque Nacional das Emas: Cerco ao campo. Disponível em: http://super.abril.com.br. Acesso em: 22 out. 2015 (adaptado).

Dentro do corpo do vegetal, esses contaminantes serão

1. (Enem/MEC) Uma das principais vítimas do

Of¡C¡na C¡enT f¡Ca

• 1 colher de sopa; • 1 caneta marcador.

• Acrescente 1 colher de sopa de água diariamente nos copos 1 e 3 por dez dias. Para acrescentar a água no copo 3, retire-o da caixa de papelão, mantendo-o fora dela o menor tempo possível, evitando a exposição à luz solar. • Observe e registre os resultados diariamente ao longo desse período.

e) liberação de oxigênio.

Tema 22 - Ciclos biogeoquímicos

8. (Enem/MEC) Grandes reservatórios de óleo

leve de melhor qualidade e que produz petróleo mais fino foram descobertos no litoral brasileiro numa camada denominada pré-sal, formada há 150 milhões de anos. A utilização desse recurso energético acarreta para o ambiente um desequilíbrio no ciclo do a) nitrogênio, devido à nitrificação ambiental transformando amônia em nitrito. b) nitrogênio, devido ao aumento dos compostos nitrogenados no ambiente terrestre.

Representação da montagem do experimento (imagens sem escala; cores fantasia).

c) carbono, devido ao aumento dos carbonatos dissolvidos no ambiente marinho.

AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Quais foram os resultados observados ao final do experimento? 2. Elaborem uma explicação para os resultados. Se necessário, realizem uma pesquisa para comple-

d) carbono, devido à liberação das cadeias carbônicas aprisionadas abaixo dos sedimentos.

mentar sua resposta.

e) fósforo, devido à liberação dos fosfatos acumulados no ambiente marinho.

3. Planejem e executem novos testes de germinação. Analisem os resultados obtidos nesses testes e os comparem com os resultados deste experimento.

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ATIVIDADES COMPLEMENTARES

ORGAN¡ZANDO AS ¡De¡AS

Questões que abordam e aprofundam os conteúdos apresentados ao longo de toda a Unidade.

• Para se aprofundar em como a natureza pode inspirar inovações tecnológicas e soluções sustentáveis, leia o livro a seguir. BENYUS, Janine M. Biomimética: inovação inspirada pela natureza. 6. ed. São Paulo: Cultrix, 2012.

ALEXANDRE DE SOUZA

Hormônios vegetais

Briófitas

Condrictes

Plantas Avasculares

Sem sementes

Com sementes

Gimnospermas

Pteridófitas

Répteis

Aves

Osteíctes

Vasculares

Anfíbios Craniados

Angiospermas

Flores

Frutos

Mamíferos Urocordados

Cefalocordados Cordados

ANIMAIS COM NOTOCORDA Não escreva no livro

214

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Língua de camaleão A língua do camaleão possui uma estrutura muscular que a permite ser disparada de sua boca em direção à presa. Ela se adapta ao seu formato, a envolve firmemente e é retraída. Inspirando-se nessa característica, foi desenvolvida uma pinça precisa, capaz de agarrar objetos de diversos formatos e tamanhos. A pinça contém uma capa de silicone elástico que envolve o objeto, semelhante à língua do camaleão.

Língua

DIVULGAR E INFORMAR: A BIOLOGIA NO DIGITAL Para ajudar a transformar a sociedade, a Ciência precisa ser conhecida. Mas como é possível divulgá-la? A seguir são apresentados alguns recursos digitais que colaboram para a divulgação científica. Se você for produzir um dos recursos digitais descritos a seguir, lembre-se de definir o assunto, o objetivo e o público-alvo.

Pinça UT SH

K.COM TOC RS H

O podcast é um arquivo digital de áudio transmitido através da internet. Ele pode constituir uma entrevista, uma roda de conversa, uma história narrada, entre outros.

O blogue é um site que possibilita publicações de materiais digitais diversos, como textos, imagens, áudios e vídeos.

c) Façam uma pesquisa sobre outra estratégia biomimética e exponham os resultados à turma por meio de uma apresentação digital.

219

O que você vai precisar? Dispositivo conectado à internet.

O que você vai precisar? Microfone (pode ser o do celular) e aplicativo digital para gravar e editar áudios.

Como fazer? Crie um nome para o blogue. Escolha a plataforma e a configure. Defina o formato e o conteúdo das postagens. Organize um calendário frequente de publicação, para facilitar a fidelização dos seguidores.

Como fazer? Prepare previamente um roteiro (isso auxilia na condução da fala dos locutores e possíveis convidados). Escolha um local silencioso para gravar. Edite o áudio gravado, recortando os trechos que contenham erros, ajustando o volume da voz, removendo ruídos, adicionando vinhetas, colocando músicas de fundo e pausas entre os trechos.

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OM K.C OC ST

OM K.C

TE R

MA DE DE E/S H

INTEGRANDO COM...

Seção ao final do livro que orienta sobre o uso de tecnologias digitais de informação. Faça uso dessa seção sempre que for utilizar ou produzir um desses recursos digitais.

Podcast

Blogue ou site da turma

b) Para desenvolver as estratégias citadas no texto, além dos conhecimentos de Biologia, são necessários outros conhecimentos próprios a outras disciplinas, como Química e Física. Listem conceitos dessas disciplinas que vocês julgam estar envolvidos para o desenvolvimento dos produtos citados.

218

DIVULGAR E INFORMAR

COM CK . TO

2/S

a) Conversem sobre o trecho do livro Biomimética: Inovação Inspirada pela Natureza, citado no início desta seção. Anotem suas conclusões e apresentem-nas aos outros grupos.

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RS TE UT

Não escreva no livro.

L_ 1

Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

1. Forme um grupo com quatro integrantes para realizarem as atividades a seguir.

MU KU

Agora, faça o que se pede em cada item.

Trata de assuntos contemporâneos que relacionam a Biologia a outros componentes curriculares ou áreas de conhecimento.

KA HA N/S H

ALEXANDRE DE SOUZA

Revestimento ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

Nematódeos Anelídeos

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Escamas de tubarão A pele dos tubarões apresenta escamas placoides. Elas possuem microtexturas que reduzem a fixação das bactérias em sua superfície e dificultam sua reprodução. Com base nesta característica, foi desenvolvido um filme sintético antibacteriano, com configuração similar às escamas placoides, o que reduz significativamente a adesão bacteriana. Essa tecnologia biomimética pode ser utilizada para revestir superfícies em hospitais, como corrimãos, maçanetas e botões de elevador, diminuindo o risco de infecções hospitalares.

Moluscos

Agnatos

PLANTAS

Transporte

Processos fisiológicos

Para reduzir o ataque de nematoides prejudiciais à planta, foi criado um feromônio sintético que sinaliza a ausência de alimentos no local. Assim, os nematoides acabam buscando por alimentos em outras áreas. Essa tecnologia reduz a necessidade de agrotóxicos.

O padrão de disposição das escamas do corpo das cobras faz com que elas criem atrito com o solo durante a movimentação, proporcionando aderência e facilitando a locomoção. Inspirados por essa característica, foram desenvolvidos sapatos com solados baseados nas escamas das cobras. Ao caminhar, as "escamas" do solado alteram suas propriedades, gerando maior atrito e aderência com o solo, reduzindo a probabilidade de o usuário escorregar, especialmente idosos.

Artrópodes

DIVERSIDADE DE SERES VIVOS

Floema Seiva inorgânica Seiva orgânica

AS 6 COMO PLANTAS

Platelmintos

No caderno, elabore o seu próprio esquema. Organize os principais conceitos da Unidade e inclua nele outros termos e ideias que se relacionam ao que foi estudado, realizando as associações que considerar importantes. Por fim, elabore um pequeno texto que conecte os conceitos e as ideias presentes no esquema. Essa é uma boa forma de estudar e compreender melhor os conceitos.

SL AV IU S/

Solado Escamas placóides

Absorção

Obtenção de recursos

Cnidários

Doenças

Archaea

Eucarya

Xilema

Equinodermos

Medicamentos Combustíveis Cosméticos

FUNCIONAM?

SVY ATO

Escamas

domínios

Poríferos

Algas

Processos industriais

Animalia

Bacteria

Trocas gasosas

Os agrotóxicos são usados para proteger cultivos de pragas e de doenças, mas seu uso indiscriminado traz preocupações ambientais e de saúde pública. Uma abordagem sustentável é a estratégia do uso de feromônios, que são moléculas produzidas pelos seres vivos e liberadas no ambiente. Funcionam como sinalizadores que auxiliam, por exemplo, na busca por alimento e no encontro de parceiros sexuais.

Sinalização de feromônios

Fungi

Animais invertebrados

Arqueias Protozoários

Fungos

Protista

Plantae

Feromônios de nematoides

Escamas de cobra

Bactérias

Monera

reinos

Imagens ilustrativas e sem escala; cores fantasia.

TUBA REZA/SHUTTERSTOCK.COM

BENYUS, Janine M. Biomimética: inovação inspirada pela natureza. 6. ed. São Paulo: Cultrix, 2012. p. 10.

Veja alguns exemplos de estratégias biomiméticas a seguir.

Para reduzir a poluição sonora gerada por turbinas eólicas, foram adaptadas bordas serrilhadas em suas extremidades externas. Essas bordas contribuem para a redução do ruído produzido pelas turbinas.

Penas

Decomposição da matéria

Propostas de classificação

3 ALGUNS ANIMAIS SEM COLUNA VERTEBRAL

TODO LUGAR

CLASSIFICAR A VIDA?

Apresenta a síntese dos principais conceitos desenvolvidos na Unidade.

UNIDADE

Corujas são conhecidas por seu voo silencioso, uma característica que as auxilia durante a predação. O voo mais silencioso é possível devido às franjas serrilhadas presentes nas extremidades de suas penas. Essas franjas fazem com que as correntes de ar se encontrem em locais específicos e se misturem, minimizando os ruídos produzidos.

Biomimetismo

2 VIDA EM

1 COMO

ORGANIZANDO AS IDEIAS

Asas de coruja

QUÍMICA E FÍSICA

Não escreva no livro

Analise o esquema a seguir, que apresenta e relaciona os principais conceitos estudados nesta Unidade.

InTEGranDO COm...

O biomimetismo, ou biomimética, é uma abordagem que busca resolver problemas da sociedade humana inspirando-se em estratégias e processos encontrados na natureza. A palavra biomimetismo vem do grego bios, que significa “vida”, e mimesis que significa “imitação”. O texto a seguir apresenta uma das principais ideias relacionadas a esta estratégia. [...] Numa sociedade acostumada a dominar ou “melhorar” a natureza, essa respeitosa imitação é uma abordagem inteiramente nova, uma verdadeira revolução. Diferentemente da Revolução Industrial, a Revolução Biomimética inaugura uma era cujas bases assentam não naquilo que podemos extrair da natureza, mas no que podemos aprender com ela. [...]

Esta seção apresenta atividades práticas relacionadas com os conceitos estudados no Tema.

• Coloque os copos 1 e 2 em um ambiente com acesso à luminosidade natural do ambiente. Coloque os copos 3 e 4 no interior da caixa de papelão, que deve ser mantida fechada.

ALEX ARGOZINO

Tema 19 - Relações alimentares

Em longo prazo, se essas taxas permanecerem constantes, qual dessas regiões deverá apresentar maiores prejuízos na produção/armazenagem de grãos?

UNIDADE

onde passam a viver. Ao emitirem intensa luz esverdeada, as larvas atraem insetos alados, dos quais se alimentam.

ALEXANDRE DE SOUZA

UNIDADE

AT¡v¡DADeS COMPleMeNTAReS

Apresentação digital A apresentação digital é um material audiovisual utilizado para transmitir informações de forma interativa. Ela pode ser feita com o auxílio de slides. O que você vai precisar? Ferramenta digital para editar slides; projetor e cabo (no caso de apresentação presencial); plataforma de videoconferência (no caso de apresentação virtual). Como fazer? Escolha o aplicativo para criar e editar slides. Utilize ou produza um design criativo. Insira textos com conteúdo resumido e imagens para ilustrar. Adicione efeitos e animações (opcional).

Faça suas pesquisas em sites confiáveis e use o conteúdo encontrado na internet apenas como referência para sua produção. Não copie! Se utilizar textos ou imagens dos sites, fique atento às regras de reprodução de conteúdo e lembre-se de incluir as fontes.

Vídeo O vídeo permite o compartilhamento de informações por meio de uma sequência de imagens, que podem ser estáticas ou dinâmicas, acompanhadas ou não de som. O que você vai precisar? Gravador de vídeo (pode ser a do celular) e ferramenta digital para editar vídeos. Como fazer? Para vídeos com sequências de imagens estáticas (fotografias, por exemplo), crie e edite de forma similar à apresentação digital. Cada slide corresponde a uma cena do vídeo, de passagem automática, com ou sem narração. Para gravar um vídeo, prepare um roteiro prévio, definindo locação e figurino. Priorize locais silenciosos e com boa iluminação. Use um suporte para estabilizar as imagens, ou apoie o equipamento. Edite as cenas e as insira na sequência desejada.

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OBjETOS EDUCACIONAIS DIGITAIS

Os ícones a seguir identificam os diferentes tipos de objetos educacionais digitais presentes neste volume. Esses materiais digitais apresentam assuntos complementares ao conteúdo trabalhado na obra, ampliando a aprendizagem.

VÍDEO

PODCAST

INFOGRÁFICO CLICÁVEL

CARROSSEL DE IMAGENS

MAPA CLICÁVEL

Os sites indicados nesta obra podem apresentar imagens e eventuais textos publicitários junto ao conteúdo de referência, os quais não condizem com o objetivo didático da coleção. Não há controle sobre esses conteúdos, pois eles estão estritamente relacionados ao histórico de pesquisa de cada usuário e à dinâmica dos meios digitais.

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SUMÁRIO UNiDADE

Citologia e origem da vida.................................... 10 TEMA 1 A construção dos conhecimentos científicos............................ 12

O que é Ciência?.................................................................. 13

Mulheres na Ciência..................................................... 14 Hipóteses, leis e teorias científicas.............................. 16 Investigações científicas e suas etapas...................... 17 Divulgação das investigações científicas................... 19 A ética na pesquisa............................................................ 20 Outros tipos de conhecimento....................................... 21 ◗ Atividades........................................................................ 22 ◗ Saiba mais Cuidado: fake news!....................................... 23 TEMA 2

Células........................................................ 24

Teoria celular...................................................................... 24 Níveis de organização biológica.................................... 26 Características gerais das células................................ 26 Tipos celulares.................................................................... 27 Célula procariótica......................................................... 27

Célula eucariótica......................................................... 28

A membrana plasmática e o transporte de substâncias......................................................................... 31

Difusão simples.............................................................. 32 Osmose.............................................................................. 32 Difusão facilitada.......................................................... 33 Bomba de sódio-potássio............................................. 34 ◗ Atividades........................................................................ 35 ◗ Oficina científica Visualizando células......................... 37 TEMA 3

Núcleo e divisões celulares...... 38

Núcleo celular..................................................................... 39 Material genético............................................................... 40 Divisão celular.................................................................... 41

Ciclo celular.................................................................... 41 Mitose................................................................................ 42 Meiose............................................................................... 43 ◗ Atividades........................................................................ 45 TEMA 4

Metabolismo celular...................... 46

Transferências de energia no metabolismo............... 47 Processos energéticos celulares.................................. 48

Fotossíntese.................................................................... 48 Quimiossíntese............................................................... 51 Respiração celular........................................................ 51 Fermentação.................................................................... 55 ◗ Atividades........................................................................ 56 ◗ Oficina científica Produtos do metabolismo................. 58

◗ Saiba mais A fermentação da

mandioca por indígenas brasileiros...................................... 59

TEMA 5 O Universo e as condições para a vida................................................................... 60

Universo e sociedade........................................................ 6 1 Origem e expansão do Universo.................................... 62 Estrutura do Universo...................................................... 63

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Sistema Solar.................................................................. 64

A vida no Universo............................................................. 66 A busca por vida fora da Terra.................................... 67

◗ Atividades........................................................................ 68 ◗ Saiba mais Exploração espacial: a busca

por vida fora da Terra começa aqui....................................... 70

TEMA 6

Origem da vida na Terra.............. 71

Abiogênese versus biogênese....................................... 72

O experimento de Redi.................................................. 72 O experimento de Pasteur............................................ 73 A origem do primeiro ser vivo......................................... 74 A hipótese de Oparin e Haldane................................. 74 O que se originou primeiro?........................................ 76 Evolução das células......................................................... 77 ◗ Atividades........................................................................ 79 ◗ Organizando as ideias................................................... 80 ◗ Atividades complementares........................................ 81

◗ Integrando com Matemática e suas Tecnologias A importância das escalas microscópicas para a saúde........ 84 UNiDADE

Hormônios, reprodução humana e saúde �� 86

TEMA 7

Regulação hormonal....................... 88

Glândulas do corpo humano........................................... 89

Hipotálamo...................................................................... 89 Hipófise............................................................................ 89 Tireoide............................................................................. 91 Paratireoides.................................................................. 91 Suprarrenais.................................................................. 92 Pâncreas........................................................................... 92 Gônadas............................................................................ 94 ◗ Atividades........................................................................ 95 TEMA 8 Sistema genital e puberdade................................................................ 96

Sistema genital................................................................... 97

Sistema genital masculino......................................... 97 Sistema genital feminino............................................ 99 Puberdade.......................................................................... 101 Ciclo reprodutivo feminino....................................... 103 ◗ Atividades...................................................................... 104 TEMA 9

Gestação e parto............................. 105

Gestação............................................................................. 105

Da fecundação à implantação.................................. 106 Desenvolvimento embrionário e fetal................... 108 Gestação de gêmeos..................................................... 110 Parto.................................................................................... 111 Amamentação................................................................... 111 ◗ Atividades...................................................................... 112 ◗ Saiba mais Teste de gravidez......................................... 113 TEMA 10 Contracepção e prevenção de ISTs............................................... 114

Métodos contraceptivos................................................ 115

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Infecções sexualmente transmissíveis (ISTs).......... 117

Herpes genital.............................................................. 117 Infecção pelo vírus do papiloma humano (HPV)..... 117 Sífilis............................................................................... 118 Aids.................................................................................. 118 ◗ Atividades....................................................................... 119 ◗ Oficina científica A dinâmica da proteção................... 120 TEMA 11

Sexualidade........................................ 121

Dimensões da sexualidade............................................ 122 Intimidade, confiança e respeito................................. 124 Cada coisa no seu tempo................................................ 125 ◗ Atividades...................................................................... 126 ◗ Saiba mais Não à violência contra mulheres.................. 127

A juventude e seus desafios.......................................................... 128 TEMA 12

Nutrição.............................................................................. 129 Problemas associados à má alimentação................. 130 Transtornos alimentares.......................................... 131

Dependência...................................................................... 133

Dependência digital.................................................... 133 Dependência química................................................. 135 ◗ Atividades...................................................................... 138 ◗ Organizando as ideias................................................. 140 ◗ Atividades complementares...................................... 141

◗ Integrando com Ciências Humanas

e Sociais Aplicadas Bullying e cyberbullying................144

Seres vivos ��146

TEMA 13 Nomenclatura e classificação dos seres vivos................ 148

Conceito de espécie......................................................... 149 Nomenclatura dos seres vivos..................................... 149 Classificação dos seres vivos....................................... 150 Propostas de classificação....................................... 152

Relações evolutivas entre seres vivos....................... 154 ◗ Atividades...................................................................... 156 ◗ Saiba mais Herança indígena: nomes populares dos seres vivos na língua portuguesa................................. 157

TEMA 14 Bactérias, arqueias, protozoários, algas e fungos................... 158

Bactérias............................................................................ 159 Arqueias............................................................................. 161 Protozoários...................................................................... 161 Algas.................................................................................... 162 Fungos................................................................................. 163 ◗ Atividades...................................................................... 164 ◗ Oficina científica Conservação de alimentos............... 165 ◗ Saiba mais Vírus, um caso à parte................................. 166 TEMA 15

TEMA 16

Animais invertebrados............ 167

Características gerais dos animais............................. 167 O corpo dos animais.................................................... 168 Desenvolvimento embrionário dos animais........ 168 Cavidades do corpo dos animais.............................. 169

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Cordados............................................... 179

Características gerais dos cordados.......................... 179 Agnatos.............................................................................. 181 Condrictes.......................................................................... 181 Osteíctes............................................................................ 182 Anfíbios............................................................................... 183 Répteis................................................................................ 184 Aves..................................................................................... 186 Mamíferos.......................................................................... 188 Respiração de vertebrados........................................... 189

Respiração cutânea.................................................... 189 Respiração branquial................................................. 189 Respiração pulmonar................................................. 189 Circulação de vertebrados............................................ 190 Reprodução de vertebrados......................................... 191 ◗ Atividades...................................................................... 192 ◗ Saiba mais Pesca artesanal........................................... 193 TEMA 17

UNiDADE

Filogenia dos animais................................................ 169

Poríferos............................................................................. 170 Cnidários............................................................................ 170 Platelmintos...................................................................... 171 Moluscos............................................................................. 172 Anelídeos........................................................................... 173 Nematódeos...................................................................... 174 Artrópodes......................................................................... 175 Equinodermos................................................................... 177 ◗ Atividades...................................................................... 178

Plantas.................................................... 194

Características gerais das plantas............................. 195 Origem e evolução das plantas.................................... 195 Briófitas.............................................................................. 197 Reprodução das briófitas.......................................... 197

Pteridófitas........................................................................ 198

Reprodução das pteridófitas.................................... 199

Gimnospermas................................................................. 200

Sementes....................................................................... 200 Grão de pólen................................................................ 200 Reprodução das gimnospermas............................. 201 Angiospermas.................................................................. 202 Flores.............................................................................. 202 Frutos............................................................................. 203 Reprodução das angiospermas............................... 204 ◗ Atividades..................................................................... 205

◗ Saiba mais As plantas medicinais e

os povos originários e comunidades tradicionais.............. 206

◗ Oficina científica Germinação.................................... 207 TEMA 18

Fisiologia vegetal...................... 208

Obtenção e transporte de água e nutrientes.......... 209

Absorção de água e sais minerais.......................... 209 Transporte de seiva inorgânica.............................. 210 Transporte de seiva orgânica.................................. 211 Transpiração................................................................ 211 Hormônios vegetais....................................................... 212 ◗ Atividades..................................................................... 212 ◗ Organizando as ideias................................................ 214 ◗ Atividades complementares..................................... 215 ◗ Integrando com Química e Física Biomimetismo.... 218

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UNiDADE

Ecologia, impactos e conservação ambiental �� 220

TEMA 19

Relações alimentares.............. 222

Conceitos básicos de Ecologia.................................... 223 Cadeia alimentar............................................................. 224 Níveis tróficos............................................................. 224

Teia alimentar.................................................................. 226 Desequilíbrio nas relações alimentares................... 227 Energia nas cadeias alimentares............................... 228 Pirâmides ecológicas..................................................... 230

Pirâmide de energia................................................... 230 Pirâmide de números................................................. 231 Pirâmide de biomassa............................................... 232 ◗ Atividades..................................................................... 233 TEMA 20

Relações ecológicas................ 235

Tipos de relações ecológicas....................................... 235 Colônia............................................................................... 236 Sociedade.......................................................................... 236 Competição....................................................................... 237 Predação........................................................................... 237 Camuflagem, aposematismo e mimetismo.......... 238

Mutualismo....................................................................... 239 Protocooperação............................................................ 239 Comensalismo.................................................................. 240 Parasitismo....................................................................... 240 ◗ Atividades..................................................................... 241

Dinâmica de populações e sucessão ecológica..................................... 242 TEMA 21

Estudo das populações................................................. 243

Densidade populacional........................................... 243 Crescimento populacional....................................... 244 Estrutura etária da população............................... 247 Estudo das comunidades.............................................. 248 Sucessão ecológica.................................................... 248 ◗ Atividades..................................................................... 249 ◗ Saiba mais Reflorestamento......................................... 252 TEMA 22

Ciclos biogeoquímicos.......... 253

Ciclo do carbono.............................................................. 254 Ciclo do nitrogênio.......................................................... 256 Ciclo da água.................................................................... 258 ◗ Atividades..................................................................... 260 TEMA 23

Impactos ambientais............... 261

Queimadas e desmatamento ...................................... 262 Queima de combustíveis fósseis................................. 263 Contaminação por produtos químicos...................... 265 Tráfico de animais silvestres, caça e pesca predatórias.............................................. 267 Produção e descarte de resíduos sólidos................ 268 Impactos ambientais e os biomas.............................. 269 ◗ Atividades..................................................................... 2 71

Conservação, preservação e sustentabilidade............................................ 273 TEMA 24

Conservação e preservação......................................... 274 Manejo do solo................................................................. 275

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Combate às mudanças climáticas............................... 276 Proteção da camada de ozônio................................... 277 Sustentabilidade............................................................. 277 ◗ Atividades..................................................................... 280 ◗ Oficina científica Sustentabilidade na prática........... 282 ◗ Saiba mais Produtos ecológicos................................... 283 ◗ Organizando as ideias................................................ 284 ◗ Atividades complementares..................................... 285 ◗ Integrando com Ciências Humanas e Sociais Aplicadas, Linguagens e suas Tecnologias e Química O impacto do mercado de usados....................................... 288 UNiDADE

Corpo humano e Genética �� 290

TEMA 25 Sistemas digestório e respiratório............................................................. 292

Tecidos............................................................................... 293

Tecido epitelial............................................................ 293 Tecido conjuntivo........................................................ 293 Tecido muscular.......................................................... 294 Tecido nervoso............................................................. 294 Sistema digestório......................................................... 295 Dentição......................................................................... 297 Sistema respiratório...................................................... 298 Movimentos respiratórios........................................ 299 ◗ Atividades..................................................................... 300 ◗ Oficina científica Degradando o amido...................... 301 TEMA 26 Sistema cardiovascular, imunidade e sistema urinário................. 302

Sistema cardiovascular................................................. 303

Circulação sanguínea............................................... 305 Ciclo cardíaco.............................................................. 305 Imunidade........................................................................ 306 Vacinas.......................................................................... 308 Soro................................................................................. 309 Sistema urinário.............................................................. 309 Produção da urina...................................................... 311

Integração dos sistemas e a respiração celular............................................................ 312 ◗ Atividades...................................................................... 312 ◗ Saiba mais Grupos sanguíneos e sistema ABO............... 315 TEMA 27

Sistema nervoso........................... 316

Neurônios e o tecido nervoso....................................... 317 Transmissão de impulsos nervosos....................... 318

Organização do sistema nervoso............................... 320 ◗ Atividades..................................................................... 322 ◗ Saiba mais Doença de Alzheimer................................... 323 TEMA 28

Genética mendeliana............... 324

Introdução aos estudos de Mendel............................ 325 A primeira lei de Mendel................................................ 326

Genes e alelos............................................................... 328 Genótipo e fenótipo..................................................... 328 A primeira lei de Mendel e a meiose....................... 329 Tipos de dominância...................................................... 330 Dominância incompleta............................................ 330

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Evolução humana........................ 394

Probabilidade genética................................................. 331 Heredogramas................................................................. 334 A segunda lei de Mendel................................................ 336

Codominância.............................................................. 331

TEMA 34

A segunda lei de Mendel e a meiose....................... 338

A ordem Primata.............................................................. 395 História evolutiva do ser humano.............................. 396 Sociedade humana......................................................... 398

Genética além de Mendel.............................................. 338 ◗ Atividades..................................................................... 339

◗ Atividades..................................................................... 399

Interações gênicas e herança quantitativa................................. 341 TEMA 29

Interações gênicas......................................................... 342

Interação não epistática.......................................... 342 Interação epistática.................................................. 343 Herança quantitativa..................................................... 346 ◗ Atividades..................................................................... 349 ◗ Saiba mais Existem raças humanas?............................. 350 TEMA 30

Genética Molecular................... 351

O DNA.................................................................................. 352

Duplicação do DNA...................................................... 353

O RNA.................................................................................. 354 Síntese proteica.............................................................. 354

Transcrição................................................................... 355 Tradução........................................................................ 356 Mutação gênica................................................................ 359 ◗ Atividades..................................................................... 361 ◗ Organizando as ideias................................................ 362 ◗ Atividades complementares..................................... 363

◗ Integrando com Ciências Humanas e Sociais Aplicadas e Física Interação entre o cérebro e a máquina.......................................................... .366 UNiDADE

Evolução, sociedade e Biotecnologia �� 368

TEMA 31

Ideias evolucionistas............. 370

A vida evolui..................................................................... 371

História da vida na Terra.......................................... 373 História do pensamento evolutivo............................. 376 As ideias evolucionistas de Lamarck.................... 376 As ideias evolucionistas de Darwin e Wallace..... 377 ◗ Atividades..................................................................... 379 ◗ Saiba mais Fóssil vivo................................................... 381

Teoria sintética da evolução.............................................................. 382 TEMA 32

TEMA 35

Sociedade, ambiente

e saúde......................................................................... 401 Matrizes energética e elétrica.................................... 402 Bioenergia.................................................................... 403

Saneamento básico........................................................ 404 Falta de saneamento básico e doenças................. 406

◗ Atividades..................................................................... 408 TEMA 36

Biotecnologia................................. 410

Engenharia genética...................................................... 411 DNA recombinante...................................................... 411 Clonagem molecular.................................................. 412 Organismos geneticamente modificados (OGMs).................................................... 413 Tecnologias em vacinas............................................ 415 Terapia gênica............................................................. 416 Clonagem celular e de organismos........................ 416 Biologia Sintética............................................................ 420

◗ Atividades..................................................................... 421 ◗ Oficina científica Extraindo o DNA de cebola.............. 422 ◗ Saiba mais Vacinas e negacionismo uma conversa necessária.................................................. 423

◗ Organizando as ideias................................................ 424 ◗ Atividades complementares..................................... 425 ◗ Integrando com Ciências Humanas e Sociais Aplicadas Ciência para todos....................... 428

Divulgar e informar: a Biologia no digital........... 430 Respostas das atividades de cálculo .............. 431 Referências bibliográficas comentadas ....... 432 OBJETOS EDUCACIONAIS DIGITAIS Podcast – A Ciência como remédio contra a desinformação.........

Podcast – Mandioca: uma raiz polivalente.................................

Infográfico clicável – Uso de redes sociais

Mutação............................................................................. 383 Recombinação................................................................. 384 Fluxo gênico...................................................................... 384 Deriva genética............................................................... 385 Seleção natural............................................................... 386 ◗ Atividades..................................................................... 386 ◗ Oficina científica Evolução em jogo........................... 388

e saúde mental de adolescentes............................................. 133

Especiação........................................ 389

Podcast – Uso terapêutico da pele de tilápia-do-nilo................... 293

TEMA 33

Isolamento reprodutivo................................................ 390 Especiação alopátrica................................................... 391 Especiação simpátrica................................................... 392 ◗ Atividades..................................................................... 393

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Infográfico clicável – Microbiota do intestino humano................ 158 Vídeo – Nutrição de filhotes recém-nascidos ............................. 188 Vídeo – Cação ou tubarão? Um mesmo personagem em diferentes contextos...................... 242 Vídeo – Eventos climáticos extremos no Brasil........................... 269 Mapa clicável – Área queimada no Brasil entre 1985-2023........... 270 Infográfico clicável – Edição de genes por CRISPR/Cas9............... 355 Carrossel de imagens – Alfred Russel Wallace na Amazônia.......... 377 Carrossel de imagens – Pesquisando por novas espécies no Brasil................................................................. 389

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UNIDADE

Tardígrado (Paramacrobiotus craterlaki) sobre um musgo (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 1 400 vezes; colorida artificialmente).

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EYE OF SCIENCE/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Não escreva no livro.

3. O tardígrado tem um tamanho médio de 0,5 mm. Seria possível observar os detalhes desse ser vivo sem ajuda de algum equipamento que amplie a imagem? Explique.

4. Os tardígrados vivem em condições que a maioria dos seres vivos não suportaria. Converse com os colegas sobre quais são as condições necessárias para que exista vida.

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TEMA Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

A construção dos conhecimentos científicos

Em relação às unidades de medida, esta obra está atualizada conforme a grafia estabelecida pelo SI na publicação: BRASIL. Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia; PORTUGAL. Instituto Português da Qualidade. O Sistema Internacional de Unidades (SI): tradução luso-brasileira da 9a edição. Brasília, DF: Inmetro; Caparica: IPQ, 2021.

Não escreva no livro.

1 Como as pesqui-

sa s cientí f ica s são desenvolvidas no ramo da Paleontologia?

2 Os dinossauros

STUDIOFI/SHUTTERSTOCK.COM

foram extintos há milhões de anos, antes do surgimento do ser humano atual. Como é possível afirmar que eles existiram e conceber sua aparência e seus hábitos alimentares?

MARK HALLETT PALEOART/SCIENCE SOURCE/FOTOARENA

PENSE E RESPONDA

A Paleontologia é um ramo da Ciência que estuda os seres vivos que existiram no planeta Terra há milhões de anos, mas que hoje não existem mais. Entre os vários seres vivos estudados pelos paleontólogos, estão os dinossauros, que sempre despertaram o interesse e a curiosidade de pessoas com diferentes idades. No ano de 1824, foi descoberto o primeiro fóssil de dinossauro do mundo, o Megalosaurus bucklandii. O megalossauro tinha 9 metros de comprimento e 3,2 metros de altura. No Brasil, o primeiro fóssil de dinossauro foi encontrado na década de 1930, no Rio Grande do Sul. O fóssil era de um Staurikosaurus pricei, um estauricossauro de cerca de 2,2 metros de comprimento e 80 centimetros de altura. Até hoje, cerca de 700 espécies de dinossauros foram descritas. Contudo, esse número se altera à medida que novas evidências são descobertas. Em suas pesquisas, os paleontólogos seguem uma série de procedimentos sistematizados que permitem caracterizar os seres vivos estudados. No caso dos dinossauros, por exemplo, é possível deduzir o tamanho e o formato de seu corpo e seus hábitos alimentares. Neste Tema, serão estudadas algumas características relacionadas ao processo pelo qual os conhecimentos científicos são construídos, permitindo propor soluções para diversos problemas e elaborar conclusões sobre elementos da natureza, como no caso do estudo dos dinossauros.

Concepção artística do estauricossauro Staurikosaurus pricei (imagem sem escala; cores fantasia).

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UNIDADE

O que é Ciência? A Ciência pode ser entendida como um empreendimento humano dedicado a entender e explicar os fenômenos naturais que ocorrem no Universo. Ela se baseia em interpretar as evidências por meio de um pensamento estruturado, que permite chegar a conclusões a respeito dos fenômenos observados ou resolver problemas investigados por cientistas. Os conhecimentos produzidos pela Ciência são fundamentados em fatos e evidências científicas. Os fatos científicos são observações que foram analisadas de modo que sua veracidade foi repetidamente comprovada. As evidências científicas, por sua vez, são informações utilizadas para sustentar ou refutar ideias ou fatos científicos. A existência dos dinossauros há milhões de anos é um fato. Uma das evidências utilizadas por cientistas para sustentar essa conclusão são os fósseis. ALEXANDER WILHELM ARMIN KELLNER & DIOGENES DE ALMEIDA CAMPOS

Refutar: contestar, desmentir ou provar a falsidade de uma afirmação, teoria ou argumento. ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

Fóssil de um Staurikosaurus pricei, encontrado na formação geológica de Santa Maria (RS). Os conhecimentos científicos são construídos por meio de investigações científicas, que consistem em um conjunto de procedimentos específicos adotados por pesquisadores. As investigações são orientadas por perguntas ou problemas que são levantados na comunidade científica e que partem de conhecimentos já existentes. De modo geral, as investigações científicas revelam novos conhecimentos, que podem confirmar, refutar, complementar ou modificar aqueles que já estavam postos. Por isso, os conhecimentos científicos não são estáticos, pois são constantemente revistos e reestruturados. Por exemplo, durante muitos séculos, acreditava-se que os seres vivos poderiam se originar da matéria não viva. A consolidação do fato de que os seres vivos podem se originar somente de outros seres preexistentes, por meio da reprodução, ocorreu gradualmente, conforme o avanço dos estudos de diferentes pesquisadores. Por vezes, as conclusões de uma investigação instigam a curiosidade e provocam a elaboração de outras perguntas, o que incentiva a constante busca por novos conhecimentos.

• Para saber mais sobre os dinossauros e a diversidade da vida existente no planeta Terra ao longo de bilhões de anos, assista à docussérie A vida no nosso planeta, produção de Steven Spielberg. EUA, 2023. • Quer conhecer os dinossauros que habitaram o Brasil no passado? Leia o livro de Luiz E. Anelli. Novo guia completo dos dinossauros do Brasil. São Paulo: Peirópolis: Edusp, 2022.

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KRAKENIMAGES.COM/SHUTTERSTOCK.COM

As investigações científicas podem estar vinculadas aos interesses da comunidade científica ou da sociedade, em determinado período. Assim, é possível afirmar que a construção dos conhecimentos científicos está relacionada à época e ao contexto social, político, cultural e econômico em que são estabelecidos. Por exemplo, durante a pandemia de covid-19, diversas pesquisas foram realizadas no mundo todo buscando compreender os diferentes aspectos da doença e desenvolver vacinas eficazes. Essa temática de pesquisa ganhou destaque em decorrência do contexto vivenciado pela sociedade. Frequentemente, os conhecimentos científicos construídos ao longo da história são atribuídos a um único indivíduo, passando a impressão de que um cientista realizou descobertas isoladamente em seu laboratório. Entretanto, o desenvolvimento da Ciência tem como característica a colaboração, de maneira que pesquisadores, técnicos de laboratório e até mesmo participantes de uma pesquisa contribuem para as conclusões obtidas. Outro fato a ser ressaltado é que cientistas não são como o estereótipo construído ao longo do tempo: geralmente homens brancos, de idade avançada, que trabalham sozinhos no interior de laboratórios e são capazes de chegar instantaneamente a soluções para problemas. Cientistas podem realizar suas pesquisas não apenas na área das Ciências da Natureza, mas em diversas áreas do conhecimento, como as Ciências Humanas e Sociais Aplicadas. Além disso, sua faixa etária, seu gênero e sua etnia podem ser bastante diversificados. Cientistas não necessariamente conduzem pesquisas apenas no interior de laboratórios, mas podem realizá-las no campo, em museus e em bibliotecas, por exemplo. Além disso, suas conclusões a respeito do tema pesquisado não são instantâneas, pois são Pesquisadora trabalha em uma construídas ao longo da investigação, que pode perdurar por anos. investigação científica.

NASA/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Devido a questões históricas, sociais e culturais, o progresso da Ciência foi constantemente, e de maneira equivocada, vinculado apenas aos homens. Contudo, o avanço científico também se deve à participação de mulheres. Existem inúmeros exemplos A B C que evidenciam essa contribuição, como o caso das pesquisadoras negras na Agência Espacial Americana (Nasa). Os cálculos complexos realizados pelas matemáticas estadunidenses Mary Jackson (1921-2005), Katherine Johnson (1918-2020) e Dorothy Vaughan (1910-2008) foram fundamentais para levar os primeiros seres humanos à Lua, na década As pesquisadoras Mary Jackson (A), Katherine Johnson (B) e Dorothy de 1960. Vaughan (C).

IANDAGNALL COMPUTING/ALAMY/FOTOARENA

Mulheres na Ciência

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UNIDADE

Essas mulheres enfrentaram diversos obstáculos até serem reconhecidas, e a relevância de seus trabalhos está além do sucesso da missão espacial. Elas, enquanto mulheres negras, evidenciaram que a profissão cientista não tem gênero, tampouco é definida pela cor da pele. A história delas, assim como a de outras pesquisadoras, é fonte de inspiração para que novas gerações de mulheres exerçam carreiras científicas. ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Quer conhecer a história de Dorothy Vaughan, Katherine Johnson e Mary Jackson? Assista ao filme Estrelas além do tempo, direção de Theodore Melfi. EUA, 2016.

1999-2003

2014-2018

35,30%

44,25% 55,75%

64,70%

Homens

EDITORIA DE ARTE

Pesquisadores brasileiros ativos entre 1999-2003 e 2014-2018

Mulheres

Homens

Mulheres

Fonte: KLEIJN, Maria de et al. The researcher journey through a gender lens: an examination of research participation, career progression and perceptions across the globe. [S. l.]: Elsevier, 2020. p. 158, 160. Disponível em: https://assets.ctfassets.net/zlnfaxb2lcqx/5qhYSRWFvH4w3ULiVAbtS5/ a2e26aef48b8ada2cd401efc06e08867/Elsevier-gender-report-2020.pdf. Acesso em: 10 set. 2024.

Representação gráfica do percentual de pesquisadores brasileiros ativos entre os períodos de 1999 a 2003 e de 2014 a 2018, organizados por homens e mulheres. Embora o número de mulheres cientistas tenha aumentado com o passar do tempo, ainda há desafios a serem superados para se alcançar a igualdade de gênero nesse campo. Entre eles, está a baixa representação em cargos de liderança e a desigualdade salarial. A superação desses desafios é um dos pontos importantes que permitem a participação plena e igualitária das mulheres na Ciência. De modo a conscientizar a população sobre o tema, a Organização das Nações Unidas (ONU) estabeleceu o dia 11 de fevereiro como o Dia Internacional das Mulheres e Meninas na Ciência. A data também incentiva o combate da discriminação de gênero existente nesse campo.

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Hipóteses, leis e teorias científicas

FOTOGRIN/SHUTTERSTOCK.COM; ANGGALIH PRASETYA/ SHUTTERSTOCK.COM; MARYNA MARCHENKO/ SHUTTERSTOCK.COM; FRU SHUTTERSTOCK.COM

Com frequência, a mídia divulga notícias sobre pesquisas e descobertas científicas. Contudo, a falta de compreensão de alguns termos utilizados pela comunidade científica, como hipóteses, leis e teorias científicas, pode gerar dúvidas ou levar a conclusões erradas. Por esse motivo, é importante conhecer seus significados. As hipóteses são proposições de explicações embasadas em conhecimentos prévios e elaboradas por cientistas na tentativa de responder a uma questão científica ou a um problema. Elas podem ser testadas por meio das investigações científicas, assim são confirmadas ou refutadas. A confirmação de uma hipótese não necessariamente a tornará uma lei científica. As leis científicas são enunciados que descrevem regularidades, sob determinadas condições, sobre um fenômeno natural. Após diversas investigações, esses enunciados mantêm-se invariavelmente verdadeiros, caso essas condições específicas sejam mantidas, possibilitando realizar previsões sobre os fenômenos. Um exemplo é a lei da conservação das massas, proposta pelo francês Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794), que rege as reações químicas. Segundo essa lei, a soma da massa dos reagentes é igual à soma da massa dos produtos formados em uma reação química, caso ela ocorra em um sistema isolado. Esse enunciado se mantém invariavelmente verdadeiro, desde que se atenda às condições de um sistema isolado. As teorias científicas são distintas das leis científicas. Embora, na linguagem coloquial, as pessoas costumem se referir a teorias como um sinônimo para suposições, elas não são menos confiáveis do que as leis científicas. Na Ciência, as teorias científicas são explicações bem fundamentadas e amplamente testadas de fenômenos naturais. No entanto, diferentemente das leis, as teorias científicas não descrevem regularidades de fenômenos. As teorias podem ser modificadas com base em novos estudos e em novas observações. Um exemplo é a teoria da evolução, que explica como as espécies se modificaram ao longo do tempo. Essa teoria está baseada em evidências, como fósseis e estudos genéticos. A evolução é uma teoria, e não uma lei, pois não se pode determinar regularidades na evolução dos seres vivos, mas pode-se explicar como ela ocorreu ao longo do tempo.

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UNIDADE

É importante ressaltar que não existe um método universal para se realizar uma investigação, já que a complexidade dos fenômenos a serem estudados é muito variável. Nesse sentido, as etapas que serão aqui apresentadas apenas exemplificam alguns tipos de investigações.

Investigações científicas e suas etapas

As investigações científicas são os processos pelos quais o conhecimento científico é produzido pela comunidade científica. Para realizá-las, os pesquisadores costumam seguir algumas etapas comuns a elas. Questão inicial As investigações científicas partem de uma pergunta a respeito dos processos e dos fenômenos observados no mundo natural. Ela deve ser objetiva, específica e relevante para a área que se pretende estudar. As perguntas podem se originar da observação direta dos fenômenos na natureza, da curiosidade geral sobre o mundo, dos resultados de pesquisas já desenvolvidas, entre outras formas.

Elaboração de hipóteses Para responder à pergunta formulada, pesquisadores elaboram hipóteses. Como apresentado, as hipóteses são explicações previamente formuladas como possíveis respostas à questão inicial. Elas são embasadas no conhecimento disponível sobre o assunto que está sendo investigado.

Coleta de dados Para testar suas hipóteses, pesquisadores delineiam procedimentos específicos a serem seguidos, de modo a coletar dados. A coleta de dados consiste no recolhimento de informações que sejam relevantes à pesquisa, na tentativa de se responder à pergunta feita, utilizando experimentos, medições, questionários, entre outros métodos.

Elaboração de conclusões A interpretação dos resultados possibilita a elaboração de conclusões a respeito do fenômeno investigado. Nelas, pode-se apontar se os resultados permitem comprovar as hipóteses anteriormente estabelecidas, além de pontuar as considerações a respeito do problema investigado.

ANDREW KRASOVITCKII/SHUTTERSTOCK.COM ILUSTRAÇÕES: LEO TEIXEIRA

Análise dos dados e interpretação de resultados A análise dos dados compreende o exame das informações obtidas, por meio de diversas ferramentas, como as computacionais, matemáticas, entre outras. Este é o momento em que as informações começam a ganhar um significado para o contexto da investigação. A análise dos dados possibilita a obtenção de resultados, que serão interpretados com base nos conhecimentos já existentes naquela área.

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Para exemplificar as etapas de uma investigação, considere a seguinte situação. Um grupo de pesquisadores observou que em determinado rio está ocorrendo a morte de animais como peixes e alguns invertebrados. O grupo, então, elabora a questão: esses animais estão morrendo por envenenamento ou por falta de gás oxigênio? Assim, levanta-se a hipótese de que a quantidade de gás oxigênio dissolvido na água esteja abaixo dos níveis considerados ideais. Para testar a hipótese, os pesquisadores adotam o seguinte procedimento: na coleta de dados, são recolhidas amostras de 100 mL de água ao longo de diversos trechos do rio, espaçados igualmente; para a análise dessas amostras, são realizados testes químicos e físicos que possibilitam a determinação da quantidade de gás oxigênio dissolvido nelas. Então, tendo como parâmetro os padrões de qualidade da água já conhecidos, os pesquisadores estabelecem comparações entre eles e os resultados que obtiveram nas análises. Caso os resultados obtidos sejam inferiores ao padrão de qualidade, a hipótese é corroborada. Isto é, de fato a quantidade de gás oxigênio dissolvido na água estaria abaixo dos níveis ideais. A partir dos resultados, o grupo elabora suas conclusões a respeito do fenômeno estudado. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 Considerando a situação apresentada, identifique as etapas da investigação realizada pelo grupo de pesquisadores.

4 Os resultados obtidos pela investigação científica permitem afirmar que os animais

do rio estão morrendo em decorrência da quantidade de gás oxigênio dissolvido na água? Converse com seus colegas.

5 Quais outros questionamentos podem ser realizados a partir dos dados obtidos?

ILUSTRAÇÕES: LEO TEIXEIRA

Converse com seus colegas.

Pesquisadores recolhem amostras e verificam a qualidade da água de um rio.

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UNIDADE

Divulgação das investigações científicas Os resultados e as conclusões obtidas em uma investigação científica são compartilhados com a comunidade de cientistas ao redor do mundo. Normalmente, isso é feito por meio da redação de um trabalho, no formato de artigo científico, que resume todas as etapas seguidas na investigação, e de sua publicação em revistas científicas especializadas nas respectivas áreas de pesquisa. Basicamente, um artigo científico possui a estrutura descrita a seguir. • Introdução: contextualização do tema pesquisado; apresentação da questão de pesquisa ou do problema investigado, além das hipóteses que foram testadas. • Referencial teórico: discussão teórica a respeito do tema pesquisado, na qual se apresenta o que já se conhece na área. • Procedimentos metodológicos: descrição dos materiais e dos métodos que foram utilizados na coleta e na análise dos dados. • Apresentação e análise dos dados: apresentação, por meio de gráficos, tabelas, quadros etc., dos dados obtidos e como foram analisados, evidenciando os resultados aos quais se chegou.

• Referências: lista de referências bibliográficas utilizadas para a realização da pesquisa e para a redação do artigo. Para serem publicados, os artigos precisam passar pela análise de outros pesquisadores da área, que avaliam a pertinência da metodologia e a coerência dos resultados e das conclusões, processo chamado revisão por pares. Esse processo aumenta a confiabilidade dos conteúdos publicados nas revistas científicas. Os resultados de uma pesquisa também podem ser divulgados em eventos e congressos científicos, que ocorrem periodicamente em nível regional, nacional ou internacional. Nesses eventos, promovem-se discussões a respeito da área pesquisada sob diferentes perspectivas trazidas por cada um dos participantes, que podem ser estudantes, professores, pesquisadores e pessoas da comunidade. Os eventos científicos representam formas de se divulgar e ampliar os conhecimentos dos pesquisadores e da comunidade científica como um todo.

COOLPICTURE/MOMENT/GETTY IMAGES

• Discussão/Conclusões/Considerações finais: exposição das conclusões elaboradas, relacionando-as ou as contrapondo ao que já se conhece na área.

Pesquisador apresenta os resultados de sua investigação em um congresso científico.

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Ao realizarem as investigações científicas, os pesquisadores devem seguir um conjunto de preceitos éticos. Qualquer pesquisa deve ser conduzida com rigor e transparência, sem falsificar procedimentos e/ou resultados, tampouco sem direcioná-los a conclusões que favoreçam o interesse próprio. Além disso, é proibido o plágio de informações, ou seja, a apropriação de resultados de outros autores em outros trabalhos. É necessário referenciar essas informações, indicando que aquele resultado foi obtido originalmente por outra pessoa. As pesquisas também precisam seguir as leis, resoluções e normas do país onde são conduzidas. Em pesquisas realizadas com seres humanos, por exemplo, o participante tem direito a ter o acesso a todas as informações, como objetivos, procedimentos e possíveis riscos. Dessa forma, pode-se optar por querer ou não contribuir com a pesquisa, de forma livre e consentida. No entanto, o reconhecimento legal dos direitos dos participantes em pesquisas se deu apenas no século XX, após a Segunda Guerra Mundial. Durante essa guerra, milhões de pessoas foram mantidas presas em campos de concentração. Nesses locais, milhares de pessoas foram submetidas a experiências contra sua vontade. A violência de crimes referentes a procedimentos invasivos em prisioneiros da guerra trouxe regulamentações sobre os direitos humanos, incluindo questões sobre a participação de seres humanos em pesquisas. Assim, em 1947, foi criado o Código de Nuremberg, o primeiro documento a estabelecer um conjunto de preceitos éticos em pesquisas realizadas com seres humanos. No ano seguinte, em 1948, foi criada a Declaração Universal dos Direitos Humanos.

LORDN/SHUTTERSTOCK.COM

A ética na pesquisa

Apresentar todas as informações aos participantes é fundamental para que possam decidir voluntária e livremente a sua participação na pesquisa. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

6 Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa sobre os eventos históricos relativos à ética na pesquisa e aos direitos humanos, considerando os seguintes pontos.

• O Código de Nuremberg foi criado durante o Tribunal de Nuremberg. O que foi esse tribunal? • Qual a importância da criação do Código de Nuremberg para a pesquisa científica? • Qual a importância da criação da Declaração Universal dos Direitos Humanos? A partir dos resultados encontrados, produzam um podcast e o apresente à comunidade escolar.

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UNIDADE

Desde tempos antigos, o ser humano busca compreender e explicar os fenômenos que presencia. Essas explicações podem ser elaboradas a partir de diferentes perspectivas, que em alguns casos não estão relacionadas com os conhecimentos científicos. Considere alguns exemplos de outros tipos de conhecimento presentes na sociedade. Os conhecimentos empíricos são estabelecidos a partir da interação com o mundo, sem métodos sistemáticos. Por isso, não possuem embasamento teórico, em termos científicos. Um exemplo seria o conhecimento prático de agricultores sobre questões que envolvem atividades agrícolas, como as condições meteorológicas, as condições do solo e das plantas. Esses conhecimentos são construídos a partir de suas vivências.

ADRIANO KIRIHARA/ PULSAR IMAGENS

Outros tipos de conhecimento

Os conhecimentos filosóficos se relacionam a questões subjetivas, como os valores que orientam a ação dos indivíduos. Eles são elaborados a partir de questionamentos, da reflexão e da argumentação. As questões éticas envolvidas na pesquisa com seres humanos, estudadas anteriormente, são exemplos desse tipo de conhecimento. Os conhecimentos teológicos são sustentados na crença, sendo assim, não podem ser verificados ou comprovados. Eles são sustentados na convicção pessoal e interpretação das tradições religiosas. Apanhador de sempre-vivas. No caso de comunidades tradicionais, como indígenas, quilomParque Nacional das Semprebolas, caiçaras e ribeirinhos, a presença do fator cultural em seu -Vivas, Diamantina (MG), 2013. conjunto de conhecimentos é bastante significativa. Essas comunidades apresentam entendimentos próprios sobre PENSE E RESPONDA Não escreva no livro. elementos e fenômenos que ocorrem na natureza, denominados saberes tradicionais. Os saberes tra- 7 Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa sobre os sadicionais foram construídos a partir da interação beres de uma comunidade tradicional desses grupos com o mundo ao seu redor, ao longo brasileira a respeito de fenômenos que do tempo. Esses saberes envolvem hábitos e costuocorrem na natureza. Elaborem uma mes, refletindo os modos de vida das comunidades apresentação digital com os resultados que os compõem. Além disso, são passados entre as de sua pesquisa, promovendo o respeito gerações, mantendo-se preservados e constituindo a e a valorização dos saberes tradicionais. identidade cultural dessas comunidades.

ANDRE DIB/PULSAR IMAGENS

Agricultores familiares trabalham em plantação de mandioca. Brazlândia (DF), 2021.

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Não escreva no livro.

1. Cite algumas características da Ciência. 2. Elabore um texto que explique brevemente as etapas de uma investigação científica.

3. As pesquisadoras brasileiras Ester Cerdeira

ACERVO DO DEPARTAMENTO DE COMUNI

ANDRÉ SEITI/INSTITUTO TODOS PELA SAÚDE

Sabino e Maria Augusta Arruda têm extensas carreiras como cientistas, com muitos feitos importantes. Ester Sabino fez parte de uma das equipes de cientistas que se dedicaram ao estudo do material genético do novo coronavírus no Brasil, essencial para o entendimento e acompanhamento da doença. Maria Arruda foi coordenadora da parceria entre o Brasil e a Universidade de Nottingham para a descoberta de novos fármacos, e hoje é diretora do Laboratório Nacional de Biociências. Analise as fotografias e responda às questões a seguir.

Ester Cerdeira Sabino (A) e Maria Augusta Arruda (B). a) As pesquisadoras se encaixam no estereótipo de cientistas que aparecem em filmes e desenhos animados? Explique sua resposta. b) Em grupo, façam uma pesquisa a respeito da contribuição de diferentes mulheres à Ciência ao longo da história, com destaque para cientistas brasileiras. Elaborem um vídeo de até três minutos com os resultados da pesquisa. Compartilhem o vídeo com os colegas de turma.

4. Em uma conversa com os colegas, um estudante disse que as teorias científicas não podem ser creditadas ou tidas como verdadeiras, já que não passam de especulações feitas por cientistas. Você concorda com a afirmação do estudante? Justifique sua resposta.

5. Uma professora realizou um experimento com uma turma de estudantes para determinar as variáveis que influenciam no crescimento de plantas. A variável testada na primeira aula foi a luz. Para o experimento, a professora separou quatro vasos de plantas: duas foram mantidas em uma sala escura, na ausência de luz;

e as outras duas, sob a bancada da sala de aula, na presença da luz ambiente. Ao longo do experimento, as plantas receberam água nas mesmas quantidades e nos mesmos períodos do dia. Ao final, os estudantes observaram que as plantas mantidas no escuro não cresceram tanto quanto as plantas mantidas na presença de luz. A respeito do experimento, faça o que é proposto a seguir. HÉCTOR GÓMEZ

AT¡v¡DaDeS

Plantas mantidas na presença de luz ambiente.

Plantas mantidas na ausência de luz.

Representação do experimento realizado (imagens sem escala; cores fantasia). a) Construa uma questão de pesquisa para o experimento realizado pela professora. b) Construa ao menos duas hipóteses que podem ser testadas por meio do experimento realizado pela professora. c) Identifique os materiais necessários à realização do experimento. d) Qual a possível conclusão feita pelos estudantes, após a realização do experimento?

6. Diversas escolas possuem feiras de Ciências

anuais, nas quais os estudantes de diversas idades apresentam resultados de investigações que realizaram ao longo do ano. A respeito do assunto, faça o que é proposto a seguir. a) Caso você apresentasse um trabalho em uma feira de Ciências, sobre o que seria? O que gostaria de pesquisar? Por quê? b) Verifique a possibilidade de apresentar um trabalho na feira de Ciências de sua escola que se relacione com sua resposta ao item anterior. Caso não exista feira de Ciências, faça uma pesquisa sobre o assunto e elabore uma proposta para sua execução. Apresente a proposta para a direção da escola e verifique sua viabilidade.

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10/11/2024 08:46

UNIDADE

Sa¡ba ma¡s

Cuidado: fake news!

Muitas reportagens parecem ter cunho científico por serem iniciadas pela expressão "cientistas descobrem". No entanto, essa expressão não garante que as informações veiculadas sejam verdadeiras. Diante de reportagens como essas, é preciso analisar todo seu conteúdo, pois elas podem não ter sustentação científica e se tratar de fake news. As fake news são informações falsas que são divulgadas como verdadeiras com o objetivo de manipular e enganar as pessoas. O compartilhamento de fake news contribui para a desinformação da população, ao provocar confusões e levantar dúvidas em relação aos fatos. Também pode impactar negativamente a vida das pessoas, influenciando-as a tomar decisões que podem prejudicar sua saúde, seu trabalho, entre outras dimensões. Para interromper o ciclo de compartilhamento de fake news, é preciso saber identificá-las. A análise crítica pode auxiliar nessa tarefa. Sendo assim, ao fazer a leitura de uma notícia, é preciso avaliar alguns aspectos, como: • Onde ela foi publicada? Jornais de alcance regional e nacional, páginas oficiais de universidades e revistas científicas são exemplos de fontes confiáveis de informação. Nesses veículos, as informações são analisadas por diferentes profissionais antes de serem divulgadas. Essa validação não ocorre em blogues pessoais e aplicativos de mensagens instantâneas, que costumam trazer opiniões pessoais.

STOCK LIBERI/SHUTTERSTOCK.COM

• Quem são os autores? Notícias verdadeiras geralmente trazem, de forma explícita, seus autores, que, normalmente, são profissionais devidamente habilitados. Em contrapartida, notícias falsas não indicam seus autores ou, quando o fazem, apresentam nomes fictícios. • Quando ela foi publicada? Algumas fake news trazem informações antigas como atuais. No entanto, é possível que essas informações estejam desatualizadas, não mais dizendo respeito ao contexto presente. Por isso, é importante verificar a data original de publicação. Caso esses aspectos não estejam devidamente elucidados, a notícia pode não ser verdadeira. Por isso, antes de passar adiante uma informação, questione-se: tenho certeza de que ela é verdadeira? Se a resposta for não, não a compartilhe. Faça sua parte no combate às fake news!

Analisar informações de forma crítica auxilia o combate de fake news. AT¡v¡DaDe

Não escreva no livro.

1. Forme um grupo com os colegas e elaborem um panfleto informativo que promova o combate às

fake news, apontando orientações sobre como identificá-las. O panfleto, que pode ser impresso ou digital, deve ser distribuído à comunidade escolar por meio de redes sociais, aplicativos de mensagens ou e-mails.

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14/11/2024 07:18

TEMA

Células

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Você já se questionou sobre quantas células formam o corpo humano? Milhares, milhões, bilhões? Um estudo realizado em 2023 apresentou dados sobre a quantidade de células que constituem o corpo humano. Analise alguns resultados desse estudo. São adipócitos

18,1 kg

36 PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

trilhões de células

22 kg

1 Adipócitos e mió citos são tipos de células. Você sabe em quais locais do corpo huma no elas podem s e r e n co n t r a das e quais são as funções que desempenham?

2 Você conhece o

nome de algum outro tipo de célu la do corpo huma no? Converse com os colegas sobre isso.

70 kg

1,76 m

*miócitos esquelético musculares

São miócitos*

1264

Mulher adulta

60 kg

1,63 m

tipos de células

Elaborado com base em: HATTON, Ian A. et al. The human cell count and size distribution. PNAS, [s. l.], v. 120, n. 39, set. 2023. Disponível em: https://www.pnas.org/doi/epub/10.1073/pnas.2303077120. Acesso em: 12 set. 2024.

Representação da quantidade de células no corpo de um homem adulto e de uma mulher adulta (imagens sem escala; cores fantasia). Os seres vivos possuem características que os distinguem da matéria sem vida. Entre estas caraterísticas estão as células. Assim, o estudo das células permite um melhor entendimento sobre os seres vivos, como será visto neste Tema. OOK COLLECT RY B ION

/AL

AR E

Diversos cientistas colaboraram com a constru ção do conhecimento sobre a composição dos seres vivos. No ano de 1665, o cientista inglês Robert Hooke (1635-1703) publicou o livro Micrographia, com ilustrações de materiais e seres vivos obser vados ao microscópio por ele fabricado. Entre as ilustrações, estava a representação da estrutura da cortiça observada ao microscópio. A observação da cortiça deu o nome à célula, que quer dizer pequena cela (ou quarto), devido aos pequenos comparti mentos que foram observados.

Teoria celular

L IB

mínimo de células necessário para formar um ser vivo?

Homem adulto

17,5 kg

3 Qual é o número

ALEX SILVA

13,6 kg

Ilustração feita por Robert Hooke ao observar um pedaço de cortiça, material de origem vegetal utilizado na fabricação de rolhas.

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UNIDADE

Após ter acesso aos trabalhos de Robert Hooke, o construtor de lentes neerlandês Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) desenvolveu interesse pela fabricação de microscópios. No ano de 1674, Leeuwenhoek fez a primeira observação de uma célula viva em um microscópio que ampliava a imagem de uma amostra em cerca de 300 vezes, um feito espetacular para a época. No século XIX, o botânico alemão Matthias Schleiden (1804-1881) e o fisiologista alemão Theodor Schwann (1810-1882) propuseram uma teoria que estabelecia que todos os tecidos vegetais e animais eram formados por células. Ela ficou conhecida por teoria celular e passou por diversas modificações com o avanço dos estudos. Atualmente, a teoria celular estabelece que todos os seres vivos são formados por células, e que elas são as unidades básicas estruturais e funcionais dos seres vivos. Isso significa dizer que a célula é a menor unidade que compõe a estrutura de um ser vivo e a menor unidade que desempenha as funções necessárias para sua existência. Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Física. Mais informações nas Orientações para o professor.

DiAlOGOS DA NATUREZA

Microscópios e células

Os microscópios ampliam imagens e aumentam o poder de observação dos seres humanos, possibilitando observar a imagem ampliada de um objeto com detalhes definidos, isto é, nítidos. Por exemplo, o ser humano pode enxergar com nitidez somente objetos de até 0,1 mm. Isso significa que dois pontos que estão a uma distância inferior a 0,1 mm são vistos apenas como um ponto. Já uma célula típica animal tem de 0,01 a 0,02 mm de diâmetro, sendo impossível vê-la a olho nu. Existem, basicamente, dois principais tipos de microscópios: o óptico (A) e o eletrônico (B). A

L VAL CA

I NI JA

MES/BSIP/AL

Y/ F

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T I/S CI E N C E P H O

L IB

Y/ TO

PVINCE73/SHUTTERSTOCK.COM

ENA

VITALY KOROVIN/SHUTTERSTOCK.COM

No detalhe, imagem de bactéria Vibrio cholerae obtida por microscópio óptico (aumento aproximado de 670 vezes; colorida artificialmente).

No detalhe, imagem de bactéria Vibrio cholerae obtida por microscópio eletrônico (aumento aproximado de 24 000 vezes; colorida artificialmente).

Os microscópios ópticos são formados por um conjunto de lentes que ampliam a imagem das amostras com nitidez em até cerca de 1 000 vezes na maioria dos modelos, permitindo observar detalhes de 0,0002 mm. Nesse tipo de microscópio, feixes de luz atravessam o material a ser analisado, sendo direcionados para um sistema de lentes de vidro que amplia a imagem. Esse tipo de microscópio permite observar organismos vivos, suas células e vários detalhes de seus componentes.

Os microscópios eletrônicos apresentam capacidade de ampliação de aproximadamente entre 200 000 e 600 000 vezes, tornando possível observar detalhes de até 0,000005 mm. No lugar do feixe de luz, esses microscópios possuem um sistema de emissão de feixe de elétrons, o qual atravessa o material a ser analisado e, posteriormente, forma uma imagem ampliada. Esse tipo de microscópio não permite a observação de organismos vivos.

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Níveis de organização biológica

Níveis de organização do corpo humano

Célula: é formada por diferentes moléculas, que, por sua vez, são constituídas por diferentes arranjos de átomos.

Tecido: é constituído por um conjunto de células de mesma origem e que realizam funções especializadas em processos específicos. Nos seres humanos, são reconhecidos quatro grandes grupos de tecidos: epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso.

Molécula

Órgão: são formados por dois ou mais tecidos distintos. Organismo: o ser humano é um organismo formado por conjuntos de sistemas que realizam as funções que os mantêm vivos, como a digestão dos alimentos, a respiração, a circulação sanguínea, a reprodução etc. por diferentes arranjos de átomos.

Sistema: é constituído por dois ou mais órgãos que atuam em conjunto na realização de funções específicas. Por exemplo, a boca, o esôfago, o estômago e os intestinos são alguns dos órgãos que constituem o sistema digestório. Juntos, eles promovem a digestão de alimentos e a absorção de nutrientes.

ALFRED PASIEKA/SCIENCE PHOTO LIBRARY/GETTY IMAGES

ROMAN SAMBORSKYI/SHUTTERSTOCK.COM

Átomos

MAAL ILUSTRA

Atualmente, estima-se que haja na Terra de 1 a 6 bilhões de espécies de seres vivos. Mais de 70% dessas espécies apresentam somente uma célula, sendo chamados de unicelulares. O restante apre senta mais de uma célula e são chamados de organismos pluricelulares. Os seres vivos podem ser organizados em diferentes níveis biológicos: de átomos até organismos. Como exemplo, o esquema a seguir representa os níveis de organização do corpo humano.

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 30 do pdf.

Representação dos níveis de organização do corpo humano (imagens sem escala; cores fantasia).

Características gerais das células Nem todas as células possuem material genético, como as hemácias.

A maioria das células apresenta algumas características em comum, como a presença de material genético, citoplasma e membrana plasmática. O material genético armazena informações que se referem ao funcionamento da célula. Ele se apre senta sob a forma de uma molécula de DNA (sigla em inglês para ácido desoxirribonucleico). O citoplasma é preenchido por um fluido rico em água, denominado citosol, no qual estão imersas as organelas celulares. Nele, ocorre uma série de reações químicas. A membrana plasmática separa o interior das células do meio extracelular. Essas estruturas serão estudadas com mais detalhes posteriormente.

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UNIDADE

Tipos celulares

Célula de bactéria Escherichia coli, um exemplo de célula procariótica (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 10 000 vezes; colorida artificialmente).

DAVID M. PHILLIPS/SCIENCE SOURCE/FOTOARENA

STEVE GSCHMEISSNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

DR KLAUS BOLLER/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

As células podem ser distinguidas em, basicamente, dois padrões: células procarióticas e células eucarióticas. O formato, as estruturas e os componentes podem variar dentro de cada um desses padrões. A seguir, são apresentados um exemplo de célula procariótica e dois exemplos de células eucarióticas.

Célula do intestino, um exemplo de célula eucariótica animal (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 1 500 vezes; colorida artificialmente).

Célula de planta da espécie Arabidopsis thaliana, um exemplo de célula eucariótica vegetal (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 1 900 vezes; colorida artificialmente).

Adiante, serão abordadas, por meio de modelos generalizados, as principais diferenças entre as células procarióticas e as células eucarióticas.

Célula procariótica As células procarióticas não apresentam núcleo delimitado por membrana nem estruturas membranosas em seu interior. Os seres formados por células procarióticas são denominados procariontes, como as bactérias.

Citoplasma: preenchido por um fluido denominado citosol, no qual, nas células procarióticas, estão imersos os ribossomos, que também estão presentes no citosol das células eucarióticas.

Cápsula: estrutura externa à parede celular de algumas bactérias. Desempenha funções na proteção e na aderência das bactérias a superfícies.

Flagelo: responsável pela locomoção.

Representação de uma célula procariótica bacteriana generalizada (imagem sem escala; cores fantasia).

Ribossomos: organelas que sintetizam proteínas. Nessas células, os ribossomos são encontrados livres, dispersos no citosol.

SELMA CAPARROZ

Material genético: nas células procarióticas, esse material está disperso no citosol.

Fímbrias: promovem a adesão na superfície de alguns procariotos.

Membrana plasmática: delimita a célula, separando o meio interno do meio externo. Realiza o controle de entrada e saída de substâncias nas células.

Parede celular: estrutura rígida externa à membrana plasmática. Elaborada com base em: REECE, Jane. B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 97.

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10/11/2024 09:02

Célula eucariótica As células eucarióticas apresentam um núcleo organizado, delimitado por uma membrana, e estruturas membranosas em seu interior. Os seres formados por células eucarióticas são deno minados eucariontes, como os protozoários, as algas, os fungos, os animais e as plantas. Como exemplo, analise as funções das principais estruturas presentes em uma célula animal generalizada. Núcleo

Mitocôndria

Retículo endoplasmático

CO2

Membrana plasmática Centríolos

O2 Glicose

Citoesqueleto ATP

Complexo golgiense

5 5

12 10 Peroxissomo

6 7

ALEX ARGOZINO

HOLO ART/SHUTTERSTOCK.COM

Ribossomos

Citosol Lisossomos

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 100-109.

Representação de uma célula eucariótica animal generalizada (imagem sem escala; cores fantasia).

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Apresenta constituição lipoproteica e reveste a célula, a delimitando-a e controlando o fluxo de entrada e saída de substâncias.

UNIDADE

Membrana plasmática

Citosol Material onde ficam imersas as organelas.

Citoesqueleto Rede de filamentos longos e finos de proteínas presente no citoplasma de células eucarióticas. Sustenta e organiza o citoplasma, mantendo a forma da célula e possibilitando o deslocamento de organelas e vesículas em seu interior.

Núcleo Apresenta em seu interior o material genético (DNA). Ele é delimitado pelo envoltório nuclear.

Centríolos Formam fibras durante a divisão celular, às quais se ligam os cromossomos.

Ribossomos

Nas células eucarióticas, são produzidos no núcleo da célula e transportados ao citoplasma 1 , onde podem ser encontrados livres 2 , ligados à membrana externa do núcleo celular ou à membrana do retículo endoplasmático granular 3 .

Retículo endoplasmático Rede de túbulos e sacos achatados cujas membranas são contínuas ao envoltório nuclear. Uma porção do retículo apresenta ribossomos aderidos à sua membrana e é denominada retículo endoplasmático granular. Essa porção está relacionada à síntese e à secreção de proteínas, que após produzidas são armazenadas em vesículas 4 . A porção do retículo que não apresenta ribossomos aderidos à membrana é denominada retículo endoplasmático agranular e está relacionada a diversas atividades, como síntese de lipídios e metabolismo de carboidratos.

Complexo golgiense Organela que se relaciona ao processo de modificação, de armazenamento, de transporte e de distribuição de proteínas provenientes do retículo endoplasmático. Para tanto, as vesículas provenientes do retículo se fundem à membrana do complexo golgiense 5 e liberam seu conteúdo em seu interior, onde serão modificadas. Após a modificação das proteínas, elas são empacotadas em vesículas, que podem ser eliminadas da célula 6 , permanecer dentro dela 7 ou formar os lisossomos 8 .

Lisossomos

Peroxissomo Organela associada à eliminação de compostos tóxicos.

Mitocôndria Organela na qual ocorrem as etapas finais da respiração celular aeróbia, processo que possibilita a obtenção de energia utilizada pelas células.

PRACHOVA NATALIIA/SHUTTERSTOCK.COM

Organelas relacionadas à digestão intracelular de substâncias englobadas pela célula ou de material da própria célula. Na digestão intracelular, as substâncias englobadas são empacotadas em vesículas 9 , nas quais os lisossomos se fundem 10 e liberam enzimas digestivas 11 . As moléculas resultantes da digestão podem ser reaproveitadas pela célula ou ser eliminadas 12 .

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As células eucarióticas vegetais apresentam muitas estruturas similares às células eucarióticas animais. Contudo, comparativamente, apresentam estruturas exclusivas, como os plastos e a parede celular. A seguir, analise as funções das principais estruturas presentes em uma célula vegetal generalizada. Vacúolos: cavidades celulares envoltas por membrana e que ocupam grande parte do volume celular. Estão associados a diversas funções, entre as quais o controle do volume de água no interior da célula, o acúmulo de nutrientes e metabólitos e o depósito de pigmentos e toxinas.

Retículo endoplasmático agranular Núcleo delimitado por envoltório nuclear

SELMA CAPARROZ

Complexo golgiense

Plastos: organelas específicas das células vegetais. Existem dois grandes grupos: os cromoplastos, que sintetizam e armazenam pigmentos; e os leucoplastos, que sintetizam e armazenam outras substâncias, como grãos de amido, proteína e óleos (sendo, portanto, desprovidos de pigmentos). Os cloroplastos, organelas relacionadas à fotossíntese, pertencem ao grupo dos cromoplastos, pois sintetizam e armazenam o pigmento clorofila.

Retículo endoplasmático granular

Ribossomos Citosol

Parede celular: estrutura externa à membrana plasmática, constituída por celulose, outros polissacarídeos e proteínas. Mantém o formato da célula e confere proteção a ela.

Membrana plasmática

Mitocôndria

Peroxissomos: em células vegetais, alguns peroxissomos especializados realizam a síntese de glicose na semente, utilizada como fonte de energia para a plântula que irá se desenvolver.

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 101.

Representação de uma célula eucariótica vegetal generalizada (imagem sem escala; cores fantasia). ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Que tal interagir com a representação de uma célula em 3D? Para isso, acesse o link a seguir. Células virtuais. Publicado por: Espaço Interativo de Ciências. Disponível em: https://eic.ifsc.usp.br/app/ celulasvirtuais/. Acesso em: 13 ago. 2024.

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UNIDADE

A membrana plasmática e o transporte de substâncias

KALLAYANEE NALOKA/SHUTTERSTOCK.COM

A membrana plasmática é responsável pela entrada e pela saída de água e de outras substâncias nas células, controle denominado permeabilidade seletiva. Outra função desempenhada pela membrana plasmática é o reconhecimento de outras células e de moléculas por meio, por exemplo, de sinais químicos. Em 1972, o físico-químico Seymour Jonathan Singer (1924-2017) e o bioquímico Garth L. Nicolson (1943-), ambos estadunidenses, propuseram que a membrana plasmática é formada por duas camadas de fosfolipídios, nas quais estão presentes proteínas. A maioria desses componentes está em cons tante movimento, o que confere fluidez à membrana. Esse modelo ficou conhecido como modelo de mosaico fluido. Cabeça hidrofílica (polar) Fosfolipídio

Caudas hidrofóbicas (apolares)

Lado extracelular da membrana

Bicamada de fosfolipídios

Proteína transmembrana

Proteína periférica

Lado intracelular da membrana

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 125.

Representação da membrana plasmática de acordo com o modelo de mosaico fluido (imagem sem escala; cores fantasia).

Os fosfolipídios são os lipídios mais abundantes da membrana. Essas moléculas possuem uma região hidrofílica, ou seja, que interage com a água, e uma parte hidrofóbica, que não interage com a água. A parte hidrofóbica está voltada para o interior da dupla camada. Com relação às proteínas, existem dois tipos que podem estar associadas à bicamada fosfolipídica: as proteínas integrais, entre as quais estão as proteínas transmembranas, que atravessam ambos os lados da bicamada, e as proteínas periféricas, que estão ligadas a uma das superfícies da membrana. As proteínas são importantes para a entrada e a saída de substâncias nas células, e também para a comunicação entre elas. A capacidade que a membrana plasmática tem de transportar seletivamente substâncias para o meio interno ou externo da célula pode, ou não, ter um gasto energético. Os transportes que ocorrem sem gasto de energia são chamados de transporte passivo e ocorrem a favor de um gradiente de concentração. Nesse caso, tendem a igualar a concentração da substância no interior da célula e no meio externo, procurando atingir um equilíbrio entre as concentrações. São exemplos: a difusão simples, a osmose e a difusão facilitada. Já os transportes que demandam gasto energético são chamados de transporte ativo e ocorrem contrariamente a um gradiente de concentração. Os processos de transporte ativo tendem a manter a diferença de concentração da substância entre o interior da célula e o meio externo. Um exemplo disso é a bomba de sódio-potássio, que será abordada adiante.

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Difusão simples

ALEX SILVA

A difusão simples é caracterizada pelo movimento de substâncias de uma região de maior concen tração de soluto para uma região de menor concentração, sem gasto de energia. Moléculas pequenas solúveis em lipídios, como o gás carbônico e o gás oxigênio, atravessam a membrana plasmática por meio da difusão simples. Meio extracelular Moléculas

Fosfolipídio

Região hidrofílica (polar) Região hidrofóbica (apolar)

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 135.

Bicamada de fosfolipídios

Proteína

Meio intracelular

Representação do processo de difusão simples pela membrana plasmática (imagem sem escala; cores fantasia).

Osmose

Considere que uma solução de água e sacarose (solução I) esteja no interior de um tubo de vidro que tem uma das extremidades vedadas com papel-celofane (1). O papel-celofane possui as características de uma membrana semipermeável, isto é, possibilita a passagem da água, mas não da sacarose.

Solução I

Solução II

SELMA CAPARROZ

A osmose é caracterizada pelo movimento de moléculas de água (solvente) de uma região de menor concentração de soluto para uma região de maior concentração por meio de uma membrana semiper meável. Nesse caso, a membrana possibilita apenas a passagem de água, que ocorre devido à diferença de concentração de solutos, sem gasto de energia. Como exemplo, analise o esquema a seguir.

Ao colocarmos esse tubo no interior de um recipiente de vidro que contenha uma solução de água pura (solução II) (2), observa-se que a coluna de água em seu interior sobe (3) e (4). Isso ocorre porque as moléculas de água da solução II atravessam o papel-celofane em direção à solução I, ou seja, movem-se da solução com menor concentração de soluto para a solução com maior concentração.

RAVEN, Peter Hamilton; EVERT, Ray Franklin; EICHHORN, Susan E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 80.

Representação de montagem experimental que evidencia a ocorrência do processo de osmose (imagem sem escala; cores fantasia).

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UNIDADE

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor. Se achar interessante, comente com os estudantes que o fenômeno ocorrido em hemácias que A osmose e as células perdem água para um meio hipertônico é chamado crenação.

DiAlOGOS DA NATUREZA

O efeito da osmose na célula varia conforme o tipo celular e o meio em que está inserida. Uma célula animal, como a hemácia, por exemplo, não sofre alteração quando colocada em meio isotônico – solução com concentração de soluto igual à do meio intracelular. Já em meio hipotônico – solução com concentração menor de soluto em relação ao meio intracelular – a hemácia incorpora água e incha, o que pode levar ao rompimento da membrana plasmática. Em meio hipertônico – solução com maior concentração de soluto em relação ao meio intracelular –, a hemácia perde água para o meio e encolhe. B

RAFAEL HERRERA

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard J.; DERRICKSON, Bryan. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 50.

Representação de hemácias em solução hipertônica (A), solução isotônica (B), solução hipotônica, em que não houve o rompimento da hemácia (C), e solução hipotônica, em que houve o rompimento da hemácia (D) (imagens sem escala; cores fantasia).

Uma célula vegetal também incorpora água em uma solução hipotônica. Contudo, devido à presença da parede vegetal, a célula não se rompe. Já em uma solução hipertônica, a célula vegetal perde água, mas seu formato se mantém praticamente inalterado devido à rigidez da parede vegetal.

Difusão facilitada A difusão facilitada é caracterizada pelo movimento de substâncias de uma região de maior concentração de soluto para uma região de menor concentração, com o auxílio de proteínas. Esse transporte se dá sem o gasto de energia. A difusão facilitada pode ocorrer de diferentes formas, dependendo da molécula a ser transportada. Analise o esquema a seguir.

Meio extracelular

Canal iônico

A glicose é transportada por meio de proteínas que sofrem alteração em sua conformação, denominadas proteínas transportadoras.

Íon

Proteína transportadora

Glicose

Meio intracelular

ALEX SILVA

Íons, como o de sódio, de potássio, de cloro e de cálcio, por exemplo, são transportados por meio de canais iônicos, formados por proteínas. Parte desses canais se abre ou se fecha mediante alguns estímulos.

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 133.

Representações de exemplos de difusão facilitada por meio de canal iônico (A) e de proteína transportadora (B) (imagens sem escala; cores fantasia).

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ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Utilize o simulador a seguir para estudar a difusão de íons pela membrana plasmática por meio de canais iônicos. Uma parte dos canais fica permanentemente aberta, e outra parte, chamada de canais comporta, precisa ser aberta para possibilitar a passagem dos íons. Simule diferentes condições de concentração de íons nos meios separados pela membrana e avalie a mudança na concentração de cada um deles conforme a difusão ocorre. Canais da membrana. Publicado por: PhET Interactive Simulations. Disponível em: https://phet.colorado.edu/ pt_BR/simulations/membrane-channels. Acesso em: 15 set. 2024.

Bomba de sódio-potássio

Meio extracelular

Na+

K+

ALEX SILVA

A bomba de sódio-potássio é um exemplo de transporte ativo, caracterizado pelo movimento de íons de sódio (Na+) e íons de potássio (K+) de uma região de menor concentração para uma região de maior concentração, com o auxílio de algumas proteínas de transporte que utilizam energia. Considere como exemplo a atuação da bomba sódio-potássio em células nervosas. Nessas células, a concentração de íons de sódio (Na+) é maior no meio extracelular, e a concentração de íons de potássio (K+) é maior no meio intracelular. Esses íons atravessam a membrana plasmática por difusão facilitada a favor de seu gradiente de concentração, tendendo a equilibrar suas concentrações. Contudo, a diferença de concentração desses íons se mantém, pois eles são constantemente transportados contra seu gradiente de concentração por meio de proteínas específicas que utilizam energia. Esse processo é representado pelo esquema a seguir. II

Na+

Na+ Na+

K+ K+

Na+

K+

Proteína transportadora

Meio intracelular Íons de sódio (Na+) se ligam à proteína que os transporta para o meio extracelular.

Simultaneamente, íons de potássio (K+) se ligam à proteína que os transporta para o meio intracelular.

Para ambos os processos, a proteína transportadora utiliza energia para alterar sua conformação e promover o transporte dos íons contra o gradiente de concentração. Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 135.

Representação da bomba de sódio-potássio (imagem sem escala; cores fantasia). PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

4 A digoxina é um composto obtido de uma planta popularmente chamada de dedaleira (Digitalis

purpurea). Ele é utilizado para o tratamento de certas condições como a insuficiência cardíaca. Seu efeito é inibir a ação da bomba de sódio-potássio. Nessa situação, considerando que a célula mantenha seus canais iônicos abertos para os íons de sódio e de potássio, o que aconteceria com a concentração intracelular e extracelular desses íons?

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UNIDADE

AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Quais características são comuns a células procarióticas e eucarióticas? 2. Explique o modelo de mosaico fluido, proposto pelo físico-químico Seymour Jonathan Singer e o bioquímico Garth L. Nicolson para descrever a estrutura da membrana plasmática.

3. Indique os níveis de organização biológica do corpo humano. 4. Considere que você precise auxiliar um técnico de laboratório a identificar amostras de células em

um microscópio óptico. Ao observar diferentes preparos de amostras de dois tipos celulares (X e Z), o técnico apontou as seguintes características:

• Tipo celular X: ausência de parede celular e presença de núcleo delimitado por um envoltório nuclear. • Tipo celular Z: presença de parede celular. Diante das características apontadas pelo técnico, faça o que se propõe a seguir. a) É possível afirmar que uma das células é eucariótica e a outra, procariótica? Explique sua resposta. b) Em seu caderno, faça um esquema que represente a célula X, identificando suas principais estruturas. c) Considere que o técnico de laboratório utilizou reagentes químicos e conseguiu identificar que a parede celular da célula Z era formada principalmente por celulose. Faça um esquema em seu caderno que represente essa célula, identificando suas principais estruturas.

5. Uma professora de Ciências da Natureza retirou uma pequena película de uma cebola, corou a amostra PETER HERMES FURIAN/SHUTTERSTOCK.COM

e a visualizou em um microscópio óptico. A imagem obtida é apresentada a seguir.

Células de epiderme de cebola (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 140 vezes; colorida artificialmente). Considerando a imagem apresentada, responda aos itens a seguir. a) O corante utilizado pela professora cora em azul as moléculas que armazenam informações sobre as características das células da cebola. Com base nessa informação, responda: que molécula foi corada e que estrutura da célula está sendo apontada pela seta? Justifique sua resposta. b) Cite o nome e indique a função de uma organela presente nas células da cebola, mas ausente em células humanas.

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6. Uma professora de Biologia realizou a seguinte atividade prática durante as aulas. Em um recipiente A

com água, colocou uma folha de alface. Em um recipiente B com água e sal de cozinha, colocou outra folha de alface. Observe o aspecto das folhas de alface após alguns minutos.

ALEX SILVA

Água

Água + sal

Com base nos resultados obtidos na atividade prática descrita, faça o que se propõe a seguir. a) Explique por que as folhas de alface murcharam ao serem mantidas em uma solução de água e sal de cozinha. b) Relacione os resultados da atividade prática ao fato de os restaurantes manterem saladas expostas sem tempero, permitindo que o cliente as tempere apenas no ato do consumo.

DENNIS KUNKEL MICROSCOPY/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

7. Analise a fotografia a seguir e responda às questões.

Glóbulos vermelhos em solução (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 2 800 vezes; colorida artificialmente).

a) Embora existam hemácias com formato alterado, nenhuma delas está com sua membrana rom pida. Com base nessa informação, explique em qual tipo de solução essas células estão imersas. b) Um pesquisador gostaria de obter uma imagem de outra amostra de células que apresentasse o efeito contrário do que é mostrado nessa fotografia. O que seria necessário ele fazer? Por quê?

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UNIDADE

Of¡C¡na C¡enT f¡Ca

Visualizando células

A maior parte das células possui dimensões em escalas microscópicas, não podendo ser vis tas a olho nu. Para visualizá-las, são necessárias lentes capazes de realizar a ampliação da imagem observada, como as utilizadas em microscópios. Uma gota de água também pode atuar como uma lente de aumento. Mas, será que seu poder de ampliação é suficiente para permitir a visualiza ção de células?

Materiais • Seringa com 5 mL de água coletada do ambiente; • Ponteira laser de, no máximo, 5 miliwatts; • Alguns livros; • Régua; • Dois elásticos;

FABIO YOSHIHITO MATUSUURA/ACERVO DA EDITORA

• Sala com pouca iluminação.

Procedimentos • Sobre uma mesa, posicione a seringa com a água coletada verticalmente entre duas pilhas de livros, de modo que sua abertura fique apon tada para baixo, em direção à mesa. Mantenha essa estrutura a 2 metros de distância de uma parede de cor clara. • Aperte o êmbolo da seringa suavemente, até que se forme uma gota em sua ponta. A gota deve ficar suspensa pela abertura da seringa. • Com os prendedores elásticos, prenda o laser à régua, coloque-a apoiada sobre um livro e a posicione a aproximadamente 3 centimetros de distância da gota de água. • Apague a luz da sala, posicione os elásticos de maneira que mantenham pressionado o botão de ligar do laser, e regule sua posição de ma neira que seu feixe de luz incida sobre a gota suspensa pela seringa, formando uma ima gem na parede. Observe o que ocorre e anote os resultados em seu caderno. Utilize luvas para coletar e manipular a água. Cuidado ao manusear o laser: nunca apontá-lo na direção dos olhos.

Representação da montagem experimental. AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. A partir dos resultados obtidos, responda ao questionamento inicial e justifique sua resposta. 2. Esta atividade prática permite concluir que existe vida em todos os ambientes aquáticos do pla neta? Justifique sua resposta.

3. Forme um grupo com seus colegas. Cada um deve elaborar dois questionamentos que devem ser

respondidos pelos demais. Os questionamentos devem ser referentes à atividade prática e/ou a assuntos relacionados.

4. Elabore hipóteses e teste-as com o equipamento construído. Em seguida, apresente os resultados e as conclusões obtidas pelo grupo para a turma.

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3 TEMA

Núcleo e divisões celulares Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Analise os cartazes a seguir.

B PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

1 Você conhece os

objetivos da campanha Outubro Rosa? E da campanha Novembro Azul? Converse com os colegas sobre essas duas campanhas.

2 Em alguns casos

de câncer, costuma-se usar a expressão “o tumor se espalhou”. Considerando que o câncer tem relação com problemas de multiplicação das células, como você explicaria essa expressão?

REPRODUÇÃO/ABRAMED

REPRODUÇÃO/FUNDACENTRO

Campanha Outubro Rosa do Fundacentro (DF), 2023 (A). Campanha Novembro Azul da Abramed (SP), 2023 (B). Campanhas de saúde desempenham um papel fundamental na promoção da saúde individual e da saúde da população como um todo. Algumas dessas campanhas são realizadas em meses específicos, anualmente, de modo a conscientizar a população brasileira sobre certas doenças, como alguns tipos de câncer. O termo câncer corresponde a um conjunto de doenças que têm como característica comum o crescimento desordenado de células. Esse padrão anormal de divisão celular pode resultar na formação de tumores, que são capazes de invadir diferentes tecidos e órgãos. De modo geral, o câncer é resultado de alterações no material genético das células, em trechos que fornecem instruções de como elas devem crescer e se dividir. Neste Tema, serão abordadas algumas características do núcleo celular e as principais etapas envolvidas nos processos de divisão celular.

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UNIDADE

A maioria das células eucarióticas apresenta um núcleo celular definido, onde está localizada grande parte das informações genéticas responsáveis por regular as atividades celulares. O núcleo celular é constituído basicamente por um envoltório nuclear, pelo nucleoplasma, pelo nucléolo e pela cromatina. O envoltório nuclear, também chamado carioteca, envolve e separa o material genético do citoplasma. Ele apresenta duas membranas de lipídios, em que a membrana externa (voltada Fibroblasto, o principal tipo de célula envolvido na para o citoplasma) contém ribossomos aderidos. cicatrização, com o núcleo (em azul) em evidência (imagem de microscopia óptica confocal, aumento Suas membranas são uma continuidade do retíaproximado de 675 vezes; colorida artificialmente). culo endoplasmático, que se estende do núcleo ao citoplasma da célula. Outra característica do envoltório nuclear é a presença de poros que possibilitam a passagem de substâncias para seu interior ou para o citoplasma. O nucleoplasma é uma solução que preenche os espaços do interior do núcleo. Essa solução é constituída de água, íons, metabólitos, moléculas de RNA, enzimas e outras substâncias. O nucléolo é uma estrutura localizada no interior do núcleo, envolvida na produção de ribossomos. A cromatina corresponde à forma que o material genético se apresenta no interior do núcleo celular. Ela compreende um complexo formado por associações entre a molécula de DNA e proteínas específicas. Essas proteínas estão relacionadas com a manutenção da estrutura da cromatina e com o controle da atividade do DNA.

DR GOPAL MURTI/SCIENCE PHOTO LIBRARY/ FOTOARENA

Núcleo celular

Nucleoplasma Nucléolo

Poro

Envoltório nuclear

Retículo endoplasmático agranular

ALEX ARGOZINO

VAGNER COELHO

Cromatina

Retículo endoplasmático granular

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 103.

Representação de uma célula animal generalizada, com detalhe para o núcleo (imagens sem escala; cores fantasia).

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Material genético

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 328-329.

Representação dos diferentes graus de condensação do DNA (imagem sem escala; cores fantasia).

Cromátide

ALEX ARGOZINO

No interior do núcleo celular, o material genético apresenta-se sob a forma de cromatina. A unidade básica da cromatina é o nucleossomo, que consiste no DNA enrolado ao redor de um conjunto de proteínas denominadas histonas. A interação entre as histonas promove o enovelamento do DNA, formando fibras de cromatina. Em uma fase um pouco mais condensada, as fibras de cromatina formam alças. Em determinados momentos da vida da célula, como durante sua divisão, a cromatina assume uma forma bastante condensada, denominada cromossomo. O cromossomo assume seu maior nível de condensação em uma das fases da divisão celular, quando recebe o nome de cromossomo metafásico. Nessa fase, ele encontra-se duplicado e, por isso, apresenta dois filamentos idênticos denominados cromátides, unidos por uma região Molécula de DNA especializada denominada centrômero. O número de cromossomos nas células é variável entre as espécies. No caso da espécie humana, nas células somáticas, ou seja, naquelas que formam o Nucleossomo organismo, esse número equivale a 46. Ele é resultado da herança de dois conjuntos cromossômicos: Histonas um de origem paterna e outro de origem materna. Por isso, as células que formam o organismo humano são chamadas diploides, e seu número de cromossomos pode ser representado por 2n, que equivale a 46 cromossomos. Na maioria das células somáticas humanas, cada cromossomo se apresenta em par, de forma e tamanho similares entre si, sendo chamados Fibra de cromatina cromossomos homólogos. Alça Por outro lado, as células reprodutivas (ou gametas) apresentam apenas um único conjunto cromossômico, ou seja, contam com apenas um cromossomo de cada par. Essas células são denominadas haploides, e seu número de cromossomos pode ser representado por n, que, na espécie humana, equivale a 23 cromossomos. Somente após a união do gameta masculino (n) com o gameta feminino (n), forma-se um novo Cromossomo metafásico indivíduo (2n), com dois conjuntos completos de cromossomos, um de cada progenitor.

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UNIDADE

Divisão celular Uma das características dos seres vivos é a capacidade de crescer e se desenvolver. Para tanto, é preciso que as células que compõem o organismo se multipliquem e transmitam seu material genético às células que originarem. Isso ocorre por meio da divisão celular denominada mitose. A mitose integra o ciclo celular, isto é, o tempo de vida de uma célula desde sua formação até sua divisão em outras duas células-filhas. Outra característica dos seres vivos é a capacidade de se reproduzir, gerando descendentes. Para tanto, em espécies de reprodução sexuada, é preciso que sejam produzidas células reprodutivas ou gametas. Isso ocorre por meio da divisão celular denominada meiose.

Ciclo celular Nos eucariontes, o ciclo celular pode ser dividido em duas etapas: a intérfase e a fase mitótica. A intérfase compreende três fases, G1, S e G2, ao longo das quais ocorre a preparação da célula para a fase mitótica, etapa que culmina com a divisão dessa célula. Analise, no esquema a seguir, os principais eventos que ocorrem em cada uma dessas fases do ciclo celular. 4 3 M Na fase mitótica, ocorrem Na fase G 2, a célula continua crescendo enquanto finaliza as preparações para a fase mitótica.

a mitose e a citocinese, que corresponde à divisão celular propriamente dita.

Fase mitótica

1 G

TARUMÃ

Mitose e citocinese Crescimento celular S

Duplicação do DNA Preparação para a divisão

2 Na fase S, ocorre a duplicação (ou síntese) do DNA, de maneira que cada cromossomo passa a ser constituído por duas cromátides.

Na fase G1, ocorre o crescimento da célula em decorrência da síntese de proteínas e de outros componentes celulares.

Intérfase Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 235.

Representação das fases do ciclo celular.

As células possuem alguns mecanismos que cessam o ciclo celular, caso sejam identificados erros em alguma de suas etapas. Se os erros forem reparados, o ciclo continua. Caso contrário, a célula aciona um mecanismo específico chamado de apoptose, que leva à sua morte programada. Esse mecanismo é fundamental para a manutenção da saúde do corpo. Quando ocorre alguma falha na apoptose, a célula pode continuar a se reproduzir e resultar em um crescimento celular desordenado, o que pode levar ao desenvolvimento de algum tipo de câncer.

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Para saber mais sobre o comportamento de células cancerosas, leia o texto a seguir. Como se comportam as células cancerosas? Publicado por: Instituto Nacional de Câncer. Disponível em: https://www.gov.br/inca/pt-br/assuntos/cancer/ como-surge-o-cancer/como-se-comportam-ascelulas-cancerosas. Acesso em: 17 set. 2024.

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Mitose A mitose pode ser subdividida em quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Durante a prófase, os cromossomos se condensam, o nucléolo desaparece e o envoltório nuclear se fragmenta. Assim, o nucleoplasma se mistura ao citoplasma. Além disso, inicia-se a formação das fibras do fuso acromático (ou fuso mitótico) pelos centríolos, organelas dispostas em par. Na metáfase, os pares de centríolos se direcionam aos polos opostos da célula, formando as fibras do fuso acromático. Essas fibras se conectam aos cromossomos, possibilitando sua movimentação no interior da célula. Com isso, são deslocados ao plano equatorial da célula, onde permanecem alinhados. Durante a anáfase, as cromátides irmãs são separadas e levadas em direção aos polos da célula. Na telófase, os cromossomos separados chegam aos polos e o fuso acromático desaparece. Os cromossomos se descondensam e se inicia a formação de um envoltório nuclear ao redor de cada conjunto cromossômico. A mitose se completa quando dois núcleos geneticamente idênticos são formados no interior da célula. Normalmente, ela é acompanhada da divisão do citoplasma, denominada citocinese. Em células animais, forma-se uma constrição na região equatorial da célula, e uma nova membrana plasmática é criada, resultando em duas células-filhas idênticas à célula que lhes deu origem.

Fuso acromático em formação Não escreva no livro.

Envoltório nuclear

3 Em seu caderno,

Centríolo

PENSE E RESPONDA

faça um desenho que represente as fases da mitose de uma célula 2n = 6 cromossomos. Indique quantas células-filhas são formadas e o número cromossômico de cada uma delas.

PRÓFASE

PAULO CÉSAR PEREIRA

Célula-mãe (2n)

Cromossomo com duas cromátides irmãs Fibras do fuso acromático METÁFASE Cromossomos alinhados no plano equatorial da célula

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 236-237.

Representação das fases da mitose em célula 2n = 4 cromossomos (imagens sem escala; cores fantasia).

Cromátides

ANÁFASE

Constrição

Formação do envoltório nuclear

TELÓFASE E CITOCINESE

Células-filhas (2n)

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UNIDADE

De modo geral, em animais, a meiose ocorre na formação de gametas. Na meiose, as células-filhas recebem apenas um cromossomo do par de cromossomos homólogos, possuindo metade dos cromossomos da célula-mãe. Ou seja, após essa divisão, as células-filhas possuem um número n de cromossomos. Isso permite a restauração do número 2n da espécie após a fecundação dos gametas. A meiose pode ser dividida em duas etapas: meiose I e meiose II. A meiose I, por sua vez, pode ser dividida em prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I. Durante a prófase I, os cromossomos se condensam, o nucléolo desaparece e o envoltório nuclear se fragmenta. Assim, o nucleoplasma se mistura ao citoplasma. Além disso, inicia-se a formação das fibras do fuso acromático pelos centríolos. Nessa fase, cada cromossomo se pareia com seu homólogo e podem ocorrer trocas de segmentos do DNA entre as cromátides não irmãs, processo denominado permutação ou crossing-over. Isso contribui para o aumento da variabilidade genética em uma espécie, Célula-mãe (2n) isto é, para a diversidade de conjunFuso acromático tos genéticos entre seus indivíduos. em formação Na metáfase I, os pares de cenPRÓFASE I tríolos passam a se localizar em Centríolo polos opostos da célula. As fibras Cromátides irmãs do fuso acromático, já formadas, conectam-se a cada um dos cromossomos do par de homólogos, METÁFASE I Cromossomos homólogos os quais são deslocados ao plano pareados no plano equatorial da célula, onde permaequatorial da célula. necem pareados. Na anáfase I, cada cromosCromátides irmãs somo do par de homólogos é permanecem ligadas. levado a polos opostos da célula. ANÁFASE I Nessa etapa, as cromátides não se segregam. Na telófase I, os cromosCromossomos homólogos somos, ainda duplicados, chegam se separam. aos polos, e o fuso acromático desaparece. O citoplasma se divide, Constrição formando duas células-filhas, cada uma com metade do número de cromossomos da célula-mãe.

PAULO CÉSAR PEREIRA

Meiose

TELÓFASE I

Representação das fases da meiose I em célula 2n = 4 cromossomos (imagens sem escala; cores fantasia).

Células-filhas (n) Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 258.

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Após a primeira divisão da meiose, as células-filhas passam pela meiose II, a qual pode ser dividida em prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II. Durante a prófase II, inicia-se a formação das fibras do fuso acromático. Na metáfase II, as fibras do fuso acromático ligam-se às cromátides irmãs dos cromossomos, os quais são posicionados no plano equatorial da célula, de modo que fiquem alinhados. Na anáfase II, ocorre a separação das cromátides irmãs, que são deslocadas a polos opostos da célula. Na telófase II, os cromossomos se descondensam e o envoltório nuclear é formado. Ocorrem a divisão do citoplasma e a formação da membrana plasmática. Ao final da meiose II, quatro células-filhas (n) são formadas, cada uma com metade do número de cromossomos da célula-mãe (2n) que lhes deu origem. Fuso acromático em formação

PRÓFASE II

Fibras do fuso acromático PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

4 Em seu caderno,

faça um desenho que represente as fases da meiose I e II de uma célula 2n = 6 cromossomos. Indique quantas células-filhas são formadas e o número cromossômico de cada uma delas.

METÁFASE II

Cromossomos alinhados no plano equatorial da célula.

ANÁFASE Cromátides irmãs se separam.

TELÓFASE II

Representação das fases da meiose II em célula 2n = 4 cromossomos (imagens sem escala; cores fantasia).

PAULO CÉSAR PEREIRA

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 259.

Células-filhas (n)

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Não escreva no livro.

1. Quais são os principais componentes do núcleo

A fase em que a célula circulada se encontra envolve a separação de cromátides irmãs.

2. No organismo humano, existem células haploi-

Com base nas informações apresentadas e em seus conhecimentos, responda aos itens.

3. O gráfico abaixo mostra que a quantidade de DNA

a) Como é denominada a fase da mitose em que a célula circulada se encontra? Justifique sua resposta.

des e células diploides. Diferencie-as.

de uma célula varia ao longo do ciclo celular. Na fase S, da intérfase, ocorre a duplicação do DNA. Isso significa que, ao final dessa fase, a célula apresenta o dobro de DNA. Em contrapartida, após a fase mitótica, na qual ocorre a separação das cromátides irmãs, a célula volta a apresentar a quantidade de DNA que normalmente apresenta.

DNA 2X 2

TARUMÃ

1 Tempo

DE ROBERTIS, Eduardo D. P.; DE ROBERTIS JUNIOR, Edward M. F. Bases da biologia celular e molecular. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1993. p. 166.

Considerando que X representa a quantidade de DNA de uma célula, responda aos itens. a) A qual área indicada no gráfico (1, 2, 3 ou 4) corresponde a fase S do ciclo celular? Justifique sua resposta. b) A qual área indicada no gráfico (1, 2, 3 ou 4) corresponde a fase mitótica do ciclo celular? Justifique sua resposta. c) Explique os principais eventos da intérfase.

4. A imagem a seguir apresenta células vegetais JOSE LUIS CALVO/SHUTTERSTOCK.COM

em diferentes fases da mitose, visualizadas ao microscópio óptico.

b) Quais são os principais eventos subsequentes a essa fase? Explique-os.

5. Um cientista pretende estudar os cromossomos de uma espécie de planta. Para isso, ele precisa cultivar em laboratório um tecido com alta capacidade de divisão celular e interromper a mitose das células para encontrá-las em uma fase em que seus cromossomos estejam em seu maior grau de condensação.

Analise as informações apresentadas e responda aos itens a seguir. a) Para a realização do estudo, as células deveriam estar em que fase da mitose? b) Explique os níveis de condensação do DNA.

6. As ilustrações a seguir representam uma célu-

la de determinada espécie animal em divisão celular. Analise-as e responda às questões que seguem. ERGUN_PINAR/SHUTTERSTOCK.COM

celular? Cite suas respectivas funções.

UNIDADE

AT¡v¡DaDeS

a) Que tipo de divisão celular é representado? Justifique sua resposta. b) Esse processo de divisão celular ocorre em células somáticas ou células gaméticas? Explique sua resposta.

Aumento aproximado de 450 vezes; colorida artificialmente.

c) Quais são os números de cromossomos das células haploides e diploides dessa espécie?

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TEMA

Metabolismo celular

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

1 Uma das prin-

LUCAS FARAUJ

cipais fontes de energia utilizadas pelos seres vivos, seja direta ou indiretamente, é a energia luminosa do sol. Estabeleça uma relação entre essa afirmação e a cena presente na fotografia.

WANAMARD BALACHANDRA/SHUTTERSTOCK.COM

Analise a fotografia a seguir.

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Lagarta se alimenta de uma folha.

Uma das características dos seres vivos é a presença de metabolismo, que corresponde ao conjunto de reações químicas que ocorrem no interior de suas células. Essas reações são responsáveis por manter e regular seus processos vitais. O metabolismo pode ser dividido, basicamente, em dois processos: catabolismo e anabolismo. O catabolismo compreende as reações químicas nas quais moléculas complexas são transformadas em moléculas mais simples e menos energéticas. Nesse processo, ocorre a liberação de energia. Por exemplo, as moléculas de carboidratos presentes nas folhas da planta apresentada na imagem são catabolizadas no corpo da lagarta em moléculas mais simples, como a glicose, ocorrendo liberação de energia durante este processo. Em contrapartida, o anabolismo compreende as reações químicas nas quais moléculas simples são transformadas em moléculas mais complexas e mais energéticas. A ocorrência dessas reações requer energia. Na lagarta da imagem, por exemplo, as moléculas de glicose podem ser transformadas em moléculas mais complexas, como os lipídios, por meio de reações anabólicas, que requerem energia. Quando necessário, os lipídios podem ser catabolizados em moléculas mais simples, liberando energia para o desenvolvimento do inseto. Neste Tema, serão estudados alguns Elaborado com base em: NELSON, David Lee; COX, Michael Matthew. Princípios de bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. p. 26. processos energéticos que fazem parte do metabolismo dos seres vivos. Esquema simplificado do conjunto de reações que constituem o anabolismo e o catabolismo.

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06/11/24 11:15

UNIDADE

Transferências de energia no metabolismo

SELMA CAPARROZ

A energia liberada pelas reações do catabolismo pode ser utilizada em diferentes processos celulares. Contudo, é preciso que a energia seja transferida aos locais adequados para que esses processos ocorram. Esse papel é realizado por moléculas carreadoras de energia, que se movimentam com facilidade no interior da célula. Uma das principais moléculas carreadoras de energia é a adenosina trifosfato, ou ATP. O ATP é formado por meio de uma reação de fosforilação, que consiste na adição de um fosfato inorgânico (Pi) a outra molécula, que, nesse caso, é a adenosina difosfato (ADP). Nessa reação, forma-se água. A energia contida na molécula de ATP é liberada por meio da remoção do fosfato inorgânico, reação conhecida por desfosforilação. Essa reação ocorre na presença de água. A fosforilação do ADP requer energia.

Energia do catabolismo

ATP + H2O

ADP + P i

A desfosforilação do ATP libera energia.

Energia para o trabalho celular

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 151.

Representação da fosforilação do ADP e da desfosforilação do ATP.

Outras moléculas carreadoras são a nicotinamida-adenina-dinucleotídeo (NAD), a fosfato-de-nicotinamida-adenina-dinucleotídeo (NADP) e a flavina-adenina-dinucleotídeo (FAD). Elas são especializadas em transportar elétrons, sendo, por isso, chamadas de moléculas carreadoras de elétrons, e participam de reações de oxirredução, comuns no metabolismo celular. DiAlOGOS DA NATUREZA

Oxidação e redução

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

As reações de oxirredução (ou redox) compreendem reações químicas em que ocorre a transferência de elétrons entre moléculas. Nessas reações, o aumento no número de elétrons de uma molécula é denominado redução. Em contrapartida, a diminuição do número de elétrons de uma molécula é denominada oxidação. Por exemplo, considere que, em uma reação entre duas moléculas, A e B, ocorra a transferência de elétrons da molécula A para a molécula B, ou seja, nesse exemplo, ocorrem a oxidação da molécula A e a redução da molécula B. Assim, ao final do processo, a molécula A encontra-se oxidada e, a molécula B, reduzida. Analise o esquema a seguir.

LUCAS FARAUJ

Redução

e_ A

e_ : elétron

Oxidação

Oxidada

Reduzida

Representação de uma reação de oxirredução entre moléculas A e B (imagens sem escala; cores fantasia).

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 164.

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Os carreadores NAD, NADP e FAD realizam o transporte de elétrons entre moléculas por meio de íons de hidrogênio (H_). Sendo assim, quando íons de hidrogênio são retirados de uma molécula, também ocorre a retirada de elétrons, e ela se torna oxidada. Da mesma forma, quando íons de hidrogênio são adicionados a uma molécula, também ocorre a adição de elétrons, e ela se torna reduzida. Em sua forma oxidada, o NAD, o NADP e o FAD são representados por NAD+, NADP+ e FAD. Quando estão acoplados a íons de hidrogênio, apresentam-se em sua forma reduzida e são representados por NADH, NADPH e FADH2. Forma oxidada

Forma reduzida

NAD+

NADH

NADP

NADPH

FADH2

FAD

Normalmente, o NAD e o FAD estão envolvidos em processos catabólicos, enquanto o NADP, em processos anabólicos.

Processos energéticos celulares Todos os seres vivos precisam de energia para a manutenção de suas funções vitais. No entanto, os processos celulares pelos quais os seres vivos obtêm e utilizam energia podem ser distintos. A fotossíntese, a respiração celular e outros processos energéticos das células, como a quimiossíntese e a fermentação, serão estudados a seguir.

O produto direto da fotossíntese é um açúcar de três carbonos que pode ser utilizado na produção de glicose. A utilização da molécula de glicose facilita o entendimento do estudante e permite que ele compare com o processo de respiração celular, abordado posteriormente. A equação global geral da fotossíntese pode ser descrita da seguinte forma: Luz nCO2 + nH2O ô (CH2O)n + nO2, em que o CH2O é a fórmula geral de um carboidrato, e não necessariamente um açúcar.

Fotossíntese A fotossíntese é realizada por plantas, algas e algumas bactérias. Por meio desse processo, moléculas simples e menos energéticas são transformadas em moléculas complexas e mais energéticas. A energia utilizada nesse processo provém principalmente da luz solar. Assim, podemos dizer que, durante a fotossíntese, a energia luminosa é transformada em outras formas de energia. Na presença de luz, o gás carbônico (CO2) e a água (H2O), que são moléculas inorgânicas simples, são utilizados para a síntese de carboidratos (representados pela fórmula geral CH2O), que são moléculas mais energéticas. Ao final da fotossíntese, o gás oxigênio (O2) também é formado e liberado no ambiente. Todas as reações químicas que ocorrem durante o processo da fotossíntese podem ser resumidas na equação geral apresentada a seguir, considerando a formação de uma molécula de glicose. 6 CO2 + 6 H2O

Luz

6 O2 + C6H12O6

Nessa reação, há transferência de elétrons entre a água e o gás carbônico, de modo que a molécula de água é oxidada e, a molécula de gás carbônico, reduzida.

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UNIDADE AL

DO NA

GR IS K

E VI C

IE N E / S H U T T E R

A fotossíntese ocorre no interior dos cloroplastos. Essas organelas apresentam uma membrana dupla que envolve um fluido denso denominado estroma. Nesse fluido, há um sistema de membranas que forma sacos denominados tilacoides, os quais estão arranjados uns sobre os outros formando pilhas, chamadas grana. Nas membranas dos tilacoides, estão localizados pigmentos fotossintetizantes, que são os responsáveis por absorver a luz solar. Cada tipo de pigmento absorve determinado comprimento de onda que compõe a luz branca emitida pelo Sol. A clorofila a é o principal pigmento na absorção da luz solar, seguida dos pigmentos acessórios clorofila b e carotenoides. São os pigmentos de clorofila que conferem a cor verde às plantas, sobretudo às suas folhas. O gráfico a seguir apresenta o comportamento de cada um desses pigmentos em relação à absorção dos diferentes comprimentos de onda da luz.

ORTIS/SHUTTERSTOCK.COM

Os cloroplastos

OC K. G RI

700

Fonte: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 187, 192.

Representação do corte de uma folha (A), da estrutura do cloroplasto (B) e do espectro de absorção da luz por alguns pigmentos fotossintetizantes (C) (imagens sem escala; cores fantasia).

As etapas da fotossíntese A fotossíntese pode ser dividida em duas etapas: a etapa fotoquímica e a etapa química. A etapa fotoquímica ocorre nas membranas dos tilacoides, onde estão localizados os pigmentos fotossintetizantes, como a clorofila. Nessa etapa, ocorrem reações químicas dependentes da energia luminosa. Por sua vez, a etapa química ocorre no estroma dos cloroplastos. Apesar de a etapa química não depender diretamente de energia luminosa, sua ocorrência depende dos produtos gerados na etapa fotoquímica e, portanto, da presença de luz. A seguir, serão estudadas as principais reações químicas que ocorrem em cada uma dessas etapas. Se achar conveniente, comente com os estudantes que a etapa fotoquímica também é conhecida como fase clara, e a etapa química, como fase escura. Contudo, é importante entenderem que ambas as etapas ocorrem na presença da luz.

PENSE E RESPONDA

Membrana interna Espaço do Membrana tilacoide externa

Grana

U T TE RS

600

SK E VICI EN E/S H

Absorção da luz pelos pigmentos do cloroplasto

Tilacoide

Comprimento de onda da luz (nm) Clorofila a

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500

Estroma

Carotenoides

400

Espaço intermembrana

Clorofila a

SIRIO CANÇADO

Clorofila b

Espectro de absorção

Não escreva no livro.

2 Analise o gráfico e responda: se uma planta for cultivada sob luz ultravioleta ou sob luz infravermelha, ela realizará fotossíntese de maneira eficiente? Se necessário, faça uma pesquisa e converse com o professor de Física sobre o assunto.

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A etapa fotoquímica inicia-se com a absorção da energia luminosa pela clorofila, possibilitando a ocorrência de duas reações: a fotofosforilação e a fotólise da água. Ou seja, na presença de luz, ocorrem a síntese de ATP, a partir da ligação de um fosfato inorgânico (Pi) à molécula de ADP (fotofosforilação), e a quebra da molécula de água (fotólise). A fotólise da água libera gás oxigênio (O2), íons de hidrogênio (H+) e elétrons (e-), conforme representado na equação a seguir. 2 H2O

Luz

4 e- + 4 H+ + O2

Célula vegetal Luz

H2O

SELMA CAPARROZ

ALEX ARGOZINO

Os elétrons e os íons de hidrogênio liberados são capturados por moléculas de NADP+, que assume sua forma reduzida, NADPH. Já na etapa química, há a redução do gás carbônico a partir dos íons de hidrogênio transportados pelo NADPH. Essa reação ocorre na presença de ATP, que fornece energia ao sistema. Ao final, são produzidos açúcares simples, que serão empregados na produção de outros açúcares, como a glicose, a sacarose e o amido, além de outras moléculas orgânicas mais complexas necessárias para a planta. A síntese de carboidratos ocorre por meio de um conjunto de reações químicas denominado ciclo das pentoses ou ciclo de Calvin-Benson, em homenagem aos bioquímicos estadunidenses Melvin Calvin (1911-1997) e Andrew Benson (1917-2015), que o descreveram.

CO2

NADP+ ETAPA FOTOQUÍMICA

ADP + Pi

ETAPA QUÍMICA

ATP

Tilacoide

Estroma

NADPH

Cloroplasto

Açúcar

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 189.

Representação da ocorrência das etapas fotoquímica e química da fotossíntese em um cloroplasto (imagens sem escala; cores fantasia). PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 Se uma planta for cultivada em um ambiente com ausência total de uma fonte luminosa, ela irá se desenvolver? Por quê?

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UNIDADE

Quimiossíntese A quimiossíntese é realizada por grande parte das bactérias. Por meio desse processo, moléculas simples, menos energéticas, são transformadas em moléculas complexas, mais energéticas, assim como ocorre na fotossíntese. No entanto, na quimiossíntese, a energia utilizada provém da oxidação de substâncias inorgânicas, e não da energia luminosa. As bactérias quimiossintetizantes podem ser classificadas quanto à fonte de energia utilizada. As sulfobactérias, comumente encontradas em fontes termais submarinas e sedimentos marinhos, utilizam a energia proveniente da oxidação de sulfeto de hidrogênio (H2S) para a síntese de moléculas orgânicas, conforme representado na equação simplificada a seguir. CO2 + 4 H2S + O2 H CH2O + 4 S + 3 H2O As bactérias denominadas ferrobactérias são aquelas que utilizam a energia proveniente da oxidação de compostos de ferro. Elas são comumente encontradas em ambientes aquáticos que contêm ferro. Por fim, as bactérias que utilizam a energia proveniente da oxidação de compostos nitrogenados são denominadas nitrobactérias, ou bactérias nitrificantes. Algumas espécies de nitrobactérias vivem no solo e têm grande importância para a fertilidade dele. A oxidação desempenhada por essas bactérias disponibiliza o nitrogênio (N) em formas assimiláveis pelas plantas. O nitrogênio é um elemento constituinte do material genético e da clorofila, sendo, portanto, essencial para o desenvolvimento das plantas.

Fonte termal submarina, localizada na ilha de Panarea, na Sicília (Itália), 2022. ALEXIS ROSENFELD/GETTY IMAGES NEWS/GETTY IMAGES

Respiração celular Como estudado, a fotossíntese transforma a energia luminosa em outras formas de energia presentes nas moléculas de carboidratos, como o amido e outros açúcares. Quando as ligações químicas que formam os carboidratos são rompidas, libera-se a energia envolvida nessas ligações, que é utilizada, em parte, para a síntese de moléculas de ATP. O rompimento das ligações químicas das moléculas de carboidratos pode ocorrer na presença de gás oxigênio (reação aeróbia), como na respiração celular, ou na ausência de gás oxigênio (reação anaeróbia), como na fermentação, que será estudada adiante. A respiração celular ocorre quando moléculas de glicose (C6H12O6) são oxidadas completamente na presença de gás oxigênio, liberando a energia que é utilizada na síntese de ATP. Ao final do processo, são formados gás carbônico e água. As reações químicas ocorridas durante a respiração celular podem ser resumidas por meio da equação geral apresentada a seguir. C6H12O6 + 6 O2 H 6 CO2 + 6 H2O Nessa reação, há transferência de elétrons entre a glicose e o gás oxigênio, de modo que a molécula de glicose é oxidada e, a molécula de gás oxigênio, reduzida.

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As mitocôndrias A respiração celular se inicia no citosol das células e é finalizada no interior das mitocôndrias. Essas organelas apresentam uma membrana dupla, sendo a membrana externa lisa e a membrana interna convoluta, isto é, repleta de dobras que aumentam sua área superficial. Essas dobras são denominadas cristas mitocondriais e envolvem um fluido chamado matriz mitocondrial. O espaço entre a membrana interna e a membrana externa da mitocôndria é chamado espaço intermembrana.

Cristas mitocondriais Membrana externa

Célula animal

VAGNER COELHO

Espaço intermembrana

LÁPIS 13B

Membrana interna

Matriz mitocondrial Ribossomos

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 111.

Representação da estrutura da mitocôndria (imagens sem escala; cores fantasia).

A respiração celular pode ser dividida em etapas: a glicólise, a oxidação do piruvato, o ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa. A glicólise ocorre no citosol das células, enquanto a oxidação do piruvato e o ciclo de Krebs ocorrem na matriz mitocondrial e a fosforilação oxidativa ocorre nas cristas mitocondriais. A glicólise é um processo anaeróbio, pois nela não há Elétrons consumo de gás oxigênio. Ela é carregados via carregados NADH e FADH2 uma etapa comum à fermenta- Elétrons Citosol via NADH ção, que será estudada adiante. Fosforilação Ciclo de Já a oxidação do piruvato, o oxidativa Krebs Glicólise Oxidação ciclo de Krebs e a fosforilação glicose h piruvato do piruvato oxidativa são vias catabólicas aeróbias. Reação de fermentação

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 167.

Representação simplificada das etapas da respiração celular (imagem sem escala; cores fantasia).

LÁPIS 13B

As etapas da respiração celular

Mitocôndria

ATP ATP

ATP

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O piruvato produzido pela glicólise é direcionado à matriz mitocondrial, onde é oxidado a uma molécula com dois átomos de carbono, denominada acetil-CoA. Nesse processo, que é intermediário entre a glicólise e o ciclo de Krebs, não há formação de ATP. A oxidação de uma molécula de piruvato resulta na liberação de uma molécula de gás carbônico e de uma molécula de NADH.

UNIDADE

Glicose

2 ATP 2 NADH

Piruvato (x 2) CO2 NADH

A quebra de uma molécula de glicose resulta em duas moléculas de piruvato. Portanto, os produtos formados pela oxidação de duas moléculas de piruvato equivalem ao dobro do que foi apresentado. A molécula de acetil-CoA é incorporada a um composto com quatro átomos de carbono, denominado oxaloacetato, formando o citrato. Nesse momento, inicia-se um ciclo de reações químicas, denominado ciclo de Krebs, que foi estudado pelo biólogo, médico e bioquímico alemão Hans Adolf Krebs (1900-1981). As reações químicas que ocorrem ao longo desse ciclo quebram o citrato em compostos intermediários, os quais apresentam quantidade de átomos de carbono variável, até que se forme novamente o oxaloacetato, que irá reiniciar o ciclo. Durante o ciclo de Krebs, ocorre a liberação de duas moléculas de gás carbônico e são sintetizadas uma molécula de ATP, três moléculas de NADH e uma molécula de FADH2.

EDITORIA DE ARTE

Glicólise

A glicólise ocorre no citosol da célula e envolve um conjunto de reações químicas que iniciam a quebra das moléculas de glicose. A partir da quebra de uma molécula de glicose, são produzidas duas moléculas de piruvato ou ácido pirúvico (C3H4O3), cada uma delas formada por três átomos de carbono. Ao final da glicólise, duas moléculas de ATP e duas moléculas de NADH são produzidas.

Acetil-CoA (x 2)

Representação da glicólise (A). Representação da oxidação do piruvato (B). Representação do ciclo de Krebs (C). Nas etapas B e C, os produtos obtidos precisam ser multiplicados por dois.

Acetil-CoA (2C)

Reforce a informação para o estudante de que o ciclo representado se refere à uma molécula de acetil-CoA. Contudo, como uma molécula de glicose resulta em duas moléculas de acetil-CoA, os produtos finais equivalem ao dobro do que foi apresentado. Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 168-169, 171.

Oxaloacetato (4C)

Citrato (6C) 2 CO2

FADH2

3 NAD+ 3 NADH

FAD ATP

ADP

Nessas etapas, perceba que os íons de hidrogênio foram liberados e acoplados às moléculas carreadoras NAD+ e FAD, que, então, assumiram a forma reduzida de NADH e FADH2. A energia presente nessas moléculas será utilizada para a geração de ATP durante a fosforilação oxidativa, que ocorre nas cristas mitocondriais e corresponde à etapa final da respiração celular. Nas cristas mitocondriais, há uma sequência de moléculas aceptoras de elétrons conhecida como cadeia respiratória, sendo a molécula de O2 o aceptor final dessa cadeia. A energia dos elétrons dos íons de hidrogênio carreados pelas moléculas NADH e FADH2 é liberada à medida que ocorre a passagem desses elétrons de um a outro componente da cadeia respiratória. No final da cadeia respiratória, elétrons e íons de hidrogênio são adicionados a moléculas de O2, formando moléculas de água. A energia liberada durante a passagem de elétrons pela cadeia respiratória é usada para transportar íons de hidrogênio para o espaço intermembrana, gerando um gradiente eletroquímico entre o espaço intermembrana e a matriz mitocondrial. Esse gradiente é suficiente para promover o retorno dos íons de hidrogênio à matriz mitocondrial, o que ocorre por meio do complexo denominado ATP-sintase, localizado na membrana interna da mitocôndria. Com a passagem de íons de hidrogênio pela ATP-sintase, ocorre a geração da energia necessária para a síntese de ATP (fosforilação). Dependendo da célula, 26 ou 28 moléculas de ATP são formadas nessa etapa.

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Espaço intermembrana

H+

Complexo proteico de carreadores de elétrons H+

H+ H+

ALEX SILVA

H+

Carreador móvel de elétrons

H+

H+ ATP-sintase

2e2e-

Membrana interna da mitocôndria

4 H+ + O2

FADH2 FAD

NADH

2 H2O ADP + P i

NAD+

Matriz mitocondrial

ATP H+

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 174.

Representação da cadeia respiratória localizada na crista mitocondrial, mostrando moléculas aceptoras, ATP-sintase e a geração de gradiente eletroquímico (imagem sem escala; cores fantasia).

Saldo energético Cada etapa da respiração celular libera energia suficiente para sintetizar moléculas de ATP em diferentes quantidades. Para determinar o saldo de ATP desse processo, é preciso considerar que cada molécula de NADH libera energia suficiente para sintetizar 2,5 moléculas de ATP, e que cada molécula de FADH2 libera energia suficiente para sinteti zar 1,5 molécula de ATP. Após a glicólise, a oxidação do piruvato e o ciclo de Krebs, são produzidas dez moléculas de NADH e duas moléculas de FADH2. Essas moléculas liberam energia suficiente para a síntese de 26 ou 28 moléculas de ATP na cadeia respiratória, dependendo da célula. Junto a elas, deve-se considerar o saldo de duas moléculas de ATP na glicólise e de duas moléculas de ATP no ciclo de Krebs. Assim, ao final da respiração celular, o saldo energético total é de 30 ou de 32 moléculas de ATP. Essa variação ocorre, pois, em algumas células eucarióticas, ocorre o gasto de duas moléculas de ATP para transportar as duas moléculas de NADH produzidas no citosol durante a glicólise para o interior da mitocôndria. Por isso, nessas células, o saldo da respiração celular é de 30 moléculas de ATP.

Glicólise 2 ATP

Ciclo de Krebs 2 ATP

Cadeia respiratória 26 ou 28 ATP

Saldo 30 ou 32 ATP

Representação do saldo energético da respiração celular.

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UNIDADE

Fermentação A fermentação é um processo que ocorre no citosol, na ausência de gás oxigênio. Ela é realizada por seres vivos anaeróbios, mas pode ser uma alternativa para organismos aeróbios em situações de pouca disponibilidade de gás oxigênio. O saldo energético da fermentação é de duas moléculas de ATP, bem inferior ao da respiração celular, visto que a molécula de glicose é oxidada parcialmente em substâncias orgânicas mais simples. A fermentação é iniciada pela glicólise, isto é, pela quebra de uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato. As reações subsequentes à glicólise diferem quanto ao tipo de fermentação realizada. A seguir, serão estudadas a fermentação láctica e a fermentação alcoólica. Ambas são aproveitadas pelo ser humano em processos industriais.

Fermentação láctica

ALEX SILVA

Na fermentação láctica, cada molécula de piruvato obtida pela glicólise é reduzida a ácido láctico, também chamado de lactato. Nessa reação, ocorre a regeneração do NAD+ a partir do NADH. Por Ameio desse láctica processo, são produzidos iogurtes e bebidas lácteas. Fermentação B- Fermentação alcoólica Glicólise

2 ADP +2 Pi

Glicólise

2 ATP

Glicose

Reações de fermentação

2 ADP +2Pi

2 ATP

Glicose

2 NAD+

2 NADH + 2 H+

2 piruvato

Elaborada com base em: REECE, 2 NADH + Jane B. et al.2 Biologia NAD+ de Reações de 10. ed. Porto Alegre: 2 H+ Campbell. fermentaçãoArtmed, 2015. p. 178.

2 piruvato 2CO2

Representação simplificada etanol da2fermentação láctica.

2 lactato

2 acetaldeído

Fermentação alcoólica Na fermentação alcoólica, cada molécula de piruvato é transformada em uma molécula de acetaldeído, etapa em que há a liberação de gás carbônico. Cada acetaldeído, então, é reduzido a etanol, com regeneração de NAD+ a partir de NADH. Por meio desse processo, são produzidos pães e bebidas alcoólicas. B- Fermentação alcoólica

2 ADP +2 Pi

ALEX SILVA

ão láctica

2 ATP

Glicólise

2 ADP +2Pi

2 ATP

2 NAD+

2 NADH + 2 H+

Glicose

2 NAD+

2 NADH + 2 H+

2 piruvato Reações de fermentação 2 etanol

2 piruvato 2CO2 2 acetaldeído

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 178.

R epresentação simplificada da fermentação alcoólica.

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Não escreva no livro.

1. Diferencie catabolismo e anabolismo. 2. Um estudo sobre os casos graves da covid-19

identificou que o coronavírus, causador da doença, pode prejudicar a função das mitocôndrias, comprometendo uma das etapas do metabolismo energético: a fosforilação oxidativa. Nessa situação, as células dos infectados usam a glicólise como via alternativa para suprir a demanda de energia. No entanto, os produtos formados pela glicólise são utilizados pelo coronavírus para sua replicação. Com o aumento da eficiência de replicação do vírus, o organismo desencadeia uma resposta inflamatória mais intensa, culminando nos casos graves da doença. Considerando as informações do texto e os seus conhecimentos sobre o metabolismo, responda às perguntas a seguir. a) Em pessoas que manifestam o quadro clínico grave da covid-19, que organela celular tem seu funcionamento afetado pela ação do coronavírus? Explique sua resposta.

b) Ao afetar o funcionamento dessa organela, que processo celular é comprometido? c) O estudo cita que as células das pessoas infectadas ativam uma via alternativa para suprir a demanda energética de seu organismo. Que via é essa? Explique como ela ocorre. d) Qual é a molécula utilizada como fonte de energia pela célula e que favorece a replicação do coronavírus? Explique. e) De acordo com o estudo, que relação pode ser estabelecida entre a ação do coronavírus no organismo dos infectados e os casos graves da doença?

3. Exercícios físicos intensos, de curta duração, re-

querem maior atividade muscular. Nessas situações, o suprimento de gás oxigênio pode não ser suficiente para atender à demanda energética dos músculos. Por isso, é possível que as células do tecido muscular ativem o metabolismo energético anaeróbio, passando a realizar a fermentação láctica. No entanto, o acúmulo dos produtos dessa via metabólica no organismo, associado a outros fatores, pode ocasionar fadiga muscular. Considerando as informações do texto e os seus conhecimentos sobre o assunto, responda:

a) Em condições normais, qual é a principal via metabólica realizada pelas células musculares para obtenção de energia necessária à manutenção de suas funções vitais? Explique como ela ocorre. b) Durante a prática de exercícios físicos intensos, de curta duração, que via metabólica pode ser ativada pelas células musculares? Explique como ela ocorre. c) Que produto metabólico pode estar associado à fadiga muscular após praticar exercícios físicos intensos de curta duração?

4. A imagem a seguir corresponde a células da folha de uma planta observada, em corte transversal, ao microscópio óptico. Nesta imagem, estão destacadas organelas que possuem pigmentos fotossintetizantes.

SCIENCE PHOTO LIBRARY

AT¡v¡DaDeS

Imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 880 vezes; colorida artificialmente. Considerando a imagem e os seus conhecimentos, faça o que se propõe a seguir. a) Que organelas estão destacadas na imagem? b) Qual é a função dos pigmentos fotossintetizantes? Cite alguns exemplos. c) Em seu caderno, faça um desenho representando a estrutura dessa organela e indicando os nomes de seus respectivos componentes. d) Que processo metabólico é realizado por essa organela? Explique esse processo de forma resumida. e) Em seu caderno, escreva a equação geral desse processo.

5. Durante as aulas de Biologia, os estudantes realizaram um experimento com o objetivo de avaliar alguns fatores que poderiam influenciar o desenvolvimento de plantas. Um dos fatores testados foi a água. Durante o experimento, os

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8. Analise a ilustração a seguir, que representa de forma esquemática uma organela celular.

6. Leia o texto a seguir. Rotenona: cientistas desvendam mecanismo molecular de veneno usado na pesca por indígenas

I II IV

III

Povos originários da Amazônia extraem a rotenona de plantas e cipós há centenas de anos. Fatal para qualquer animal, interrompendo a produção de energia das células, essa substância é despejada nos rios em rituais de pesca coletiva para facilitar a captura dos peixes. [...] […] "Em vez de pescar com flechas, que dá muito mais trabalho, os indígenas envenenam os peixes e passam uma cesta rio abaixo para pegá-los”, detalha [...] o professor Guilherme Menegon Arantes [...]. Após assados, os animais podem ser consumidos sem risco à saúde. “Eles tostam em brasa até quase torrá-los. Isso destrói a molécula de rotenona.” [...] CONTERNO, Ivan. Rotenona: cientistas desvendam mecanismo molecular de veneno usado na pesca por indígenas. Jornal da USP, São Paulo, 18 maio 2023. Disponível em: https:// jornal.usp.br/ciencias/cientistas-desvendam-mecanismo -molecular-de-veneno-usado-na-pesca-por-indigenas/. Acesso em: 5 jul. 2024.

Sabendo que a rotenona atua bloqueando o transporte de elétrons durante a respiração celular, relacione a ação da rotenona às informações do texto.

7. O etanol, um dos biocombustíveis utilizados no

UNIDADE

b) A opção pelo etanol, em detrimento de combustíveis derivados do petróleo, como a gasolina, pode produzir menos impactos ao ambiente. Contudo, pode trazer algumas desvantagens. Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa sobre as vantagens e as desvantagens associadas ao etanol, em comparação a combustíveis derivados do petróleo. Produzam um relatório com os resultados dessa pesquisa.

ILUSMEDICAL/ SHUTTERSTOCK.COM

estudantes mantiveram quatro vasos de plantas jovens na presença de luz, regando com água apenas dois deles. Ao avaliarem os resultados, os estudantes verificaram que as plantas que não receberam água não se desenvolveram tanto quanto as plantas que a receberam. A justificativa proposta pela turma para os resultados observados foi que as plantas que não foram regadas não realizaram fotossíntese. Considerando a situação descrita, avalie se a justificativa elaborada pela turma está correta. Explique sua resposta.

Considerando a ilustração e os seus conhecimentos sobre a organela representada, responda: a) Que organela é representada na imagem? Identifique as estruturas que estão representadas em I, II, III e IV. b) Indique o processo metabólico realizado por essa organela, identificando suas etapas. c) Qual(is) das etapas desse processo metabólico ocorre(m) em III? E em IV?

9. Analise as afirmativas a seguir e corrija as falsas.

I. A fotossíntese e a quimiossíntese são processos catabólicos. A respiração celular e a fermentação são processos anabólicos. II. A fotossíntese pode ser dividida em duas etapas: fotoquímica e química. A etapa fotoquímica ocorre na presença de luz. A etapa química depende dos produtos formados na etapa fotoquímica e, portanto, também ocorre na presença de luz.

setor de transportes do Brasil, pode ser produzido a partir de diversas matérias-primas, entre elas a cana-de-açúcar, o milho e o trigo. Uma das etapas envolvidas em sua produção é a fermentação, realizada por microrganismos.

III. A glicólise é uma etapa comum à respiração celular e à fotossíntese.

a) Explique a via metabólica envolvida na produção do etanol.

IV. Todas as etapas da respiração celular ocorrem no interior da mitocôndria.

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Os grupos podem elaborar diferentes hipóteses para explicar o crescimento da massa do pão nas condições apresentadas no enunciado da Oficina científica. Para auxiliá-los nessa etapa, oriente-os a considerar os ingredientes presentes na receita (farinha de trigo, água e fermento biológico) e o metabolismo das leveduras.

Of¡C¡na C¡enT f¡Ca

Entre as hipóteses estão que o crescimento da massa do pão decorre: (a) apenas da presença de farinha de trigo; (b) apenas da presença de fermento biológico; (c) da presença simultânea de farinha de trigo e de fermento biológico.

Produtos do metabolismo

Enfatize que hipóteses são propostas de explicações elaboradas na tentativa de responder a uma questão ou a um problema e que, mesmo sendo embasadas em conhecimentos prévios, elas podem ser validadas ou refutadas por meio de processos investigativos.

FABIO CHIALASTRI

A produção de pães envolve, basicamente, o uso de três ingredientes: farinha de trigo, água e fermento biológico. O fermento biológico contém leveduras, fungos da espécie Saccharomyces cerevisiae, que realizam fermentação alcoólica. Esses ingredientes são misturados no preparo da massa, a qual deve descansar antes de ser assada, para que cresça o suficiente. Para determinar o tempo de descanso da massa de pão, é possível realizar um procedimento caseiro: colocar um pequeno pedaço de massa em um copo com água. Inicialmente, a massa ocupa o fundo do copo. Após certo período, a massa sobe na coluna de água, indicando que está pronta para ir ao forno.

estar certos de que estão dando as respostas corretas, uma vez que irão testar essas explicações propostas ao longo do experimento para, então, validá-las ou refutá-las.

Materiais

Massa de pão em copo de água em dois momentos diferentes.

• 4 garrafas de água descartável de 500 mL de capacidade; • 4 balões de borracha; • 1 000 mL de água morna;

FABIO CHIALASTRI

Forme um grupo com seus colegas e elaborem uma hipótese para explicar o crescimento da massa do pão, considerando os ingredientes utilizados para seu preparo. Realizem a atividade a seguir para testar a hipótese do grupo. Com isso, ao elaborar as hipóteses, os estudantes não precisam

A medida aproximada de 120 gramas equivale a ½ xícara. Caso disponha de somente um funil, ele deve ser lavado e enxugado após cada utilização.

• 240 g de farinha de trigo; • 240 g de fermento biológico; • 240 g de açúcar;

• 4 funis (1 para a água; 1 para a farinha; 1 para o fermento biológico; 1 para o açúcar).

Procedimentos • Coloquem os seguintes ingredientes em cada uma das garrafas. Ingrediente

Garrafa 1

Garrafa 2

Garrafa 3

Garrafa 4

Água

250 mL

Farinha de trigo

120 g

Fermento biológico

120 g

• Encaixem os balões na boca de cada garrafa, aguardem 30 minutos e anotem os resultados. AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Descreva e explique os resultados observados em cada uma das garrafas. 2. Os resultados obtidos possibilitam a validação da hipótese levantada pelo grupo? Explique sua resposta. 3. Substitua a farinha de trigo por açúcar e compare os resultados. Para ajudar nessa comparação, utilize um cronômetro e tire fotografias dos resultados. Em seguida, explique os resultados obtidos. Se necessário, faça uma pesquisa.

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UNIDADE

Sa¡ba ma¡s

A fermentação da mandioca por indígenas brasileiros

Originária da América do Sul, a mandioca (Manihot esculenta) pode ser conhecida por diferentes nomes, como macaxeira, aipim e maniva. Popularmente, é possível agrupar suas variedades em dois tipos: mandioca-mansa e mandioca-brava. Essa classificação considera os níveis de ácido cianídrico presentes nas folhas e nas raízes da mandioca, que, em alta quantidade, pode ser tóxico aos seres vivos. No caso da mandioca-mansa, o teor dessa substância é baixo. Ela pode ser consumida logo após o cozimento. Em contrapartida, a mandioca-brava apresenta elevado teor de ácido cianídrico e, por isso, precisa passar por alguns processos para eliminar sua toxicidade. Diversos povos indígenas da Amazônia realizam técnicas de preparo da mandioca-brava para a produção de alimentos típicos de sua cultura, como o tucupi, a farinha, o beiju e a tapioca. Em uma das técnicas mais difundidas, a mandioca é colocada durante a noite em um riacho até que comece uma leve fermentação. Nesse processo, parte do ácido cianídrico é inativado pela ação dos microrganismos. Em seguida, a mandioca é descascada, ralada e passa pelo tipiti, uma prensa desenvolvida pelos indígenas, de modo a extrair uma porção líquida, separando-a do restante da massa. O líquido extraído é deixado no sol para nova fermentação e, posteriormente, fervido. Esses processos auxiliam a eliminar o restante do ácido cianídrico. O líquido é utilizado para fazer o tucupi, e a massa é torrada em fornos para fazer farinha.

AT¡v¡DaDeS

LUCIOLA ZVARICK/PULSAR IMAGENS

Mulher tuyuka usa farinha de mandioca para preparar beiju ou tapioca na Aldeia Utapinopona, em Manaus (AM), 2018.

Não escreva no livro.

1. Parte da retirada do ácido cianídrico da mandioca ocorre por meio da fermentação láctica. Esse

processo também é realizado para a obtenção de outros produtos para o consumo humano. Cite alguns desses produtos.

2. O tipiti é uma invenção indígena. Faça uma pesquisa e descreva sua utilização e o significado de seu nome.

3. O tucupi, produzido a partir da mandioca, possui diversas finalidades na culinária indígena. Forme

um grupo com três colegas e façam uma pesquisa em sites e fontes confiáveis sobre como esse ingrediente pode ser utilizado. Selecionem duas receitas que utilizam o tucupi e, em conjunto com a turma, elaborem um livro de receitas digital.

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5 TEMA

O Universo e as condições para a vida Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Terra

ABACA PRESS/ALAMY/FOTOARENA

Em 2015, por meio do telescópio espacial Kepler, foi descoberto um planeta fora do Sistema Solar que foi chamado de Kepler-452b. Considerado um "primo" da Terra, ele é um dos planetas conhecidos até 2024 que apresenta mais características semelhantes às da Terra.

Kepler-452b

Sol Estrela Kepler-452

Concepção artística do planeta Kepler-452b e da estrela que ele orbita, em comparação com a Terra e sua distância do Sol. Na representação, a estrela Kepler-452 e o Sol, que são semelhantes, estão indicados na mesma posição, na parte central da imagem (imagens sem escala; cores fantasia). O planeta Kepler-452b é 60% maior do que a Terra. Dados obtidos pelo telescópio mostram que ele realiza uma volta completa em torno da sua estrela, a Kepler-452, em aproximadamente 385 dias, a uma distância próxima à que o planeta Terra se encontra do Sol. Além disso, a estrela Kepler-452 tem tamanho, brilho e temperatura semelhantes ao Sol. Essas e outras características tornam esse planeta um candidato à busca por evidências de algum tipo de vida. Mas o que é preciso para ter vida em um planeta? Antes de responder a essa pergunta, talvez seja importante responder à outra: o que há no Universo? Esses são alguns dos assuntos apresentados neste Tema. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

1 O que existe no Universo? 2 Quais são as principais condições para que um planeta possa abrigar vida como a conhecemos? 3 Existem algumas explicações sobre o surgimento do Universo e da vida na Terra. Você conhece alguma? Explique-a.

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UNIDADE

Explique aos estudantes que o movimento realizado pelos astros no céu é aparente. É importante que os estudantes compreendam que não são somente as estrelas que se movimentam em relação à Terra, mas também a Terra que se movimenta em relação às estrelas, uma vez que o movimento é sempre relativo ao referencial adotado. Devi do aos movimentos descritos pela Terra, observa-se que as constelações não são fixas no céu noturno. Mencione que o astrolábio é um instrumento que determina a latitude com base na observação da altura dos astros em relação ao horizonte.

Ao abordar temáticas associadas ao Universo, é necessário considerar os aspectos relacionados à sociedade e não só os aspectos científicos. Isso porque o encantamento dos seres Rubídea humanos pelos astros pode ser evidenciado em diversos povos por meio de suas manifestações artísticas, Pálida crenças, costumes e mitologia. A interpretação do movimento dos astros no céu, que se repete de Mimosa maneira cíclica, auxiliou diversos povos a fazer previsões sobre a chegada das estações do ano, os melhores momentos de plantio e colheita, as épocas de cheia dos rios, entre outras. A observação dos astros também auxiliava na orientação espacial. A Magalhães navegação marítima, por exemplo, baseou-se por muito tempo na posição dos astros no céu, que podiam ser interpretadas com o auxílio de um astrolábio. Estrelas, como a Polar (ou Polaris), localizada na constelação Constelação do Cruzeiro do Sul vista do Hemisfério Sul. Ursa Menor, servia como guia para os marinheiros localizarem o norte. Alguns povos indígenas brasileiros utilizavam a constelação Cruzeiro do Sul para se orientarem. Eles sabiam que, quando a cruz formada entre as estrelas (popularmente conhecidas como Mimosa, Rubídea, Pálida e Magalhães) estava em pé, o prolongamento de seu braço maior apontava para o sul. Os astros também têm influência na cultura dos povos, e muitos deles criaram mitos sobre o Sol, a Lua, as constelações, os eclipses etc. Os indígenas tupis-guaranis explicam a origem da Terra, do Sol e da Lua pela lenda de Nhamandu. De acordo com essa lenda, antes do início de tudo, existia Nhamandu, que apenas com um sopro criou Kuaray. Kuaray, então, fez surgir Tupã a partir de seu coração. Tupã, ao dançar e cantar, criou vários mundos, as estrelas e a Terra. Embora essas explicações não sejam elaboradas a partir do pensamento científico, elas são importantes elementos que constituem a cultura de um povo. A origem, organização, estrutura e evolução do Universo são temas de investigação da Cosmologia. Esses assuntos serão estudados a seguir. PENSE E RESPONDA

PIKE-28/SHUTTERSTOCK.COM

Universo e sociedade

Não escreva no livro.

4 Faça uma pesquisa e conheça a lenda de Nhamandu, usada pelo povo tupi-guarani para contar a origem do Sol e da Lua. Escreva em seu caderno os resultados de sua pesquisa.

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Origem e expansão do Universo Existem algumas teorias sobre a origem e a evolução do Universo. A mais aceita atualmente considera que o Universo se iniciou a partir de uma singularidade que, devido a uma grande instabilidade, explodiu e expandiu. Segundo essa teoria, conhecida como Big Bang, tudo o que conhecemos só começou a tomar forma cerca de 13,8 bilhões de anos atrás, devido à expansão de um único ponto no espaço, com temperatura e densidade infinitamente altas – uma singularidade – que liberou toda a matéria e a energia que existe. A partir da liberação gigantesca de energia originada no núcleo desse ponto, o Universo passou a se expandir, resfriar e formar matéria. Então, foram se originando as estrelas, as galáxias e os planetas. Desde o Big Bang, o Universo continua a se expandir aceleradamente. O esquema a seguir apresenta, de maneira resumida, uma sequência de alguns eventos que teriam ocorrido após o Big Bang.

Fonte: NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION. Cosmic history. [Washington, D.C.]: Nasa, [2024]. Disponível em: https://science.nasa.gov/universe/ overview/. Acesso em: 16 ago. 2024.

Unive

r so

Entre cerca de 400 milhões e 1 bilhão de anos depois, ocorreu a formação das primeiras galáxias.

am e n to do

po com seus colegas e realizem uma pesquisa sobre outro modelo explicativo para a origem e a evolução do Universo. Organizem uma apresentação digital a partir dos resultados da pesquisa e a compartilhem com a turma.

re s f r i

5 Forme um gru-

Após aproximadamente 200 milhões de anos, iniciou-se a formação das primeiras estrelas.

nsão e

Não escreva no livro.

Depois de aproximadamente 9 bilhões de anos, formaram-se o Sistema Solar e o planeta Terra.

E xpa

PENSE E RESPONDA

Tempo

DESIGNUA/SHUTTERSTOCK.COM

O Big Bang e a linha do tempo do Universo

Depois de aproximadamente 380 mil anos, o Universo sofreu resfriamento e ocorreu a formação dos primeiros átomos, no caso, átomos de hidrogênio e de hélio.

Nos primeiros segundos após o Big Bang, o Universo era formado por partículas subatômicas, como prótons, elétrons e nêutrons.

Big Bang

Representação de eventos que teriam ocorrido ao longo da evolução do Universo (imagens sem escala; cores fantasia).

13,8 bilhões de anos atrás

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UNIDADE

Estrutura do Universo

Terra

Sistema Solar

Grupo local de estrelas

Via Láctea

Grupo local de galáxias

Superaglomerado de galáxias

Complexo local de superaglomerados

Universo visível

MIKKEL JUUL JENSEN/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

O desenvolvimento de tecnologias relacionadas às propriedades da luz e a produção de telescópios cada vez mais potentes permitiram grandes avanços no conhecimento a respeito da estrutura do Universo. Observe o esquema a seguir, que apresenta a estrutura do Universo a partir da localização da Terra.

Representação da estrutura do Universo (imagens sem escala; cores fantasia). A Terra (1) é um dos planetas presentes no Sistema Solar (2) – sistema de corpos celestes que orbitam o Sol. Ele, junto de outras 19 estrelas, compõem um grupo local de estrelas (3). Bilhões ou trilhões de grupos de estrelas formam uma galáxia. A Via Láctea (4) é a galáxia em que está o Sistema Solar. Ela, por sua vez, faz parte de um grupo local de galáxias (5) com aproximadamente outras 50 galáxias. Vários grupos de galáxias juntos formam um superaglomerado de galáxias (6). O superaglomerado de Virgem, formado por aproximadamente 2 500 galáxias, contém a Via Láctea. Vários superaglomerados formam um complexo local de superaglomerados (7), que, por sua vez, formam o Universo visível (8) – porção observável do Universo.

HUBBLE TARANTULA TREASURY/EUROPEAN SOUTHERN OBSERVATORIES/ ROBERT GENDLER/ROBERTO COLOMBARI/SCIENCE PHOTO LIBRARY/ FOTOARENA

Fonte: OLIVEIRA FILHO, Kepler de Souza; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira. Astronomia e astrofísica. 3. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2017. p. 621-625.

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Sistema Solar

Planetas-anões: corpos celestes que, assim como os planetas, giram em torno do Sol e têm gravidade suficiente para lhes dar forma aproximadamente esférica. No entanto, esses corpos não possuem gravidade suficiente para ocupar e descrever uma órbita específica ao redor do Sol e, portanto, compartilham a órbita com outros corpos celestes. Os planetas-anões do Sistema Solar, em ordem de proximidade do Sol, são: Ceres, Plutão, Haumea, Makemake e Éris. Segundo a União Astronômica Internacional, pode existir mais de uma centena de planetas-anões ainda não descobertos no Sistema Solar.

Plutão

MELETIOS VERRAS/SHUTTERSTOCK.COM

O Sistema Solar é formado pelo Sol, planetas, planetas-anões, luas, asteroides, meteoroides e cometas.

Haumea Éris

Ceres

Makemake

Atualmente são conhecidos cinco planetas-anões no Sistema Solar (imagens sem escala; cores fantasia). Planetas telúricos ou rochosos: em ordem de proximidade do Sol, são: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Esses planetas apresentam uma atmosfera gasosa e uma superfície sólida. São compostos de elementos químicos mais pesados, apresentam o núcleo de ferro e níquel, são mais próximos do Sol e têm poucos ou nenhum satélite.

Cinturão de asteroides: presente entre Marte e Júpiter, é formado por mais de um milhão de asteroides. Outro cinturão, menor, está presente além da órbita de Netuno.

Júpiter

Saturno

Urano

Netuno

Sol Vênus

Terra

Representação do Sistema Solar (imagens sem escala; cores fantasia).

Marte

Planetas jovianos ou gasosos: na sequência de proximidade ao Sol, estão: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Esses planetas se situam mais afastados do Sol do que os rochosos, após o cinturão de asteroides. Apresentam atmosferas gasosas, sem superfície sólida e um interior líquido em sua maior parte. Também apresentam grande número de satélites e anéis.

SIBERIAN ART/SHUTTERSTOCK.COM

Mercúrio

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UNIDADE

VALERIO PARDI/SHUTTERSTOCK.COM

Cometas: corpos de massa pequena recobertos de gelo. Quando sua órbita passa próximo ao Sol, são iluminados e aquecidos, liberando poeira e gases na forma de uma cauda típica.

NOSTALGIA FOR INFINITY/SHUTTERSTOCK.COM

Em 2024, o cometa 12P/Pons-Brooks (com 29 km de diâmetro) pôde ser observado na maioria do território brasileiro, com ajuda de instrumentos. Sua órbita o levará a passar novamente pela Terra daqui a 70 anos.

Asteroides: blocos de rocha que orbitam o Sol e são menores do que um planeta. A contagem atual ultrapassa 1 350 000 asteroides conhecidos.

Luas: são corpos celestes que orbitam planetas, planetas-anões ou grandes asteroides. Existem mais de 280 luas no Sistema Solar.

SIBERIAN ART/SHUTTERSTOCK.COM

JUAN GAERTNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Vesta, o maior asteroide conhecido, tem cerca de 525 km de diâmetro.

Concepção artística de três meteoroides no espaço (imagem sem escala; cores fantasia).

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Planeta

No de luas

Mercúrio

Vênus

Terra

Marte

Júpiter

Saturno

146

Urano

Netuno

Fonte: NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION. Moons of our Solar System. [Washington, D.C.]: Nasa, [2024]. Disponível em: https://science. nasa.gov/solar-system/moons/. Acesso em: 21 set. 2024.

Meteoroides: são rochas menores do que os asteroides que vagam pelo Sistema Solar. Quando atingem a Terra, eles se incendeiam na atmosfera e passam a ser chamados de meteoro, ou, popularmente, de estrela cadente. Quando atingem o solo, recebem o nome de meteorito.

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A vida no Universo 6 Analise a repre-

sentação da zona habitável do Sistema Solar a seguir. Considere que outro sistema é formado pelos planetas X e Y, os quais orbitam a estrela Z. Em qual desses planetas há maior probabilidade de existir vida? Explique sua resposta.

Determinar quais são as condições necessárias à existência de vida em algum local do Universo não é uma tarefa simples. Mas, por meio de estudos com base nas características da vida na Terra, é possível considerar que, para sua manifestação, alguns fatores são primordiais. A presença de uma fonte de energia constante e de matéria orgânica é fundamental para a manifestação da vida na Terra. Ainda assim, esses fatores podem não ser limitantes para o desenvolvimento da vida em outro lugar no Universo. Desse modo, para muitos cientistas, a existência de água no estado líquido é a condição mais importante para possibilitar a existência de vida. Nesse caso, também devem ser consideradas as condições que permitem existir água nesse estado, como a presença de uma atmosfera que auxilie na manutenção da temperatura. A região ao redor de uma estrela cuja radiação emitida permite temperaturas suficientes para que a água seja encontrada no estado líquido constitui a zona habitável de um sistema planetário. Nesse sentido, os planetas localizados em zonas habitáveis podem conter água líquida e, consequentemente, abrigar vida, como é o caso do planeta Kepler-452b, citado no início deste Tema. Considere a zona habitável do Sistema Solar representada a seguir. Apenas o planeta Terra está localizado na faixa de habitabilidade. Observe qual seria a zona habitável de outros possíveis sistemas planetários que tivessem estrelas de massa superior ou inferior à do Sol. SELMA CAPARROZ

Não escreva no livro.

PENSE E RESPONDA

Zona habitável

Massa da estrela em relação ao Sol

Planeta X Estrela Z

Planeta y

Sol

Marte Terra Vênus

0,1 0

0,1

Raio da órbita em relação à Terra

GALANTE, Douglas et al. (org.) Astrobiologia: uma ciência emergente. São Paulo: Tikinet: Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo, 2016. p. 76. Disponível em: https://www.livrosabertos.abcd.usp.br/portaldelivrosUSP/catalog/book/1212. Acesso em: 17 out. 2024.

Representação da zona habitável do Sistema Solar em comparação a outras zonas habitáveis ao redor de eventuais estrelas (imagens sem escala; cores fantasia).

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O principal critério para que um astro tenha condições de abrigar vida é a presença de água no estado líquido. Por isso, a busca por planetas em zonas habitáveis é foco de pesquisas e explorações e inclui o planeta Marte e algumas luas de nosso Sistema Solar que podem apresentar essa condição, mesmo estando fora da zona habitável. Alguns cálculos estimam que exista pelo menos um planeta para cada estrela da Via Láctea. Isso significa que há algo da ordem de bilhões de planetas apenas nesta galáxia, muitos na faixa de tamanho da Terra. Esses planetas fora do Sistema Solar são conhecidos como exoplanetas.

UNIDADE

ANDRE DIB/PULSAR IMAGENS

A busca por vida fora da Terra

A presença de água líquida é uma das condições necessárias à existência de vida. Na imagem, jacarés-do-pantanal (Caiman sp.) em Poconé (MT), 2013.

Para fins de comparação, os exoplanetas são classificados de acordo com seus tamanhos em relação aos planetas do Sistema Solar.

5 613 exoplanetas confirmados

1 920 netunianos 1 793 gigantes gasosos 1 693 super-Terras 200 planetas terrestres 7 desconhecidos

Netunianos: planetas gelados, com mais de 17 vezes o tamanho da Terra, semelhantes a Urano e Netuno. Gigantes gasosos: planetas de grandes dimensões, formados por gases, como Júpiter e Saturno.

EDITORIA DE ARTE

Quantidade e tipos de exoplanetas confirmados até maio de 2024

Super-Terras: planetas com massas entre a da Terra e a de Netuno que podem ser formados por gases, rochas ou ambos. Planetas terrestres: de tamanho aproximado ao da Terra, rochosos e de núcleo rico em ferro.

Fonte: NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION. Exoplanet catalog. [Washington, D.C.]: Nasa, [2024]. Disponível em: https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/. Acesso em: 10 jul. 2024.

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Não escreva no livro.

7 Que outros corpos

NASA/JPL-CALTECH

celestes do Sistema Solar podem ter condições para abrigar vida? Faça uma pesquisa sobre o assunto.

O planeta Marte e uma das luas de Júpiter, Europa, são locais prioritários para os cientistas na busca por vida fora da Terra. Marte, por exemplo, foi habitável há bilhões de anos, com rios e lagos de água líquida e uma atmosfera mais densa, que favorecia a manutenção de sua temperatura. Já Europa possui um oceano líquido abaixo de uma crosta de gelo com 16 a 24 kilometros de espessura. Depósitos de materiais orgânicos já foram encontrados, indicando um potencial local para a vida se desenvolver.

NASA/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

PENSE E RESPONDA

Marte tem 6 779 km de diâmetro (A), já a lua Europa tem 3 121,6 km de diâmetro (B) (imagens sem escala; cores fantasia). ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Após um acidente, um astronauta é abandonado em Marte por seus colegas e precisa utilizar seus conhecimentos para sobreviver e retornar à Terra. Para conhecer essa história, assista ao filme Perdido em Marte, direção de Ridley Scott. Estados Unidos, 2015.

Não escreva no livro.

1. O que foi o Big Bang? 2. O que existe no Sistema Solar? 3. O que é uma zona habitável? 4. Quais condições foram primordiais para o de-

6. Atualmente, somente uma parte da população

brasileira consegue olhar para o céu e ter uma vista semelhante à que mostra a imagem a seguir. ANDRE DIB/PULSAR IMAGENS

AT¡v¡DaDeS

senvolvimento de vida na Terra?

5. Considere que você vai escrever um livro sobre outras civilizações fora da Terra. Embora sua obra seja do gênero ficção científica, ele deve se basear em elementos científicos. Em seu caderno, faça uma breve descrição de onde e como seria o local em que essa história se passaria. Elabore também um resumo de como seria essa história. Ao final, destaque os elementos exclusivos de ficção científica que você utilizou e os elementos aceitos pela Ciência contemporânea.

Via Láctea observada da Chapada dos Veadeiros. Alto Paraíso de Goiás (GO), 2022.

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a) O que é a Via Láctea? Por que ela tem esse nome? Se preciso, faça uma pesquisa. b) Faça uma pesquisa e explique por que apenas uma pequena parte da população brasileira consegue ter a vista retratada pela imagem.

UNIDADE

REPRODUÇÃO/STELLARIUM

Considerando as informações apresentadas e os seus conhecimentos sobre o assunto, faça o que se propõe a seguir.

c) É possível observar a Via Láctea da região onde você mora? Converse com os seus colegas sobre possíveis estratégias para observar o céu.

7. Leia o texto a seguir. Constelações são agrupamentos aparentes de estrelas os quais os astrônomos da antiguidade imaginaram formar figuras de pessoas, animais ou objetos. Numa noite escura, pode-se ver entre 1000 e 1500 estrelas, sendo que cada estrela pertence a alguma constelação. As constelações nos ajudam a separar o céu em porções menores, mas identificá-las é em geral muito difícil. Uma constelação fácil de enxergar é Órion [...]. Para identificá-la, devemos localizar 3 estrelas próximas entre si, de mesmo brilho, e alinhadas. Elas são chamadas Três Marias e formam o cinturão da constelação de Órion, o caçador. Seus nomes são Mintaka, Alnilam e Alnitak [...]. O vértice nordeste do quadrilátero é formado pela estrela avermelhada Betelgeuse, [...] que marca o ombro direito do caçador. [...]. Como vemos no hemisfério sul, Órion aparece de ponta-cabeça. Segundo a lenda, Órion estava acompanhado de dois cães de caça, representados pelas constelações do Cão Maior e do Cão Menor. A estrela mais brilhante do Cão Maior, Sírius [...], é também a estrela mais brilhante do céu e é facilmente identificável a sudeste das Três Marias. Procyon [...] é a estrela mais brilhante do Cão Menor e aparece a leste das Três Marias. Betelgeuse, Sírius e Procyon formam um grande triângulo [...]. OLIVEIRA FILHO, Kepler de Souza; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira. Constelações. Porto Alegre: Departamento de Astronomia do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 11 jun. 2022. Disponível em: http://astro.if.ufrgs.br/const.htm. Acesso em: 17 out. 2024.

As imagens a seguir representam a identificação da constelação de Órion.

Sequência de imagens feitas com o simulador Stellarium do céu em Londrina (PR), 15 fev. 2024, às 23h.

Considerando as informações apresentadas pelo texto e pelas imagens, bem como os seus conhecimentos sobre o assunto, faça o que se propõe a seguir. a) Reproduza o desenho da constelação de Órion em seu caderno e identifique as estrelas citadas no texto. b) Qual é a influência dos astros do Universo na sociedade? c) O que é uma constelação? d) As estrelas citadas no texto fazem parte de três constelações diferentes, presentes na Via Láctea. Quais são essas estrelas e quais são as constelações a que pertencem? e) Acesse o simulador no site https://stellarium -web.org/ (acesso em: 11 set. 2024) e depois: • defina sua localização; • faça uma pesquisa digitando Orion; • se necessário, acelere o tempo para que Orion fique visível acima da linha do horizonte; • encontre Betelgeuse, Sirius e Procyon; • selecione “Constellations” e “Constellations Art” e observe o que acontece; • realize outras simulações.

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Sa¡ba ma¡s

Exploração espacial: a busca por vida fora da Terra começa aqui

Desde tempos antigos, a curiosidade sobre o Universo impulsiona o ser humano a buscar respostas para uma importante pergunta: “estamos sozinhos no Universo?”. Se a resposta for “sim”, surgem questionamentos sobre nossa importância em preservar um planeta único no Universo. Se for “não”, novas questões emergem sobre como seriam essas formas de vida – microrganismos ou seres inteligentes capazes de comunicação. A busca por vida fora da Terra também envolve outras questões, como a sobrevivência a longo prazo da humanidade. Diante de desafios, como mudanças climáticas, crescimento populacional e esgotamento de recursos, encontrar ambientes habitáveis em outros planetas pode ser uma alternativa para garantir a continuidade da civilização humana. Essa exploração não apenas ajuda a responder perguntas sobre o Universo mas também amplia o entendimento sobre a Biologia e as condições necessárias para a vida. Ao estudar ambientes extremos na Terra, como as zonas hadais dos oceanos – regiões profundas, de alta pressão, baixa temperatura e escuridão –, os cientistas podem encontrar pistas sobre as possíveis condições de vida em outros planetas. Essas zonas extremas são similares aos ambientes que podem existir em planetas distantes, oferecendo ideias sobre onde e como procurar vida extraterrestre.

ALEXANDRE DE SOUZA

A busca por vida fora da Terra vai além da descoberta do que há em outros planetas; ela também nos ajuda a entender melhor a Terra e o fenômeno da vida, incluindo a vida humana. Ao olhar para as estrelas, a humanidade caminha para um conhecimento cada vez maior sobre a Terra. E ainda há tanto a se descobrir!

Representação artística de um foguete espacial e elementos do Universo (imagens sem escala; cores fantasia). AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. O texto apresenta argumentos favoráveis à exploração espacial. Contudo, alguns cientistas afirmam que os altos custos das missões espaciais na busca por vida fora da Terra deveriam ser revertidos para áreas de pesquisa que tenham aplicação direta para resolver problemas em nosso planeta. Como você se posiciona em relação ao investimento em missões espaciais relacionadas à busca por vida extraterrestre? Converse com seus colegas e anote as principais ideias em seu caderno.

2. Elabore uma tirinha, uma música ou um poema que represente e contraste ambos os entendimentos em relação à exploração espacial.

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6 PENSE E RESPONDA

UNIDADE

TEMA

Origem da vida na Terra

Não escreva no livro.

1 Vo c ê

conhece outros mitos ou lendas que falam sobre a origem da vida? Se sim, compartilhe-os com seus colegas.

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Os mitos fazem parte da cultura de muitos povos indígenas brasileiros. Eles representam sua história, seus modos de vida, seus costumes e suas tradições. Conheça alguns desses mitos no livro a seguir. Daniel Munduruku. Contos indígenas brasileiros. São Paulo: Global Editora, 2004.

O surgimento da vida é um dos assuntos que desperta o interesse e a curiosidade humana. Ao longo do tempo, diversos povos criaram explicações próprias de como os seres vivos surgiram no planeta, tendo como base crenças e costumes de sua cultura. Leia, por exemplo, o mito dos indígenas brasileiros kaingangs sobre a origem de seu povo.

GERSON GERLOFF

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

A tradição dos kaingang afirma que os primeiros da sua nação saíram do solo; por isso têm cor de terra. Numa serra, [...] no sudeste do estado do Paraná, dizem eles que ainda hoje podem ser vistos os buracos pelos quais subiram. Uma parte deles permaneceu subterrânea; essa parte se conserva até hoje lá e a ela se vão reunir as almas dos que morrem, aqui em cima. Eles saíram em dois grupos chefiados por dois irmãos, Kayrú e Kamé [...] Como esses dois irmãos com a sua gente foram os criadores das plantas e dos animais, e povoaram a Terra com os seus descendentes, tudo neste mundo pertence ou à metade Kayrú Indígena kaingang da Aldeia Estiva, ou à metade Kamé [...]. em Tenente Portela (RS), 2014. [...] CONSELHO DE MISSÃO ENTRE POVOS INDÍGENAS. Mitos kaingang. [Porto Alegre]: Comin, [2019]. Disponível em: https://comin.org.br/wp-content/uploads/2019/08/MITOS-KAINGANG.pdf. Acesso em: 29 set. 2024.

Além de constituir parte da cultura das populações humanas, o tema origem da vida também é objeto de estudo da comunidade científica. A esse respeito, diversos questionamentos já foram levantados, entre eles: de que maneira a vida teria surgido na Terra? Que características as primeiras formas de vida teriam apresentado? Com o desenvolvimento da tecnologia e o avanço dos estudos, muitas dessas perguntas puderam ser respondidas, assim como outras ainda mantêm lacunas que incentivam os pesquisadores a buscar respostas. Neste Tema, serão estudados alguns aspectos relacionados à origem da vida, conhecendo diferentes hipóteses formuladas para explicar esse fenômeno.

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PENSE E RESPONDA

Abiogênese versus biogênese

Não escreva no livro.

2 Considerando que

o tempo de gestação dos ratos é de 18 a 21 dias, elabore uma hipótese para explicar o aparecimento de filhotes de ratos em cestos que armazenavam espigas de milho e roupas sujas.

Durante muitos séculos, acreditava-se que seres vivos pequenos, como moscas, vermes e cogumelos, poderiam ser originados a partir da matéria inanimada. Essa ideia era denominada geração espontânea ou abiogênese. A geração espontânea foi, por muito tempo, defendida por filósofos e cientistas, como o médico belga Jan Baptista van Helmont (1580-1644). Ele afirmava que, em poucas semanas, ratos poderiam surgir espontaneamente em cestos que continham espigas de milho e camisas sujas de suor. No entanto, com o avanço dos estudos científicos, a origem de novas gerações de seres vivos foi elucidada. Atualmente, sabe-se que os seres vivos se originam a partir de outros já existentes, por meio da reprodução. Essa teoria é conhecida como biogênese.

O experimento de Redi Entre os cientistas que questionavam a geração espontânea dos seres vivos estava o naturalista italiano Francesco Redi (1626-1697). Em um de seus experimentos, Redi colocou pedaços de carne crua no interior de recipientes de vidro, mantendo parte deles coberta por uma tela e outra parte, aberta. Após alguns dias, observou o surgimento de larvas sobre os pedaços de carne mantidos nos recipientes abertos, enquanto nada aparecera sobre a carne que estava nos recipientes cobertos com tela. Tela

Carne em decomposição

STUDIO CAPARROZ

Larva de mosca

Preparo do experimento

Resultados observados

Elaborada com base em: ZAIA, Dimas A. M.; ZAIA, Cássia T. B. V.; CARNEIRO, Cristine E. A. Química prebiótica: a química da origem da vida. In: GALANTE, Douglas et al. (org.). Astrobiologia: uma ciência emergente. São Paulo: Tikinet Edição: Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo, 2016. p. 96.

Representação do experimento de Redi (imagens sem escala; cores fantasia). Ao analisar os resultados desse experimento, Redi concluiu que as larvas eclodiram de ovos colocados ali por moscas adultas, o que não ocorreu nos recipientes cobertos por tela porque as moscas não conseguiam acessar os pedaços de carne. A partir dessa conclusão, Redi argumentou contrariamente à geração espontânea, demonstrando que as larvas eclodiram a partir de ovos depositados por moscas adultas.

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UNIDADE

O experimento de Pasteur

LUIS MOURA

A teoria da biogênese não era totalmente aceita na época. Por muitos anos, vários estudiosos acreditaram que os seres vivos microscópicos poderiam se originar de maneira espontânea. Nesse período, diversos cientistas realizaram estudos que auxiliaram a elucidar a origem dos microrganismos. Entre eles estava o químico francês Louis Pasteur (1822-1895). Em um de seus experimentos, Pasteur colocou um caldo à base de carne no interior de frascos de vidro e os submeteu à fervura por alguns minutos, de modo que os microrganismos ali presentes fossem eliminados. Na sequência, com fogo, Pasteur modelou o gargalo dos frascos, tornando-os curvos e alongados como “pescoços de cisne”. Dessa forma, a passagem de ar para o interior do frasco era permitida, mas a poeira e os microrganismos eram impedidos de chegar ao caldo, pois ficavam retidos na curvatura do gargalo. Pasteur, então, retirou o gargalo de alguns frascos e manteve outros intactos. Com o passar dos dias, ele observou que a cor do caldo dos frascos cujos gargalos haviam sido removidos tinha sido alterada. Isso ocorreu porque, na ausência do gargalo curvo, microrganismos puderam entrar em contato com o caldo e se multiplicar. Já nos frascos intactos, os microrganismos eram barrados nas paredes do frasco, não entravam em contato com o caldo nutritivo e não se reproduziam, por isso a cor do caldo não se alterava.

Frasco com gargalo intacto Caldo nutritivo

Frasco com gargalo removido Preparo do experimento

Resultados observados

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 8.

Representação do experimento de Pasteur (imagens sem escala; cores fantasia). Os resultados do experimento de Pasteur ajudaram a refutar a geração espontânea, pois, para ser validada, ambos os frascos deveriam ter apresentado a cor alterada pela presença de microrganismos, o que não foi observado. Com esse e outros estudos ficou comprovada a biogênese, mesmo no caso dos microrganismos. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 Pasteur realizou outro experimento. Ele abriu frascos com líquido nutritivo, permitindo a entrada de ar,

e depois os fechou. Repetiu esse procedimento em várias altitudes, desde o nível do mar até o topo de uma montanha, e os frascos apresentaram níveis variados de contaminação conforme a altitude.

Considerando que os resultados obtidos ajudaram a refutar a teoria da abiogênese, proponha uma hipótese que poderia ser testada com esse experimento realizado por Pasteur. Quais devem ter sido os resultados obtidos nesse experimento? Em seguida, faça uma pesquisa sobre o assunto e compare as suas respostas com as informações encontradas.

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A origem do primeiro ser vivo Após a consolidação da biogênese, outra importante questão foi levantada na comunidade científica: se todos os seres vivos surgem a partir de outro, como teria se originado o primeiro ser vivo da Terra? Diversas explicações foram e continuam sendo levantadas para responder a essa questão. A seguir, serão estudadas algumas delas.

A hipótese de Oparin e Haldane Na década de 1920, o bioquímico russo Aleksandr Ivanovich Oparin (1894-1980) e o biólogo britânico John B. S. Haldane (1892-1964) elaboraram, de forma independente, uma hipótese muito similar a respeito da origem da vida na Terra. Segundo essa hipótese, a vida teria surgido em nosso planeta por meio de uma combinação de elementos químicos presentes na Terra primitiva há bilhões de anos. Eles propuseram que a atmosfera primitiva seria composta pelos gases metano (CH4), hidrogênio (H2), amônia (NH3) e vapor de água (H2O). Como não havia gás oxigênio na atmosfera, também não existia camada de ozônio e, portanto, a Terra não tinha proteção contra a radiação ultravioleta emitida pelo Sol. Assim, a radiação solar e as descargas elétricas de tempestades, que, então, eram muito frequentes, seriam fontes de energia para diversas reações químicas que poderiam ocorrer entre os componentes da atmosfera. No caso, tais reações teriam permitido a formação das primeiras moléculas orgânicas. Essas moléculas teriam se acumulado inicialmente na água de poças à beira do mar, que, por meio de interações químicas, teriam formado aglomerados que mantinham um ambiente interno diferente do externo. Esses aglomerados, denominados coacervados, eram capazes de absorver substâncias do ambiente. Assim, propuseram que as primeiras células teriam se originado a partir dos coacervados. DiAlOGOS DA NATUREZA

Moléculas orgânicas

As moléculas orgânicas são constituídas por átomos de carbono associados, principalmente, a átomos de hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, entre outros. Essas moléculas formam carboidratos, proteínas, lipídios e ácidos nucleicos, compostos que formam a base da composição química dos seres vivos. A composição, a estrutura e as propriedades das moléculas orgânicas são estudadas pela Química. Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Representação artística da superfície da Terra primitiva, onde erupções vulcânicas e tempestades seriam frequentes (imagem sem escala; cores fantasia).

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UNIDADE

Em 1953, os estadunidenses Stanley L. Miller (1930-2007) e Harold C. Urey (1893-1981) testaram a hipótese de Oparin e Haldane em laboratório. Em seu experimento, eles criaram um ambiente fechado que simularia as condições que teriam existido na Terra primitiva segundo Oparin e Haldane. Acompanhe na imagem a seguir uma representação de como eles fizeram isso. Um frasco com água (1) era aquecido e liberava vapor de água ao frasco ao qual estava conectado, que continha os gases metano, amônia e hidrogênio (2). Descargas elétricas eram fornecidas ao sistema por meio de eletrodos (3). Um condensador era utilizado para resfriar os gases (4) e o líquido condensado era coletado em outro frasco (5).

2 3

Saída do excesso de vapor

Eletrodo que fornece as descargas elétricas.

Frasco com gases Vapor de água

Condensador: área de resfriamento

Água quente

Frasco com água fervente

Água fria

Local de coleta do líquido condensado. BENTINHO

Elaborada com base em: PURVES, William Kirkwood et al. Vida: a ciência da biologia: volume II: evolução, diversidade e ecologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 452.

Representação do aparelho utilizado em experimento realizado por Miller e Urey (imagem sem escala; cores fantasia). Quando analisaram o líquido coletado, Miller e Urey identificaram a presença de moléculas orgânicas que, até então, acreditava-se serem produzidas apenas por células vivas. Entre elas, moléculas encontradas nos seres vivos, como os aminoácidos, que formam as proteínas. O resultado desse experimento demonstrou ser possível a formação de moléculas orgânicas em laboratório sob as condições propostas por Oparin e Haldane. Contudo, não foi suficiente para validar ou refutar essa hipótese, visto que, até agora, nenhum cientista foi capaz de produzir um ser vivo em laboratório partindo de moléculas simples. Além disso, evidências recentes sugerem que a composição da atmosfera primitiva seria de, sobretudo, gás nitrogênio (N2) e dióxido de carbono (CO2), diferentemente da hipótese proposta por Oparin e Haldane. Mesmo assim, a hipótese de Oparin e Haldane e o experimento de Miller e Urey foram importantes passos para as pesquisas sobre a origem do primeiro ser vivo na Terra. Nas décadas seguintes, os pesquisadores que estudavam a origem da vida se dividiram em três linhas de pesquisa, que serão apresentadas a seguir.

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O que se originou primeiro? Os cientistas dividem opiniões sobre a origem dos seres vivos. Algumas linhas de pesquisa indicam que a vida teria se iniciado a partir da capacidade de replicação do material genético. Outra, que a vida surgiu a partir do metabolismo. Há ainda outra linha, que indica que a vida se iniciou a partir do surgimento de sistemas compartimentalizados.

Capacidade de replicação A existência de uma espécie depende da capacidade de reprodução dos organismos vivos, que transmitem suas informações genéticas entre as gerações. Com base nesse conhecimento, pesquisadores propõem que a vida surgiu da autorreplicação de moléculas de material genético (DNA ou RNA). Parte desses pesquisadores sugere que as primeiras moléculas de RNA se formaram na Terra primitiva a partir de reações químicas entre moléculas orgânicas. Essas moléculas de RNA teriam, então, a capacidade de se autorreplicarem, o que corresponderia a um mecanismo que possibilitaria a transmissão de informações genéticas. MASTERANDI/ SHUTTERSTOCK.COM

Metabolismo

HONDICONE/ SHUTTERSTOCK.COM

A vida é sustentada por reações químicas que constituem o metabolismo de um organismo. Apoiados nesse conhecimento, alguns pesquisadores propõem que a vida pode ter começado a partir de ciclos de reações metabólicas, em que a energia seria aproveitada sem a necessidade de material genético inicial. Esses ciclos permitiriam a transformação e o uso de energia, processos essenciais para formar as primeiras moléculas orgânicas. Muitos cientistas sugerem que esses ciclos podem ter se originado de aberturas hidrotermais no fundo dos oceanos, onde organismos, como bactérias e crustáceos, vivem atualmente, utilizando os compostos ali presentes como fonte de energia.

Compartimentos Todas as células são delimitadas externamente por uma membrana plasmática. Com base nesse fato, um grupo de cientistas propõe que a vida pode ter começado com a formação de pequenos compartimentos delimitados por membrana, característica que teria permitido a existência de um meio interno que, separado do meio externo, apresentaria condições propícias para o desenvolvimento de formas primitivas de células. Esses cientistas consideram que, sem a formação de pequenos compartimentos delimitados por uma membrana, seria difícil configurar a replicação do RNA ou ter um metabolismo ativo. MASTERANDI/ SHUTTERSTOCK.COM

Todas as hipóteses sobre a origem da vida na Terra ajudaram a expandir o conhecimento, mas nenhuma sozinha consegue explicar completamente como a vida surgiu. Cada uma enfrenta questões ainda sem resposta. Afirmar como a vida surgiu não é fácil, pois não se sabe ao certo o que ocorreu há bilhões de anos. No entanto, pesquisas continuam buscando evidências que ajudem os cientistas a entender o que pode ter ocorrido no passado.

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UNIDADE

Ainda não se sabe como surgiu o primeiro ser vivo ou como se formaram as primeiras células. Acredita-se que as primeiras células eram procarióticas, sem núcleo definido ou estruturas membranosas internas. Essas células existiam na superfície do planeta há pelo menos 3,5 bilhões de anos, como evidenciam os estromatólitos, rochas sedimentares produzidas pela atividade de procariontes primitivos.

ROB BAYER/SHUTTERSTOCK.COM

Evolução das células

Estromatólitos, Shark Bay (Austrália). Estudos indicam que as células eucarióticas surgiram posteriormente, cerca de 1,8 bilhão de anos atrás. Essas células apresentavam núcleo definido, separado do citoplasma por um envoltório nuclear, e organelas membranosas, como retículo endoplasmático, mitocôndrias e cloroplastos. Acredita-se que essas estruturas teriam se formado, ao longo do processo evolutivo, a partir de modificações ocorridas em células procarióticas ancestrais. Uma das hipóteses sobre a origem das células eucarióticas propõe que invaginações da membrana plasmática de uma célula procariótica ancestral teriam formado o envoltório nuclear e o retículo endoplasmático. Membrana plasmática

Membrana plasmática Material genético Material genético

JURANDIR

Núcleo Envoltório nuclear

Material genético

Citoplasma Célula procariótica ancestral

Invaginações Retículo endoplasmático Célula com núcleo e membranas internas Elaborada com base em: PURVES, William Kirkwood et al. Vida: a ciência da biologia: volume II: evolução, diversidade e ecologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 478.

Representação da formação de um sistema de endomembranas na célula (imagens sem escala; cores fantasia).

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Célula fotossintetizante Cloroplasto

Célula com núcleo e membranas internas

Material genético Envoltório nuclear

JURANDIR

Outra hipótese, primeiramente proposta pela bióloga estadunidense Lynn Margulis (1938-2011), afirma que as mitocôndrias e os cloroplastos teriam sido formados a partir da endossimbiose. Segundo essa hipótese, células procarióticas teriam sido englobadas por outras células maiores, mas, por algum motivo, não foram degradadas e estabeleceram uma relação benéfica mútua. Com o passar do tempo, as células englobadas teriam dado origem às mitocôndrias e aos cloroplastos. Contudo, como as mitocôndrias estão presentes em todos os eucariontes, e os cloroplastos apenas em parte deles, como nas plantas e em algumas algas, acredita-se que a evolução das células eucarióticas tenha ocorrido por meio de uma sequência de eventos. Essa sequência de eventos evolutivos é explicada pela endossimbiose serial. Nesse sentido, uma célula procariótica ancestral teria englobado células procarióticas que metabolizavam gás oxigênio e não as teria degradado, por algum motivo. As células englobadas teriam sido mantidas no citoplasma da célula hospedeira, recebendo proteção e alimento. Sua capacidade de metabolizar gás oxigênio aumentaria a eficiência energética da célula hospedeira. Essa associação benéfica para ambas as células teria perdurado, e células englobadas teriam dado origem às atuais mitocôndrias. Então, uma célula que já possuía mitocôndrias teria englobado células procarióticas fotossintetizantes e não as teria degradado, por algum motivo. Similarmente, as células englobadas teriam sido mantidas no citoplasma da célula hospedeira, recebendo proteção e alimento. Sua capacidade fotossintetizante também aumentaria a eficiência energética da célula hospedeira. Essa associação benéfica teria perdurado, e as células englobadas teriam dado origem aos atuais cloroplastos.

Núcleo

Mitocôndria Retículo endoplasmático Célula que metabolizava gás oxigênio.

Elaborada com base em: PURVES, William Kirkwood et al. Vida: a ciência da biologia: volume II: evolução, diversidade e ecologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 478.

Representação do modelo da endossimbiose serial (imagens sem escala; cores fantasia). Entre as evidências que sustentam essa hipótese está o fato de que as mitocôndrias e os cloroplastos possuem material genético e ribossomos próprios. Além disso, essas estruturas apresentam grande semelhança com o material genético e os ribossomos de algumas bactérias, que são seres procariontes. Outra evidência é a presença de duas ou mais membranas nessas organelas, sendo a mais interna similar à membrana dos procariontes.

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UNIDADE

Não escreva no livro.

1. A criação do mundo é explicada por vários povos

e diferentes culturas. Uma dessas versões corresponde à lenda chinesa de Pan Gu. De acordo com ela, Pan Gu dormia no interior de uma bola cósmica que seria equivalente ao Universo, muito similar a um ovo. Com o passar do tempo, Pan Gu despertou de seu sono profundo e quebrou a casca do ovo. Uma das partes do ovo teria se sedimentado e formado a Terra; a outra teria dado origem ao restante do Universo. O corpo de Pan Gu sustentava a Terra e o Universo, de modo que não se unissem novamente. Após milhares de anos, Pan Gu teria se esgotado e seu grande corpo teria caído no chão. Após a morte de Pan Gu, partes de seu corpo começaram a se transformar: um dos olhos deu origem ao Sol e o outro, à Lua; sua respiração transformou-se nos ventos e nas nuvens; sua voz deu origem a raios e trovões; seus cabelos e barba viraram as grandes florestas etc. Finalmente, os animais e outros seres vivos teriam se originado a partir do que restava de vida em seu espírito. A respeito do assunto, faça o que se propõe a seguir. a) De acordo com a lenda de Pan Gu, qual teria sido a origem dos seres vivos na Terra? b) A origem da vida na Terra ainda não é completamente explicada pela comunidade científica. Contudo, existem três linhas de pesquisa que buscam explicar como ela teria ocorrido. Quais são elas? Explique-as resumidamente. c) Outra teoria sobre a origem da vida na Terra é a panspermia. Forme um grupo com seus colegas e faça uma pesquisa sobre o assunto. Após a pesquisa, organizem uma apresentação de teatro ou gravem um curta-metragem sobre o assunto.

2. As composteiras representam formas de rea-

proveitamento de resíduos para a produção de adubo. Nelas são depositados resíduos orgânicos, como restos de alimentos e cascas de frutas. Com o tempo, os microrganismos realizam a decomposição desses resíduos, transformando-os em um material rico em nutrientes que pode ser utilizado para a produção de cultivos. É comum em composteiras, mesmo que muito bem tampadas, o aparecimento de larvas de moscas. A respeito do assunto, responda às questões a seguir. a) Em séculos passados, o surgimento de larvas de moscas nessas condições poderia ser explicado pela geração espontânea. O que diz essa ideia?

b) Hoje, sabe-se que a geração espontânea não é aceita pela comunidade científica. Dessa forma, explique como é possível surgir larvas em composteiras. c) Explique de que forma os experimentos de Redi auxiliaram a refutar a geração espontânea de seres vivos. d) Explique de que forma os experimentos de Pasteur auxiliaram a refutar a geração espontânea de seres vivos. e) Qual é o nome da explicação científica para a origem dos seres vivos atualmente aceita? Explique-a.

3. Os experimentos de Miller e Urey envolveram a

montagem de um aparato experimental que pudesse testar a hipótese de Oparin e de Haldane a respeito da origem do primeiro ser vivo na Terra. Considerando os seus conhecimentos sobre a origem da vida, faça o que se propõe a seguir. a) Explique a hipótese formulada por Oparin e Haldane. b) No seu caderno, elabore um esquema que represente a montagem do experimento de Miller e Urey e identifique os itens que compunham o aparato utilizado. Explique como ocorreu o experimento realizado por esses pesquisadores. c) Com esse experimento, Miller e Urey foram capazes de comprovar a hipótese de Oparin e de Haldane? Justifique sua resposta.

4. A lesma-do-mar da espécie Elysia chlorotica tem

a capacidade de incorporar em suas células os cloroplastos de algas verdes ingeridas em sua alimentação. Os cloroplastos englobados são capazes de realizar fotossíntese por alguns meses, beneficiando diretamente o animal com os produtos desse processo.

MIRRORIMAGES/ALAMY/FOTOARENA

AT¡v¡DaDeS

Lesma-do-mar (Elysia chlorotica). Os indivíduos dessa espécie têm, em média, 45 milimetros de comprimento.

a) Esse exemplo se aproxima de uma das hipóteses sobre a origem das células eucarióticas. Que hipótese é essa? Explique-a. b) Quais são as evidências da hipótese citada no item anterior?

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ORGAN¡ZANDO AS ¡De¡AS Analise o esquema a seguir, que apresenta e relaciona os principais conceitos estudados nesta Unidade.

ESTUDAR

2 CARACTERÍSTICAS

Investigações científicas

Rigor Preceitos éticos

Hipóteses

Nervoso

Muscular

Permeabilidade seletiva

Transparência

Núcleo celular

Tecidos

Conjuntivo

Membrana plasmática

3 CONTROLE

Material genético

Epitelial Organelas

Divisão celular

Ciclo celular

Coleta de dados

Meiose

Mitose

Analisar e interpretar resultados

Elaborar conclusões

CÉLULAS E VIDA

Procariótica Eucariótica Evolução celular Oparin e Haldane

Metabolismo Replicação

Respiração celular

Fermentação

CONDIÇÕES PARA SUA ORIGEM

Fotossíntese

Universo

Teorias

SURGIRAM

Zona habitável

Imagens ilustrativas e sem escala; cores fantasia.

Catabolismo

Metabolismo

Sistema Solar Terra

Quimiossíntese

Anabolismo

Galáxia

Marte

ATP

Compartimentos

Abiogênese versus Biogênese

6 COMO

ALEX ARGOZINO

1 COMO

4 PROCESSOS

Temperatura

ENERGÉTICOS

Água líquida Não escreva no livro

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UNIDADE

AT¡v¡DADeS COMPleMeNTAReS Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Tema 1: A construção dos conhecimentos científicos

1. Em 1951, a estadunidense Henrietta Lacks

(1920-1951) morreu em decorrência de um câncer de colo de útero. Enquanto Henrietta ainda estava viva, foram coletadas amostras desse tumor para estudo, porém sem o seu consentimento. Ao serem cultivadas em laboratório, verificou-se que essas células continuavam a se multiplicar. Devido a essa capacidade de multiplicação, as células HeLa, como foram denominadas, são cultivadas até os dias de hoje, sendo utilizadas em diversas pesquisas científicas no mundo todo. Embora a importância das células HeLa para os avanços da Ciência seja evidente, sua coleta, seu uso em pesquisas e sua comercialização se deram sem o consentimento em vida de Henrietta Lacks. Forme um grupo com seus colegas, façam uma pesquisa sobre o assunto e analisem essa situação, elaborando argumentos relativos ao uso das células HeLa em pesquisas científicas.

2. (UEA-AM) Ao colher frutos diretamente da ár-

vore, uma estudante notou diversas larvas de insetos em seu interior (I). Imaginou, então, que alguma espécie de mosca deveria ter colocado seus ovos nos frutos quando estes ainda estavam em processo de maturação (II). Logo, pensou que, se alguém tivesse ensacado os frutos antes da postura dos ovos das moscas, as larvas seriam evitadas (III). Assim, realizou esse procedimento com outros frutos (IV). Após algum tempo, ao abrir alguns frutos ensacados e já maduros, notou que realmente seu pensamento estava correto (V). Com relação ao método de investigação científica, é correto afirmar que

Não escreva no livro

3. (Paes/Unimontes-MG) A realização de uma

pesquisa científica é dividida em determinadas partes. As hipóteses devem facilitar o ensaio experimental. Todas as afirmativas abaixo são hipóteses. Analise-as e assinale a alternativa que representa uma hipótese com as seguintes características:

• Hipótese definida. • Sua comprovação ou negação acrescentará informação científica válida. • Suscetível de comprovação experimental. • Sem excesso de abrangência. a) O medicamento X combate todos os tipos de dores de cabeça. b) O medicamento X é eficaz no combate à dor de cabeça. c) O medicamento X é eficiente no combate a dores de cabeça decorrentes de má digestão. d) O medicamento X é eficaz no combate à dor.

Tema 2: Células

4. (Unicentro-PR) Quais das organelas abaixo

diferenciam uma célula animal de uma célula vegetal: a) Ribossomos, mitocôndrias e complexo de golgi. b) Retículo endoplasmático, núcleo e mitocôndrias. c) Citoplasma, ribossomos e complexo de golgi. d) Núcleo, citoplasma e membrana celular. e) Parede celular, plastos e vacúolo.

5. (Udesc) Assinale a alternativa que faz a relação

correta entre a organela celular e a sua função.

a) II corresponde ao fato verificado.

a) Mitocôndria – Respiração celular

b) IV corresponde à dedução imaginada.

b) Lisossomos – Permeabilidade seletiva

c) V corresponde ao resultado analisado.

c) Vacúolo – Armazenamento de DNA

d) III corresponde ao experimento testado.

d) Complexo golgiense – Síntese de proteínas

e) I corresponde à hipótese levantada.

e) Cloroplastos – Transporte de aminoácidos

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6. (Enem/MEC) A ricina, substância tóxica extraída

da mamona, liga-se ao açúcar galactose presente na membrana plasmática de muitas células do nosso corpo. Após serem endocitadas, penetram no citoplasma da célula, onde destroem os ribossomos, matando a célula em poucos minutos. SADAVA, D. et al. Vida: a ciência da biologia. Porto Alegre: Artmed, 2009 (adaptado).

O uso dessa substância pode ocasionar a morte de uma pessoa ao inibir, diretamente, a síntese de a) RNA.

d) proteínas.

b) DNA.

e) carboidratos.

c) lipídios.

7. (UEA-AM) Alguns sais minerais se deslocam,

a favor do gradiente de concentração, do solo para o interior das células da raiz de uma plan. Isso promove um ta, por meio aumento na concentração intracelular, favorecendo a entrada de água nas células da raiz por . As lacunas do texto devem ser preenchidas, respectivamente, por: a) do transporte ativo – difusão simples. b) da difusão simples – osmose. c) da osmose – bombeamento iônico. d) do bombeamento iônico – difusão facilitada.

e) do transporte passivo – transporte ativo.

8. (Enem/MEC) As células da epiderme da folha

da Tradescantia pallida purpurea, uma herbácea popularmente conhecida como trapoeraba-roxa, contém um vacúolo onde se encontra um pigmento que dá a coloração arroxeada a esse tecido. Em um experimento, um corte da epiderme de uma folha da trapoeraba-roxa foi imerso em ambiente hipotônico e, logo em seguida, foi colocado em uma lâmina e observado em microscópio óptico. Durante a observação desse corte, foi possível identificar o(a) a) acúmulo do solvente com fragmentação da organela.

b) rompimento da membrana celular com liberação do citosol. c) aumento do vacúolo com diluição do pigmento no seu interior.

d) quebra da parede celular com extravasamento do pigmento. e) murchamento da célula com expulsão do pigmento do vacúolo.

Tema 3: Núcleo e divisões celulares

9. (UFJF-MG) O ciclo celular é um período entre o

surgimento de uma célula por divisão celular até o momento em que esta célula se dividirá novamente para a geração de células-filhas. Na maior parte do ciclo celular, a célula en. Esta fase contra-se na fase de é ainda dividida em três períodos, sendo que ocorre a replicação (duplicano ção) do material genético destas células que já foram estimuladas a entrar em divisão. No processo de divisão celular, que é subdividido em 4 fases, ocorrem eventos marcantes que identificam estas fases, como a segregação das cromátides (cromossomos) irmãs para . polos opostos durante a fase de Assinale a alternativa cuja sequência CORRETA completa os espaços tracejados: a) Replicação do DNA, G2, prófase. b) Intérfase, S, anáfase. c) G2, G1, anáfase.

d) Prófase, S, telófase. e) Intérfase, G1, metáfase.

10. (Fuvest-SP) Células de embrião de drosófila

(2n = 8) que estavam em divisão foram tratadas com uma substância que inibe a formação do fuso, impedindo que a divisão celular prossiga. Após esse tratamento, quantos cromossomos e quantas cromátides, respectivamente, cada célula terá? a) 4 e 4.

c) 8 e 8.

b) 4 e 8.

d) 8 e 16.

e) 16 e 16

Tema 4: Metabolismo celular

11. (Enem/MEC) Os ursos, por não apresentarem

uma hibernação verdadeira, acordam por causa da presença de termogenina, uma proteína mitocondrial que impede a chegada dos prótons até a ATP sintetase, gerando calor. Esse calor é importante para aquecer o organismo, permitindo seu despertar. SADAVA, D. et al. Vida: a ciência da biologia. Porto Alegre: Artmed, 2009 (adaptado).

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a) Glicólise. b) Fermentação lática. c) Ciclo do ácido cítrico. d) Oxidação do piruvato. e) Fosforilação oxidativa.

12. (Enem/MEC) A fotossíntese é um processo fí-

sico-químico realizado por organismos clorofilados. Nos vegetais, é dividido em duas fases complementares: uma responsável pela síntese de ATP e pela redução do NADP+ e a outra pela fixação de carbono. Para que a etapa produtora de ATP e NADPH ocorra, são essenciais a) água e oxigênio. b) glicose e oxigênio. c) radiação luminosa e água. d) glicose e radiação luminosa. e) oxigênio e dióxido de carbono.

13. (UECE) Fermentação é a) o processamento do piruvato na presença de oxigênio. b) a reação que produz duas moléculas de piruvato. c) a rota metabólica que processa piruvato na ausência de oxigênio. d) o processamento do piruvato em glicose e oxigênio.

Tema 5: O Universo e as condições para a vida

14. Leia o trecho de uma reportagem publicada em maio de 2023. Cientistas anunciaram a identificação de 62 luas adicionais de Saturno com base em um lote de objetos descobertos por astrônomos, que darão ao planeta um total de 145 luas. Com isso, Saturno ultrapassa as 95 luas de Júpiter e recupera o posto de planeta com o maior número do Sistema Solar, após ter perdido há três meses, em fevereiro. [...] As recém-descobertas luas de Saturno não são nada parecidas com o objeto brilhante no céu noturno da Terra. Elas têm formato irregular

UNIDADE

Em qual etapa do metabolismo energético celular a termogenina interfere?

[...], e não têm mais de um ou dois quilômetros de diâmetro. [...] No entanto, essas pequenas luas irregulares [...] estão [...] em grupos e podem ser remanescentes de luas maiores que se despedaçaram enquanto orbitavam o planeta. O'CALLAGHAN, Jonathan. Cientistas descobrem 62 novas luas em Saturno, que volta a ser o planeta com o maior número; veja o ranking. O Globo [s. l.], 14 maio 2023. Disponível em: https://oglobo.globo.com/mundo/noticia/2023/05/cientistas -descobrem-62-novas-luas-em-saturno-que-volta-a-ser-o -planeta-com-o-maior-numero-veja-o-ranking.ghtml. Acesso em: 15 jul. 2024.

Com base nas informações apresentadas pelo texto e em seus conhecimentos sobre o assunto, faça o que se propõe a seguir. a) O que é informado pelo texto? b) Que característica da Ciência pode ser evidenciada no texto? c) Júpiter e Saturno são planetas rochosos ou planetas gasosos? Explique suas características. d) Em maio de 2024, um ano após a publicação da reportagem, o número de luas de Júpiter era o mesmo, mas o de Saturno já contabilizava 146. Realize uma pesquisa para avaliar se o número de luas desses planetas foi alterado no ano presente.

Tema 6: Origem da vida na Terra

15. (Enem/MEC) Em certos locais, larvas de mos-

cas, criadas em arroz cozido, são utilizadas como iscas para pesca. Alguns criadores, no entanto, acreditam que essas larvas surgem espontaneamente do arroz cozido, tal como preconizado pela teoria da geração espontânea. Essa teoria começou a ser refutada pelos cientistas ainda no século XVII, a partir dos estudos de Redi e Pasteur, que mostraram experimentalmente que a) seres vivos podem ser criados em laboratório. b) a vida se originou no planeta a partir de microrganismos. c) o ser vivo é oriundo da reprodução de outro ser vivo preexistente. d) seres vermiformes e microrganismos são evolutivamente aparentados. e) vermes e microrganismos são gerados pela matéria existente nos cadáveres e nos caldos nutritivos, respectivamente.

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InTEGranDO COm... MATEMÁTICA E SUAS TECNOLOGIAS

A importância das escalas microscópicas para a saúde A maior parte das células possui dimensões microscópicas. Por exemplo, a bactéria Mycoplasma pneumoniae, uma das causadoras de pneumonia, apresenta cerca de 0,0000002 m de comprimento. Para facilitar a leitura e a comparação de números como esse, é possível empregar a notação científica, uma maneira de expressar um valor numérico utilizando potências da base 10. Sua representação é feita por: a x 10n Em que 1 < a , 10, e n é um número inteiro. Para o exemplo citado, o valor de 0,0000002 m pode ser expresso por 2 x 10-7 m, pois: 2 1 0,0000002 m = m=2x m = 2 x 10-7 m 10000000 10000000 Outra possibilidade de representar o tamanho de estruturas muito pequenas é com o uso das unidades de medida que compõem a escala microscópica. Alguns exemplos são apresentados a seguir.

PEOPLEIMAGES.COM - YURI A/SHUTTERSTOCK.COM

Escala microscópica Unidade de medida

Equivalência em metro (m)

micrometro (mm)

10-6 m

nanometro (nm)

10-9 m

angstrom (Å)

10-10 m

Assim, o tamanho da bactéria Mycoplasma pneumoniae pode ser representado por 0,2 mm, pois: 0,0000002 m = 2 x 10-7 m = 0,2 x 10-6 m = 0,2 mm Como exemplo de aplicação dessas unidades de medida, considere algumas informações envolvendo o coronavírus (SARS-CoV-2), causador da covid-19, declarada pandemia em março de 2020. Na época, a urgência em reduzir a propagação da doença impulsionou o desenvolvimento de inúmeras pesquisas. Algumas confirmaram uma das principais formas de propagação do coronavírus: o contato direto ou indireto, por meio de superfícies contaminadas, com gotículas de saliva expelidas por pessoas infectadas ao espirrar, tossir ou mesmo falar. As gotículas expelidas pelo espirro possuem diâmetro variável e podem ser projetadas em até 8 m.

HÉCTOR GOMEZ

O coronavírus (SARS-CoV-2) tem diâmetro medindo entre 60 a 140 nm.

Representação de gotículas de saliva espalhadas pelo ar durante um espirro (imagens sem escala; cores fantasia).

Fontes: CASCELLA, Marco et al. Features, evaluation, and treatment of coronavirus (covid-19). [S. l.]: StatPearls Publishing. 18 ago. 2023. Disponível em: https:// www.ncbi.nlm.nih.gov/ books/NBK554776/. BOUROUIBA, Lydia. Turbulent gas clouds and respiratory pathogen emissions: potential implications for reducing transmission of covid-19. JAMA, [s. l.], v. 323, n. 18, 26 mar. 2020. Disponível em: https:// jamanetwork.com/journals/ jama/fullarticle/2763852. Acessos em: 15 jul. 2024.

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UNIDADE

Outros estudos avaliaram a eficiência de diferentes modelos de máscaras de proteção facial, utilizadas para minimizar a transmissão e/ou infecção pelo coronavírus. Em um desses estudos, foram considerados alguns fatores, como a filtragem e a respirabilidade das máscaras.

STO

CK.CO M

DECH

NATAL

S T/

II A

Máscara PFF2/N95 7 camadas Fabricada com material sintético. Utilizada em hospitais quando há alto risco de contaminação.

O CK

.C O M

O C K. C O M

/SH

RST

JN 999

Respirabilidade Representa a facilidade ou a dificuldade da passagem de ar (quanto menor o número, mais fácil é a passagem de ar). U

F/S

Filtragem Indica o percentual de partículas retidas (as partículas estudadas tinham medida de diâmetro de 60 nm a 300 nm).

Máscara cirúrgica 3 camadas Fabricada com material sintético. Comumente utilizada em hospitais para procedimentos em geral.

Máscara caseira 2 camadas Fabricada com algodão ou tecidos sintéticos. Foi amplamente vendida no comércio popular.

95%

89%

40%

5,5

2,24

5,67

Fonte: JOKURA, Tiago. Estudos detalham a eficiência das máscaras. Pesquisa Fapesp, São Paulo, ed. 312, 28 fev. 2022. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/estudos-detalham-a-eficiencia-das-mascaras/. Acesso em: 15 jul. 2024.

Apesar de esse estudo ter sido realizado em função da pandemia de covid-19, seus resultados evidenciam a importância do uso de máscaras de proteção facial para impedir a disseminação de outras doenças cujas formas de transmissão são similares, como a gripe. Respostas e comentários estão disponíveis nas

Agora, faça o que se pede em cada item. Orientações para o professor.

Não escreva no livro.

1. Que característica da Ciência pode ser evidenciada no texto? 2. Qual das máscaras apresentou maior eficiência contra a propagação do coronavírus? Utilize os dados apresentados no texto para justificar sua resposta.

3. Verifique o diâmetro máximo do coronavírus (SARS-CoV-2) e o diâmetro máximo das partículas utilizadas no estudo da eficiência das máscaras e, utilizando notação científica, escreva-os em metro. Após o registro, faça uma comparação entre os diâmetros do coronavírus, das partículas do estudo e da bactéria apresentados no texto.

4. Algumas pesquisas científicas são desenvolvidas a partir de uma demanda social, como foi o caso

da covid-19. Outras pesquisas podem acontecer com base na curiosidade em compreender melhor determinado fenômeno ou situação. Hoje, se você fosse realizar uma pesquisa, sobre o que seria? Por quê? Monte uma pequena apresentação utilizando mídias digitais e mostre para a turma os motivos de sua pesquisa. Nessa apresentação, procure responder às seguintes questões.

• Sobre o que eu quero pesquisar? • Sobre esse tema, qual aspecto é mais relevante? • Por que seria importante pesquisar sobre isso? • Qual seria o título da minha pesquisa? • Como eu poderia realizá-la?

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UNIDADE

HORMÔNIOS, REPRODUÇÃO HUMANA E SAÚDE Amizades, laços familiares e relacionamentos amorosos estão entre os desejos mais comuns dos jovens, de acordo com um relatório da Organização das Nações Unidas (ONU) de 2020. Esses vínculos são essenciais para o bem-estar emocional e social, contribuindo para uma saúde equilibrada. Nesta Unidade, serão abordados temas como mudanças no corpo, sexualidade, gestação, relacionamentos sociais e a prevenção de algumas doenças. Ao explorar esses temas, é possível entender melhor alguns dos desafios que surgem durante a juventude e como cuidar da saúde de maneira consciente e responsável. Não escreva no livro. Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

1. A imagem possui alguma relação com a saúde? Explique.

2. O que você considera ser mais importante quando se fala em manutenção da saúde?

3. Em sua opinião, quais são os desafios

ANTONIO GUILLEM/ SHUTTERSTOCK.COM

enfrentados por sua geração relacionados à saúde física e mental?

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Sorrir contribui para manter o bem-estar emocional.

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TEMA

Regulação hormonal Respostas e comentários deste Tema estão

LUCAS FARAUJ

Analise as situações a seguir. disponíveis nas Orientações para o professor.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

1 Você já percebeu

quais são as reações de seu corpo a determinadas situações? Isso ocorre de maneira similar ou totalmente oposta às situações apresentadas? Converse com um colega sobre o assunto.

2 De maneira geral,

as reações do corpo a situações como fome ou sono também envolvem alterações no humor. Como fica seu humor quando está com fome ou sono?

3 As alterações apre-

sentadas ocorrem por causa da ação de hormônios. Quais hormônios você conhece e que ações eles geram no organismo?

Os hormônios são mensageiros químicos que atuam na regulação e na coordenação de vários tecidos, órgãos e sistemas. Eles participam do crescimento e do desenvolvimento do corpo, da digestão, do controle do sono e das emoções, da reprodução, além da resposta a situações estressantes. Os hormônios são produzidos por glândulas que os liberam na corrente sanguínea, possibilitando que sejam distribuídos aos locais-alvo de sua ação. Neste Tema, serão estudadas algumas glândulas e os hormônios por elas produzidos. Os hormônios participam da regulação de diversos processos do organismo humano.

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SELMA CAPARROZ

Glândulas do corpo humano

Hipotálamo

UNIDADE

Hipófise

As glândulas são estruturas especializadas em secretar substâncias que desempenham variadas Tireoide funções que interferem no funcionamento do organismo humano. Entre os tipos principais de glândulas Paratireoides estão as endócrinas, as exócrinas e as mistas. As glândulas endócrinas são aquelas que Suprarrenais liberam seus produtos diretamente na corrente sanguínea. Essas glândulas produzem os hormônios. Ovários São exemplos o hipotálamo, a hipófise, a tireoide, as (mulher) Pâncreas paratireoides, as suprarrenais e as gônadas (ovários nas mulheres e testículos nos homens). Testículos (homem) As glândulas exócrinas não produzem hormôAs paratireoides estão nios, e suas secreções são liberadas na superfície do localizadas atrás da corpo ou em cavidades corporais por meio de ductos. tireoide. Alguns exemplos são as glândulas sudoríferas, que Elaborada com base em: SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. secretam suor sobre a pele, e as glândulas mamáPorto Alegre: Artmed, 2017. p. 200. rias, que secretam leite durante a amamentação. Representação de glândulas endócrinas do corpo As glândulas mistas possuem tanto a função humano (imagem sem escala; cores fantasia). endócrina como a exócrina. Um exemplo é o pâncreas, que, além de secretar hormônios, produz suco pancreático, que é liberado no intestino delgado durante a digestão. A seguir, serão estudadas as glândulas endócrinas do corpo humano e os principais hormônios produzidos por cada uma delas.

Hipotálamo O hipotálamo está localizado na base do cérebro. Ele produz hormônios que regulam a secreção de hormônios por parte da hipófise. Os hormônios que estimulam a secreção hipofisária são denominados hormônios liberadores, enquanto os que inibem a secreção hipofisária são chamados hormônios inibidores.

A hipófise está ligada ao hipotálamo, na base do cérebro. Ela pode ser dividida em duas partes: adenoipófise (porção anterior) e neuroipófise (porção posterior). Cada uma delas secreta diferentes hormônios que atuam na regulação de várias funções do organismo. Representação do encéfalo humano, com destaque para a localização do hipotálamo e da hipófise (imagem sem escala; cores fantasia).

SELMA CAPARROZ

Hipófise

Hipotálamo

Adenoipófise Neuroipófise Elaborada com base em: SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 210.

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Entre os principais hormônios produzidos e secretados pela adenoipófise, estão: • Hormônio do crescimento (GH): estimula o crescimento de tecidos e órgãos do corpo, como ossos e músculos. Durante a infância e a adolescência, é responsável por promover o aumento da estatura e da massa muscular. • Hormônio estimulante da tireoide (TSH): controla a produção e a secreção dos hormônios da tireoide. • Hormônio adrenocorticotrófico (ACTH): controla a produção e a secreção dos hormônios das glândulas suprarrenais. • Hormônio foliculoestimulante (FSH): atua sobre as gônadas. Nas mulheres, estimula a maturação do gameta feminino nos ovários. Nos homens, estimula a produção de gametas masculinos pelos testículos. • Hormônio luteinizante (LH): atua sobre as gônadas. Nas mulheres, estimula a liberação do gameta feminino e, junto com o FSH, promove a secreção de hormônios pelos ovários. Nos homens, estimula a produção de hormônios pelos testículos. • Prolactina (PRL): em conjunto com outros hormônios, estimula o desenvolvimento das glândulas mamárias durante a gestação, além da produção de leite. Embora não sintetize hormônios, a neuroipófise armazena e secreta hormônios produzidos pelo hipotálamo. São eles: • Hormônio antidiurético (ADH): atua sobre os rins, estimulando a reabsorção de água, o que resulta na diminuição do volume de urina produzida, deixando-a mais concentrada. • Ocitocina (OT): promove as contrações do útero no momento do parto e estimula a ejeção de leite materno pelas glândulas mamárias, sob estímulo da sucção do bebê. Os hormônios citados e seus respectivos locais de ação são apresentados resumidamente no esquema a seguir. Adenoipófise Hormônio

FSH e LH

TSH

ACTH

Prolactina

ADH

Ocitocina

Alvo

Neuroipófise

Testículos e ovários

Tireoide

Suprarrenais

Glândulas mamárias

Ossos e músculos

Rins

Glândulas mamárias e músculos do útero

Elaborado com base em: SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 210-211.

Esquema representando os hormônios secretados pela adenoipófise e pela neuroipófise e seus respectivos locais de ação. ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Pesquisas evidenciam que a ocitocina e outros hormônios podem estar envolvidos na regulação do humor e na sensação de bem-estar. Para conhecê-los, acesse o site a seguir. O segredo da alegria? 7 ideias para estimular os hormônios do bem-estar. Publicado por: National Geographic. Disponível em: https://www.nationalgeographicbrasil.com/ciencia/2023/08/o-segredo-da-alegria-7ideias-para-estimular-os-hormonios-do-bem-estar. Acesso em: 10 ago. 2024.

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UNIDADE

Tireoide A tireoide é uma glândula que se localiza logo abaixo da laringe, anteriormente à traqueia, na região do pescoço. Essa glândula secreta três hormônios: a calcitonina (CT), a tri-iodotironina (T3) e a tiroxina (T4). A calcitonina promove a diminuição dos níveis de cálcio no sangue. A tri-iodotironina e a tiroxina, também chamada tetraiodotironina, participam da regulação do metabolismo. Esses hormônios promovem o consumo de gás oxigênio necessário para a síntese de ATP, intensificando, assim, a respiração celular realizada nos tecidos do organismo. Além disso, em conjunto com outros hormônios, estimulam o crescimento corporal. Os hormônios T3 e T4 são constituídos, respectivamente, por três e por quatro átomos de iodo. Sua produção depende da disponibilidade de iodo no organismo, que pode ser obtido pela ingestão de alimentos como peixes, mariscos, algas, espinafre e agrião. Além disso, pela ingestão de sal de cozinha, que, no Brasil, é comercializado com adição de iodo conforme a exigência prevista pela legislação do país. A iodação do sal é uma medida de saúde voltada à prevenção de problemas relacionados à deficiência de iodo na população. O mau funcionamento da tireoide pode afetar a qualidade de vida dos indivíduos. Por exemplo, pessoas que apresentam hipotireoidismo, condição na qual a tireoide secreta quantidades insuficientes de T3 e T4, podem ter ganho de peso, cansaço e sono em excesso. Do contrário, pessoas que apresentam hipertireoidismo, condição na qual a tireoide secreta quantidades excessivas de T3 e T4, podem ter perda de peso, aumento na frequência cardíaca e suor excessivo.

Paratireoides

LUIZ RUBIO

As paratireoides compreendem quatro glândulas localizadas atrás da tireoide. Elas secretam o paratormônio (PTH), que promove o aumento dos níveis de cálcio no sangue. Esse aumento pode ocorrer pela mobilização de cálcio presente nos ossos, pela reabsorção desse íon pelos rins ou pela absorção intestinal de cálcio dos alimentos. O PTH atua em conjunto com a calcitonina, regulando a concentração de cálcio no sangue. Essa regulação é importante para a contração muscular, processo que depende da presença de cálcio no tecido muscular.

Paratireoides Tireoide

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 34 do pdf.

Representação da tireoide e das paratireoides (imagem sem escala; cores fantasia).

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Suprarrenais

JURANDIR/LUIS MOURA

As suprarrenais compreendem duas glândulas localizadas acima dos rins. Essas glândulas podem ser divididas em duas regiões: o córtex, na porção periférica, e a medula, na porção interna. Essas regiões produzem hormônios distintos. Representação da localização das suprarrenais. No destaque, representação de corte de uma suprarrenal, evidenciando o córtex e a medula (imagem sem escala; cores fantasia).

Medula da glândula suprarrenal

Glândulas suprarrenais

Córtex da glândula suprarrenal

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 873-874 do pdf.

Rins

Entre os hormônios produzidos pelo córtex das suprarrenais está o cortisol, responsável por regular algumas atividades metabólicas, promovendo a resistência ao estresse. Ele também pode atuar em respostas inflamatórias. Um dos efeitos do cortisol é o aumento dos níveis de glicose no sangue. A glicose extra pode ser utilizada pelos tecidos na produção de ATP para combater as situações estressantes, que incluem atividade física intensa, lesões físicas, períodos de jejum, temperaturas extremas, medo, ansiedade etc. No entanto, em concentrações elevadas por períodos prolongados, o cortisol pode deprimir os processos envolvidos na defesa do organismo. Os dois principais hormônios produzidos pela medula das suprarrenais são a adrenalina (ou epinefrina) e a noradrenalina (ou norepinefrina). Eles são secretados quando há estresse de curta duração, provocando alterações no organismo que o preparam para a emergência – resposta conhecida como “luta ou fuga”. Diante do susto causado pelos latidos inesperados de um cachorro de grande porte, por exemplo, é comum experienciar a respiração e os batimentos cardíacos acelerados. Tais alterações são causadas por esses hormônios, que também promovem o aumento dos níveis de glicose no sangue e do fluxo de sangue para o coração e para os músculos. Isso direciona gás oxigênio e glicose aos tecidos, aumentando a disponibilidade de energia necessária para agir em situações como essa.

Pâncreas O pâncreas é um órgão localizado atrás do estômago, na região ventral do corpo. Como uma glândula mista, ele é constituído por células com função exócrina, que secretam o suco pancreático, e por células que exibem função endócrina, que será o assunto neste tópico. As células endócrinas são encontradas em agregados denominados ilhotas pancreáticas ou ilhotas de Langerhans, em homenagem ao médico alemão Paul Langerhans (1847-1888), que as descreveu. Nesses agregados celulares, encontram-se diferentes tipos de células, como as células alfa, que secretam glucagon, e as células beta, que secretam insulina. Esses hormônios atuam na regulação dos níveis de glicose no sangue.

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SELMA CAPARROZ

Pâncreas O glucagon é um hormônio que tem como principal função elevar o nível de glicose no sangue. Isso é feito por meio da degradação de glicogênio, que corresponde à forma como a glicose é armazenada no corpo humano. A degradação de glicogênio libera glicose na corrente sanguínea. Por sua vez, a insulina é um hormônio que diminui os níveis de glicose no sangue. A diminuição decorre da captação de glicose pelas células e do seu armazenamento na forma de glicogênio no fígado, processos estimulados pela insulina. Nesse sentido, quando os níveis de glicose estão baixos, como ocorre em períodos de jejum, o glucagon é secretado, promovendo a degradação de glicogênio. Assim, os níveis de Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; glicose no sangue são reestabelecidos. Por outro lado, quando DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. se aumenta a concentração de glicose no sangue, como ocorre Localizável em: p. 1336 do pdf. após as refeições, a insulina é secretada, promovendo a captação de glicose pelas células e seu armazenamento no fígado, Representação da localização do pâncreas (imagem sem escala; cores fantasia). na forma de glicogênio.

UNIDADE

O pâncreas secreta insulina.

A glicose é armazenada como glicogênio no fígado.

GRITSALAK KARALAK/SHUTTERSTOCK. COM, VECTORPOT/SHUTTERSTOCK.COM, YUSUFDEMIRCI/SHUTTERSTOCK.COM

Aumenta-se a captação de glicose pelas células.

O glicogênio armazenado no fígado é quebrado em glicose.

O pâncreas secreta glucagon.

glicose no sangue normal (70 – 110 mg glicose/100 mL de sangue)

Nível de glicose no sangue

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 910.

Representação da ação da insulina e do glucagon na regulação dos níveis de glicose no sangue (imagem sem escala; cores fantasia). PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

4 A diabetes é uma doença relacionada à produção e ao aproveitamento de insulina pelo organismo. Forme um grupo com seus colegas e façam uma pesquisa sobre a doença. Registrem as informações encontradas no caderno.

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Gônadas O sistema genital e as características sexuais secundárias serão estudados posteriormente nesta Unidade.

SELMA CAPARROZ

As gônadas são órgãos do sistema genital responsáveis pela produção de gametas. No caso das mulheres, são os ovários, e, no caso dos homens, os testículos. Além de produzirem gametas, as gônadas também desempenham função endócrina, pois produzem hormônios. No caso das mulheres, os ovários produzem estrogênio e progesterona, hormônios sexuais femininos. O estrogênio é responsável pelo desenvolvimento dos órgãos genitais femininos e das características sexuais secundárias femininas, como o formato arredondado do corpo e o desenvolvimento das mamas. A progesterona, por sua vez, atua no preparo do corpo para a gravidez, em conjunto com outros hormônios. Nos homens, os testículos secretam a testosterona, hormônio sexual masculino. A testosterona é responsável pelo desenvolvimento dos órgãos genitais masculinos e das características sexuais secundárias masculinas, como o aumento das massas muscular e óssea, o crescimento de pelos no corpo e o engrossamento da voz.

Ovários

Testículos

Elaborada com base em: SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 200.

Representação da localização dos ovários nas mulheres e dos testículos nos homens (imagem sem escala; cores fantasia).

Doping esportivo

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

O doping esportivo se caracteriza pelo uso de substâncias proibidas por um atleta para melhorar seu desempenho em competições esportivas. Além de ser prejudicial ao corpo do atleta, o doping esportivo é ilegal, podendo levar à suspensão do atleta por um período ou ao seu banimento do esporte. Entre as substâncias utilizadas no doping esportivo estão alguns hormônios. Os esteroides anabólicos androgênicos (EAA), ou anabolizantes, são um exemplo. Eles são derivados da testosterona, e entre seus efeitos estão o aumento da massa muscular e o ganho de força pelo atleta. O uso de substâncias artificiais para melhorar o desempenho dos atletas é proibido em competições esportivas.

WIRESTOCK CREATORS/SHUTTERSTOCK.COM

DiAlOGOS DA NATUREZA

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. O que são hormônios? Cite um exemplo, indicando seu local de produção e sua principal função no organismo.

2. Diferencie glândulas endócrinas, exócrinas e mistas. Cite um exemplo de cada uma delas.

3. O relógio biológico corresponde a um mecanis-

mo de regulação das atividades diárias de um organismo. Um dos hormônios relacionados a essa regulação é a melatonina. Pesquise e identifique onde esse hormônio é produzido e suas funções no organismo.

4. Analise o gráfico a seguir, que mostra a variação da concentração de insulina no sangue ao longo de um dia.

Concentração de insulina no sangue

Variação da concentração de insulina no sangue

e) Um dos hormônios secretados durante o jejum é a grelina. Pesquise sobre o local onde esse hormônio é produzido e sua função no organismo.

5. O uso de celulares, tablets e outros aparelhos

eletrônicos antes de dormir prejudica a qualidade do sono e pode comprometer a liberação do hormônio do crescimento (GH). Considerando as informações apresentadas no texto e os seus conhecimentos sobre o assunto, faça o que se propõe a seguir. a) O GH é produzido por qual glândula? b) Quais são os efeitos do GH no organismo? c) Muitas crianças e adolescentes costumam utilizar aparelhos eletrônicos antes de dormir. No entanto, por comprometer a liberação de GH, esse hábito pode afetar seu desenvolvimento. Forme um grupo com os colegas e pesquisem sobre os impactos ocasionados por esse hábito. A partir dos resultados da pesquisa, elaborem um panfleto digital informativo e o compartilhem com os demais estudantes da escola.

6. Algumas manobras realizadas ao andar de skate

6:00 Café da manhã

12:00 Almoço

18:00 Jantar

24:00

Hora do dia

Fonte: NELSON, David Lee; COX, Michel Matthew. Princípios de bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. p. 937.

em pistas e circuitos exibem alto grau de dificuldade. Por isso, ao realizá-las, é possível que ocorram descargas de adrenalina no corpo, impulsionando os skatistas a superar seus limites. A.RICARDO/SHUTTERSTOCK.COM

SONIA VAZ

UNIDADE

Variação da concentração de insulina no sangue ao longo de um dia. Com base nas informações do gráfico e em seus conhecimentos sobre a função da insulina no organismo, responda às questões. a) Em quais momentos do dia há uma maior concentração de insulina no sangue? b) Qual é a função da insulina no organismo?

Skatista jovem.

c) A insulina atua em conjunto com outro hormônio para regular os níveis de glicose no sangue. Que hormônio é esse?

a) A adrenalina é secretada por qual glândula?

d) Explique como esses hormônios regulam os níveis de glicose no sangue em períodos de jejum e após as refeições.

c) Cite uma situação que você tenha vivido em que provavelmente ocorreu uma descarga de adrenalina em seu corpo.

b) Qual é a função desse hormônio no organismo?

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8 TEMA

PENSE E RESPONDA

Sistema genital e puberdade Leia o poema a seguir.

Um dia olhei no espelho e vi meus pensamentos Notei que ali estavam muitos sentimentos Quanto medo, ansiedade, dúvida, indecisão Seria eu o único que percebe essa confusão? Não escreva no livro.

1 Você se identifica

de alguma forma com o poema? Converse com seus colegas sobre o assunto.

2 Durante a adoles-

cência, ocorrem mudanças corporais bastante significativas. Como você se sente em relação às mudanças que seu corpo passou ou está passando?

3 Durante a adoles-

MONKEY BUSINESS IMAGES/SHUTTERSTOCK

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Poema elaborado pelos autores.

A adolescência é um período de mudanças. Nessa fase da vida, costumam surgir sentimentos ainda não experimentados, que podem gerar dúvidas, anseios e inseguranças. Nesse período, é comum realizar questionamentos sobre valores e condutas, o que pode resultar em novas formas de observar o mundo e de agir sobre ele. Por isso, a adolescência constitui uma fase importante na construção da identidade de uma pessoa. Somadas às mudanças emocionais, também ocorrem transformações no corpo para a fase reprodutiva, configurando a puberdade, assunto que será estudado neste Tema. Para compreender essas transformações, serão estudadas também as estruturas que constituem os sistemas genitais masculino e feminino. A socialização é importante para o amadurecimento de adolescentes e jovens.

cência, além das mudanças corporais vivenciadas, que outras transformações você percebe em relação às suas interações com o mundo ao seu redor? Como essas mudanças podem influenciar suas decisões em relação ao seu futuro, sua saúde e suas escolhas no dia a dia?

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UNIDADE

Sistema genital O sistema genital está relacionado com a reprodução humana, a regulação hormonal e alguns aspectos da sexualidade humana, que serão estudados adiante nesta Unidade. As estruturas que formam o sistema genital masculino e feminino são distintas, conforme apresentado a seguir.

Sistema genital masculino

OSNI OLIVEIRA

O sistema genital masculino é constituído por dois testículos envoltos pelo escroto, dois epidídimos, dois ductos deferentes, ducto ejaculatório, pênis e glândulas acessórias. As glândulas acessórias são: duas glândulas seminais, uma próstata e duas glândulas bulbouretrais.

Bexiga urinária Reto

Osso do púbis Ducto urinário

Glândula seminal Ducto ejaculatório Próstata Glândula bulbouretral

Uretra Pênis Glande

Ducto deferente Epidídimo

Testículo

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 1422 do pdf.

Representação das estruturas do sistema genital masculino, em corte sagital (imagem sem escala; cores fantasia).

Os testículos são as gônadas masculinas, responsáveis pela produção dos gametas masculinos: os espermatozoides. Como estudado, os testículos também produzem e secretam testosterona, hormônio sexual masculino, e são envoltos por uma dobra de pele, em forma de bolsa, conhecida como escroto. A testosterona é responsável pelo desenvolvimento dos órgãos genitais masculinos e pela manifestação das características sexuais secundárias masculinas, como o engrossamento da voz, o crescimento de pelos no rosto e no corpo e o aumento da massa muscular e óssea. O epidídimo se localiza logo acima de cada um dos testículos. Em seu interior, os espermatozoides completam sua maturação e adquirem mobilidade. Até que ocorra a ejaculação, os espermatozoides ficam armazenados no epidídimo. Na ejaculação, os espermatozoides passam por ductos musculares denominados ductos deferentes, que partem cada qual de um epidídimo. Cada ducto deferente se une ao ducto da glândula seminal, formando o ducto ejaculatório. É no ducto ejaculatório que os espermatozoides recebem as secreções produzidas pelas glândulas seminais. Esse ducto se abre na uretra, um canal localizado ao longo do pênis e pelo qual o fluido ejaculado é eliminado. Na uretra, os espermatozoides recebem as secreções produzidas pela próstata e pelas glândulas bulbouretrais. A uretra é uma via comum de eliminação da urina e do fluido ejaculado. No entanto, esses processos não ocorrem ao mesmo tempo.

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ALEX SILVIA

O pênis é um órgão constituído por massas de tecidos, pela uretra e pela glande, que fica protegida por um tecido chamado prepúcio. As massas de tecido são o corpo esponjoso, localizado mais internamente e envolvendo a uretra, e os corpos cavernosos, localizados lateralmente. Na excitação sexual, os espaços entre essas massas de tecido são preenchidos por sangue, fazendo com que o pênis fique ereto. A ereção do pênis é necessária para sua penetração na vagina durante o ato sexual. Quanto à reprodução, o pênis é responsável por introduzir os espermatozoides no corpo da mulher.

Vaso sanguíneo

Os espermatozoides

Corpo esponjoso Glande

Prepúcio

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 1438 do pdf.

Representação das estruturas do pênis, em corte frontal (imagem sem escala; cores fantasia). LÁPIS 13B

DENNIS KUNKEL MICROSCOPY/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Os espermatozoides podem ser divididos em três regiões principais: cabeça, corpo e cauda. Na cabeça, estão localizados o núcleo da célula e o acrossomo, uma vesícula que apresenta enzimas que auxiliam na penetração do espermatozoide no gameta feminino. No corpo, existe uma série de mitocôndrias, responsáveis pela síntese da energia utilizada na manutenção das funções metabólicas e na movimentação do espermatozoide. A cauda corresponde ao flagelo, que confere mobilidade. Os testículos iniciam a produção de espermatozoides na puberdade e continuam com essa produção ao longo da vida do homem.

Corpos cavernosos

Acrossomo

Cabeça

Núcleo Mitocôndrias

Corpo

Cauda

Espermatozoide humano (A) (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 2 400 vezes; colorida artificialmente). Representação das estruturas de um espermatozoide humano (B) (imagem sem escala; cores fantasia).

LIDIIA/SHUTTERSTOCK.COM

Elaborada com base em: REECE, Jane. B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1022.

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UNIDADE

O sêmen O fluido ejaculado pelos homens é denominado sêmen. Ele é constituído pelos espermatozoides e pelas secreções das glândulas acessórias. As glândulas seminais se situam próximas à base da bexiga urinária. Sua secreção é espessa, amarelada e alcalina. A natureza alcalina da secreção auxilia a neutralizar a acidez da uretra masculina e da vagina, que poderia inviabilizar os espermatozoides. Essa secreção também é rica em açúcares – importante fonte de energia para os espermatozoides. A próstata se localiza na região inferior da bexiga urinária. Sua secreção dá o aspecto leitoso do sêmen e contém substâncias importantes para a síntese da energia utilizada pelos espermatozoides, além de substâncias com ação contra bactérias. As glândulas bulbouretrais localizam-se abaixo da próstata, ao redor da uretra. Sua secreção é alcalina, o que também auxilia na neutralização dos ácidos da urina, que podem estar presentes na uretra. Além disso, durante a excitação sexual, secretam um muco lubrificante. Em condições normais, o volume ejaculado de sêmen é de 2,5 a 5 mL, sendo que cada mL contém entre 50 milhões e 150 milhões de espermatozoides.

Sistema genital feminino

OSNI OLIVEIRA

O sistema genital feminino é constituído por dois ovários, duas tubas uterinas, o útero, a vagina e o pudendo feminino, que é o conjunto de órgãos genitais femininos externo. O pudendo feminino também é chamado de vulva e é constituído pelos lábios maiores, lábios menores e clitóris.

Tuba uterina

Ovário

Útero Bexiga urinária

Uretra Clitóris Lábio menor Vagina

Lábio maior

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 1441 do pdf.

Representação das estruturas do sistema genital feminino em corte sagital (imagem sem escala; cores fantasia).

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Fundo do útero

Corpo do útero

Tuba uterina

LUIS MOURA

PROFESSOR P.M. MOTTA, G. MACCHIARELLI, S.A NOTTOLA/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Os ovários são as gônadas femininas, responsáveis pela produção dos gametas femininos: os ovócitos. Nos ovários, cada ovócito se encontra circundado por um conjunto de células que o abrigam e o nutrem, formando um folículo ovariano. Os ovários também produzem e secretam estrogênio e progesterona, hormônios sexuais femininos, como estudado anteriormente. As tubas uterinas são canais que partem da lateral do útero e se comunicam com os ovários. Os ovócitos prontos para serem fecundados são liberados pelos ovários nas tubas uterinas. Em Ovócito (em amarelo) circundado pelo folículo ovariano (em roxo) (imagem de microscopia eletrônica, aumento geral, um ovócito é liberado a cada mês aproximado de 410 vezes; colorido artificialmente). nas tubas uterinas. O útero é o órgão que abriga o feto durante a gravidez. Ele é formado por três camadas teciduais: o perimétrio, o miométrio e o endométrio. O perimétrio é a camada externa, de proteção. O miométrio é a camada intermediária, constituída por tecido muscular, cujas contrações auxiliam no nascimento do bebê no momento do parto. O endométrio é a camada mais interna, onde o futuro embrião se aloja e dá início à gravidez. Quando não há gravidez, partes do endométrio descamam, resultando na menstruação. O útero pode ser dividido nas regiões: fundo, corpo e colo. O colo do útero se abre na vagina, um canal muscular que recebe o pênis durante o ato sexual. É pela vagina que a menstruação é expelida e que o bebê passa no nascimento, via parto normal.

Ovário Endométrio

Colo do útero

Vagina

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 1448 do pdf.

Representação das estruturas da parte interna do sistema genital feminino em corte frontal (imagem sem escala; cores fantasia).

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UNIDADE

Os ovócitos

DENNIS KUNKEL MICROSCOPY/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Os ovócitos são células esféricas imóveis, muito maiores que os espermatozoides. Os ovários iniciam e finalizam a produção dos ovócitos durante a vida intrauterina do feto, enquanto esse se desenvolve no interior do corpo da mãe. Por isso, as meninas nascem com um número determinado de ovócitos, que não aumenta ao longo de sua vida. Contudo, esses ovócitos não estão prontos para serem fecundados. É a partir da puberdade que se conclui a maturação de geralmente um ovócito a cada ciclo reprodutivo feminino, assunto que será estudado adiante. Com isso, cada ciclo possibilita a liberação, pelo ovário, de um ovócito pronto para ser fecundado, processo conhecido como ovulação. Espermatozoide e ovócito humanos (imagem de microscopia eletrônica, Quando liberado, o ovócito é direcionado às tubas uterinas, local aumento aproximado de 1000 onde pode ocorrer a fecundação, isto é, a união entre um ovócito e um vezes; colorido artificialmente). espermatozoide. Caso ela ocorra, forma-se um zigoto, que será direcionado ao útero. Nesse trajeto, ele passa por algumas divisões celulares, formando uma massa celular que se instala no endométrio, o que configura uma gravidez. Se não houver fecundação, o ovócito também é direcionado ao útero, mas é eliminado do corpo junto à menstruação.

Puberdade Desde o nascimento, o corpo humano passa por mudanças. Contudo, é na adolescência que elas se tornam mais acentuadas, embora não ocorram ao Não PENSE E escreva RESPONDA mesmo tempo para todos. Em algumas pessoas, essas mudanças acontecem no livro. mais cedo; em outras, elas podem levar um tempo maior para se manifestar. 4 Todos os adolesAs mudanças corporais que ocorrem na adolescência podem causar centes possuem desconforto e insegurança. A autoestima também pode ser afetada, princidireitos básicos aspalmente quando há uma pressão para se enquadrar em um padrão estético segurados por lei. Você conhece seus definido socialmente ou quando existem comparações com outras pessoas. direitos como adoNessa fase, é preciso vivenciar essas mudanças como algo natural, entenlescente? Forme dendo-as como parte de um processo que é diferente para cada pessoa. um grupo com As mudanças corporais que ocorrem na adolescência são voltadas ao seus colegas e reapreparo do corpo para a reprodução. Elas são resultado da manifestação das lizem uma pesquisa características sexuais secundárias, o que configura a puberdade. sobre o Estatuto A puberdade tem início por volta dos 10 anos, quando o hipotálamo inicia a da Criança e do secreção do hormônio liberador de gonadotrofina (GnRH), hormônio que estiAdolescente. Escomula a hipófise a produzir e secretar o hormônio foliculoestimulante (FSH) e o lham um dos direihormônio luteinizante (LH), que atuam sobre as gônadas. tos que constam nesse documento ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM e elaborem uma • Para saber mais sobre as mudanças que ocorrem na puberdade, leia: apresentação digiSonya Renee Taylor. Celebre seu corpo: (e suas mudanças também!). São Paulo: tal sobre ele. Melhoramentos, 2022.

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MONKEY BUSINESS IMAGES/SHUTTERSTOCK.COM

Nos meninos, o LH estimula a secreção de testosterona pelos testículos, que, junto ao FSH, estimula a produção de espermatozoides. Além disso, a testosterona é responsável pela manifestação das características sexuais secundárias, como o desenvolvimento dos órgãos genitais; o crescimento de pelos no rosto, nas axilas e na região púbica; o aumento da massa muscular; o engrossamento da voz e o aumento da secreção de sebo pelas glândulas sebáceas etc. Nas meninas, o LH e o FSH estimulam a secreção de estrogênio pelos ovários, além de atuarem no ciclo reprodutivo feminino, provocando a ovulação e a liberação de outros hormônios relacionados à reprodução, como a progesterona. O estrogênio é responsável pela manifestação das características sexuais secundárias femininas, como o desenvolvimento dos órgãos genitais; o alargamento do quadril; o desenvolvimento das mamas; o crescimento de pelos nas axilas e na região púbica; o depósito de gordura em algumas regiões do corpo; o aumento da secreção de sebo pelas glândulas sebáceas e a ocorrência da menarca. A menarca é o nome dado à primeira menstruação, que pode ocorrer, geralmente, entre os 9 e 16 anos de idade, dependendo da pessoa. A progesterona atua no preparo das glândulas mamárias para a produção de leite. Em conjunto com o estrogênio, prepara o útero para a gravidez.

Mudanças corporais ocorrem ao longo da vida das pessoas desde a infância.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

RENATO SOARES/ PULSAR IMAGENS

A puberdade pode ter significados diversos conforme a cultura dos diferentes povos existentes no planeta. Por exemplo, o povo indígena ticuna, que habita principalmente a região amazônica do Brasil, da Colômbia e do Peru, costuma celebrar a passagem de meninas adolescentes para a vida adulta na Festa da Moça Nova. Essa celebração é iniciada a partir da menarca das jovens ticunas, que costumam se manter reclusas por alguns dias em um cômodo da casa de sua família, recebendo conselhos de alguns membros, como a mãe ou a avó. Durante o período festivo, são realizados diversos rituais que preparam as jovens para sua entrada na vida adulta.

5 Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa sobre o significado da puberdade para outros povos existentes em nosso país e ao redor do mundo. Elaborem uma apresentação digital a partir das informações encontradas e a compartilhem com a turma.

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Indígenas da etnia ticuna, durante ritual de passagem da Moça Nova, em São Paulo de Olivença (AM), 2018.

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UNIDADE

Concentração hormonal

O ciclo reprodutivo feminino é um conjunto de mudanças cíclicas que ocorrem nos ovários e no útero, voltadas para a liberação de um ovócito pronto para ser fecundado e para o preparo do útero para uma possível gestação. Ele é iniciado na puberdade e interrompido por volta dos 50 anos. O ciclo reprodutivo feminino pode ser dividido em quatro fases, e sua duração é variável entre as mulheres. Como exemplo, considere um ciclo reprodutivo com duração de 28 dias. A fase menstrual, também chamada de menstruação, tem duração média de cinco dias, correspondendo do 1o ao 5o dia do ciclo. Nessa fase, devido à queda dos níveis de estrogênio e de progesterona, ocorre a constrição dos vasos sanguíneos que irrigam parte do endométrio, que se desintegra, resultando no sangramento. O ovócito não fecundado é eliminado junto ao sangue. A fase pré-ovulatória corresponde do 6o ao 13o dia do ciclo. Nesse período, sob influência do FSH, alguns folículos ovarianos continuam seu desenvolvimento. Os folículos ovarianos estimulam a secreção de estrogênio, que reduz brevemente a secreção de FSH. Isso permite que, geralmente, apenas um dos folículos, em um dos dois ovários, torne-se maduro e estimule o reparo do endométrio, que volta a se tornar mais espesso. A elevação dos níveis de estrogênio estimula o aumento da secreção de LH. O pico de LH é responsável pela liberação do ovócito pronto para ser fecundado durante a ovulação (ou fase ovulatória) que ocorre no 14o dia do ciclo. A fase pós-ovulatória corresponde do 15o ao 28o dia do Ciclo reprodutivo feminino ciclo. Nessa fase, sob influência LH do LH, as células remanescentes Progesterona do folículo ovariano se transforEstrogênio mam em corpo lúteo. O corpo FSH lúteo estimula a secreção de estrogênio e de progesterona, 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 resultando no espessamento e maior vascularização do No ovário endométrio. Caso não haja fecundação, os níveis desses Corpo lúteo Maturação do folículo hormônios caem, resultando na menstruação.

SELMA CAPARROZ

Ciclo reprodutivo feminino

28 Dia

Endométrio

Por convenção, o primeiro dia da menstruação marca o primeiro dia do ciclo reprodutivo feminino.

Representação dos níveis hormonais e das mudanças do ovário e do endométrio ao longo de um ciclo reprodutivo feminino (imagem sem escala; cores fantasia).

Dias 1 do ciclo

Fase menstrual

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Fase pré-ovulatória Fase ovulatória

Fase pós-ovulatória

Elaborado com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 1460-1461 do pdf.

Assim como o estrogênio, outro hormônio que participa da inibição da produção do FSH é a inibina.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Quais são as mudanças que ocorrem no corpo 2. O dia marcado no calendário a seguir, 18 de ou-

4. Existem exames capazes de verificar a fer-

tilidade de homens e de mulheres. No caso dos homens, normalmente, é feito um exame denominado espermograma, que analisa a composição do sêmen ejaculado. Observe as informações a seguir, que representam os parâmetros analisados neste exame.

EDITORIA DE ARTE

tubro de 2026, corresponde ao primeiro dia de menstruação de Ana. Considerando que o ciclo reprodutivo dela tenha duração de 28 dias, responda às questões que seguem. Outubro 2026

Novembro 2026

DOM SEG TER QUA QUI SEX SÁB

10 11 12 13 14

11 12 13 14 15 16 17

15 16 17 18 19 20 21

18 19 20 21 22 23 24

22 23 24 25 26 27 28

25 26 27 28 29 30 31

29 30

a) O que é o ciclo reprodutivo feminino? Quais hormônios atuam nele? b) Indique os dias correspondentes à fase menstrual de Ana e explique os principais eventos que ocorrerão nessa fase. c) Quando será a ovulação de Ana? d) Indique os dias correspondentes à fase pós-ovulatória de Ana e explique os principais eventos que ocorrerão nessa fase. e) Indique o dia em que se iniciará o próximo ciclo reprodutivo de Ana.

3. Segundo o Instituto Nacional de Câncer (INCA), o câncer de próstata e o câncer de colo de útero estão entre os tipos de câncer mais comuns na população brasileira. A respeito do assunto, responda. a) Qual é a função da próstata no organismo do homem? b) Qual é a função do útero no organismo da mulher? c) A conscientização desses tipos de câncer é enfatizada pelas campanhas Março Lilás e Novembro Azul. Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa sobre essas campanhas. Elaborem um panfleto com as informações pesquisadas e o

Volume: Cor: Viscosidade: Liquefação: pH: Observações:

1,8 mL Esbranquiçada Normal 30 minutos 8,0

Valores de referência ≥ 1,5 mL Esbranquiçada/Translúcida Normal até 30 minutos

EDITORIA DE ARTE

de meninas e de meninos durante a puberdade? Associe-as aos hormônios responsáveis.

entreguem à comunidade escolar, buscando incentivar o autocuidado da população.

Concentração de espermatozoides: 70.000.000/mL Motilidade Progressiva (A+B): 64 % Motilidade Total (A+B+C): 68 % Leucócitos: Vitalidade: Observações:

400.000/mL 69%

Valores de referência ≥ 15x106/mL A + B > 32% ≥ 40% < 1,0x106/mL ≥ 58% de vivos

Morfologia escrita de Kruger Normais: 3%

Valores de referência ≥ 4% de normais

Fonte: Dados fictícios.

A respeito do assunto, faça o que se propõe a seguir. a) Pesquise um espermograma e explique o que os parâmetros motilidade, morfologia e concentração analisam. b) Considerando os valores de referência para cada um dos parâmetros, é possível afirmar que o paciente que realizou esse exame é fértil? Justifique sua resposta. c) Qual é a constituição do sêmen e qual o trajeto percorrido pelos espermatozoides durante a ejaculação?

5. A manutenção da saúde genital envolve a ado-

ção de boas práticas de higiene. Realize uma pesquisa a respeito das formas corretas de higienizar seus órgãos genitais externos e registre-as em seu caderno.

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UNIDADE

TEMA Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Gestação e parto Durante o século XVII, existiam duas linhas de pensamento sobre a origem do ser humano: os ovistas e os espermistas. Ambas as linhas tinham o pensamento pré-formista, ou seja, de que o ser humano já estava pronto antes de nascer. O que mudava era que os ovistas afirmavam que o ser humano estava pronto dentro do ovócito e, para os espermistas, no interior dos espermatozoides. Com o desenvolvimento de microscópios mais potentes e com o avanço dos estudos, as linhas de pensamento pré-formistas foram refutadas. Hoje, sabe-se que a formação do ser humano se inicia na fecundação e que seu desenvolvimento ocorre ao longo da gestação. Esses são alguns dos assuntos que serão abordados neste Tema. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

1 A ilustração apresentada foi feita pelo matemático e físico holandês Nicolaas Hartsoeker

(1656-1725) em 1694. Considerando a imagem produzida por ele, é possível presumir que esse cientista era adepto de qual concepção pré-formista: ovista ou espermista?

2 Diferentemente do que supunha o pensamento pré-formista, o período de formação e

de desenvolvimento inicial do ser humano ocorre no útero materno, durante a gestação. Ao longo desse processo, a gestante deve realizar alguns exames e manter acompanhamento médico com especialistas. Qual é a importância desses cuidados durante a gestação? Você conhece algum dos exames que devem ser realizados na gestação?

3 Você já conviveu com alguma gestante e compartilhou com ela as expectativas

Gestação

Considerando que a gestação se inicie a partir do último dia da menstruação, ela terá duração de aproximadamente 40 semanas. Também é possível considerar que a gestação se inicie a partir da fecundação. Nesse caso, ela terá duração de cerca de 38 semanas.

A gestação humana tem duração de cerca de 40 semanas. Ela envolve alguns eventos, tais como, a fecundação dos gametas, a implantação da massa celular em desenvolvimento no endométrio e o desenvolvimento do novo indivíduo durante a vida intrauterina. Nos estágios iniciais do desenvolvimento humano, o novo indivíduo é denominado embrião; nos estágios subsequentes, passa a ser chamado feto. A seguir, esses eventos serão estudados com mais detalhes. Na visão dos espermistas, o espermatozoide continha um ser humano em miniatura completo em seu interior, chamado de homúnculo.

NATIONAL LIBRARY OF MEDICINE/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

e sentimentos vivenciados durante esse processo? O que você pensa sobre isso? Converse com os colegas.

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Da fecundação à implantação

DR YORGOS NIKAS/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

A fecundação corresponde à união de um espermatozoide com um ovócito maduro. Para que isso ocorra, é necessário haver o encontro desses dois gametas. Naturalmente, isso ocorre nas tubas uterinas, por meio do ato sexual. Com a ejaculação, milhões de espermatozoides são depositados no interior da vagina. Apenas parte deles é capaz de percorrer o útero e chegar às tubas uterinas. Caso encontrem um ovócito maduro, no geral, apenas um dos espermatozoides será capaz de penetrá-lo e fecundá-lo. Da fecundação, forma-se um zigoto, uma célula que dará origem a todas as células que formarão um novo organismo. O zigoto passa por algumas divisões celulares enquanto é conduzido ao útero, formando um conjunto de células denominado mórula, entre 3 e 4 dias após a fecundação. Cerca de 5 dias após esse evento, a massa celular sofre modificações e passa a ser chamada de blastocisto. O blastocisto é constituído por duas porções celulares: o trofoblasto que compreende as células periféricas que participam da formação da placenta; e o embrioblasto que corresponde à massa celular interna que se desenvolverá no embrião.

Embrião humano na fase de mórula (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 870 vezes; colorida artificialmente).

Embrião humano na fase de blastocisto (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 410 vezes; colorida artificialmente). LÁPIS 13B

Primeira divisão celular do zigoto (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 950 vezes; colorida artificialmente).

3 Divisões celulares

Zigoto

Endométrio Espermatozoide Ovócito

Endométrio

1 Ovário

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 1493 do pdf.

Representação do útero, das tubas uterinas e dos ovários, mostrando os seguintes eventos: ovulação (1), fecundação, que resulta na formação de um zigoto (2), primeiras divisões celulares do zigoto (3) e implantação no endométrio (4) (imagem sem escala; cores fantasia).

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UNIDADE

Âmnio

Vaso sanguíneo

LÁPIS 13B

Cerca de 6 dias após a fecundação, o blastocisto entra em contato com o endométrio e inicia a implantação (ou nidação). Durante esse processo, o trofoblasto se prolifera e parte de suas células formam prolongamentos que se estendem em direção ao endométrio. À medida que se implanta, o blastocisto secreta enzimas que digerem parte da parede do endométrio, até ser completamente circundado por ele. Também ocorre a formação de novos vasos sanguíneos, tornando o endométrio mais vascularizado.

Endométrio

Embrião em desenvolvimento

Embrioblasto Prolongamento de células

Saco vitelínico em desenvolvimento

Córion em desenvolvimento

Cavidade do blastocisto

Elaborada com base em: MOORE, Keith Leon; PERSAUD, Trivedi Vidhya Nandan; TORCHIA, Mark Gregory. Embriologia básica. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2022. Localizável em: p. 84, 92 do pdf.

Representação de diferentes momentos da implantação do blastocisto no endométrio: no início (A) e próximo à implantação completa (B) (imagem sem escala; cores fantasia). A implantação do blastocisto é finalizada durante a 2a semana do desenvolvimento embrionário. Nesse período, também começam a ser formadas estruturas extraembrionárias, importantes para a proteção e a nutrição do embrião. Entre as estruturas formadas, estão o âmnio, o saco vitelínico e o córion. O âmnio é formado por uma membrana que envolve o embrião, e seu interior é preenchido pelo líquido amniótico. Esse líquido é composto de uma mistura de água, sais minerais, gorduras e proteínas. O líquido amniótico amortece impactos, protege o embrião de choques mecânicos, regula a temperatura corporal do embrião e evita seu ressecamento. O saco vitelínico fornece nutrientes ao embrião durante as primeiras semanas de desenvolvimento, até que o cordão umbilical e a placenta se desenvolvam. O córion envolve o embrião e as outras estruturas extraembrionárias (o âmnio e o saco vitelínico). Uma de suas funções é possibilitar as trocas gasosas entre o embrião e o corpo materno. Ao final da 2a semana do desenvolvimento, uma parte do córion e uma parte do tecido endometrial se modificam e iniciam a formação da placenta. A placenta é o principal local de troca de nutrientes e de resíduos entre a mãe e o embrião (futuro feto).

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Desenvolvimento embrionário e fetal Placenta

Após a implantação, o embrião cresce. Já nas primeiras semanas de desenvolvimento, suas células começam a se organizar em grupos que formarão tecidos e órgãos. A partir da 3a semana do desenvolvimento, inicia-se a formação da notocorda, uma estrutura cilíndrica que percorre a região dorsal do embrião, e que, posteriormente, será substituída pela coluna vertebral. A notocorda induz a formação de estruturas que irão originar o sistema nervoso. Nesse período, também se inicia a formação de células sanguíneas, de vasos sanguíneos simples e do coração, de modo que, ao final da 4a semana, o coração já bate e bombeia sangue.

Córion Âmnio

Cordão umbilical

Útero

Vagina

SEMANAS DE GRAVIDEZ

ILUSTRAÇÕES: ALEX ARGOZINO

Embrião

Cordão umbilical

Útero Útero

Vagina

SEMANAS DE GRAVIDEZ

Vagina

A partir da 4a semana do desenvolvimento, os principais órgãos do embrião começam a se formar. Nesse período, a placenta começa a funcionar, substituindo, aos poucos, as funções desempenhadas inicialmente pelo córion e pelo saco vitelínico. As trocas realizadas pela placenta são facilitadas pelo cordão umbilical, uma estrutura vascularizada que a conecta ao embrião (futuro feto). Com oito semanas, o embrião já apresenta o encéfalo, os intestinos, o fígado, o pâncreas, o nariz, os olhos e os membros, além do coração, citado anteriormente.

Representação de algumas fases da gestação humana (imagem sem escala; cores fantasia).

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A partir da 9a semana, os tecidos e órgãos formados crescem e se diferenciam. A partir da 12a semana, o local de formação de boa parte dos ossos já está designado. Na 14a semana, os olhos e as orelhas já estão nas posições que ocuparão definitivamente. A partir da 17a semana, os movimentos do feto podem ser sentidos na barriga. Nesse período, também se inicia a formação de gordura marrom, uma camada de gordura que fornece calor ao recém-nascido. Por volta da 20a semana, sobrancelhas e cabelos são formados. Até a 24a semana, ocorre ganho de peso considerável e as unhas estão formadas. É neste período (20a a 24a semana) que ocorre o início das respostas a estímulos sonoros pelo feto.

Placenta

Cordão umbilical

UNIDADE

Útero

24 24

SEMANAS SEMANAS DE DE GRAVIDEZ

Vagina

GRAVIDEZ

Placenta

Útero ILUSTRAÇÕES: ALEX ARGOZINO

Até a 29a semana, os pulmões do feto se desenvolveram o suficiente e podem realizar trocas gasosas. Entre a 35a e a 38a semana, o crescimento do feto ocorre de forma desacelerada. Ao completar 38 semanas após a fecundação, o bebê tem cerca de 50 cm de comprimento e massa de, em média, 3,4 kg e está pronto para o nascimento.

Cordão umbilical

SEMANAS DE GRAVIDEZ Vagina Elaborado com base em: MOORE, Keith Leon; PERSAUD, Trivedi Vidhya Nandan; TORCHIA, Mark Gregory. Embriologia básica. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2022. Localizável em: p. 186 do pdf.

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incidência de gestações múltiplas diminui Gestação de gêmeos Aconforme o número de embriões aumenta.

Os gêmeos monozigóticos se originam a partir de um único zigoto, que, após as primeiras divisões celulares, se divide em duas massas celulares independentes. Cada uma se desenvolve em um embrião distinto. Os gêmeos monozigóticos compartilham a mesma placenta, mas apresentam âmnios separados. Eles são do mesmo sexo, geneticamente idênticos e muito similares em sua aparência física. Por isso, são chamados popularmente de gêmeos idênticos.

Espermatozoide

Espermatozoides

B Ovócito Duas massas celulares

RAFAEL HERRERA

De modo geral, apenas um embrião é formado por gestação. Quando dois ou mais embriões se desenvolvem ao mesmo tempo no útero, há uma gestação múltipla. Em casos de gestação múltipla, a de gêmeos é a mais comum. Os gêmeos podem ser monozigóticos ou dizigóticos.

Ovócitos

Os gêmeos monozigóticos compartilham a mesma placenta.

Os gêmeos dizigóticos apresentam cada um a sua placenta.

Os gêmeos dizigóticos se originam de zigotos distintos. Ocorrem duas fecundações: dois ovócitos maduros são liberados pelo ovário e cada um deles é fecundado por um espermatozoide distinto. Na gestação de gêmeos dizigóticos, existem duas placentas e dois âmnios diferentes. Podem apresentar o mesmo sexo ou sexos distintos. Além disso, cada um deles apresenta seu próprio conjunto de genes, e sua aparência física pode ser como a de dois irmãos de gestações diferentes. Por isso, são chamados popularmente de gêmeos fraternos.

Elaborado com base em: MOORE, Keith Leon; PERSAUD, Trivedi Vidhya Nandan; TORCHIA, Mark Gregory. Embriologia básica. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2022. Localizável em: p. 218, 220 do pdf.

Representações de uma gestação de gêmeos monozigóticos (A) e de uma gestação de gêmeos dizigóticos (B) (imagens sem escala; cores fantasia). PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

4 Realize uma pes-

quisa sobre as principais vantagens e os objetivos da assistência pré-natal ofertada pelo Sistema Único de Saúde (SUS) à saúde materna e infantil.

DiAlOGOS DA NATUREZA

Assistência pré-natal

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Física. Mais informações nas Orientações para o professor.

Durante a gravidez, é importante que seja realizado um acompanhamento por profissionais da área da saúde, o que se denomina assistência pré-natal. Esta inclui consultas regulares com obstetra e exames clínicos específicos durante o período gestacional, buscando evitar e/ou diagnosticar eventuais condições que possam acometer gestantes e bebês, para que haja o devido acompanhamento durante ou mesmo após o parto. Um dos exames realizados é a ultrassonografia, um exame não invasivo que usa ondas sonoras de alta frequência para produzir imagens de órgãos e tecidos internos. No caso das gestantes, o exame possibilita visualizar o bebê em desenvolvimento no interior do útero, determinar seu tamanho, estimar sua idade, detectar seus batimentos cardíacos etc.

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UNIDADE

Parto

Cordão umbilical

Cabeça do bebê

Bexiga urinária

Útero em contração Placenta

LÁPIS 13B

O nascimento do bebê, também chamado de parto, encerra a gestação. Ele pode ser realizado naturalmente ou por meio de uma cirurgia, chamada cesariana. No parto normal, ocorre uma série de contrações uterinas que promovem a dilatação do colo do útero. Quando a dilatação está completa, as contrações uterinas possibilitam a expulsão do bebê pela vagina. Por fim, ocorre a saída da placenta do corpo da mãe.

Cordão umbilical

Reto

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 1521 do pdf.

Representação dos momentos do parto: dilatação do útero (A), nascimento do bebê (B) e expulsão da placenta (C) (imagem sem escala; cores fantasia). Quando o bebê nasce, corta-se o cordão umbilical. Parte dele permanece conectado ao bebê por alguns dias, até que comece a secar e caia. Forma-se, então, um tecido de cicatrização sobre a região, cuja cicatriz é denominada umbigo. Em casos em que há complicações que impeçam a saída natural do bebê pela vagina, ou que coloquem em risco a saúde materna ou do bebê, o parto pode ser realizado por meio de uma cirurgia denominada cesariana. Nela, é realizado um corte no abdômen da mãe, por onde o bebê é retirado.

Amamentação A amamentação, ou aleitamento materno, é importante para a nutrição e a proteção do bebê, além de trazer benefícios à mãe. Nos primeiros dias após o parto, as glândulas mamárias produzem o colostro, uma secreção líquida rica em anticorpos, que auxiliam na defesa do organismo contra várias doenças. Logo, ele é substituído pelo leite, que contém água e nutrientes necessários ao desenvolvimento do bebê. O leite materno deve ser o único alimento do bebê até os primeiros seis meses de vida, conforme recomenda a Organização Mundial da Saúde (OMS). Após esse período, outros alimentos podem ser introduzidos, com a orientação de profissionais da área da saúde. A amamentação contribui para a retração do útero e fortalece o vínculo materno com o bebê.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Quais são os principais eventos envolvidos na gestação humana?

2. De modo geral, o nascimento da criança se dá

por parto normal. Contudo, em alguns casos, é necessária a realização de cesariana. Explique a diferença entre os tipos de parto e indique as situações em que cada um costuma ser realizado.

b) Forme um grupo com seus colegas, façam uma pesquisa sobre aspectos positivos e negativos da fertilização in vitro e os registrem em seu caderno. Organizem um debate com a turma sobre o tema.

5. Analise a fotografia e responda às questões a seguir.

DRAGON IMAGES//SHUTTERSTOCK.COM

3. Quais são os benefícios da amamentação aos bebês? E às mães?

4. Quando não é possível ocorrer uma gravidez

ZEPHYR/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

por vias naturais, pode-se recorrer à reprodução assistida, que é auxiliada por diversas técnicas médicas, como a fertilização in vitro. Nessa técnica, são coletados gametas masculinos e femininos dos parceiros, e a fecundação é realizada em laboratório. A massa celular é cultivada por alguns dias, e, então, introduzida no útero para ser implantada.

Irmãos gêmeos. a) Os gêmeos da fotografia são monozigóticos ou dizigóticos? Justifique sua resposta. b) Explique como ocorre a concepção de gêmeos como os da fotografia.

Na fertilização in vitro, o espermatozoide pode ser introduzido no ovócito por meio de uma microagulha (imagem de microscopia óptica; aumento aproximado de 300 vezes). Considerando as informações apresentadas e os seus conhecimentos sobre reprodução humana, faça o que se propõe a seguir. a) Compare como ocorre uma gravidez por vias naturais e por meio da técnica de fertilização in vitro.

6. O Sistema Único de Saúde (SUS) oferece o pro-

grama Rede de Atenção Materna e Infantil, por meio do qual é fornecida atenção e assistência à mulher durante o planejamento reprodutivo, a gravidez, o parto e o período pós-parto, bem como à criança em desenvolvimento. O programa inclui os serviços de assistência pré-natal. Faça uma pesquisa sobre os principais exames a serem realizados durante o pré-natal e suas finalidades. Registre em seu caderno os resultados encontrados.

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Sa¡ba ma¡s

UNIDADE

Teste de gravidez

Os testes de gravidez podem confirmar suspeitas de gravidez. Eles detectam a presença do hormônio gonadotrofina coriônica humana (hCG) no corpo, que começa a ser produzido pela mulher após a implantação do blastocisto no endométrio. Alguns tipos de testes de gravidez são capazes de detectar a presença desse hormônio na urina. Geralmente, esses testes contam com uma haste flexível que apresenta uma membrana absorvente em uma das pontas. Essa ponta deve entrar em contato com a urina. Após alguns segundos, conforme a urina é absorvida, forma-se uma linha controle na haste. Caso ocorra a formação de uma nova linha, chamada de linha teste, o resultado é positivo. Do contrário, o resultado é negativo. A linha teste pode ter intensidade de cor variável (tão intensa quanto a linha controle a quase imperceptível). Em todos os casos o resultado é considerado positivo. Também existe a possibilidade de obter resultados inconclusivos, sendo necessário refazer o teste.

Região de contato com a urina

Linha teste

TEXTURIS/SHUTTERSTOCK.COM

Negativo

Linha controle

Positivo

O teste de gravidez é considerado negativo quando apresenta somente uma linha (controle) e positivo quando apresenta duas linhas (controle e teste). AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Considere que uma mulher tenha obtido um resultado negativo ao realizar o teste de urina no primeiro dia de atraso menstrual. É possível que o resultado desse teste não tenha sido correto? Se necessário, realize uma pesquisa para auxiliar na elaboração de sua resposta.

2. Considere que você e mais três colegas sejam responsáveis por elaborar algumas informações da

bula do teste, como as instruções de realização e a interpretação dos resultados. Elaborem, em grupo, um panfleto com essas informações. Se necessário, realizem uma pesquisa complementar. Apresentem o panfleto ao restante da turma.

3. Embora os testes de gravidez sejam confiáveis, é importante que a gravidez seja confirmada por

exames pedidos pelo médico. Contudo, o acesso aos testes de gravidez não é igualitário, seja por questões financeiras ou sociais. Dessa forma, muitas mulheres podem descobrir que estão grávidas quando a gestação já está avançada. Quais são os possíveis problemas de situações como essa?

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TEMA

Contracepção e prevenção de ISTs

PENSE E RESPONDA

EBER EVANGELISTA

Analise a situação retratada pela tirinha a seguir.

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Não escreva no livro.

1 Qual é a mensagem transmitida pela tirinha?

2 Se você passasse

por uma situação semelhante à da tirinha, qual seria sua reação? Por quê?

Jovem busca preservativo em unidade básica de saúde. Toda pessoa tem o direito de decidir se quer ou não ter filhos, bem como quantos e qual é o melhor momento para tê-los. Isso é chamado de planejamento familiar, direito assegurado pela Constituição Federal Brasileira. Para o planejamento familiar, são ofertados serviços básicos de assistência à família voltados para assegurar a saúde da mãe e do bebê, durante e após a gestação ou para evitar uma gravidez não desejada, por meio do uso de métodos contraceptivos. Além disso, é importante que os parceiros adotem ações para se protegerem de infecções sexualmente transmissíveis (ISTs), como a aids e a sífilis. O preservativo masculino é o método mais utilizado para essa finalidade e seu uso corresponde a um ato de responsabilidade entre os parceiros.

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UNIDADE

Pílulas anticoncepcionais: algumas pílulas apresentam ambos os hormônios; outras, apenas um deles. As pílulas podem ser contraindicadas em muitos casos quando há a possibilidade de agravar doenças pré-existentes ou de causar complicações na saúde de quem as ingere. Além disso, podem provocar efeitos colaterais, como dores de cabeça, tontura, cansaço, enjoos, vômitos, acne, manchas escuras na pele do rosto, alterações de humor, entre outros.

Métodos contraceptivos

M II

EYE

R/SH

U T T E R S T O C K. C

Pílulas anticoncepcionais

Os métodos contraceptivos têm a função de evitar uma gravidez indesejada. Há uma série de métodos, que incluem objetos, medicamentos ou procedimentos cirúrgicos. No entanto, a maioria deles não oferecem proteção contra ISTs. Além disso, não apresentam 100% de eficácia para a contracepção. Analise alguns deles.

Medicamentos orais que contêm hormônios sintéticos, similares aos hormônios sexuais femininos – o estrogênio e a progesterona. Inibem a ovulação e dificultam a passagem dos espermatozoides no útero por alterarem a viscosidade do muco contido no útero. Quando utilizadas adequadamente, apresentam índice de falha de cerca de 0,3%. Seu uso deve ser realizado sob orientação médica, pois existem diversos efeitos colaterais. Não protegem contra ISTs.

D A O J A H /S

HUT

CO M

Pílula anticoncepcional de emergência (pílula do dia seguinte)

G /S

HUT

TERST

O C K. C O M

Medicamento com altas doses de hormônios, similares aos sexuais femininos. Impede ou retarda a ovulação e reduz a capacidade de fecundação dos ovócitos. Pode causar náuseas, vômitos, dores de cabeça, sangramentos e desregular o ciclo reprodutivo feminino. Por provocar sérias consequências à saúde das mulheres, seu uso deve ser evitado e restrito somente a situações emergenciais, sob orientação médica. Seu índice de falha pode variar conforme o período em que é utilizada. Não protege contra ISTs.

Diafragma Objeto de látex ou de silicone que é inserido pelo canal vaginal antes da relação sexual e retirado de 6 a 8 horas depois. Atua como uma barreira, evitando que os espermatozoides cheguem ao útero. Seu uso pode ser combinado com gel espermicida, que promove a morte dos espermatozoides, aumentando a eficácia da contracepção. Juntos, apresentam índice de falha entre 6% e 16%. Não protege contra ISTs.

N E W AF R I C A/ S

ST OC

K. CO M

Dispositivo intrauterino (DIU) Objeto de plástico, que contém hormônios ou é recoberto por cobre, geralmente em formato de T. Deve ser inserido e retirado do interior do útero por um profissional de saúde treinado. Pode permanecer no útero por 5 a 10 anos, ou até que se deseje engravidar. Dificulta o encontro dos espermatozoides e do ovócito. Seu índice de falha varia entre 0,5% e 0,8%. Não protege contra ISTs.

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NA RE

EE M A NL

Laqueadura Método contraceptivo cirúrgico considerado permanente, pois evita a possibilidade de gravidez definitivamente para a maioria das pessoas. As tubas uterinas são cortadas e suas extremidades são amarradas, cauterizadas ou fechadas com grampos, interrompendo a passagem dos espermatozoides e impedindo que cheguem até o ovócito. Não protege contra ISTs.

S EL M

AP AR

Vasectomia

NEW A

FR IC A /S H U

TTE

É também um método contraceptivo cirúrgico. Os ductos deferentes são cortados, suas extremidades são amarradas, cauterizadas ou fechadas com grampos, impedindo que os espermatozoides cheguem à uretra durante a ejaculação. O fluido ejaculado, nesse caso, contém apenas as secreções produzidas pelas glândulas acessórias. Não protege contra ISTs.

Preservativos Também conhecidos como camisinhas, normalmente são feitos de látex e contêm substâncias lubrificantes. Existem preservativos masculinos (externos) e femininos (internos). Os preservativos masculinos consistem em uma capa que envolve completamente o pênis, impedindo seu contato direto com as mucosas da vagina ou de outras regiões do corpo. Devem ser desenrolados cuidadosamente e colocados no pênis ereto antes do início da relação sexual. Quando utilizados corretamente, seu índice de falha contra a gravidez é de 2%. O índice de falha aumenta quando não são utilizados adequadamente, chegando a 15%. Os preservativos femininos consistem em um tubo com um anel menor em uma das extremidades, que deve ser introduzido na vagina, e um anel maior, que deve ficar para fora do corpo, cobrindo o pudendo feminino. Devem ser inseridos antes do início da relação sexual e impedem a entrada dos espermatozoides no corpo da mulher. Quando utilizados corretamente, seu índice de falha contra a gravidez é de 5%. O índice de falha aumenta quando não são utilizados adequadamente, chegando a 21%. Os preservativos atuam como uma barreira aos espermatozoides e ao sêmen e protegem contra a transmissão de agentes infecciosos entre parceiros sexuais. São, portanto, o único método contraceptivo que oferece dupla proteção: evitam uma gravidez indesejada e protegem contra ISTs. A eficácia dos preservativos depende do seu uso adequado. As embalagens devem ser abertas com as mãos, evitando que os preservativos sejam perfurados ou rasgados. Depois de utilizados, os preservativos devem ser removidos com cuidado; sua abertura deve ser amarrada com um nó e devem ser descartados em uma lixeira de rejeitos, como a do banheiro. Os preservativos não devem ser reaproveitados e não devem ser utilizados simultaneamente com outro preservativo, pois o atrito entre eles pode os rompê-los. Os preservativos são disponibilizados gratuitamente nas unidades de saúde do Sistema Único de Saúde (SUS).

Mais informações a respeito dos métodos contraceptivos devem ser obtidas com profissionais de saúde especializados, como ginecologistas, urologistas ou proctologistas. Como os métodos contraceptivos não são totalmente eficazes e nem todos previnem a transmissão de agentes infecciosos, é importante que a escolha deles seja feita sob orientação médica. A segurança das relações sexuais deve ser de responsabilidade compartilhada.

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UNIDADE

Infecções sexualmente transmissíveis (ISTs) As infecções sexualmente transmissíveis (ISTs) são infecções causadas por bactérias, vírus ou protozoários, transmitidas, principalmente, pelo contato sexual (oral, vaginal e anal) com pessoas infectadas. Outras formas de transmissão são da mãe infectada para a criança, durante a gestação, o parto ou a amamentação; ou, em alguns casos, pelo contato de mucosas ou de feridas presentes na pele com secreções corporais contaminadas. Nas relações sexuais, o uso de preservativos protege contra a transmissão das ISTs. No caso do aparecimento de sintomas, um(a) médico(a) deve ser consultado(a) para prescrever tratamentos adequados para cada caso. A seguir são apresentadas algumas ISTs.

Herpes genital A herpes genital é causada por um vírus que tem alta circulação entre as pessoas, pois uma parte significativa dos infectados não desenvolve sintomas. Quando presentes, os sintomas podem incluir coceira, lesões avermelhadas com bolhas na região genital e anal, ardência ao urinar, febre e mal-estar. Pode ocorrer corrimento vaginal quando a infecção acomete o colo do útero e corrimento uretral quando atinge a uretra. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 Faça uma pesquisa e identifique os agentes causadores da clamídia e da gonorreia, como eles são transmitidos, quais são seus sintomas e qual é a prevenção para essas infecções.

O vírus do papiloma humano (HPV) é o nome dado a um conjunto de diversos tipos de vírus que infectam a pele ou as mucosas (oral, genital ou anal). Normalmente, a infecção pelo HPV é assintomática, mas podem aparecer lesões e verrugas na boca, na garganta, no pudendo feminino, na vagina, no pênis, no ânus e no colo do útero. Também podem ocorrer irritação e coceira na região genital. Alguns tipos de HPV podem causar câncer, sobretudo no colo do útero. A forma de prevenção mais eficaz para a infecção pelo HPV é a vacinação, o que não descarta a importância do uso dos preservativos nas relações sexuais para prevenir a infecção por HPV e outras ISTs. Também é importante que a mulher faça, periodicamente, o exame preventivo para o HPV. Esse exame auxilia a identificar eventuais células alteradas que revestem o colo do útero, permitindo que sejam tratadas a tempo de impedir o desenvolvimento de um tumor.

REPRODUÇÃO/PREFEITURA MUNICIPAL DE FREI MIGUELINHO

Infecção pelo vírus do papiloma humano (HPV)

Campanha de vacinação contra o HPV em Sanharó (PE), 2024.

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Sífilis A sífilis é causada pela bactéria da espécie Treponema pallidum. A transmissão ocorre por meio do contato sexual com parceiros contaminados em relações sexuais desprotegidas. Outras formas de transmissão são da mãe contaminada para o bebê, durante a gestação ou o parto; ou pelo contato com o sangue contaminado, diretamente ou por transfusões. Existem diversas manifestações clínicas da sífilis, que variam conforme o estágio da doença. Sintomas podem incluir: feridas na região genital, no ânus, na boca ou em outras regiões da pele; manchas pelo corpo, acompanhadas de febre, mal-estar e dores de cabeça; e lesões na pele, nos ossos, no sistema cardiovascular e no sistema nervoso. Em estágios avançados, o indivíduo pode ser levado a óbito. É importante que gestantes façam exames para a detecção de sífilis durante o pré-natal para evitar a contaminação do bebê.

A aids (sigla em inglês para síndrome da imunodeficiência adquirida) é causada pelo vírus HIV (sigla em inglês para vírus da imunodeficiência humana). O vírus HIV ataca parte das células do sistema imune humano, que atua na defesa do organismo. Por isso, pessoas infectadas pelo vírus podem apresentar baixa imunidade, sendo suscetíveis a diversas doenças. Essa condição caracteriza a aids. A manifestação da doença nem sempre ocorre em todos os portadores do vírus HIV. Muitos Campanha Dezembro Vermelho de São José dos permanecem assintomáticos, mas, Quatro Marcos (MT), 2021. ainda assim, podem transmitir o HIV a outras pessoas por meio de relações sexuais desprotegidas. Outras formas de transmissão são da mãe infectada para o filho, durante a gestação, parto ou amamentação; pelo compartilhamento de seringas contaminadas; ou, ainda, por transfusões de sangue contaminado. De modo a conscientizar a população sobre a infecção pelo HIV, a aids e outras ISTs, no Brasil, é realizada a campanha Dezembro Vermelho. Ao longo do mês de dezembro, são realizadas ações educativas que ampliam o acesso à informação sobre as ISTs, destacando formas de prevenção, diagnóstico e tratamento. Os serviços de assistência às pessoas que vivem com o HIV também são ampliados. PENSE E RESPONDA

REPRODUÇÃO/PREFEITURA MUNICIPAL DE SÃO JOSÉ DOS QUATRO MARCOS

Aids

Não escreva no livro.

4 Forme um grupo com seus colegas e elaborem um vídeo sobre a importância do uso de preservativos na prevenção de ISTs. Compartilhem o vídeo nas redes sociais da escola.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. O que significa dizer que a escolha dos métodos

a) A cena representada na fotografia configura uma forma de transmissão do HIV? Explique sua resposta.

2. Uma professora de Ciências da Natureza soli-

b) Cite formas de transmissão do HIV e formas em que o HIV não pode ser transmitido.

contraceptivos a serem utilizados nas relações sexuais é de responsabilidade compartilhada? citou aos estudantes que escrevessem em um papel, anonimamente, eventuais dúvidas que tivessem sobre métodos contraceptivos, para que ela as explicasse. Leia algumas dúvidas que surgiram e responda às questões a seguir.

5. Analise o gráfico a seguir que apresenta a

a) Quais foram as possíveis respostas obtidas pelos estudantes que escreveram essas dúvidas? b) Forme um grupo com seus colegas e escrevam anonimamente suas dúvidas sobre o assunto. Compartilhem suas dúvidas com outro grupo, que deve respondê-las a toda a classe.

3. O coito interrompido corresponde ao ato de re-

tirar o pênis da vagina momentos antes da ejaculação. Esse método não apresenta eficácia na contracepção, pois alguns espermatozoides podem ser eliminados na vagina junto a fluidos lubrificantes, antes mesmo da ejaculação. Além disso, não protege contra ISTs. A respeito do assunto, responda às questões a seguir. a) Escolha dois métodos contraceptivos que apresentem maior eficácia do que o método exposto e explique seus mecanismos de ação.

fia e responda às questões a seguir.

O aperto de mão é uma forma de saudação.

GUTESA/SHUTTERSTOCK.COM

b) Qual método contraceptivo é também capaz de proteger contra ISTs?

4. Analise a fotogra-

• Qual é a diferença entre HIV e aids?

evolução dos casos de sífilis no Brasil entre os anos de 2012 e 2022.

Taxa de sífilis (por 100 mil habitantes). Brasil, 2012 a 2022. SERGIO LIMA

te pode dia seguin A pílula do em que situações? a ser ingerid s são capaze cepcionais cções n co ti n a s O fe ir contra in de preven transmissíveis? te n sexualme

c) Forme um grupo com seus colegas e conduzam uma entrevista com diferentes membros da comunidade escolar a respeito do HIV. Realizem as seguintes perguntas. • Quais são as formas de transmissão do HIV? Analisem estatisticamente as respostas obtidas. A partir desses dados, produzam panfletos informativos sobre o tema, que devem ser entregues à comunidade escolar, buscando conscientizá-la.

FLAS100/SHUTTERSTOCK.COM

s reservativo Usar dois p ficácia na e a aumenta o? çã contracep

UNIDADE

Taxa de detecção (por 100 000 habitantes) 99,2 100 90 80,7 77,9 76,7 80 70 59,7 59,4 60 44,6 50 34,2 40 25,1 30 19,7 20 14,1 10 0 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 Ano

Fonte: BRASIL. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Boletim epidemiológico: sífilis 2023. Brasília, DF: MS: SVS, out. 2023. p. 11. Disponível em: https:// www.gov.br/saude/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/ boletins/epidemiologicos/especiais/2023/boletim -epidemiologico-de-sifilis-numero-especial-out.2023. Acesso em: 29 ago. 2024.

Com base nos dados apresentados, responda às questões a seguir. a) O que é possível afirmar a respeito dos casos de sífilis no período considerado? b) Quais são as formas de transmissão da sífilis? Considerando-as, proponha formas de prevenção da doença que possam ser adotadas pela população, de modo a reverter o cenário apresentado pelo gráfico.

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Of¡C¡na C¡enT f¡Ca

A dinâmica da proteção

Algumas pessoas deixam de utilizar métodos que protegem contra ISTs porque acreditam que essas infecções só podem ser transmitidas em certas práticas sexuais, ou que utilizar métodos unicamente contraceptivos é seguro. Outras não o fazem por confiar no parceiro: “Eu confio e, por isso não corro riscos”. Mas é possível mensurar esses riscos? Forme um grupo com oito colegas e realizem os procedimentos a seguir.

Materiais • 8 copos plásticos transparentes; • 50 mL de água tônica; • 650 mL de água; • Fita adesiva; • Uma lâmpada de luz negra;

• Um participante deve receber um copo com 50 mL de água + 50 mL de água tônica; • Um participante deve ter dois copos, um encaixado no outro. O copo de baixo deve ter 100 mL de água, e seu encaixe deve ser vedado com fita adesiva; • Um participante, que fica sem copo, deve ser escolhido para soltar e parar uma música. Todos devem se movimentar e conversar entre si. Quando a música parar, devem misturar o conteúdo do seu copo com o do colega que está conversando. Repita esse procedimento mais três vezes. 2. Ao final, o participante com dois copos deve

Na primeira rodada, o descartar o copo de cima, mantendo apenas o participante com dois copos não terá conteúdo copo de baixo. As luzes do ambiente devem ser para trocar; somente a apagadas, a luz negra acesa e os copos aproxipartir da segunda rodada.

mados dela. Anote os resultados.

• Um abajur ou suporte para acender a lâmpada; EBER EVANGELISTA

• Um celular, computador ou rádio para tocar música.

Procedimentos 1. Dividir os membros do grupo da seguinte maneira: • Cinco participantes devem receber um copo com 100 mL de água; AT¡v¡DaDeS

Converse com pessoas diferentes a cada rodada.

Não escreva no livro.

1. Explique os resultados observados em relação ao conteúdo dos copos, quando analisados sob luz negra.

2. Considere que a água tônica seja uma IST e que o copo descartado pelo estudante que tinha dois copos seja um método contraceptivo. Qual é o método contraceptivo representado na atividade?

3. Com base na questão anterior, quais conclusões o grupo pode tirar após realizar esta atividade? 4. Considere que esta atividade fosse novamente realizada, mas agora com as seguintes condições:

foram realizadas somente duas rodadas; não houve a presença do participante com os copos sobrepostos, ou seja, participaram da atividade somente seis pessoas; na segunda rodada, não houve conversa entre dois participantes que tivessem o conteúdo do copo contaminado; você não se contaminou durante a primeira rodada. A partir dessas condições, calcule a probabilidade de uma pessoa que iniciou a dinâmica somente com água no copo terminar a atividade com o conteúdo de seu copo contaminado com água tônica ao final da segunda rodada.

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UNIDADE

TEMA

Sexualidade SAMUEL BORGES P/SHUTTERSTOCK.COM

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor. FIZKES/SHUTTERSTOCK.COM

Analise as imagens a seguir.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

1 Em sua opinião, as cenas estão relacionadas ao sexo ou à sexualidade? Conver s e com seus colegas.

O abraço é uma interação que denota respeito, carinho e intimidade. Está presente tanto no âmbito social quanto no da sexualidade.

Muitas pessoas acreditam que os termos sexualidade e sexo sejam sinônimos. Contudo, esses termos possuem significados distintos. O termo sexo está relacionado ao conjunto de características biológicas (anatômicas, fisiológicas, genéticas etc.) que distinguem indivíduos machos e fêmeas de uma mesma espécie. Por exemplo, em aves da espécie saíra-amarela (Stilpnia cayana), os machos apresentam penas de cor preta em parte da cabeça e do abdômen, enquanto as fêmeas não as apresentam. Essas características, juntamente às suas diferenças genéticas e anatômicas, distinguem os indivíduos do sexo masculino e do sexo feminino dessa espécie. Entre os seres humanos, o termo sexo também pode se referir ao ato sexual, que pode resultar em uma gravidez por vias naturais. Como a gravidez nem sempre é desejada, o casal pode fazer uso de métodos contraceptivos, como estudado anteriormente nesta Unidade. O termo sexualidade, por sua vez, tem um significado mais abrangente que o termo sexo, e esse é o assunto que será abordado neste Tema.

Fêmea (A) e macho (B) de saíra-amarela Stilpnia cayana. ER

VITORMARIGO/ SHUTTERSTOCK.COM

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Dimensões da sexualidade A sexualidade abrange pensamentos, experiências, sentimentos, prazer, desejos, bem-estar, carinho, afeto, ternura, além do próprio sexo. Leia o texto a seguir, que apresenta a definição de sexualidade, segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS). A sexualidade é um aspecto central do ser humano ao longo da vida que envolve o sexo, identidades e papéis de gênero, orientação sexual, erotismo, prazer, intimidade e reprodução. A sexualidade é experimentada e manifestada em pensamentos, fantasias, desejos, crenças, atitudes, valores, comportamentos, práticas, papéis e relacionamentos. Embora a sexualidade possa incluir todas essas dimensões, nem todas elas são sempre experimentadas ou manifestadas. A sexualidade é influenciada pela interação de aspectos biológicos, psicológicos, sociais, econômicos, políticos, culturais, legais, históricos, religiosos e elementos espirituais.

A diferença entre o corpo de uma mulher e de um homem está relacionada à dimensão biológica da sexualidade.

HONGQI ZHANG/ALAMY/FOTOARENA

WORLD HEALTH ORGANIZATION. Brief sexuality-related communication: recommendations for a public health approach. Genebra, Suíça: WHO, 2015. p. 16 (tradução dos autores). Disponível em: http://apps.who.int/iris/bitstream/ handle/10665/170251/9789241549004_eng.pdf;jsessionid=7250AF24DF8371B62FD301E1BD77EAFA?sequence=1. Acesso em: 25 jul. 2024.

Desde o nascimento até a morte, os seres humanos passam por diferentes mudanças, sejam elas físicas, emocionais, econômicas, sociais etc. Elas incluem sua sexualidade, que se expressa de diferentes maneiras ao longo das fases de sua vida. Na infância, a curiosidade e os questionamentos referentes ao conhecimento do próprio corpo e do corpo do outro são exemplos de manifestação da sexualidade. Já na adolescência, a sexualidade assume um papel importante, quando se passa a reconhecer a própria identidade, assumir desejos, sentimentos e formas de amar. Nessa fase, a sexualidade possibilita uma série de descobertas e de vivências a respeito das escolhas amorosas e sexuais que são feitas – pré-requisitos para a independência emocional e afetiva esperada na vida adulta. Na fase adulta, a sexualidade se manifesta junto a alguns desafios, como a possibilidade da vida conjugal, e a possibilidade da maternidade e da paternidade. Esses desafios implicam na determinação de novas responsabilidades e na necessidade de adaptação a novas rotinas. Essas manifestações da sexualidade ocorrem em todas as suas dimensões, como a biológica, a afetiva, a sociocultural e a ética. A dimensão biológica da sexualidade está relacionada à diferença biológica entre homens e mulheres. Essa diferença inclui seu conjunto genético, que determina o desenvolvimento de órgãos genitais distintos, os quais produzem, por sua vez, hormônios sexuais específicos para cada sexo. A ação desses hormônios também determina características sexuais secundárias que se manifestam durante a puberdade.

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A M Y M Y E R S/ S H U T

TE R S

TO C

K. C

Futebol é um esporte cuja prática, no Brasil, está geralmente associada aos homens. Rompendo esse estereótipo, o futebol feminino vem conquistando cada vez mais espaço. Ato obsceno: gestos, palavras ou ações de natureza sexual. Estereótipo: ideia preconcebida sobre uma pessoa ou um grupo, que geralmente não corresponde à realidade.

HELDER ALMEIDA/SHUTTERSTOCK.COM

A dimensão afetiva da sexualidade está relacionada à capacidade de se relacionar com os outros, sejam eles amigos, familiares, parceiros(as) ou qualquer pessoa a quem se demonstra afeto e carinho. Ela envolve sentimentos, como o amor e a amizade, e pode se expressar por meio de gestos, como apertos de mão, abraços e beijos. Assim, essa dimensão não está necessariamente relacionada apenas ao sexo. A dimensão sociocultural da sexualidade está relacionada à influência social e cultural sobre os seres humanos enquanto seres sexuais. Por um lado, os padrões sociais e culturais podem ajudar as pessoas a lidar com os impulsos da sexualidade, orientando sobre comportamentos adequados. Por exemplo, a prática de atos obscenos em público é crime no Brasil e em muitos países, sendo, portanto, inadequada e ilegal. Por outro lado, esses padrões podem reforçar estereótipos. Em várias culturas, há estereótipos associados a características típicas de homens e mulheres, incluindo estética, vestimenta, comportamento, escolhas profissionais e esportes. Por exemplo, cabelos curtos, ternos, profissões que exigem força física e futebol são frequentemente associados a homens, enquanto cabelos longos, unhas pintadas, cuidados com os filhos e profissões relativas a cuidados são associados a mulheres. Esses estereótipos não definem valores certos ou errados e não indicam que comportamentos diferentes influenciarão a sexualidade futura de uma pessoa. Por exemplo, não se pode deduzir o comportamento sexual de uma mulher que gosta de futebol ou de um homem que pinta as unhas.

UNIDADE

O carinho existente entre amigos está relacionado à dimensão afetiva da sexualidade.

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A dimensão ética da sexualidade envolve respeitar as diferentes manifestações da sexualidade, como a orientação sexual das pessoas. A orientação sexual refere-se à atração afetiva e sexual que uma pessoa sente por outra. Heterossexuais sentem atração por pessoas do gênero oposto; homossexuais, pelo mesmo gênero; bissexuais, por mais de um gênero; e assexuais geralmente não sentem atração afetivo-sexual. É importante entender que orientação sexual não é uma decisão voluntária; ninguém escolhe por quem se sente atraído. Independentemente da orientação sexual, todas as pessoas devem ser igualmente respeitadas. O respeito é a base de uma sociedade justa, e nenhum tipo de preconceito ou discriminação é aceitável. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

2 Forme um grupo com seus colegas e listem cinco palavras que representem sentimentos e atitudes importantes em um relacionamento afetivo. Discutam o significado dessas palavras para o relacionamento. Depois, apresentem suas palavras à turma e vejam quais são as mais mencionadas pelos grupos.

Intimidade, confiança e respeito

FG TRADE/GETTY IMAGES

A maneira como uma pessoa trata a si mesma e os outros afeta diretamente os relacionamentos. Sentimentos, que são parte da sexualidade, influenciam a qualidade desses relacionamentos. Demonstrar carinho e afeto, ouvir e respeitar diferentes pontos de vista, colocar-se no lugar do outro e se preocupar com seus sentimentos é fundamental para construir relacionamentos saudáveis, baseados em confiança e respeito. A intimidade é fortalecida pela convivência. Através dela, a personalidade, os gostos, os familiares e os amigos do(a) parceiro(a) são conhecidos. Em relacionamentos íntimos, confiança, respeito e diálogo permitem que os parceiros decidam juntos sobre o início da vida sexual e os métodos contraceptivos e preventivos, evitando gravidez indesejada e ISTs. Porém, a intimidade pode provocar uma falsa sensação de segurança e motivar o descuido em relação à prevenção de ISTs. Portanto, independentemente do nível de intimidade entre os parceiros, ambos devem se prevenir. Relacionamentos seguros e saudáveis são baseados no respeito mútuo e na responsabilidade compartilhada, garantindo que a prevenção e o cuidado estejam sempre presentes.

A convivência pode proporcionar o fortalecimento dos relacionamentos.

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PENSE E RESPONDA

3 Forme um grupo com seus colegas e conversem sobre os pontos a seguir.

• Quais são os principais desafios que adolescentes podem enfrentar ao se tornarem pais? • Esses desafios são os mesmos para meninos e meninas?

[…] Eu era estudante, não... não tinha muita pressão, né!? Só mais era estudo. Agora, não. Agora tenho que trabalhar para sustentar outra pessoa que depende de mim […].

PEREIRA, Karla. Mães que tiveram filhos na adolescência falam sobre desafios enfrentados. G1, [s. l.], Uberlândia, 14 maio 2017. Disponível em: https://g1.globo.com/minas-gerais/triangulo-mineiro/noticia/ maes-que-tiveram-filhos-na-adolescencia-falam-sobre-desafiosenfrentados.ghtml. Acesso em: 22 jul. 2024.

A gravidez na adolescência pode oferecer riscos, pois o corpo ainda está em desenvolvimento. Além disso, uma série de alterações ocorre na vida social e emocional, geradas principalmente pela responsabilidade que envolve cuidados para o desenvolvimento de uma criança saudável, física, emocional e socialmente. Com o objetivo de reduzir os casos de gravidez na adolescência no Brasil, o governo federal tem realizado ações que promovem a conscientização da população brasileira sobre o assunto. Uma delas foi a instituição da Semana Nacional de Prevenção da Gravidez na Adolescência, celebrada anualmente entre os dias 1o e 8 de fevereiro, durante a qual são divulgadas informações preventivas e educativas aos jovens, cuidadores e responsáveis, educadores e profissionais da saúde. As ações da campanha visam preservar a saúde dos adolescentes, auxiliando-os a vivenciar essa fase da vida com responsabilidade.

PAULINO, Geanne Pereira Alves; PATIAS, Naiara Dapieve; DIAS, Ana Cristina Garcia. Paternidade adolescente: um estudo sobre autopercepções do fenômeno. Psicologia em pesquisa, Juiz de Fora, v. 7, n. 2, dez. 2013. Disponível em: http://pepsic.bvsalud.org/scielo. php?script=sci_arttext&pid=S1982-12472013000200011. Acesso em: 22 jul. 2024.

LUCAS FARAUJ

[…] Foi um grande susto para mim e minha família. Não pensava que ia ser mãe assim. Estava no auge da minha adolescência, ano de vestibular, no ano em que geralmente planejamos nossas vidas, criamos expectativas sobre o futuro e engravidar fez com que tudo parasse, que todos os planos e expectativas fossem por água abaixo. […]

EDITORIA DE ARTE

É importante respeitar os momentos certos para o acontecimento de cada fase da vida. Relacionar-se sexualmente é uma grande responsabilidade, pois, mesmo que sejam usados métodos contraceptivos, é possível que a gravidez aconteça. A gravidez durante a adolescência pode ser um problema, já que os futuros pais, nessa fase da vida, são muito jovens e ainda não possuem condições financeiras ou emocionais para cuidar de uma criança. Um filho representa uma grande mudança, visto que requer muita atenção e cuidados especiais, sobretudo nos primeiros anos de vida. Leia os depoimentos a seguir de dois adolescentes sobre o assunto.

Não escreva no livro.

EDITORIA DE ARTE

Cada coisa no seu tempo

UNIDADE

Um filho muda significativamente as responsabilidades da vida de uma pessoa.

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AT¡v¡DaDeS

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1. Observe a fotografia e responda às questões a seguir.

comum, até, quem sabe, conquistar admiração por quem é diferente de nós.

FABRICE COFFRINI/AFP/GETTY IMAGES

SALES, Ricardo. Respeito às diferenças. São Paulo: Aberje, 21 jun. 2016. Disponível em: https://www.aberje.com. br/?blog=respeito-as-diferencas. Acesso em: 29 jul. 2024.

Denilson Almeida dança na 45ª Competição Internacional de Ballet, em Lausanne, França, 2017. a) A qual dimensão da sexualidade essa fotografia pode ser relacionada? Explique sua resposta. b) Forme um grupo com os colegas e confeccionem cartazes com imagens que representem as dimensões da sexualidade. As imagens podem ser obtidas de diversas fontes ou elaboradas por vocês para as montagens. Compartilhem suas opiniões a respeito das imagens e do que elas significam para vocês. Depois, apresentem os cartazes confeccionados à turma, promovendo um debate sobre o significado das imagens.

2. Leia o trecho a seguir e responda às questões. “Tolerância” remete, de cara, à ideia de tolerados. Ou seja, um certo grupo, do alto de seu prestígio, no máximo tolera aqueles que estão abaixo dele. E tolerar não tem nada a ver com disposição para conviver e aprender com o outro. É cada um no seu espaço, sendo o grupo mais vulnerável submetido à “boa vontade” daqueles mais poderosos e com mais vez e voz na sociedade. É preciso superar os chamados à tolerância e investir em outros, mais potentes e significativos. É hora de pensar em respeito. Respeitar envolve ter interesse pelo outro, desenvolver empatia e descobrir pontos em

a) Qual é a informação transmitida pelo texto? b) O texto pode ser relacionado a qual dimensão da sexualidade? Explique sua resposta. c) Realize uma pesquisa a respeito de situações cotidianas que envolvam essa dimensão da sexualidade. Converse com os colegas sobre os resultados encontrados, considerando se envolveram a tolerância e o respeito ou se evidenciam a ausência dessas atitudes. Depois, produzam um texto que contenha suas opiniões.

3. Analise as manchetes a seguir e responda às

questões. Adolescente denuncia sofrer homofobia por colegas e relata constrangimento em Chapecó.

CENCI, Valeria. Adolescente denuncia sofrer homofobia por colegas e relata constrangimento em Chapecó. ND Mais, Chapecó, 24 abr. 2024. Disponível em: https://ndmais.com.br/seguranca/adolescentedenuncia-sofrer-homofobia-por-colegas-e-relata-constrangimentoem-chapeco/. Acesso em: 18 set. 2024.

Atleta de vôlei de praia denuncia ataques homofóbicos durante jogo. ATLETA de vôlei de praia denuncia ataques homofóbicos durante jogo. Click PB, Recife, 18 mar. 2024. Disponível em: https://www.clickpb.com.br/esportes/atleta-de-volei-de-praiadenuncia-ataques-homofobicos-durante-jogo.html. Acesso em: 18 set. 2024.

Homem alega ter sido vítima de homofobia após ser ofendido por cliente em mercado no litoral de SP. LUZ, Ágata. Homem alega ter sido vítima de homofobia após ser ofendido por cliente em mercado no litoral de SP. G1, Santos, 24 maio 2024. Disponível em: https://g1.globo.com/sp/santosregiao/noticia/2024/05/24/homem-denuncia-homofobia-emsupermercado-apos-ser-chamado-de-querida-e-alvo-de-trejeitosafeminados.ghtml. Acesso em: 29 jul. 2024.

a) O conteúdo das manchetes pode ser relacionado a qual dimensão da sexualidade humana? Justifique sua resposta. b) Forme um grupo os seus colegas e organizem um debate que analise de forma crítica o conteúdo das manchetes. Ao final, produzam um texto sobre os principais pontos debatidos, promovendo os direitos humanos.

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Não à violência contra mulheres

A violência contra mulheres é uma forma de violação dos direitos humanos. Ela pode se manifestar de diferentes maneiras, tais como agressão física, abuso sexual, violência psicológica e moral, além do controle de bens e recursos econômicos. Em casos de violência doméstica contra mulheres, é possível identificar certos padrões nos comportamentos dos agressores, constituindo fases de um ciclo. Em um primeiro momento, os agressores se tornam irritados e têm acessos de raiva por pequenas coisas. Nessa fase, as vítimas tendem a evitar condutas que possam despertar tensão nos agressores, e, por isso, elas vivenciam sentimentos de tristeza, angústia, ansiedade e medo. Na fase seguinte, toda a tensão do agressor se materializa em um ato violento, seja ele de ordem física, verbal, psicológica ou moral. Nessa fase, é possível que as vítimas tentem se afastar do agressor, buscando refúgio na casa de amigos e familiares. Por fim, em uma terceira fase, é comum que os agressores demonstrem arrependimento, na tentativa de reconciliação com as vítimas, que podem acabar cedendo à pressão para manter seu relacionamento. Assim, o ciclo se reinicia. Para interromper a violência, é preciso denunciar casos de agressão para a Central de Atendimento à Mulher, ligando para o número 180. Contudo, caso as vítimas sejam constantemente vigiadas pelos agressores, a denúncia pode ser dificultada. Nesse caso, é possível fazer um X vermelho na palma da mão como pedido de ajuda discreto e silencioso, o qual será interpretado como um sinal de alerta contra a violência doméstica.

REPRODUÇÃO/MINISTÉRIO DA SAÚDE

Sa¡ba ma¡s

UNIDADE

Campanha de combate à violência doméstica do Ministério da Saúde, 2021. AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. A violência física não é a única forma de violência contra mulheres. Quais são as outras? Faça uma pesquisa e anote sua resposta em seu caderno. Em seguida, crie um podcast sobre o assunto.

2. A lei nº 11.340, de 7 de agosto de 2006, foi criada para prevenir atos de violência doméstica e

familiar contra a mulher e punir os agressores. Essa lei recebeu o nome da farmacêutica Maria da Penha (1945-). Faça uma pesquisa sobre a história dela e a registre em seu caderno. Elabore um panfleto digital sobre a criação da lei Maria da Penha, destacando sua importância.

3. A violência contra mulheres não é um problema individual, restrito à vítima, mas uma questão que

compete à sociedade como um todo. Forme um grupo com seus colegas e organizem uma campanha de combate à violência contra as mulheres na escola. Durante a campanha, compartilhem o podcast e os panfletos criados com a comunidade escolar.

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TEMA

PENSE E RESPONDA

A juventude e seus desafios Leia o trecho da reportagem a seguir.

Registros de ansiedade entre crianças e jovens superam os de adultos pela 1ª vez no Brasil Com um crescimento expressivo nos últimos anos, a taxa de pacientes de dez a 14 anos atendidos pelo transtorno é de 125,8 a cada 100 mil, e a de adolescentes, de 157 a cada 100 mil. Já entre pessoas com mais de 20 anos, a taxa é de 112,5 a cada 100 mil, considerando dados de 2023. A situação dos mais jovens passou a ficar mais crítica do que a dos adultos em 2022.

Não escreva no livro.

1 Considerando suas

experiências e vivência s, qua is poderiam ser os principais fatores caus adores da ansiedade entre os jovens?

MARIANI, Daniel et al. Registros de ansiedade entre crianças e jovens superam os de adultos pela 1ª vez no Brasil. Folha de S.Paulo, São Paulo, 31 maio 2024. Disponível em: https://www1.folha.uol.com.br/folhateen/2024/05/registros-de-ansiedade-entrecriancas-e-jovens-superam-os-de-adultos-pela-1a-vez.shtml. Acesso em: 29 jul. 2024.

2 Hábitos saudáveis

SIMPLE LINE/SHUTTERSTOCK.COM

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Por muitos anos, a saúde foi definida como um estado de ausência de doenças ou de enfermidades. No entanto, desde 1948, a Organização Mundial da Saúde (OMS) propõe uma definição de saúde que envolve uma harmonia entre o bem-estar físico, mental e social. Quando um desses fatores é abalado, os outros também podem se desestabilizar, prejudicando a saúde do indivíduo. A ansiedade é um exemplo disso. A ansiedade é uma reação emocional que pode surgir diante de diversas situações. Ela aciona mecanismos importantes no corpo humano, como o alerta para momentos de perigo, o que, por um lado, pode incentivar as pessoas a reagir, a resolver problemas e a superar desafios. Contudo, quando se torna excessiva e persistente, a ansiedade pode prejudicar a saúde. Por exemplo, ela pode levar as pessoas a terem comportamentos impulsivos para aliviar a tensão acumulada, como alimentar-se de forma desbalanceada ou usar aparelhos digitais de maneira exagerada. O conhecimento sobre esses e outros assuntos que serão abordados neste Tema é importante para auxiliar a enfrentar e vencer diversos desafios. Parte deles se faz presente principalmente durante a adolescência, um período de intensas mudanças e transição para a vida adulta.

são fundamentais para manter a saúde em equilíbrio. Quais são os hábitos que você possui e considera importantes para se manter saudável?

Muitos dos desafios enfrentados durante a juventude se tornam mais fáceis com a ajuda de amigos.

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UNIDADE

Nutrição

Os lipídios constituem uma importante reserva energética, fazem parte da constituição da membrana plasmática, participam da síntese de hormônios e atuam como isolantes térmicos e elétricos. São exemplos de alimentos ricos em lipídios: óleos (como os de soja, milho e azeites) e gorduras (como manteigas, banha e bacon).

As vitaminas e os sais minerais possuem funções diversas no organismo, sobretudo no metabolismo. Os sais minerais, ainda, podem participar da constituição dos ossos, da contração muscular e da condução de impulsos nervosos, por exemplo. São encontrados em abundância em hortaliças, frutas, leites e carnes.

TATJANA BAIBAKO/ SHUTTERSTOCK.COM JPC-PROD/SHUTTERSTOCK.COM

As proteínas fazem parte da constituição estrutural do organismo e participam de processos celulares, como sinalização, transporte e defesa. São exemplos de alimentos ricos em proteínas: carnes, ovos e leite.

ALLSTARS/SHUTTERSTOCK.COM

Os carboidratos são fontes para a obtenção de energia química e fazem parte da constituição do organismo. São exemplos de alimentos ricos em carboidratos: cereais, pães, massas, bolos e frutas.

EVGENIA SH./SHUTTERSTOCK.COM

A nutrição é um processo biológico pelo qual os organismos assimilam os nutrientes necessários para a realização de suas funções vitais. De modo geral, nutrir-se é importante para a obtenção de energia necessária à manutenção do metabolismo celular e para a síntese de moléculas necessárias ao crescimento, ao desenvolvimento e à reprodução. Os nutrientes compreendem os carboidratos, as proteínas, os lipídios, as vitaminas e os sais minerais, que, no caso dos animais, são obtidos por meio da alimentação. Contudo, a manutenção das funções do organismo também depende da ingestão de água e fibras. A água é essencial para a existência da vida e desempenha funções diversas no organismo, entre as quais: a dissolução de substâncias, a facilitação da ocorrência de diversas reações químicas e o transporte e distribuição de substâncias em nível celular e no organismo. A fibra alimentar é um carboidrato presente em alimentos de origem vegetal que não é digerido pelo nosso organismo. Por conta disso, as fibras alimentares auxiliam na regulação do trânsito intestinal, modulando a velocidade com que a digestão dos alimentos e a absorção de nutrientes ocorrem. Também contribuem para a prevenção de algumas doenças. A seguir, algumas informações sobre esses nutrientes.

No geral, uma alimentação adequada e saudável inclui alimentos variados e fornece todos os nutrientes necessários ao funcionamento do organismo em quantidades ideais.

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Problemas associados à má alimentação Um dos desafios enfrentados pela juventude diz respeito à qualidade de sua alimentação. A alta ingestão de alimentos de baixo valor nutricional (como doces, salgadinhos, frituras e fast foods) é um mau hábito alimentar que, associado ao sedentarismo, pode levar ao desenvolvimento de algumas doenças, como a obesidade, a diabetes tipo 2, a aterosclerose e a hipertensão arterial. A obesidade é uma doença caracterizada pelo acúmulo excessivo de gordura corporal. Entre suas causas, estão fatores genéticos, a ingestão excessiva de nutrientes, sobretudo de açúcares e gorduras, e o sedentarismo. A obesidade reduz a mobilidade das pessoas, além de ocasionar problemas articulares e cardiovasculares. Também pode prejudicar a saúde mental, gerando ansiedade e diminuindo a autoestima. A diabetes tipo 2 é uma doença caracterizada pela concentração elevada de glicose no sangue devido à resistência das células à ação da insulina. Suas causas incluem fatores genéticos, hábitos alimentares inadequados, normalmente associados à alta ingestão de açúcares, e sedentarismo. A doença pode ter sintomas leves, quando acompanhada adequadamente. Em casos de complicações, pode prejudicar o funcionamento dos rins, provocar cegueira e afetar a circulação sanguínea e a cicatrização. A aterosclerose é uma condição na qual se formam placas de gordura na parede das artérias. A ingestão excessiva de gorduras, sobretudo de colesterol, e o sedentarismo estão entre suas causas. Nessa condição, pode ocorrer o enrijecimento das artérias, além de sua obstrução, interrompendo a passagem do sangue e comprometendo a oxigenação e a nutrição dos tecidos. Falta de ar e dores no peito são sintomas comuns.

O grande consumo de fast foods, o sedentarismo e o uso excessivo de aparelhos eletrônicos durante o tempo livre são hábitos que prejudicam a saúde de muitos jovens.

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UNIDADE

A hipertensão arterial é uma doença caracterizada pelos níveis elevados da pressão sanguínea nas artérias. Fatores genéticos, maus hábitos alimentares, sobretudo relacionados à ingestão de alimentos com alto teor de sódio, e sedentarismo estão entre suas causas. Nessa condição, a força exercida pelo sangue na parede dos vasos sanguíneos é alta, podendo comprometer o funcionamento dos rins e do coração. Muitas dessas doenças podem ser evitadas ao se adotar uma alimentação saudável e praticar regularmente atividades físicas. PEOPLEIMAGES.CO/ SHUTTERSTOCK.COM

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Com seu professor, organize a visita de um nutricionista até a escola para conversar sobre alimentação adequada a cada pessoa. Aproveite para perguntar sobre fontes de nutrientes, dieta balanceada e hábitos saudáveis.

A prática de esportes auxilia na manutenção da saúde física, mental e social.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 Forme um grupo com seus colegas e pesquisem hábitos que podem ser adotados para se ter

uma alimentação saudável. Produzam panfletos informativos com os resultados da pesquisa e os distribua à comunidade escolar.

Transtornos alimentares A preocupação com a estética do corpo, associada ao medo de engordar, pode levar muitos jovens a desenvolver transtornos alimentares. Os transtornos alimentares caracterizam-se por mudanças nos comportamentos de uma pessoa quanto à sua alimentação, afetando o consumo ou a absorção de alimentos, o que provoca impactos negativos em sua saúde física e mental. A bulimia e a anorexia nervosa são exemplos desses transtornos. Em casos de bulimia, a pessoa ingere uma grande quantidade de alimentos em um pequeno intervalo de tempo. Logo em seguida, para evitar o ganho de peso, realiza ações para eliminar aquilo que foi ingerido, como induzir o vômito ou usar laxantes. Na anorexia nervosa, a pessoa restringe consideravelmente sua alimentação, deixando de comer por longos períodos e em quantidades adequadas. Devido à ingestão insuficiente de nutrientes, é possível ocorrer um quadro de desnutrição, que afeta o desenvolvimento do corpo, prejudica a aprendizagem e debilita a imunidade das pessoas, tornando-as mais suscetíveis a doenças.

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HÉCTOR GOMEZ

Os transtornos alimentares costumam estar associados à percepção distorcida do próprio corpo. Também se relacionam com o medo de engordar, devido aos padrões de beleza irreais que são impostos pela sociedade e reforçados pela mídia.

Os transtornos alimentares estão associados à distorção de imagem.

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• A cartilha a seguir traz informações importantes sobre as relações que estabelecemos com a comida e com nosso corpo, visando o bem-estar. Instituto Federal do Ceará. Você não é (só) o que você come: despertando o olhar para a relação com a comida e com o corpo. Fortaleza: IFCE, 2021. Disponível em: https://ifce.edu.br/ espaco-estudante/ assistencia-estudantil/ programa-de-alimentacaoe-nutricao-do-ifce/ cartilha-voce-nao-e-soo-que-voce-come.pdf. Acesso em: 9 nov. 2024.

Para evitar maiores danos à saúde, esses transtornos precisam ser diagnosticados e tratados o mais cedo possível. Acompanhe, a seguir, o relato de uma adolescente que vivenciou um quadro de anorexia aos 13 anos de idade. Antes do transtorno, minha relação com a comida era normal. Por algum motivo que desconheço, passei a questionar se deveria comer. Acho que os padrões que a sociedade impõe contribuíram para o desenvolvimento desse transtorno. Tempo depois, parei de comer, chegando a ficar 30 horas sem me alimentar. Eu não conseguia me ver como realmente era. Odiava ver comida na minha frente e detestava que insistissem para que eu comesse, mesmo sabendo que era para o meu bem. Durante o processo, as redes sociais, os comentários, potencializaram a situação. Perceber que tinha um problema foi difícil, e só consegui aceitar isso quando estava melhorando. Durante a minha recuperação, tive contato com profissionais especializados: uma psicóloga e uma nutricionista. Elas foram fundamentais. O apoio da minha família também foi essencial. Eles se esforçaram muito, mesmo que nem sempre soubessem como me ajudar. Perceber os sinais iniciais do transtorno é crucial para evitar problemas maiores. Se eu pudesse dar conselhos para outros que estão passando por situações similares, diria para buscarem grupos de apoio de pessoas que já passaram por isso. Essas pessoas podem direcionar a busca por ajuda. Hoje eu estou bem. Consigo comer normalmente, mas ainda carrego algumas marcas. Faço cálculos sem pensar sobre as calorias dos alimentos. É algo automático. Percebo que é um processo lento, mas com o tempo vou me recuperar totalmente. Depoimento exclusivo para esta obra. O relato será mantido em anonimato para preservação da privacidade da pessoa.

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UNIDADE

Dependência No contexto médico e psicológico, dependência é a necessidade compulsiva de uma pessoa na busca de um prazer que pode ser decorrente de uma substância ou de um hábito. Existem diversos tipos de dependência. Aqui serão apresentadas as mais comuns entre os jovens: a dependência digital e a dependência química.

Dependência digital

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Seu celular é a primeira e a última coisa que você vê em seu dia? Que tal conhecer algumas dicas para desapegar desse aparelho? O livro a seguir apresenta hábitos que podem ser adotados para auxiliar a diminuir o uso do celular.

R.PHO BODNA

O uso excessivo de aparelhos digitais prejudica a saúde do usuário.

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São inegáveis os benefícios que a tecnologia traz a todos os setores da sociedade. A internet é um claro exemplo disso. Entretanto, existem problemas relacionados à utilização em excesso da tecnologia, especificamente de aparelhos eletrônicos e da internet, que podem ocasionar problemas à vida social e à saúde física e mental dos usuários. Estudos demonstram que as mídias sociais, também chamadas de redes sociais, utilizam mecanismos para promover a liberação do neurotransmissor dopamina, relacionado à sensação de prazer. Isso significa que, de maneira Catherine Price. semelhante às drogas, seu uso excessivo pode levar à dependência, nesse Celular: como dar caso, à dependência digital. Segundo um estudo feito pela Universidade de um tempo. Rio de Janeiro: Fontanar, Harvard, 80% do tempo na internet é dedicado para falar de si, enquanto em 2018. uma conversa presencial esse tempo é de 30%. Segundo as pesquisas, falar de si pode gerar prazer. O mesmo tipo de mecanismo de recompensa pode acontecer com o uso excessivo de videogames, que, segundo a Organização Não PENSE E escreva RESPONDA Mundial da Saúde (OMS), se tornou uma doença – o distúrbio de games no livro. (gaming disorder em inglês). 4 Identifique fatores O uso prolongado da internet ou dos videogames não é necessariamente que podem prejuconsiderado uma dependência. Entretanto, dependendo de fatores como a dicar a saúde do adolescente da fopredisposição da pessoa, maus hábitos podem se tornar o início de situações tografia a seguir. mais complexas, que podem levar à dependência.

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O uso excessivo de aparelhos digitais pode afetar o modo como nos relacionamos com as pessoas.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

5 Faça uma autoa-

valiação do modo como você usa aparelhos digitais e mídias sociais, considerando a frequência e as finalidades de uso. Após a avaliação, liste atitudes para adotar em seu cotidiano que podem te auxiliar a gerenciar o uso de tecnologias digitais de maneira mais responsável.

De qualquer maneira, os excessos podem levar os usuários a deixar de se alimentar por horas e, quando o fazem, optam por alimentos prontos, industrializados, calóricos e pouco nutritivos, como refrigerantes, salgadinhos e chocolates. O uso excessivo dos aparelhos digitais pode privar os usuários de sono, que passam a dormir pouco. Ter uma boa qualidade de sono é importante para o descanso físico, o bem-estar mental, a restauração de tecidos, o fortalecimento da imunidade e o crescimento. Quando o sono é insuficiente, esses processos são comprometidos. Outro problema está associado à má postura durante o manuseio dos aparelhos digitais, que normalmente envolve a curvatura do pescoço e/ou da coluna. A longo prazo, essa postura pode prejudicar a saúde da coluna vertebral, ocasionando desvios. Os desvios de coluna causam dor e, em alguns casos, limitam a execução de movimentos. A dependência digital também pode diminuir a concentração para estudar e a motivação para realizar atividades cotidianas, como a higiene básica. Além disso, pode prejudicar a vida social dos usuários ao diminuir seu contato físico com as pessoas. Em alguns casos, eles podem se isolar de tal forma que não chegam a sair de seus quartos; e, quando saem, podem apresentar uma comunicação reduzida, pois têm sua atenção voltada ao aparelho eletrônico. Analise o relato de um adolescente e de sua família frente à dependência de seu videogame. [...] Quase sem perceber, passava os dias trancado em seu quarto, quase não comia, e deixou de tomar banho. Sem se comunicar com a família, sua única atividade era jogar [...]. “Meus horários mudaram, passava a noite toda acordado e à tarde descansava algumas horas. Quando tinha fome, ia à cozinha buscar mais [...] bebida energética, fazia alguns sanduíches e pegava um saco de batatas fritas”, conta o jovem. No dia em que seus pais começaram a se preocupar, tiraram-lhe o console, o esconderam no carro e o menino se agarrou a ele de forma doentia, diz I., a mãe. Tiveram de ir a uma delegacia para pôr fim ao conflito. “A. não era mais A., sempre foi carinhoso e agora se comportava de forma violenta.” [...] MENÁRGUEZ, Ana Torres. Os dependentes de telas: o “vício sem substância” que começa aos 14 anos. El País, Madrid, Espanha, 12 abr. 2019. Disponível em: https://brasil.elpais.com/brasil/2019/03/23/ actualidad/1553363424_494890.html. Acesso em: 29 jul. 2024.

Situações como essa podem ser evitadas quando são adotadas ações mais conscientes e responsáveis, administrando o tempo, o modo e a finalidade para a qual os aparelhos digitais são utilizados.

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UNIDADE

De acordo com a OMS, as drogas são substâncias que alteram os processos fisiológicos e bioquímicos dos organismos. Isso significa que as drogas podem alterar como as pessoas pensam, se sentem e se comportam, gerando dependência química. Nesse sentido, os medicamentos podem ser considerados drogas, já que são substâncias que alteram esses processos. De modo geral, os medicamentos são comercializados legalmente e utilizados para fins terapêuticos, visando à melhoria das condições de saúde de uma pessoa. Para tanto, eles devem ser prescritos por um profissional da saúde. A automedicação nunca deve ser praticada. Campanha de combate à automedicação no Ceará, 2024. DiAlOGOS DA NATUREZA

REPRODUÇAO/GOVERNO DO ESTADO DO CEARÁ

Dependência química

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

Remédio ou medicamento? No cotidiano, é comum que os termos remédio e medicamento sejam utilizados como sinônimos. Contudo, eles possuem diferenças. De acordo com a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), um remédio é qualquer medida tomada para curar ou aliviar os sintomas de uma doença, ou para reduzir o desconforto e o mal-estar. Por exemplo, o repouso pode ser considerado um remédio se aliviar uma dor de cabeça. Outros exemplos de remédios incluem chás caseiros feitos com plantas, compressas quentes ou frias e até o uso de medicamentos, desde que sejam prescritos por um médico. Os medicamentos, por sua vez, são produtos farmacêuticos desenvolvidos para prevenir, tratar ou aliviar os sintomas de doenças, ou até para diagnosticá-las. Seu efeito é alcançado por meio de um ou mais princípios ativos, substâncias químicas com propriedades terapêuticas comprovadas pela Ciência. A produção e comercialização de medicamentos são rigorosamente regulamentadas, incluindo requisitos legais sobre as informações que devem constar nos rótulos. Analise a ilustração que apresenta alguns desses elementos obrigatórios. Nome do farmacêutico responsável pela fabricação do medicamento e seu registro no Conselho Regional de Farmácia (CRF).

Nome comercial do medicamento, quando houver. nto

d me

o ativ ípio

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Farmacêutico responsável

ALEX SILVA

MS 0.0000.0000.0001-1

Quantidade de princípio ativo em cada dose.

LOTE 0000000 FAB. 00/0000 VAL. 00/000

ca edi

Data de fabricação, data de validade e lote.

Representação de algumas informações que devem constar no rótulo dos medicamentos.

Número do registro do medicamento no Ministério da Saúde.

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PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

6 O preparo de chás caseiros é um costume presente em diversas culturas ao redor do mundo.

Em muitas sociedades, o uso de infusões de plantas para tratar doenças, aliviar sintomas ou simplesmente promover o bem-estar é uma prática passada de geração em geração. Você já fez uso de algum chá caseiro preparado por membros de sua família ou responsáveis? Converse com eles sobre os chás caseiros que conhecem, registre as informações obtidas em seu caderno e as compartilhe com a turma.

Já as drogas psicoativas são aquelas que produzem efeitos no sistema nervoso, afetando a cognição. Elas podem ser classificadas em depressoras, estimulantes e perturbadoras, dependendo do modo como afetam o sistema nervoso. Grande parte delas é considerada ilícita no Brasil. As informações referentes a cada uma dessas drogas são apresentadas a seguir. Tipo

Ação

Exemplos

Depressoras

Deprimem a atividade do sistema nervoso, deixando o organismo mais lento. Entre seus efeitos, estão a redução da capacidade intelectual, da memória, da concentração e da atenção, além de sonolência e embriaguez. Podem levar o indivíduo a um estado de inconsciência.

Calmantes, tranquilizantes, inalantes (como colas, tintas e removedores) e álcool.

Estimulantes

Aumentam a atividade do sistema nervoso, deixando a pessoa agitada. Alguns de seus efeitos são a diminuição da fome, do cansaço, da fadiga e do sono e o aumento da ansiedade.

Nicotina, (substância presente no tabaco do cigarro) e cocaína.

Perturbadoras

Modificam a atividade do cérebro, alterando a percepção, o pensamento e os sentidos. Produzem alucinações e delírios. Também são chamadas de alucinógenos.

Maconha, ecstasy e LSD.

As drogas iludem os usuários devido à sensação de prazer conferida pela liberação de dopamina no corpo. Entretanto, o prazer produzido é apenas imediato, enquanto as consequências negativas são duradouras, podendo perdurar por toda a vida. Além de prejudicar o funcionamento do organismo, o uso de drogas pode afetar a saúde mental. Em períodos de abstinência, por exemplo, os usuários podem se tornar extremamente ansiosos e irritados. Essa tensão interfere na realização de suas atividades cotidianas, como estudo e trabalho, além de prejudicar seus projetos de vida. O uso de drogas também gera impactos nos relacionamentos afetivos dos usuários com familiares, amigos e parceiros(as) conjugais.

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UNIDADE

A busca incessante pelo prazer ilusório pode levar à dependência química, que é considerada uma doença crônica e social. Os usuários, também chamados de dependentes químicos, precisam, na maioria dos casos, da ajuda da família, de programas de governo e unidades de recuperação, onde terão atendimento médico e psicológico especializado. Entre as estratégias de tratamento, estão o restabelecimento de um estilo de vida positivo livre do consumo de drogas. Considere o relato de um jovem cuja dependência química começou na adolescência. [...] “Não usava cocaína, nem crack, mas me afundei no uso da maconha. Usava também drogas comuns em festas e baladas, como ecstasy e LSD. [...] No começo, eu conseguia ficar uns três ou quatro meses fazendo uso de drogas lícitas como álcool e cigarro, e suspendia a maconha. Mas era o máximo de tempo que conseguia suportar até ter uma nova recaída, porque eu não ficava abstêmio. Tentava substituir uma droga pela outra”, conta.

Abstêmio: sóbrio

[...]

REPRODUÇÃO/GOVERDO

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“Eu não queria parar de usar drogas, mas também queria ser ajudado. Por isso, quando tinha esses lapsos, eu aceitava a ajuda da minha família para ir ao médico consultar com algum terapeuta. [...] Até que, em uma dessas consultas, [...] fui internado involuntariamente. E foi a melhor coisa que minha família poderia ter feito por mim”.

DO ESTADO DE ALAGOAS

[...]

Campanha de combate às drogas do Ministério da Saúde, 2015. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

7 Forme um grupo com seus colegas e conversem sobre os pontos a seguir. • Como a dependência das drogas pode afetar a vida de uma pessoa? • Qual a importância da família no tratamento e na recuperação de um dependente químico?

8 Com o mesmo grupo, elaborem cartazes a respeito dos efeitos das drogas na vida de uma pessoa,

considerando diversos aspectos. Exponham os cartazes na escola, buscando a conscientização da comunidade escolar.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. O que é saúde? Explique. 2. Registre em seu caderno os alimentos ingeri-

b) A situação expressa na imagem pode desencadear sérios problemas na vida de uma pessoa. Que problemas são esses?

3. Analise a tirinha e responda às questões a seguir.

c) Forme um grupo com seus colegas e produzam um vídeo de valorização à diversidade humana, de modo a promover a autoaceitação e a inclusão. O vídeo deve trazer mensagens que encorajem os telespectadores a aceitarem seus traços físicos, suas personalidades e suas identidades. Compartilhem o vídeo produzido com a comunidade escolar.

ARMANDINHO, DE ALEXANDRE BECK

dos em suas refeições diárias ao longo de uma semana. Identifique os nutrientes que compõem suas refeições, avaliando se seus hábitos alimentares são saudáveis.

5. O Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

a) Explique as falas do personagem Armandinho. Em sua resposta, aponte um exemplo estudado no Tema e que represente o conteúdo das falas desse personagem. b) De que maneira a consequência apontada na última fala do personagem Armandinho pode ser evitada? Liste algumas atitudes que podem ser adotadas no cotidiano para evitá-la. Se necessário, realize uma pesquisa sobre o assunto.

DMITRII KHVAN/GETTY IMAGES

4. Analise a imagem a seguir.

REPRODUÇÃO/IBGE

BECK, Alexandre. Armandinho: nove. Florianópolis: Belas Letras, 2016. p. 83.

REPRODUÇÃO/IBGE

(IBGE) realiza, periodicamente, uma pesquisa nacional a respeito do uso da internet pelos domicílios localizados no país. Analise alguns resultados dessa pesquisa para os anos de 2016 e 2022.

A respeito da imagem e dos assuntos tratados neste Tema, faça o que se propõe a seguir. a) O que a imagem representa? Explique sua resposta utilizando elementos da imagem.

Fonte: INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Acesso à Internet e à televisão e posse de telefone móvel celular para uso pessoal 2022. Rio de Janeiro: IBGE, 2022. p. 9-10. Disponível em: https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/ livros/liv102040_informativo.pdf. PNAD Contínua TIC 2016: 94,2% das pessoas que utilizaram a Internet o fizeram para trocar mensagens. Agência IBGE, Rio de Janeiro, 21 fev. 2018. Disponível em: https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/ livros/liv101631_informativo.pdf. Acessos em: 29 set. 2024.

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Com base nos resultados apresentados, responda às questões propostas a seguir. a) Houve mudança entre os aparelhos utilizados para acessar a internet em 2016 e 2022 no Brasil? Explique sua resposta. b) Qual foi o aparelho digital mais utilizado no Brasil para acessar a internet no período considerado? c) Em 2022, em qual região brasileira o uso da internet foi mais expressivo? Em qual foi menos expressivo? E no ano de 2016? d) Forme um grupo com seus colegas e construam gráficos de barras que expressem os dados apresentados utilizando um programa de edição de planilhas. A partir dos gráficos construídos, elaborem um texto que destaque a influência da internet na sociedade. Se necessário, realizem uma pesquisa sobre o assunto em sites e fontes confiáveis. e) Que problemas de saúde podem ser provocados pelo uso excessivo de tecnologias digitais? Proponha atitudes que podem ser adotadas para minimizá-los. f) O medo irracional de ficar sem o celular é denominado nomofobia. Essa condição pode ser relacionada à dependência digital? Explique sua resposta. Se necessário, faça uma pesquisa para complementar a sua resposta.

6. A ingestão de bebidas alcoólicas está entre as

principais causas de acidentes de trânsito no Brasil. Com o objetivo de promover a segurança no trânsito, em 19 de junho de 2008, foi instituída a lei nº 11.705 no Brasil, que proíbe os motoristas de dirigir sob os efeitos de bebidas alcoólicas ou outras substâncias que alterem a capacidade de direção. Essa lei ficou popularmente conhecida por Lei Seca e foi incorporada ao Código de Trânsito Brasileiro (CTB). A respeito do assunto, responda às questões a seguir. a) O álcool é uma droga depressora, estimulante ou perturbadora?

b) Quais são os efeitos provocados pela ingestão de bebidas alcoólicas? c) Forme um grupo com seus colegas e

elaborem um panfleto informativo para conscientizar as pessoas sobre os problemas ocasionados pela associação da direção de veículos ao consumo de bebidas alcoólicas e outras drogas.

UNIDADE

7. De acordo com um recente estudo realizado por

uma revista científica de Medicina em conjunto com a Organização Mundial da Saúde (OMS), existiam mais de 1 bilhão de pessoas obesas no mundo em 2022. Em comparação com 1990, o número de adultos obesos foi duas vezes maior. Já entre crianças e adolescentes de 5 a 19 anos de idade, o número foi quatro vezes maior. Considerando as informações do texto e os seus conhecimentos sobre o assunto, responda às perguntas a seguir. a) O aumento considerável de pessoas obesas se deve, em parte, aos hábitos de vida da sociedade. Que hábitos são esses? b) A obesidade é um fator de risco para o desenvolvimento de outras doenças, como a diabetes tipo 2. Explique essa informação e aponte algumas características da diabetes tipo 2.

8. Sentir-se parte de um grupo é uma necessidade

essencial do ser humano. Compartilhar gostos, interesses e até comportamentos pode proporcionar segurança, apoio emocional e conferir um senso de identidade. Por exemplo, praticantes de skate podem frequentar os mesmos locais, adotar um estilo de vestir semelhante e usar gírias e expressões próprias. No entanto, na busca por aceitação, algumas pessoas podem modificar sua personalidade e assumir comportamentos não saudáveis. a) Você se sente pertencente a algum grupo? Explique. b) Você já fez algo para se sentir aceito em um grupo? c) Em grupo, criem uma produção artística (música, vídeo, peça de teatro, poema etc.) que conte a história de uma pessoa que, em busca de aceitação, tornou-se dependente química. Destaquem as dificuldades vivenciadas por essa pessoa e como ela superou a dependência. Ao final, apresentem sua produção à turma.

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ORGAN¡ZANDO AS ¡De¡AS Analise o esquema a seguir, que apresenta e relaciona os principais conceitos estudados nesta Unidade.

2 PUBERDADE É A FASE DE...

COORDENA O CORPO E SUAS MUDANÇAS? Hormônios

Hipotálamo

Tireoide

Características sexuais secundárias Testosterona

Hormônios sexuais

Gônadas

Progesterona

Estrogênio

Suprarrenais

Má alimentação

Química

Digital

Pílulas anticoncepcionais

Diafragma

Métodos contraceptivos

Dimensões Sociocultural

Ética Respeito

Carinho

Preservativos

DIU

MANIFESTAÇÕES DA SEXUALIDADE

Biológica

6 DESAFIOS

Parto

Assistência pré-natal

Métodos cirúrgicos

Dependência

Hábitos que afetam a saúde

Implantação

Desenvolvimento embrionário e fetal

JUVENTUDE

Distorção de imagem

Gestação

Fecundação

Paratireoides

Transtornos alimentares

CORPO PARA A REPRODUÇÃO

Mudanças corporais

Glândulas endócrinas Pâncreas

Hipófise

3 PREPARO DO

ALEX ARGOZINO

1 O QUE

Afetiva Intimidade

Prevenção de ISTs

Responsabilidade compartilhada

4 RESPONSABILIDADES

Imagens ilustrativas e sem escala; cores fantasia. Não escreva no livro

No caderno, elabore o seu próprio esquema. Organize os principais conceitos da Unidade e inclua outros termos e ideias que se relacionam ao que foi estudado, realizando as associações que considerar importantes. Por fim, elabore um pequeno texto que conecte os conceitos e as ideias presentes no esquema.

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UNIDADE

AT¡v¡DADeS COMPleMeNTAReS Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

1. Entre os hormônios utilizados no doping esportivo estão a eritropoietina (EPO), o GH e a testosterona. Sobre esse assunto, faça o que se propõe a seguir.

a) Realize uma pesquisa e explique por que o uso desses hormônios por atletas pode ser considerado doping esportivo. b) O uso de hormônios que ofereçam vantagens para atletas é contra as regras do esporte. Essa situação envolve algumas questões sobre os princípios do esporte, como: “fair play”, “ética” e a expressão “o importante é competir”. Forme um grupo e discuta essas questões com os colegas. Aproveite o momento para relatar alguma experiência vivida ou conhecida sobre ética no esporte, e de que maneira ela se aplica na vida.

Esses hormônios são produzidos na(s) glândula(s) a) paratireoides.

d) hipófise.

b) pancreática.

e) adrenal.

c) tireoide.

Tema 8: Sistema genital e puberdade

4. Leia um trecho do poema feito por um estudante durante a aula de Ciências da Natureza e, a seguir, responda às questões. RICARDO SASAKI

Tema 7: Regulação hormonal

Não escreva no livro

2. (Unicamp-SP) Os hormônios são substâncias

que controlam diversas funções do organismo. Eles são liberados na corrente sanguínea e atuam em várias partes do corpo e agem, praticamente, sobre todos os sistemas. Sobre os hormônios, assinale a alternativa correta. a) A adrenalina é liberada em situações de emergência para a redução da frequência cardíaca.

b) A insulina é produzida na tireoide, atua no metabolismo da proteína e provoca a diabetes. c) A ocitocina atua nas contrações do útero durante o parto, estimulando a expulsão do bebê. d) O hormônio antidiurético é estimulado pela ingestão de álcool, gerando grande produção de urina.

3. (Enem/MEC) Um estudo demonstrou que o bis-

fenol A, composto usado na fabricação de materiais plásticos, associado a uma longa lista de doenças, impediu a ação das desiodases, enzimas que atuam na transformação do hormônio T4 em T3. TOLEDO, K. Disponível em: http://agencia.fapesp.br. Acesso em: 13 jun. 2019 (adaptado).

Texto dos autores.

a) O poema do estudante se refere às mudanças ocorridas durante a adolescência. Que mudanças são essas? b) Em seu caderno, escreva um poema a respeito de suas vivências durante a adolescência. Se desejar, leia seu poema ao restante da classe e converse a respeito do assunto dos poemas que foram compartilhados.

5. Leia o trecho e responda às questões a seguir. De acordo com um estudo do Ministério da Saúde, divulgado em 2020, naquele ano, cerca de 380 mil partos foram de jovens com até 19 anos de idade, o que correspondeu a 14% de todos os nascimentos no Brasil. Por dia, 1.043 adolescentes

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tornaram-se mães no Brasil, por hora são 44 bebês nascidos de genitoras nessa faixa etária, sendo que dessas, duas têm idade entre 10 e 14 anos. [...]

gestacional. Ao processo de fixação do zigoto no endométrio dá-se o nome de:

BRASIL. Ministério da Saúde. Biblioteca Virtual em Saúde. Brasília, DF. “Respeito e Cuidado”: 01 a 08/02 Semana Nacional de Prevenção da Gravidez na Adolescência. [S. l.]: MS: BVS, [202-]. Disponível em: https://bvsms.saude.gov. br/respeito-e-cuidado-01-a-08-02-semana-nacional-de -prevencao-da-gravidez-na-adolescencia/. Acesso em: 2 set. 2024.

a) Gastrulação.

d) Fertilização.

b) Nidação.

e) Captação.

b) Segundo os dados informados, qual o percentual aproximado de adolescentes entre 10 e 14 anos que se tornam mães no Brasil por hora? c) Forme um grupo com seus colegas e confeccionem cartazes que busquem conscientizar a juventude a respeito da gravidez na adolescência, seus riscos à saúde da mãe, cujo corpo está em desenvolvimento, e as mudanças que trazem à vida dos pais. Se desejarem, pesquisem relatos de mães e pais adolescentes na internet para a confecção dos cartazes.

8. (Unicentro-PR) Considere que um casal impos-

sibilitado de ter filhos em condições normais tiveram gêmeos, sendo um do sexo masculino e outro do sexo feminino. Isso só foi possível depois que um especialista em reprodução humana sugeriu que, para o caso, o método mais indicado seria o da fertilização in vitro. A técnica consiste na estimulação ovariana para aumentar a produção de óvulos. Em seguida, os óvulos são coletados e levados ao laboratório, onde são colocados em meio artificial juntamente com espermatozoides para que ocorra a fecundação. Se a fertilização for bem-sucedida, no terceiro dia após a fecundação, os embriões são transferidos para o útero da mãe. Em relação à formação desses gêmeos, o que pode-se afirmar?

6. (UFRR) As características sexuais e a produção de

a) Foram produzidos de um único óvulo fecundado por dois espermatozoides e não compartilharam a mesma placenta.

a) O hormônio foliculoestimulante (FSH) é produzido pelos ovários e pelos testículos.

c) São geneticamente idênticos, originados de um único óvulo fecundado por um único espermatozoide.

gametas estão sob o controle de hormônios produzidos em diferentes órgãos e glândulas do corpo. Em relação ao controle hormonal da reprodução na espécie humana, é CORRETO afirmar que:

b) Os hormônios luteinizante (LH) e foliculoestimulante (FSH) atuam somente nos ovários. c) A progesterona e o estrogênio são produzidos no útero durante o ciclo menstrual. d) O hormônio foliculoestimulante (FSH) estimula o espessamento do endométrio. e) O hormônio luteinizante (LH) estimula a produção de testosterona.

Tema 9: Gestação e parto

7. (UFAC) Na maior parte das fecundações em

humanos, o encontro dos gametas masculino e feminino se dá no terço distal das tubas uterinas. Após ocorrer a fecundação, o zigoto percorre um longo caminho até alcançar o útero, local apropriado para o desenvolvimento

b) Formaram-se a partir do desenvolvimento de embriões distintos e compartilharam a mesma placenta na barriga da mãe.

d) São univitelinos e vieram da fecundação de gametas masculinos e femininos com materiais genéticos distintos. e) São chamados de dizigóticos, pois vieram de zigotos diferentes e cada um ocupou sua própria placenta.

Tema 10: Contracepção e prevenção de ISTs

9. (Ufla-MG) Observe as figuras e analise as afirmativas referentes a métodos anticoncepcionais:

UFLA-MG

a) Considerando que um ano tenha 365 dias, qual é o número de adolescentes que se tornam mães no Brasil por ano, segundo os dados informados?

c) Ovulação.

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I – A vasectomia é caracterizada pela retirada do órgão representado por 1. II – O diafragma é um dispositivo de borracha que deve ser introduzido na região indicada por 2. III – O dispositivo intrauterino (DIU) atua no órgão indicado em 3. IV – A laqueadura tubária consiste no seccionamento das estruturas representadas por 4. Assinale a alternativa CORRETA. a) Somente as afirmativas I e IV estão corretas. b) Somente as afirmativas I e III estão corretas. c) Somente as afirmativas II e III estão corretas. d) Somente as afirmativas II e IV estão corretas.

10. (UFV-MG) Métodos contraceptivos são mé-

todos utilizados por pessoas com vida sexual ativa, visando evitar uma gravidez indesejada. Doenças sexualmente transmissíveis são doenças que se transmitem, principalmente, através de relações sexuais com parceiros infectados e sem a devida proteção. Assinale a opção que apresenta métodos contraceptivos que também protegem contra a transmissão de doenças sexualmente transmissíveis. a) vasectomia e laqueadura.

b) contraceptivo oral (pílula anticoncepcional) e contraceptivo injetável. c) contraceptivo de emergência (pílula do dia seguinte). d) preservativo (camisinha) masculino e feminino.

Tema 11: Sexualidade SIRTRAVELALOT/SHUTTERSTOCK.COM

11. Analise a fotografia a seguir.

A cena representada nessa fotografia está relacionada a qual(is) dimensão(ões) da sexualidade humana? Explique sua resposta.

UNIDADE

Tema 12: A juventude e seus desafios

12. Leia os trechos a seguir. Texto A No Brasil, um levantamento mostra como aumentaram as mensagens de ódio nas redes sociais nos últimos anos. DENÚNCIAS de crimes envolvendo discurso de ódio nas redes sociais triplicaram nos últimos 6 anos, aponta levantamento. G1, [s. l.], 1 maio 2023. Disponível em: https://g1.globo.com/jornal-nacional/ noticia/2023/05/01/denuncias-de-crimes-envolvendo-discurso -de-odio-nas-redes-sociais-triplicaram-nos-ultimos-6-anos -aponta-levantamento.ghtml. Acesso em: 3 set. 2024.

Texto B A liberdade de expressão é uma das liberdades fundamentais previstas na Constituição Federal. Assegura o direito de cada um de expressar ideias, manifestar opiniões, sem sofrer censura. No entanto, [...] no campo da liberdade de expressão, assim como em outros campos de direitos, há diversas situações em que limites se fazem necessários. COSTA, Karoline. Qual o limite da liberdade de expressão? Humanista, Porto Alegre, 18 nov. 2021. Disponível em: https://www. ufrgs.br/humanista/2021/11/18/qual-o-limite-da-liberdade -de-expressao/. Acesso em: 3 set. 2024.

Forme um grupo com seus colegas e organizem um debate a respeito dos textos A e B, considerando os pontos a seguir. • Quais os motivos para o aumento das mensagens de ódio nas redes sociais? • Como distinguir opinião e ofensa? • Quais os limites da liberdade de expressão?

13. Desde 2009, a comercialização de Dispositivos

Eletrônicos para Fumar (DEFs), popularmente conhecidos como cigarros eletrônicos, é proibida no Brasil. Mesmo assim, esses dispositivos estão cada vez mais populares entre os jovens. Faça uma pesquisa sobre os problemas de saúde ocasionados pelo uso dos DEFs e anote os resultados em seu caderno.

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InTEGranDO COm... CIÊNCIAS HUMANAS E SOCIAIS APLICADAS

Bullying e cyberbullying

HÉCTOR GOMEZ

O bullying é uma prática repetitiva e persistente que visa agredir física, verbal e emocionalmente uma pessoa ou grupo. Essa prática envolve o agressor, a vítima e a plateia. O agressor promove a ação ofensiva; a vítima sofre a agressão, tendo sua integridade afetada; e a plateia observa, podendo ser passiva e não se intrometer por medo de sofrer consequências, ou ativa, incentivando a prática. Com o aumento do uso da internet e das redes sociais, o bullying ultrapassou o ambiente presencial, transformando-se em cyberbullying. Esse tipo de bullying se manifesta através de comentários ofensivos nas redes sociais, insultos em jogos on-line e compartilhamento de informações sem consentimento. As fake news também contribuem, pois incitam ódio e ataques direcionados. O anonimato e o grande número de usuários on-line agravam o cyberbullying, criando uma falsa sensação de impunidade. As consequências para as vítimas são sérias e incluem problemas de saúde como ansiedade, depressão e transtornos alimentares. A insegurança e o medo de locais públicos podem levar as vítimas a evitarem sair de casa ou irem à escola. Para se proteger de ataques virtuais, é importante não compartilhar informações pessoais ou fotos íntimas na internet, mesmo com pessoas de confiança. Evitar adicionar desconhecidos nas redes sociais e verificar a autenticidade dos perfis também ajuda. Denunciar os agressores é essencial para combater o bullying e o cyberbullying. Comunicar a situação a pessoas de confiança, como pais, responsáveis, professores ou coordenadores é crucial. No caso do cyberbullying, bloquear e denunciar os perfis dos agressores nas plataformas digitais pode aumentar a chance de serem banidos. A prática do cyberbullying é punível por lei quando configura crimes de calúnia, difamação, injúria racial e exposição de imagens de conteúdo íntimo, erótico ou sexual.

A prática de bullying é um tipo de agressão

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UNIDADE

A prevenção e a ação contra o bullying dependem da conscientização e do apoio coletivo para proteger as vítimas e criar um ambiente seguro e respeitoso para todos. Uma sociedade de paz e justiça é construída ao se rejeitar a violência em qualquer uma de suas formas e ao se praticar a empatia e a solidariedade. Respostas e comentários estão

nas Orientações Agora, faça o que se pede em cada item. disponíveis para o professor.

Não escreva no livro.

1. Um grupo de amigos fazia piadas entre si na escola e nas redes sociais. Um membro

expressou desconforto com as piadas feitas sobre ele, e outro admitiu que também não gostava, mas seguia a prática porque todos faziam. Mesmo assim, o grupo continuou dizendo que “era só uma brincadeira”. Em grupo, conversem sobre os seguintes pontos.

• A situação descrita pode ser considerada bullying e/ou cyberbullying? • O que o colega insatisfeito poderia fazer? • Você já se sentiu como algum dos colegas que se manifestaram? • O que o grupo deveria ter feito para resolver os conflitos?

2. Com seu grupo inicial, elabore uma propaganda que possa ser postada na internet contra o cyberbullying. Ela pode ser um vídeo, uma apresentação digital, uma entrevista, uma música, um clipe. Use a criatividade!

3. Considerando que o cyberbullying é uma forma de violência atual, promover e divulgar a

cultura de paz, tal como proposto pela ONU, é uma solução para esse problema. Com um colega, pesquise, debata e reflita sobre como a cultura de paz pode contribuir para o combate ao cyberbullying.

4. Originada durante o movimento de vanguarda concretista do século XX, a poesia con-

creta explora a relação entre a palavra, a sonoridade e a imagem. Faça uma pesquisa sobre esse movimento e elabore uma poesia concreta para transmitir uma mensagem de combate à violência, utilizando valores da cultura de paz.

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

A conscientização da sociedade é fundamental para evitar a prática de bullying.

HÉCTOR GOMEZ

• Para saber mais sobre o cyberbullying, leia o texto Cyberbullying: o que é e como pará-lo. Publicado por Unicef Brasil. Disponível em: https://www.unicef.org/brazil/cyberbullying-o-que -eh-e-como-para-lo; acesso em: 3 set. 2024.

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Leia o texto a seguir.

Diversidade brasileira ganha catálogo de todos os seres vivos do País

VEADO-CAMPEIRO FÊ/PULSAR IMAGEN

UNIDADE

SERES VIVOS Uma pesquisa iniciada há 15 anos e sem prazo para terminar reúne em um único catálogo o levantamento completo da flora, fauna e funga* do Brasil. O “Catálogo da Vida do Brasil”, um dos poucos existentes no mundo, é coordenado pelo Instituto de Pesquisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro (JBRJ) e será oficialmente reconhecido pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA) como a única e oficial lista do País. [...] O estudo [...] até agora indica que o Brasil possui 133 000 espécies de animais e mais de 50 mil espécies de plantas e fungos conhecidas pela ciência. Mas, [...] todos os dias pelo menos uma nova espécie é catalogada. Por isso a pesquisa está em constante evolução. [...] [...] *Termo adotado em anos recentes na Biologia para designar o reino dos fungos. GUATIMOSIM, Paula. Diversidade brasileira ganha catálogo de todos os seres vivos do país. Rio de Janeiro: FAPERJ, 20 abr. 2023. Disponível em: https://www.faperj.br/?id=306.7.1. Acesso em: 20 set. 2024.

Não escreva no livro.

1. Pesquisas como a mencionada na reportagem ampliam o conhecimento sobre os seres vivos. Com base no que você sabe, converse com os colegas sobre a importância de conhecer a grande diversidade de seres vivos e os impactos que seu estudo pode ter no ambiente e na sociedade. Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

2. O mesmo ser vivo pode ser chamado por diferentes nomes dependendo da cultura local. Você acha que a padronização do nome de um ser vivo é importante? Justifique sua resposta citando um exemplo.

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Fêmea de veado-campeiro (Ozotoceros bezoarticus) amamenta filhote. Parque Nacional das Emas, Mineiros (GO), 2024.

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TEMA

Nomenclatura e classificação dos seres vivos

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

MALCOLM SCHUYL/ALAMY/FOTOARENA

HANS LANG/GETTY IMAGES

Analise as imagens a seguir.

BUTTERFLY HUNTE/SHUTTERSTOCK.COM

Mellicta athalia. DANITA DELIMONT CREATIVE/ ALAMY/FOTOARENA

Automeris metzli.

Hamadryas arinome. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

1 Estipule um crité-

rio ou mais e utilize-os para classificar os seres vivos das imagens em dois grupos. Converse com um colega sobre como cla s si f i co u o s seres vivos e quais critérios utilizou.

2 Qual é a importância de classificar os seres vivos?

Attacus atlas. Classificar significa agrupar elementos parecidos usando critérios definidos com antecedência. É uma prática realizada pelos seres humanos desde tempos antigos e está presente em diversos setores de nossa vida, inclusive na área científica. Em Ciências da Natureza, os seres vivos são classificados em grupos para facilitar seu estudo, ampliar a compreensão de suas características e entender as relações evolutivas entre esses grupos. Na atividade proposta, a classificação dos seres vivos apresentados poderia ser feita utilizando como critérios algumas de suas características físicas, tais como a posição e o formato da antena, o formato do corpo e a posição da asa quando em repouso. Além de características físicas como essas, a comunidade científica também pode usar características moleculares e comportamentais no estudo das relações evolutivas entre os organismos. Neste Tema, iremos estudar a importância da classificação dos seres vivos, bem como diferentes propostas de classificação deles.

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Conceito de espécie No ambiente, existe uma grande diversidade de seres vivos. Ao observar essa diversidade, é possível perceber que muitos seres vivos compartilham semelhanças, enquanto outros são marcadamente distintos. No entanto, essas características não são suficientes para identificar a espécie a que pertencem. Mas, afinal, o que é uma espécie e como reconhecê-la? Existem diversas definições para o conceito de espécie. Nesta obra, adotaremos o conceito biológico de espécie, formulado pelo alemão Ernst Mayr (1904-2005). De acordo com esse conceito, uma espécie compreende um grupo de populações que se reproduzem entre si em condições naturais, compartilhando informações genéticas durante esse processo. Dessa maneira, espécies diferentes estão reprodutivamente isoladas. Apesar de ser amplamente utilizado na comunidade científica, o conceito biológico de espécie apresenta limitações. Por exemplo, ele não se aplica a espécies de reprodução assexuada.

UNIDADE

Nomenclatura dos seres vivos

Equus asinus, conhecido popularmente como jumento, asno, jegue e jerico.

ANTON MIZIK/SHUTTERSTOCK.COM

No cotidiano, a referência às espécies ocorre por seus nomes populares, que podem variar conforme a região de um país ou entre países. Por exemplo, a espécie Equus asinus é conhecida popularmente como jumento, asno, jegue e jerico, dependendo da região considerada do Brasil. Para não haver confusões na comunidade científica, atribui-se um nome científico a cada espécie, que se mantém invariável independentemente do local do planeta. Isso facilita a realização e o compartilhamento de estudos. A nomenclatura científica tem como base a nomenclatura binomial, criada pelo médico e botânico sueco Carl von Linné (1707-1778), conhecido como Lineu.

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O sistema de nomenclatura binominal apresenta algumas regras a serem seguidas, como:

• os nomes científicos devem ser destacados quando são escritos. Comumente, quando o texto é impresso, os nomes científicos são escritos em itálico; quando escritos à mão, são sublinhados. • cada espécie deve receber um nome composto por duas palavras. A primeira palavra refere-se ao gênero ao qual a espécie pertence e deve ser grafada com letra inicial maiúscula. A segunda palavra é o epíteto específico (ou termo específico) da espécie e deve ser grafada com letra inicial minúscula. • em um texto, a partir da segunda ocorrência do nome científico, o gênero pode ser abreviado mantendo-se apenas a inicial maiúscula seguida de um ponto. Por exemplo, na segunda menção de Equus asinus pode-se abreviá-lo por E. asinus.

Gênero

Epíteto específico

Equus

asinus

EDITORIA DE ARTE

• todos os nomes científicos devem ser escritos em latim, uma língua que não se modifica mais ao longo do tempo.

Espécie

Representação de nomenclatura binomial.

Classificação dos seres vivos

HISTORICAL/© CORBIS/GETTY IMAGE S

Além da nomenclatura binominal, Lineu propôs um sistema de classificação que agrupava os seres vivos com base em suas semelhanças anatômicas. Esse sistema foi apresentado no livro Systema Naturae, cuja primeira edição foi publicada em 1735. Lineu determinou cinco categorias progressivamente mais abrangentes: espécie, gênero, ordem, classe e reino. A unidade básica de classificação seria a espécie. Espécies semelhantes anatomicamente seriam agrupadas em um mesmo gênero. Gêneros similares seriam agrupados em uma mesma ordem, que por sua vez seriam agrupadas em uma mesma classe. Por fim, classes similares seriam agrupadas em um mesmo reino. Com o avanço dos estudos, algumas modificações foram feitas no sistema de classificação proposto por Lineu. A semelhança anatômica deixou de ser o critério utilizado como base para os agrupamentos, e o parentesco evolutivo das espécies passou a ser considerado. Isso significa que as espécies que pertencem a um mesmo gênero são mais aparentadas entre si do que com as espécies de outros gêneros, e assim sucessivamente para cada categoria. Com isso, as categorias passaram a ser chamadas de táxons. Outra modificação foi a inclusão de outros táxons, como a família e o filo. Assim, é possível classificar os seres vivos nos seguintes táxons: espécie, gênero, família, ordem, classe, filo e reino, considerando táxons Systema Naturae (1756) de Carl von Linné. de menor para maior abrangência.

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Como exemplo, analise a classificação da espécie Leontopithecus rosalia, conhecida popularmente como mico-leão-dourado. O esquema apresenta alguns exemplos de animais pertencentes aos táxons reino, filo, classe, ordem, família e gênero indicados.

UNIDADE

aca

co - pre

C a pi v ara

Tu i u i ú

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e - t uf o s - b

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C a pi v ara

Tu i u i ú

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Mic

leão - d o u

lh a - e u r o

Compreende os animais.

Compreende os animais que possuem notocorda, uma estrutura que confere sustentação ao corpo. Em alguns cordados, a notocorda é encontrada apenas no estágio larval, e, em outros, ela permanece pela vida toda. Nos vertebrados, ela dará origem às vértebras.

Filo Chordata o-

ncos

Sagu

e - t uf o s - b

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-leão -p

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Menos específico

leão - d o u

Mic

Reino Animalia

-d

e - t uf o s - b

ncos

Sagu

C a pi v ara

Compreende os mamíferos, os quais, entre suas características, destacam-se as glândulas mamárias produtoras de leite e os pelos.

-l e ã o - p

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Mic

leão - d o u

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ncos

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Mic

Ordem Primates ra

Compreende os primatas, mamíferos que apresentam, em sua maioria, o dedo polegar em oposição aos demais dedos da mão (opositor). Outras características comuns são hábitos arbóreos, mãos e pés preênseis.

Preênsil: capaz de prender, segurar.

-d

e - t uf o s - b

a o

ncos

Sagu

-leão -p

ic o

Compreende os primatas que apresentam como características: polegar da mão curto, não opositor; primeiro dedo do pé opositor; garras em todos os dígitos, exceto no primeiro dedo do pé, cauda longa. PENSE E RESPONDA

leão - d o u

ic o

-leão -p

Mic

Genêro Leontopithecus ra

Caracterizam-se por possuir uma pelagem chamativa e abundante ao redor da cabeça (parecida com uma “juba”).

Espécie Leontopithecus rosalia ã o - d o ur

Se fosse necessário inserir um gorila no esquema desta página, a imagem dele apareceria em quais táxons? Explique.

Mic

-le

Não escreva no livro.

Mais específico

leão - d o u

Mic

Família Callitrichidae ra

CRÉDITOS: DANIEL PRUDEK/SHUTTERSTOCK.COM; ONDREJ PROSICKY/SHUTTERSTOCK.COM; REISEGRAF.CH/SHUTTERSTOCK.COM; FERNANDO CALMON/ SHUTTERSTOCK.COM; LARISSA MENEGUECO/SHUTTERSTOCK.COM; VLADISLAV T. JIROUSEK/SHUTTERSTOCK.COM; ERIC GEVAERT/SHUTTERSTOCK.COM

Classe Mammalia

Mico-leão-dourado.

Classificação da espécie Leontopithecus rosalia.

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Propostas de classificação

A classificação proposta por Aristóteles desconsiderava que Durante muitos séculos, os seres vivos foram classificados em dois grandes grupos: as plantas respondem plantas e animais. Essa classificação foi realizada primeiramente pelo filósofo grego a estímulos. Além disso, apesar de não Aristóteles (384 a.C.-322 a.C.), baseando-se nas seguintes características: ambos os serem capazes de se grupos possuiriam a capacidade de nutrição e reprodução, mas a locomoção e a resposta deslocar, apresentam movimentos, uma vez aos estímulos seriam exclusivas dos animais. que não são estáticas.

Com o avanço dos conhecimentos científicos e da tecnologia, novos critérios passaram a ser considerados para a classificação dos seres vivos, fazendo com que outras propostas de classificação fossem criadas. O sistema de classificação em cinco reinos foi proposto em 1969 pelo biólogo estadunidense Robert Harding Whittaker (1920-1980), e posteriormente modificado pelas biólogas estadunidenses Lynn Margulis (1938-2011) e Karlene V. Schwartz (1936-), na década de 1980. De acordo com esse sistema, os seres vivos estariam organizados nos seguintes reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia.

Reino Animalia: seres eucariontes pluricelulares que se nutrem pela ingestão de alimentos do ambiente. São exemplos: insetos, peixes e aves.

Reino Fungi: seres eucariontes, unicelulares ou pluricelulares, que se nutrem a partir da absorção da matéria orgânica. São exemplos: cogumelos e leveduras. PAULO CÉSAR PEREIRA

Reino Plantae: seres eucariontes, pluricelulares e fotossintetizantes. São exemplos: árvores, arbustos e ervas.

PAULO CÉSAR PEREIRA

Sistema de classificação em cinco reinos

Reino Protista: seres eucariontes, unicelulares ou pluricelulares de estruturas simples. São exemplos: protozoários e algas.

Reino Monera: seres procariontes e unicelulares. São exemplos: bactérias e arqueias. Elaborada com base em: WHITTAKER, Robert Harding. New concepts of kingdoms of organisms: evolutionary relations are better represented by new classifications than by the traditional two kingdoms. Science, [s. l.], v. 163, n. 3863, p. 150-160, 1969.

Representação artística da classificação em cinco reinos (imagem sem escala; cores fantasia).

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UNIDADE

Atualmente, os seres vivos que eram agrupados no reino Protista encontram-se subdivididos em vários grupos. Além disso, a comunidade científica acredita que arqueias e bactérias sejam grupos suficientemente distintos a ponto de não pertencerem a um mesmo reino. Assim, os grupos Monera e Protista não constituiriam reinos propriamente ditos. Devido à falta de consenso quanto à classificação em reinos, mais recentemente os seres vivos têm sido agrupados em domínios, nível hierárquico acima dos reinos. Com base em análises moleculares, o microbiologista estadunidense Carl Richard Woese (1928-2012) e seus colaboradores propuseram o sistema de classificação em três domínios, na década de 1990. De acordo com essa proposta, os seres vivos estão organizados em três domínios: Bacteria, Archaea e Eukarya. O domínio Bacteria é constituído pelas bactérias e cianobactérias, que são procariontes unicelulares. Sua parede celular é constituída por peptidoglicanos, moléculas que são ausentes na parede celular das arqueias. O domínio Archaea é constituído pelas arqueias (antigamente denominadas arqueobactérias), que também são procariontes unicelulares, mas a composição química de sua parede celular é muito distinta das bactérias. As arqueias são comumente encontradas em ambientes hostis, onde as condições de temperatura, acidez e salinidade são extremas e desfavoráveis a muitos outros organismos. Por fim, o domínio Eukarya é constituído por todos os eucariontes, como os fungos, as plantas, os animais e os organismos anteriormente classificados no reino Protista – os protozoários e as algas.

Sistema de classificação em três domínios

A classificação em três domínios proposta por Woese e colaboradores se baseia em análises das moléculas de RNA que formam os ribossomos.

BRU

TE R ST O CK M

AR Y

IB R

AR Y /F

O TO L

IB R

. CO

SNER/SCIENCE P

SC IEN CE PH O TO L

M/ SH U T

N CE /

M EI S

CI E

S CH

Colônia de bactérias Staphylococcus epidermidis, representantes do domínio Bacteria (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 10 000 vezes; colorida artificialmente).

Arqueias do gênero Halococcus, representantes do domínio Archaea (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 5 000 vezes; colorida artificialmente).

Salamandra sobre um cogumelo, representantes do domínio Eukarya.

Exemplos de seres vivos classificados em cada um dos três domínios.

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Relações evolutivas entre seres vivos

PENSE E RESPONDA

Grupos irmãos

Não escreva no livro.

Pontos terminais A

responda às questões.

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 550.

• Quais são as espécies viventes? • Qual é a espécie ancestral comum a todas as espécies viventes? • O cladograma possui três nós. O que indica o segundo nó, existente entre as espécies B, C e D?

Representação da estrutura de um cladograma.

Tempo

4 Analise o cladograma e

SONIA VAZ

A classificação dos seres vivos nos possibilita identificar espécies que possuem parentesco próximo. Juntamente com estudos moleculares, genéticos e de fósseis, também nos permite determinar suas relações evolutivas com outros grupos viventes e com aqueles que já foram extintos. Desta forma, a partir dos conhecimentos de diversas áreas, podemos compreender a filogenia de uma espécie, isto é, sua história evolutiva. A história evolutiva de uma espécie, bem como sua relação evolutiva com outras, pode ser representada por meio de diagramas de ramos, denominados cladogramas. A base do cladograma é denominada raiz. Nela, está representada uma espécie ancestral aos grupos que dela descenderam. Essa espécie ancestral já foi extinta e é considerada um ancestral comum às demais. Os ramos do cladograma representam linhagens evolutivas. Neles, podem ser indicados características exclusivas de uma espécie ou compartilhadas com outras. Eles partem de nós, que ilustram ancestrais hipotéticos aos grupos indicados acima do nó. Os nós também simbolizam a possível ocorrência de um evento que separou uma população em outras duas populações, que, ao longo do tempo, passaram por processos evolutivos distintos, resultando na origem de novas espécies. As espécies viventes atualmente, descendentes do ancestral comum, estão indicadas nos pontos terminais. No exemplo apresentado, as espécies C e D compartilham um ancestral comum mais recente na escala temporal (representado por um nó) e são denominadas grupos irmãos. Em termos evolutivos, elas são parentes mais próximos entre si.

Ramo

Nó Ancestral comum

X Raiz

Como exemplo, analise o cladograma a seguir que apresenta uma hipótese filogenética simplificada para as relações evolutivas dos domínios Bacteria, Archaea e Eukarya, considerando parte de seus representantes. Essa hipótese está embasada em similaridades genéticas compartilhadas entre os domínios.

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Bacteria

Archaea

Bactérias

Arqueia

PENSE E RESPONDA

Eukarya Protozoários

Fungos

Animais

UNIDADE

CECÍLIA IWASHITA

Não escreva no livro.

5 A presença de um

Plantas

ancestral comum indica que todos os domínios da vida compartilham características básicas, mesmo que seja a nível celular. Nesse caso, que estrutura em comum seria possível encontrar em uma bactéria, um cachorro e uma planta, por exemplo?

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 563.

Cladograma que representa uma das hipóteses das relações evolutivas de bactérias, arqueias, protozoários, fungos, animais e plantas (imagem sem escala; cores fantasia).

SELMA CAPARROZ

Note que há um ancestral comum para os representantes de todos os domínios (nó indicado em azul). Também é possível perceber que algumas linhagens são mais próximas de outras, pois possuem um A B C D ancestral hipotético mais recente na escala evolutiva. Por exemplo, nessa proposta, o domínio Archaea e o domínio Eukarya seriam mais próximos entre si do que qualquer um seria em relação ao domínio Bacteria, pois possuem um ancestral comum mais recente na escala evolutiva (nó indicado em roxo). Como visto até o momento, o estudo da história evolutiva dos seres vivos envolve determinar sua ancestralidade comum. Ao considerá-la, é possível agrupar seres vivos em clados. Um clado inclui uma espécie ancestral e todos os seus descendentes, e, por isso, corresponde a um grupo monofilético. A B C D A B C D Analise os exemplos a seguir. O grupo formado pelas espécies C e D (destacado em azul) é monofilético, assim como o grupo formado pelas espécies B, C e D (destacado em laranja) e o grupo formado pelas espécies A, B, C e D (destacado em verde). Isso significa que cada um desses grupos é for mado por um ancestral e todos os seus descendentes. A

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 553.

No entanto, caso o grupo de seres vivos estudado incluir uma espécie ancestral e apenas alguns de seus descendentes, ele não será considerado monofilético. Por exemplo, o grupo formado pelas A C D espécies BB e C (destacado em rosa) não é monofilético, pois inclui um ancestral e apenas parte de seus descendentes (não inclui a espécie D).

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 553.

SELMA CAPARROZ

Representação de um cladograma hipotético evidenciando exemplos de grupos monofiléticos. Os nós em A B C D A B C D grupo. destaque representam o ancestral comum ao respectivo

Representação de um cladograma hipotético evidenciando um exemplo de grupo não monofilético.

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Não escreva no livro.

1. Quais regras devem ser seguidas no sistema de nomenclatura binominal dos seres vivos?

2. Analise o cladograma a seguir que apresenta Ordem

Família Gênero

Espécie Panthera pardus (leopardo)

Taxidea

Taxidea taxus (texugo-americano)

Lutra

Mustelidae

Panthera

Felidae

Carnivora

Lutra lutra (lontra-europeia)

Nome científico: Lontra longicaudis Nome popular: Lontra Características: Mamífero semiaquático de pelagem curta, densa e coloração marrom. Possui cauda musculosa e flexível, importante para o deslocamento na água. Narinas e orelhas podem ser fechadas durante o mergulho. As pernas são curtas e os pés possuem membranas entre os dedos. Ocupam ambientes aquáticos, tanto de água doce quanto salgada. Alimentam-se principalmente de peixes, mas sua dieta também inclui crustáceos, anfíbios, mamíferos, insetos e aves. A espécie apresenta-se ameaçada de extinção devido à caça, à poluição da água e à destruição do hábitat.

Canis

Canidae

MARTIN MECNAROWSKI/SHUTTERSTOCK.COM; CHARLES T. PEDEN/ SHUTTERSTOCK.COM; BILDAGENTUR ZOONAR GMBH/SHUTTERSTOCK.COM; DEREK R. AUDETTE/SHUTTERSTOCK.COM; KAREL BARTIK/SHUTTERSTOCK.COM

parte da filogenia da ordem Carnivora.

3. Analise as informações a seguir. GIEDRIIUS/SHUTTERSTOCK.COM

AT¡v¡DaDeS

Canis latrans (coiote)

Canis lupus (lobo-cinzento)

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al, Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 549.

A partir do cladograma e de seus conhecimentos, analise as afirmativas a seguir e corrija as falsas. I. Os carnívoros apresentam um ancestral comum. II. Todas as espécies representadas pertencem à mesma família. III. O leopardo e o texugo-americano são mais aparentados entre si do que o coiote e o lobo-cinzento. IV. O número 1 representa o ancestral comum mais recente entre o coiote e o lobo-cinzento. V. O cladograma apresenta apenas uma espécie representante da família Felidae. VI. Entre as espécies representadas, estão indicados cinco gêneros.

VII. Todas as espécies listadas pertencem ao mesmo filo. VIII. O número 1 indica o ancestral comum mais recente entre o texugo-americano, a lontra-europeia, o coiote e o lobo-cinzento.

De acordo com a análise das informações e em seus conhecimentos, faça o que se propõe a seguir. a) A que gênero pertence a lontra? b) A que espécie pertence a lontra? c) Faça uma pesquisa e indique o reino, o filo, a classe, a ordem e a família aos quais a lontra pertence. d) Escolha um animal, faça uma pesquisa e produza uma ficha similar à da lontra. Junto com os colegas, elaborem uma maneira de classificar as fichas produzidas por cada um. Determinem os critérios de classificação que serão considerados e os apresentem à classe.

4. Em junho de 2022, foi divulgada uma atua-

lização da Lista de Espécies Ameaçadas de Extinção no Brasil pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA). Segundo essa lista, mais de 1.100 espécies de animais estão ameaçadas de extinção em nosso país. Entre as aves, estão: o pica-pau-de-cara-canela (Celeus galeatus), o beija-flor-das-costas-violetas (Thalurania watertonii), o albatroz-real-do-norte (Diomedea sanfordi) e a cotinga-crejoá (Cotinga maculata). Com base nas informações apresentadas e em seus conhecimentos, faça o que se propõe a seguir. a) Identifique o nome popular das espécies citadas no texto. b) Identifique o nome científico das espécies citadas no texto. c) A que gênero pertencem essas espécies?

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Sa¡ba ma¡s

UNIDADE

Herança indígena: nomes populares dos seres vivos na língua portuguesa

A cultura indígena exibe grande influência na sociedade brasileira. É possível evidenciá-la em meio a hábitos e costumes de origem indígena que pertencem ao nosso dia a dia. Um exemplo é o uso de plantas nativas para o preparo de chás (como de ervaNome Significado -mate), de sucos (como de abacaxi), de alimentos Arara Ave de muitas cores (como farinha de mandioca e tapioca), entre outros. Cajá Fruto de caroço grande Além disso, muitas palavras utilizadas no Cacau Caroço cotidiano têm origem indígena, principalmente em línguas da família Tupi-Guarani. Exemplos Capim Folha delgada são os nomes populares de alguns seres vivos, Capivara Comedor de capim como evidenciado no quadro a seguir. Perceba Cutia Que senta para comer que, em muitos casos, os significados de seus Jacaré Aquele que olha de lado nomes se referem a alguma de suas caracteMaracujá Fruto que se serve rísticas físicas ou comportamentais. Fontes: JANUZZI, Nicolle. Herança Tupi: descubra palavras cotidianas que têm ligação com a língua indígena. G1, [s. l.], 19 abr. 2020. Disponível em: https://g1.globo.com/sp/campinasregiao/terra-da-gente/noticia/2020/04/19/heranca-tupidescubra-palavras-cotidianas-que-tem-ligacao-com-a-linguaindigena.ghtml. FRANZIN, Adrian. Palavras indígenas nomeiam a maior parte das plantas e animais do Brasil. Brasília, DF: EBC, 29 out. 2015. Disponível em: https://memoria.ebc.com.br/infantil/vocesabia/2015/10/palavras-indigenas-nomeiam-maior-parte-dasplantas-e-animais-do-brasil. Acessos em: 23 set. 2024. ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

Pitanga

Pele tenra

Quati

Que esconde o focinho na barriga

Saúva

Formiga má, que destrói as plantas

Sucuri

Morde depressa

Tamanduá

Caçador de formiga

Taturana

Semelhante a fogo

Tucano

Que bate forte

Urubu

Ave grande negra

• O vídeo a seguir apresenta algumas informações sobre a diversidade linguística existente no Brasil.

Ao se alimentar, a cutia (Dasyprocta punctata) costuma se sentar sobre os membros posteriores enquanto segura e manipula os alimentos com os membros anteriores. AT¡v¡DaDe

Não escreva no livro.

1. Em grupo, façam uma pesquisa sobre outros termos indígenas que foram incorporados à língua

FERDY TIMMERMAN/SHUTTERSTOCK.COM

A diversidade linguística. Publicado por Museu da Língua Portuguesa. Vídeo (3 min). Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=iuvt5mPWTuY. Acesso em: 23 set. 2024.

portuguesa. Podem ser nomes de objetos, municípios e bairros, e obrigatoriamente, mais quatro seres vivos, incluindo seus nomes científicos. Com base nos resultados da pesquisa, elaborem um cartaz digital para divulgar a influência indígena em nossa cultura, de maneira a promover a valorização dos povos indígenas brasileiros. Compartilhem o cartaz com a comunidade escolar.

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07/11/2024 08:35

TEMA

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

1 Com base nesse

texto, quais seriam os principais benefícios ambientais resultantes do estudo da ação dessa bactéria?

2 Você conhece ou-

LOSMOSX/SHUTTERSTOCK.COM; MICROONE/SHUTTERSTOCK.COM; JOSE LUIS CALVO//SHUTTERSTOCK.COM

tros exemplos de microrganismos que se relacionam com situações cotidianas dos seres humanos? Conver s e com os colegas sobre isso.

Bactérias, arqueias, protozoários, algas e fungos Analise o trecho a seguir.

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Bactérias convertem plástico em seda Uma equipe de cientistas [...] projetou uma cepa bacteriana capaz de transformar resíduos plásticos em seda biodegradável, semelhante à produzida por aranhas para tecer suas teias. O objetivo é que a abordagem, no futuro, seja utilizada em indústrias têxteis, cosméticos e até aplicações biomédicas. GONÇALVES, Amanda. Bactérias convertem plástico em seda. Correio Braziliense, Brasília, DF, 19 fev. 2024. Disponível em: https://www.correiobraziliense.com.br/tecnologia/2024/02/6798215bacterias-convertem-plastico-em-seda.html. Acesso em: 28 ago. 2024.

Devido à falta de consenso na classificação dos vírus, eles serão abordados separadamente neste Tema.

O termo “microrganismo” é bastante utilizado para se referir, de forma genérica, a diversos seres microscópicos, entre os quais estão as bactérias, as arqueias, os protozoários, algumas algas, alguns fungos e os vírus. Popularmente, esses seres também são chamados de germes e micróbios. Eles estão presentes em praticamente todos os ambientes da Terra, incluindo aqueles com condições extremas, como nas profundezas dos oceanos, geleiras, desertos e crateras de vulcões. Alguns deles, como as bactérias e os fungos, promovem a reciclagem de nutrientes no ambiente, papel ecológico essencial para a manutenção da vida no planeta. Vários microrganismos se associam a outros seres vivos. Bactérias presentes no intestino dos seres humanos, por exemplo, auxiliam na digestão, na absorção de nutrientes e na produção de vitaminas. Algumas espécies de microrganismos podem causar doenças, sendo chamadas de patógenos. Outras são utilizadas em processos industriais para a fabricação de alimentos, combustíveis, materiais e medicamentos. Neste Tema, estudaremos cada um desses diferentes grupos de seres vivos, abordando as principais características das bactérias, das arqueias, dos protozoários, das algas e dos fungos.

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13/11/2024 15:59

UNIDADE

Bactérias As bactérias são seres procariontes e unicelulares, encontrados em diversos ambientes, como na água e no solo. Algumas bactérias são autotróficas, ou seja, obtêm o elemento carbono, essencial para a formação de novas moléculas, a partir do dióxido de carbono (CO2), por meio da fotossíntese ou da quimiossíntese. Outras são heterotróficas e obtêm o carbono a partir de compostos orgânicos. Algumas bactérias são decompositoras de matéria orgânica, participando da ciclagem de nutrientes no ambiente. Outras estão em associação com outros organismos. Algumas dessas associações podem ser mutuamente benéficas, como no caso de bactérias que se associam às raízes de plantas leguminosas, como a soja e o feijão. Nessa relação, as bactérias capturam o nitrogênio atmosférico e, por meio de reações químicas, o convertem em compostos que as plantas são capazes de usar em seu metabolismo. As plantas disponibilizam compostos orgânicos para a produção de energia pelas bactérias. Em outros casos, as associações são benéficas apenas para uma das espécies, como no parasitismo, em que a bactéria se beneficia à custa do hospedeiro, que é prejudicado. Exemplos dessa associação são as bactérias que causam doenças em seres humanos. As formas mais comuns de bactérias são esféricas (denominadas cocos), bastonetes (denominadas bacilos) e espirais (denominadas espirilos e espiroquetas). DAV

ID S PE A R S F R

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V E G S C H M EIS S

KARI LOUNATM

/S CE PHOT O LIB R A R

I M A G ES

P H O TO LIB R A R

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IE N

FR M

Imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 1 200 vezes; colorida artificialmente. Imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 1 400 vezes; colorida artificialmente.

Y/F O

Y/ G

Imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 4 100 vezes; colorida artificialmente.

GES

Bactérias de formato esférico (Staphylococcus aureus) (A), bastonete (Escherichia coli) (B) e espiral (Treponema sp.) (C).

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 As bactérias podem causar diversas doenças em humanos. Cite as que você conhece.

4 Considere que uma célula bacteriana de Escherichia coli

tenha iniciado sua reprodução. Quantas células existirão após uma hora e quarenta minutos?

Parede celular Membrana plasmática

Alongamento da célula e replicação do cromossomo bacteriano.

Cromossomo bacteriano

Septo

PAULO CÉSAR PEREIRA

As bactérias geralmente se reproduzem assexuadamente, sem a participação de gametas. O mecanismo comum é a fissão binária, em que uma célula se divide em duas células-filhas idênticas, como representa o esquema a seguir. O tempo de geração de uma bactéria, ou seja, o intervalo em que uma célula se divide em duas, varia conforme as condições ambientais, como temperatura e disponibilidade de nutrientes. Em condições de laboratório, o tempo de geração da espécie Escherichia coli, por exemplo, é de 20 minutos. Isso significa que, a cada 20 minutos, o número de células bacterianas dobra. Contudo, esse crescimento não ocorre indefinidamente. A escassez de nutrientes ou o aumento do pH do meio, decorrente dos produtos do metabolismo bacteriano, são fatores que interferem nesse processo.

Formação de um septo que divide a célula em duas células-filhas idênticas. Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph et al. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 164.

Representação da fissão binária de uma bactéria (imagem sem escala; cores fantasia).

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07/11/2024 09:40

O crescimento de uma população bacteriana pode ser representado por uma curva de crescimento bacteriano, que se divide em quatro fases distintas: lag, log, estacionária e morte celular.

DiAlOGOS DA NATUREZA

Bactérias e antibióticos

Curva de crescimento bacteriano 1

Fase Lag

Fase Log

Fase estacionária

Fase de morte celular

ORACICART

Curva de crescimento bacteriano

Número de bactérias

Na fase lag, as bactérias exibem intensa atividade metabólica, preparando-se para a divisão. Em seguida, na fase log, ocorre o crescimento exponencial da população. Posteriormente, na fase estacionária, o número de divisões celulares se iguala ao de mortes, resultando em crescimento líquido zero devido à escassez de nutrientes e ao acúmulo de resíduos do metabolismo prejudiciais ao desenvolvimento no meio. Na fase de morte celular, a população diminui, pois o número de mortes supera o de novas bactérias formadas.

Tempo (h)

Fonte: TORTORA, Gerard J. et al. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 166.

Curva de crescimento típica de uma população bacteriana. Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

TOPMICROBIALSTOCK/SHUTTERSTOCK.COM

Em 1928, o biólogo britânico Alexander Fleming (1881-1955), ao estudar bactérias, deixou suas culturas expostas à atmosfera durante um final de semana. Ao retornar, observou a presença de fungos contaminando as culturas. Antes de descartá-las, notou que o fungo inibia o crescimento das bactérias ao redor. Fleming isolou o fungo, identificado como Penicillium notatum, e constatou que ele produzia uma substância capaz de inibir o crescimento de várias bactérias, nomeada penicilina. Tornando-se, assim, um dos primeiros antibióticos produzidos em larga escala, o que revolucionou o tratamento de algumas doenças. Atualmente, existem antibióticos semissintéticos, produzidos a partir de modificações químicas de compostos obtidos de microrganismos e existem antibióticos sintéticos, obtidos a partir de compostos que não são produzidos por microrganismos. A imagem a seguir mostra um teste para identificar a sensibilidade de uma bactéria a dois antibióticos diferentes. Em Disco A Disco B uma placa de Petri com cultura de bactérias, foram colocados dois discos impregnados com antibióticos diferentes (A e B). Após alguns dias, ao redor do disco A formou-se um halo de inibição (área em que não há crescimento das bactérias), indicando que elas são sensíveis a esse antibiótico. Ao redor do Teste de sensibilidade bacteriana a disco B, não foi formado um halo, indicando que a bactéria é dois antibióticos. resistente ao antibiótico. ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Bactérias com alta resistência a antibióticos, popularmente chamadas de “superbactérias”, são um problema atual e importante para a sociedade. Acesse o site e conheça um pouco sobre este assunto. Superbactérias: o que são e por que ameaçam o planeta? Publicado por: Invivo. Disponível em: https:// www.invivo.fiocruz.br/saude/superbacterias/. Acesso em: 21 set. 2024.

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10/11/2024 14:01

Arqueias podem ser encontradas em regiões cuja temperatura supera 80 °C. Grand Prismatic Spring (EUA), 2024.

ASIER TORRES/GE

TTY IMAGES

As arqueias são seres procariontes e unicelulares, representantes do domínio Archaea. A composição de suas paredes celulares as diferencia das bactérias. Além disso, seu material genético possui algumas similaridades com o material genético dos eucariotos. Arqueias podem ser autotróficas ou heterotróficas, e habitam uma variedade de ambientes, incluindo alguns dos mais extremos da Terra, como fontes termais, salinas e ambientes sem oxigênio. Organismos que toleram condições extremas de temperatura, pressão, salinidade, pH e radiação são chamados de extremófilos. Embora muitas arqueias sejam conhecidas por viverem em condições extremas, nem todas são extremófilas; algumas habitam ambientes menos hostis, como solos e oceanos.

EYEEM MOBILE GMBH/GETTY IMAGES

Arqueias

CHRISTOPHER MOS

WITZER/SHUTTERST

OCK.COM

Arqueias podem ser encontradas em regiões cujo pH varia de 1,5 a 3. Rio Tinto (Espanha), 2023.

Protozoários

Arqueias podem ser encontradas em regiões cuja salinidade é próxima da saturação (5,3 M NaCℓ). Grate Salt Lake (EUA), 2023.

O termo protozoários compreende um agrupamento genérico de seres eucariontes e unicelulares que, antigamente, eram classificados no reino Protista. Esse reino incluía uma variedade de organismos que não se encaixavam nos reinos das plantas, dos animais ou dos fungos. No entanto, os protozoários não formam um grupo único e coeso, mas sim vários clados distintos. Com os avanços dos estudos moleculares, concluiu-se que o reino Protista não era monofilético. Como resultado, esse reino deixou de ser reconhecido e houve uma redistribuição de seus representantes em diferentes clados e grupos taxonômicos mais precisos, de acordo com suas relações evolutivas.

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sa sobre a malária, identificando seu agente causador, forma de transmissão e os principais sintomas.

Flagelo

Cílios

Pseudópode

ED RESCHKE/GETTY IMAGES

5 Faça uma pesqui-

A maioria dos protozoários é heterotrófica. Eles vivem em ambientes aquáticos e terrestres, e em associação com alguns organismos. Parte dessas associações é benéfica para ambas as espécies, como os protozoários do gênero Trichonympha que vivem no interior do intestino dos cupins, auxiliando a digestão de celulose, componente da parede celular das células vegetais. Nas relações de parasitismo, como os protozoários causadores de algumas doenças nos seres humanos, como a malária, a relação é benéfica apenas para o protozoário, causando prejuízos para o hospedeiro. Os protozoários podem apresentar estruturas locomotoras, as quais também auxiliam na captura de alimento. Algumas espécies apresentam flagelos, estruturas alongadas que realizam movimentos ondulatórios; outras podem apresentar cílios, estruturas de menor extensão, curtas, arranjadas em filas; e outras, prolongamentos do citoplasma celular, denominados pseudópodes. WWW.FOTOARENA.COM.BR

Não escreva no livro.

DENNIS KUNKEL MICROSCOPY/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

PENSE E RESPONDA

Protozoários dos gêneros Trypanosoma (A) (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 1 700 vezes; colorida artificialmente), Tetrahymena (B) (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 490 vezes; colorida artificialmente) e Entamoeba (C) (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 220 vezes; colorida artificialmente). vermelhas possuem ficoeritrina como pigmento acessório. Algas Algas Algas pardas possuem fucoxantina como pigmento acessório.

As algas são seres eucariontes, unicelulares ou pluricelulares, e autotróficas que realizam fotossíntese. Elas ocupam, principalmente, ambientes aquáticos. As algas unicelulares possuem dimensões microscópicas. Algumas espécies de algas pluricelulares podem atingir dimensões macroscópicas. As algas possuem a clorofila como pigmento fotossintético principal. Nas espécies conhecidas popularmente por algas verdes, esse pigmento é responsável por conferir-lhes coloração esverdeada. Outras espécies, conhecidas popularmente por algas vermelhas e algas pardas, apresentam pigmentos acessórios em proporções significativas que lhes conferem coloração avermelhada e amarronzada, respectivamente.

S EA P

H OT

O AR T/ A

/F O

Alga parda do gênero Sargassum. Oceano Atlântico, Espanha, 2022.

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UNIDADE

M CO

As algas são responsáveis pela produção de parte do gás oxigênio da atmosfera terrestre através da fotossíntese. Também formam a base das cadeias alimentares em muitos ecossistemas aquáticos, sendo fonte de alimento para uma ampla variedade de organismos, desde pequenos invertebrados até grandes mamíferos. As algas também exibem importância econômica. De algumas espécies, é possível extrair substâncias para uso na indústria alimentícia, farmacêutica e de cosméticos. Um exemplo é o ágar, extraído de algumas espécies de algas vermelhas. O ágar é usado como espessante em sorvetes e gelatinas, sem alterar seu sabor. Algumas espécies de algas são utilizadas na alimentação, por exemplo, no preparo de alimentos típicos da culinária oriental, como o sushi.

Y PRASET A/SHUTTERS LIH TO CK GA G . N

O sushi costuma ser preparado com alga nori que envolve os ingredientes. Essa alga vermelha pertencente ao gênero Porphyra.

TINTILA CORINA/SHUTTERSTOCK.COM

FOTOSR52/SHUTTERSTOCK.COM

Os fungos são seres eucariontes, unicelulares ou pluricelulares, e heterotróficos. Eles vivem em diversos ambientes, aquáticos e terrestres, e em associação com outros organismos. Parte dessas associações é benéfica a ambas as espécies, como os fungos que se associam a raízes de plantas, auxiliando-as a obter nutrientes do solo, enquanto recebem carboidratos produzidos pelas plantas na fotossíntese. No caso dos fungos que parasitam outros seres vivos, apenas eles se beneficiam da associação, podendo ocasionar infecções e doenças no organismo parasitado. As células dos fungos apresentam um revestimento externo de quitina, um carboidrato que confere resistência à estrutura. A quitina também está presente no esqueleto externo (chamado exoesqueleto) de artrópodes, como insetos e crustáceos. Assim como algumas bactérias, alguns fungos atuam na decomposição da matéria orgânica. Para tanto, lançam enzimas digestivas sobre o substrato onde estão fixados, e os nutrientes resultantes da digestão são absorvidos. B C Entre os representantes de fungos, A estão os bolores, que podem se desenvolver sobre os alimentos, caso sejam indevidamente armazenados. Cogumelos e leveduras também são exemplos. Algumas espécies de fungos são utilizadas pela sociedade humana, Bolor em laranjas (A). Cogumelo da espécie Armillaria solidipes por exemplo, na produção de alimen- (B). Leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae (C) (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 2 100 vezes; tos, como pães e queijos. colorida artificialmente).

EYE OF SCIENCE/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Fungos

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Muitos fungos e a maioria das estruturas que formam esses seres vivos são microscópicos. Contudo, alguns fungos são visíveis sem a necessidade de microscópios e, no caso dos fungos da espécie Armillaria ostoyae, podem ser bem maiores do que as baleias. Acesse o site e saiba mais sobre o assunto. Qual é o maior organismo vivo do mundo? Spoiler: não é a baleia. Publicado por: National Geographic Brasil. Disponível em: https://www.nationalgeographicbrasil.com/meio-ambiente/2024/06/qual-e-o-maior-organismovivo-do-mundo-spoiler-nao-e-a-baleia. Acesso em: 9 ago. 24.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

b) Embora o texto não forneça informações explícitas, é provável que o microrganismo em estudo seja um extremófilo. Você concorda com essa análise? Justifique sua resposta com base no seu conhecimento e nos elementos apresentados no texto.

1. Em um laboratório, dois frascos com a mesma

bactéria foram cultivados em temperaturas diferentes: um a 37 °C e o outro a 25 °C. Considerando que os meios de cultivo eram os mesmos, e que a bactéria cultivada era causadora de uma doença em seres humanos, responda aos itens a seguir. a) Em qual dos frascos houve maior crescimento bacteriano? Por quê?

3. Entre as características que indicam que os

fungos e animais são mais próximos evolutivamente entre si do que das plantas, está, por exemplo, a presença de quitina, que compõe a parede celular dos fungos e o exoesqueleto dos artrópodes. A quitina é usada para produzir quitosana, um composto amplamente utilizado em diversas áreas. Pesquise e cite suas principais características e aplicações.

b) Cite os principais eventos que ocorreram em cada uma das fases da curva de crescimento desses cultivos, e comente sobre a principal diferença entre elas.

d) Algumas técnicas de conservação de alimentos foram desenvolvidas com base no conhecimento de como as condições ambientais influenciam o crescimento de microrganismos. Entre elas estão a pasteurização, a esterilização, o UHT, a desidratação e a liofilização. Faça uma pesquisa e descreva os principais fundamentos de cada um desses métodos.

2. Analise a reportagem a seguir. China envia microrganismo para o espaço para estudar possibilidade de vida em Marte [...] O microrganismo que pertence ao grupo das arqueobactérias e se encontra em ambientes pobres em oxigênio, como os fundos marinhos, os arrozais e os estômagos dos ruminantes, foi transportado [...] para a estação espacial chinesa, onde vai ser submetido a experiência que o exporá a radiações cósmicas, microgravidade e temperaturas extremas. [...] LUSA. China envia micro-organismo ao espaço. Agência Brasil, Brasília, DF, 18 jan. 2024. Disponível em: https://agenciabrasil. ebc.com.br/internacional/noticia/2024-01/china-envia-microorganismo-ao-espaco. Acesso em: 24 set. 2024.

a) O termo destacado no texto não é mais utilizado. Qual a nomenclatura utilizada atualmente para se referir a esse grupo de microrganismos? Explique sua resposta considerando a classificação desses organismos.

4. A imagem a seguir foi obtida de um microscó-

pio óptico. Ela aponta a presença do protozoário Trypanosoma cruzi, causador da doença de Chagas, em uma amostra de sangue de uma pessoa.

STEVE GSCHMEISSNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

c) Relacione as suas respostas anteriores à importância de manter alimentos não processados, como carnes, acondicionados na geladeira.

Imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 580 vezes; colorida artificialmente). Considerando as informações apresentadas e os seus conhecimentos sobre o assunto, faça o que se propõe a seguir. a) Qual é a estrutura do Trypanosoma cruzi indicada pela seta e qual é sua função? b) Faça uma pesquisa sobre a doença de Chagas, identificando formas de transmissão e os principais sintomas.

5. Analise a frase a seguir e corrija-a, se necessário.

“As algas são seres procariontes, pluricelulares, autotróficas e algumas realizam fotossíntese.”

6. Forme um grupo com seus colegas e façam o

levantamento de dados no posto de saúde de seu bairro sobre as principais doenças causadas por microrganismos que acometeram a região no último ano. Analisem os dados e apresentem os resultados ao restante da turma utilizando tecnologias digitais.

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Of¡C¡na C¡enT f¡Ca

UNIDADE

Conservação de alimentos

O sal e a banha de porco foram amplamente utilizados para a conservação de alimentos. Esses ingredientes envolviam os alimentos, limitando o crescimento de microrganismos e aumentando sua durabilidade. Para testar os princípios desses e de outros métodos de conservação, forme um grupo com os colegas e realizem os procedimentos a seguir.

Materiais • 8 copos plásticos de 50 mL de capacidade;

• Panela e colher;

• Filme plástico;

• Álcool;

• 300 mL de água;

• 2 colheres de sal de cozinha;

• 4 colheres de amido de milho;

• 2 colheres de óleo vegetal.

• 1 caneta;

Procedimentos • Peça a um adulto que misture a água e o amido • Escolha um local em sua residência para posiciode milho em uma panela sobre o fogo até que a nar os oito copos, mantendo-os à temperatura massa engrosse e forme um mingau. ambiente. • Higienize o interior dos copos com álcool e, com o • Analise os resultados diariamente, durante uma auxílio da caneta, enumere-os de 1 a 8. semana. Avalie a contaminação dos copos utili• Coloque cerca de duas colheres de sopa do min- zando uma escala com sinal “+”. Quanto maior a contaminação, maior deve ser o número de sinais. gau em cada copo. ALEXANDRE DE SOUZA

• Tampe o copo 2 com filme plástico. • Cubra por completo o mingau do copo 3 com uma fina camada de sal de cozinha. • Cubra por completo o mingau do copo 4 com uma fina camada de óleo vegetal. • Nos copos de 5 a 8, acrescente outros ingredientes de sua escolha que poderiam ser testados para conservar o mingau.

AT¡v¡DaDeS

Representação da montagem do experimento. Somente um adulto deve manipular o fogão.

Não escreva no livro.

1. Elaborem um quadro e registrem nele os resultados observados diariamente. Analisem o exemplo a seguir. Dia 1

Dia 2

Dia 3

Dia 4

Dia 5

Dia 6

Dia 7

+++

++++

+++

Copo 1 (controle) Copo 2

2. Elaborem uma explicação para os resultados. Se necessário, realizem uma pesquisa para complementar sua resposta.

3. Descrevam outros ingredientes e métodos para testar os mesmos princípios de conservação. Executem suas ideias, anotando os resultados.

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Vírus, um caso à parte

Alguns vírus apresentam DNA e RNA em seu genoma viral.

Material genético

O termo “vírus” origina-se do latim “veneno”, e sua descoberta ocorreu no final do século XIX, quando cientistas começaram a identificar agentes infecciosos menores que as bactérias. A observação direta dos vírus só foi possível com o desenvolvimento do microscópio eletrônico no século XX. Apesar de nem sempre estabelecerem rela-

Material ções que prejudicam os organismos, os vírus são genético

SELMA CAPARROZ

Sa¡ba ma¡s

Capsídeo

Envelope

mais conhecidos pela sua virulência, ou seja, sua capacidade de causar doenças, como a covid-19, a gripe, a dengue, a raiva, a aids e a febre amarela. Capsídeo

A multiplicação dos vírus ocorre apenas dentro de células vivas. Eles invadem as células e utilizam sua maquinaria para replicar seu material genético e produzir novas partículas virais. Fora das células, são inativos, reforçando sua classificação como parasitas intracelulares obrigatórios. A descoberta e o estudo dos vírus proporcionaram uma melhor compreensão das doenças infecciosas e seus mecanismos de transmissão e de infecção. Contudo, sua classificação ainda é motivo de debate entre os cientistas. Por não possuírem estruturas celulares, não terem metabolismo próprio e dependerem de células hospedeiras para se replicar, os vírus costumam ser classificados como não vivos. Por outro lado, a existência de material genético e a capacidade de reprodução são atributos utilizados por alguns cientistas para classificá-los como seres vivos. AT¡v¡DaDe

Espícula

Material genético

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph et al. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 361, 363.

Representação de um vírus não envelopado (A) e de um vírus envelopado (B) (imagens sem escala; cores fantasia). EYE OF SCIENCE/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Os vírus possuem estrutura simples, composta por material genético (DNA ou RNA) envolto por proteínas, estrutura denominada capsídeo. Alguns possuem uma camada externa lipoproteica denominada envelope, que pode apresentar espí1 culas, estruturas que ajudam a se ligar e infectar as células hospedeiras.

Micrografia de uma bactéria Escherichia coli infectada com vírus bacteriófago T4 (vermelho) (imagem de microscopia eletrônica de transmissão, aumento aproximado de 30 000 vezes; colorida artificialmente).

Não escreva no livro.

1. A lavagem das mãos com água e sabão é uma das formas eficazes de prevenção contra diversas

doenças. Durante a pandemia da covid-19, essa prática foi essencial para a manutenção da saúde. A eficiência desse hábito está relacionada à interação química entre o sabão, a água e a estrutura do coronavírus. Faça uma pesquisa sobre o assunto e registre os resultados de sua pesquisa no caderno.

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UNIDADE

TEMA

Animais invertebrados Interprete o trecho a seguir.

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Olimpíadas 2024: Pista de corrida é roxa, feita de conchas e tem tecnologia para ajudar a correr mais rápido [...] Antes dos jogos, a fabricante da pista começou a fazer parceria com uma empresa de cultivo e pesca de mexilhões [...] para dar uma segunda vida às conchas usadas. [...] Os funcionários colhem, limpam e preparam as conchas, que são feitas principalmente de carbonato de cálcio. Então, elas são moídas e o pó é incorporado ao material da pista. As conchas, que seriam levadas para um aterro, podem assim ser reutilizadas. Isso também reduz a necessidade de mineração, que é como os fabricantes geralmente conseguem o carbonato de cálcio.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

1 Os animais que

possuem a estrutura utilizada para a fabricação da pista de atletismo são invertebrados ou vertebrados? Cite dois exemplos.

2 Que relação há entre o novo modelo de pista mencionado na matéria e a conservação ambiental?

A esponja-do-mar, a anêmona, a planária, o polvo, a minhoca, a lombriga, o besouro e a estrela-do-mar são, respectivamente, representantes dos seguintes grupos de animais: poríferos, cnidários, platelmintos, moluscos, anelídeos, nematódeos, artrópodes e equinodermos. O fato de todos esses animais não possuírem um esqueleto interno com vértebras e crânio permite que eles sejam chamados de animais invertebrados. Contudo, cada um dos grupos citados possui características próprias, que serão estudadas neste Tema. Antes, serão analisadas algumas características gerais dos animais.

SAM BARNES/SPORTSFILE/GETTY IMAGES

KAORU, Thâmara. Olimpíadas 2024: Pista de corrida é roxa, feita de conchas e tem tecnologia para ajudar a correr mais rápido. Época Negócios, São Paulo, 4 ago. 2024. Disponível em: https://epocanegocios. globo.com/mundo/noticia/2024/08/olimpiadas-2024-pista-de-corrida-e-roxa-feita-de-conchas-e-temtecnologia-para-ajudar-a-correr-mais-rapido.ghtml. Acesso: 21 set. 2024.

Pista de atletismo utilizada nos Jogos Olímpicos de Paris (França), em 2024.

Características gerais dos animais Os animais são organismos pluricelulares, eucariontes e heterotróficos. Na maioria dos animais, as células formam tecidos, que são grupos de células semelhantes que trabalham em conjunto para realizar funções específicas no organismo. Por exemplo, o tecido nervoso é formado por neurônios, uma característica exclusiva dos animais. Os animais que possuem tecidos verdadeiros são chamados de eumetazoários. Já os animais cujas células não formam tecidos definidos são chamados de parazoários, como é o caso da esponja-do-mar.

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Animais com simetria radial possuem uma região oral (onde está localizada a boca) e uma região aboral (oposta à boca).

Assimetria

O corpo dos animais

IRINAK/SHUTTERSTOCK.COM

RAFAEL HERRERA

O formato do corpo dos animais pode ser bastante variado. Contudo, uma característica básica é a ausência ou presença de simetria. Existem animais assimétricos, Simetria radial nos quais a divisão do corpo em qualquer plano não forma partes equivalentes. Há animais que possuem simetria radial, e seu corpo pode ser dividido em metades equivalentes por qualquer seção que passe pelo centro de Simetria bilateral seu corpo. Outros animais possuem simetria bilateral, na qual o corpo do animal é dividido em metades equiRepresentação do corpo de um animal sem valentes por um único plano de corte. simetria (esponja-do-mar), com simetria radial O corpo dos animais com simetria bilateral exibe (estrela-do-mar) e com simetria bilateral (anta) uma região dorsal, voltada para cima, e uma região (imagens sem escala; cores fantasia). ventral, voltada para o solo. Ao longo da evolução dos animais, o aparecimento dessa simetria foi acompanhado da cefalização, que corresponde à concentração de órgãos sensoriais e tecidos nervosos em uma das extremidades do corpo, a extremidade anterior (ou cefálica). Nos animais com cefalização, como a maioria dos vertebrados e muitos invertebrados, essa organização permite Região dorsal que a cabeça, situada na região anterior do corpo, conduza a locomoção. Além disso, possibilita a Região posterior detecção precoce de estímulos ambientais, facilitando a busca por alimentos, por Região anterior parceiros para a reprodução e a identificação de ameaças, como predadores. A combinação entre a simetria bilateral e a Região ventral cefalização torna esses animais mais eficazes na interação com o ambiente. Regiões do corpo de um animal com simetria bilateral. No exemplo, tatu-galinha (Dasypus novemcinctus).

Desenvolvimento embrionário dos animais

SELMA CAPARROZ

Durante o desenvolvimento da maioria dos animais, a fertilização de um óvulo por um espermatozoide dá origem a um zigoto (1). Esse zigoto passa por várias divisões celulares, formando uma estrutura chamada blástula (2). Em alguns animais, a blástula tem a forma de uma esfera oca. Em seguida, ocorre a gastrulação (3), um processo em que uma extremidade da blástula se dobra para dentro, criando duas camadas de tecido: a endoderme, que é a camada interna, e a ectoderme, a camada externa. A cavidade interna formada pela gastrulação é denominada arquêntero, e a abertura dessa cavidade é chamada de blastóporo (4). 1

4 Endoderme Ectoderme

Zigoto

Blástula

Gastrulação

Arquêntero Blastóporo

Etapas do início do desenvolvimento embrionário nos animais (imagens sem escala; cores fantasia).

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 668.

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A ectoderme é a camada que dá origem ao revestimento externo do animal e, em alguns grupos, ao sistema nervoso central. A endoderme, por sua vez, origina o trato digestório. Nos animais com simetria bilateral, existe uma terceira camada chamada mesoderme, que ocupa quase todo o espaço entre a ectoderme e a endoderme.

UNIDADE

Cavidades do corpo dos animais

LUIS MOURA

Em muitos animais com as três camadas germinativas (ectoderme, endoderme e mesoderme), há uma cavidade corporal chamada celoma, que fica entre o trato digestório e a parede corporal externa, preenchida por líquido ou ar. A

Celoma

Trato digestório Animais com um celoma formado exclusivamente pela mesoderme são chamados de celomados.

Ectoderme

Trato digestório

Pseudoceloma Animais cuja cavidade corporal é parcialmente revestida por mesoderme e endoderme são conhecidos como pseudocelomados.

Animais que não possuem essa cavidade corporal são chamados de acelomados.

Mesoderme Endoderme

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 674.

Representação da estrutura corporal de um animal celomado (A), um pseudocelomado (B) e um acelomado (C) (imagens sem escala; cores fantasia). Animais celomados em que o blastóporo dá origem à boca são chamados de protostômios. Já os animais celomados em que o blastóporo origina o ânus são chamados de deuterostômios.

Filogenia dos animais

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

Eumetazoários

Bilaterais

Protostômios

SELMA CAPARROZ

O estudo das características gerais dos animais, associado a estudos moleculares e genéticos, possibilita aos pesquisadores compreender as relações evolutivas de seus 3 O marisco é um diferentes grupos. Analise o cladograma a seguir, que apresenta uma hipótese para as animal que perrelações evolutivas entre alguns grupos de animais. tence ao grupo dos moluscos. Parazoários Poríferos Com base no que Cnidários Protista foi estudado e nas ancestral informações do Platelmintos Moluscos cladograma, o que Elaborado Tecidos Anelídeos com base em: é possível dizer verdadeiros REECE, Jane B. Nematódeos sobre os tecidos et al. Biologia Artrópodes d e s s e a nim a l, de Campbell. Simetria bilateral 10. ed. Porto Equinodermos sua simetria, seu Mesoderme Alegre: Deuterostômios Cordados desenvolvimento Artmed, 2015. p. 677, 679. embrionário, as cavidades de seu Cladograma que mostra a hipótese evolutiva para alguns grupos de animais (imagens sem escala; cores fantasia). corpo e a formação de seu sisA partir de agora, serão abordadas características de cada um destes grupos, com tema digestório? exceção dos cordados, que serão estudados posteriormente.

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JOHNANDERSONPHOTO/ GETTY IMAGES

Poríferos

Os poríferos são representados pelas esponjas-do-mar. Esses animais são assimétricos, vivem em ambientes aquáticos, principalmente marinhos, fixos ao substrato como rochas e corais. Podem viver isolados ou formar colônias. O nome do grupo faz alusão à superfície de seu corpo, que é coberta por poros. Os poríferos apresentam uma organização corporal simples, composta por células especializadas que não formam tecidos (parazoários). Esses animais são tubulares, delimitando uma cavidade em seu interior chamada átrio. O átrio é revestido por células flageladas, os coanócitos. O batimento desses flagelos promove a entrada de água pelos poros e direciona sua saída pela abertura superior, chamada ósculo. O fluxo de água dentro do átrio possibilita a alimentação, as trocas gasosas e a eliminação de resíduos do metabolismo dos poríferos. Com a entrada de água, Esponja-do-mar obtém-se partículas de alimentos por filtração, além de gás oxigênio por difusão. (Aplysina fistularis). Juntamente à água que sai de seu corpo, são eliminados resíduos e gás carbônico. Ósculo Partículas de alimento retidas

Coanócito

CRIS ALENCAR

Poros Flagelo Partículas de alimento englobadas Fluxo de água

Cnidários

Átrio

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 684.

Representação da estrutura do corpo de uma esponja e do fluxo de água em seu interior. No detalhe, um coanócito. (imagens sem escala; cores fantasia). ST OC K.

CO M

Os cnidários são representados pelas anêmonas-do-mar, corais, águas-vivas, caravelas e hidras, animais que vivem em ambientes aquáticos, majoritariamente marinhos. Possuem tecidos verdadeiros (eumetazoários) e apresentam simetria radial, características que possibilitam uma organização corporal mais especializada quando comparada à dos poríferos. Os cnidários são encontrados em duas formas corporais: pólipos e medusas. Os pólipos possuem corpo tubular e geralmente ficam fixos ao substrato, como as anêmonas-do-mar. As medusas têm corpo achatado e podem mover-se livremente, como as águas-vivas. Ambas as formas apresentam tentáculos próximos à abertura bucal, que auxiliam na captura de alimentos e na sua defesa. Algumas espécies apresentam apenas uma das formas corporais ao longo de seu ciclo de vida, enquanto outras podem alternar entre as duas formas.

SAKIS LAZARIDES/SHUT TE R

Anêmona-do–mar (Metridium sp.).

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UNIDADE

PARKERSPICS/SHUTTERSTOCK.COM

Os tentáculos dos cnidários são revestidos por cnidócitos, células especializadas que atuam na defesa e na captura de presas. Os cnidócitos contêm uma cápsula urticante, chamada de nematocisto, com um filamento enrolado. Quando os cnidócitos são estimulados, por estímulos mecânicos ou químicos, o nematocisto se abre e o filamento é desenrolado e projetado para fora. O filamento é capaz de penetrar a parede do corpo de outros seres vivos e injetar toxinas que os paralisam ou dificultam sua fuga. A

Nematocisto

SELMA CAPARROZ

Tentáculos Cnidócito Núcleo

Elaborada com base em: Brooker, Robert J. et al. Biology. 5. ed. Nova Iorque: McGraw-Hill Education, 2020. p. 705.

Água-viva (Chrysaora melanaster) (A) e representação do disparo de um cnidócito (B) (imagens sem escala; cores fantasia). As atividades dos cnidários são coordenadas por uma rede de células nervosas distribuídas por todo o corpo, formando um sistema nervoso difuso, tornando-os capazes de perceber estímulos provenientes de todas as direções.

Platelmintos Os platelmintos são representados por espécies de vida livre, como as planárias, e parasitas, como os esquistossomos e as tênias. As espécies de vida livre são encontradas em ambientes aquáticos ou terrestres úmidos. Esses animais têm corpo alongado, mole e achatado. Possuem simetria bilateral. Em geral, exibem cefalização, com a presença de gânglios cerebrais, centros de processamento rudiocelos mentar das informações nervosas. A partir dos gânglios, partem cordões nervosos que se ramificam pelo corpo. Em algumas espécies de planárias, existem ocelos na região da cabeça, que são estruturas sensoriais que captam luz.

Planária (Dugesia sp.).

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Cordões nervosos

Intestino

Ocelos Boca Faringe

Gânglios cerebrais Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 690.

Representação de algumas estruturas de uma planária (imagem sem escala; cores fantasia).

LUIS MOURA

STEVE GSCHMEISSNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Com relação à alimentação, a maioria dos platelmintos de vida livre alimenta-se de pequenos animais ou de restos orgânicos. No caso das planárias, elas projetam a faringe para fora do corpo e ingerem o alimento, cuja digestão é iniciada no intestino pela ação de enzimas digestivas e finalizada no interior das células. As espécies parasitas podem se alimentar de tecidos e fluidos corporais, como o sangue, ou absorver nutrientes diretamente do intestino dos hospedeiros, como é o caso da tênia. A tênia possui um corpo longo e achatado, semelhante a uma fita, e uma cabeça chamada escólex, que é equipada com ventosas e ganchos. Essas estruturas permitem que ela se fixe firmemente ao revestimento do intestino do hospedeiro.

LUIS MOURA

Posteriormente, sugira aos estudantes uma pesquisa sobre verminoses, incluindo a teníase. Se achar adequado para este momento, explique que o corpo da tênia é composto por unidades chamadas proglótides, cada uma contendo órgãos reprodutores masculinos e femininos. No interior das proglótides, ocorre a produção dos gametas, a fecundação e a produção dos ovos. As proglótides com ovos são liberadas no corpo do hospedeiro e eliminadas no ambiente junto às fezes.

Ilustração do corpo da tênia (Taenia solium), também conhecida como solitária (imagem sem escala; cores fantasia). No detalhe, o escólex (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 16 vezes). gastrópodes e cefalópodes, por exemplo, possuem conchas internas ou reduzidas, Moluscos Alguns enquanto outros, como os nudibrânquios, não possuem concha.

Os moluscos compreendem os animais de corpo mole. Entre eles estão os polvos, os mariscos e os caramujos. Em sua maioria, são animais marinhos, embora alguns sejam de água doce ou terrestres. Os adultos apresentam, em geral, simetria bilateral. Esses animais podem ter o corpo dividido em três regiões: cabeça, massa visceral e pé. Parte das espécies apresenta uma concha calcária. Na cabeça, estão localizados os gânglios cerebrais e os órgãos sensoriais, como células fotossensíveis ou olhos bem desenvolvidos, dependendo da espécie, e tentáculos. Muitos moluscos apresentam em sua boca a rádula, órgão semelhante a uma língua com inúmeras fileiras de dentes pontiagudos, utilizada para raspar alimentos presos no substrato. A massa visceral compreende os principais órgãos internos, como o coração, órgãos digestivos e reprodutivos. Ela é envolvida pelo manto, que corresponde a uma dobra da epiderme. O manto também é responsável por secretar a concha calcária, nas espécies em que está presente. O pé pode ser utilizado para locomoção, para fixação no substrato ou ambos.

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UNIDADE

TTY IMAGES VINISOUZA128/GE

Gastrópode (família Helicidae).

ALEXEY M ASLIY/ SHUTTERS TOCK.COM

Bivalve (Callista chione).

ENNAR0/SHUTTERSTOCK.COM

Entre os grupos mais conhecidos de moluscos, estão os gastrópodes, os bivalves e os cefalópodes. Os gastrópodes abrangem a maior diversidade de espécies de moluscos, sendo representados pelos caracóis terrestres, caramujos aquáticos e lesmas. Todos apresentam uma concha externa, com exceção das lesmas, que não a apresentam. Os bivalves incluem ostras e mexilhões. Seu corpo é protegido por uma concha composta por duas partes (chamadas valvas) unidas por um ligamento e ligadas por músculos. Os cefalópodes abrangem os polvos, náutilos e lulas. Esses animais possuem tentáculos unidos à cabeça, que podem ser utilizados para a captura de presas, locomoção e reprodução.

Cefalópode (Octopus vulgaris). metamerização a segmentação seriada do corpo. Ela está presente em outros Anelídeos Chama-se grupos de seres vivos, como nos artrópodes.

Músculo circular contraído

Músculo longitudinal relaxado (estendido)

LÁPIS 13B

Os anelídeos compreendem os animais de corpo mole, cilíndrico e segmentado em anéis. São encontrados em ambientes marinhos, de água doce ou terrestres úmidos. Os anelídeos possuem simetria bilateral. A parede de seu corpo é constituída por músculos circulares e longitudinais, cuja contração possibilita sua locomoção. Seu corpo é revestido externamente por uma cutícula úmida, que, em algumas espécies, protege contra a desidratação. Músculo circular relaxado Músculo longitudinal contraído

Cerdas Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1127.

Representação da contração muscular dos anelídeos durante a locomoção (imagem sem escala; cores fantasia). A grande maioria dos anelídeos apresenta cerdas, que são projeções rígidas, feitas de quitina. No caso das espécies terrestres, as cerdas possibilitam sua ancoragem ao substrato, auxiliando na locomoção ou na escavação do solo. No caso das espécies aquáticas, podem ajudar na natação. É possível agrupar os anelídeos em três grupos principais: poliquetas, oligoquetas e hirudíneos.

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Muitas espécies de hirudíneos são predadoras, alimentandoA LIBRARY/FOTOAREN V/SCIENCE PHOTO ALEXANDER SEMENO se de outros invertebrados. Algumas são parasitas, alimentando-se do sangue dos hospedeiros, aos quais podem se prender temporariamente.

um a p e s quis a sobre uma verminose considerando: agente causador (incluir a qual grupo pertence); hospedeiro(s); ciclo de vida; principais sintomas dos infectados; e formas de prevenção. Montem uma campanha de prevenção. Escolham uma ferramenta digital e uma mídia social para divulgar a campanha à comunidade escolar.

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NG EL F

ENA Y/ FO TOA R

Cerdas LI ITO R/SCIENCE PHOTO

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GALITSIN/S

HUTTERST

OCK.COM

Clitelo

A minhoca é um oligoqueta. TERSTOCK.COM

MIT KAPEVSKI/SHUT

Ventosa

Sanguessuga (Hirudo medicinalis).

Nematódeos

Não escreva no livro.

4 Em grupo, faça

Parapódio

Os nematódeos compreendem animais de corpo alongado e cilíndrico, com as extremidades afiladas. Entre seus representantes, há espécies de vida livre, que habitam o solo úmido ou ambientes aquáticos. Também existem espécies parasitas, como a lombriga e o ancilóstomo. Os nematódeos possuem simetria bilateral. Seu corpo é revestido por uma cutícula flexível, que confere proteção contra o atrito de partículas do solo ou, no caso de espécies parasitas, contra as defesas do hospedeiro. Conforme esses animais crescem, a cutícula é trocada. Embora pertençam a A B grupos distintos, nematódeos e platelmintos são popularmente chamados de vermes devido a semelhanças no formato do seu corpo e no estilo de vida de algumas espécies. Algumas espécies parasitárias exibem importância médica, Na espécie Ascaris lumbricoides (conhecida pois causam doenças como lombriga) os machos (A) costumam conhecidas por verminoses. ser menores que as fêmeas (B). SINHYU PHOTOGRAPHER/SHUTTERSTOCK.COM

PENSE E RESPONDA

Poliqueta (Nereis sp). No detalhe, os parapódios com cerdas.

Os poliquetas compreendem o grupo de anelídeos de maior diversidade, sendo predominantemente marinhos. A maioria dos segmentos de seu corpo apresenta apêndices pares, denominados parapódios. Nos parapódios, localizam-se muitas cerdas. Entre os representantes, estão os animais do gênero Nereis. Os oligoquetas apresentam poucas cerdas por segmento, sendo as minhocas os representantes mais conhecidos. As minhocas apresentam um clitelo, uma região de tecido glandular responsável pela produção de muco, que mantém os parceiros reprodutivos unidos, e por secretar um casulo que abriga os ovos. Os hirudíneos são representados pelas sanguessugas. Eles apresentam um número fixo de segmentos, geralmente sem cerdas. Em ambas as extremidades de seu corpo, existem ventosas que podem auxiliar na locomoção e na alimentação.

Diga aos estudantes que a troca da cutícula é uma característica que aproxima evolutivamente os nematódeos dos artrópodes, grupo que será estudado na sequência. Mais informações nas Orientações para o professor.

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UNIDADE

Os crustáceos possuem, na região da cabeça, dois pares de antenas, um par de mandíbulas e dois pares de maxilas. Podem apresentar diferentes apêndices especializados, conforme a espécie. Por exemplo, o primeiro par de pernas dos caranguejos tem formato de pinça e auxilia na captura de alimento e na defesa.

Artrópodes Os artrópodes abrangem a maior diversidade de espécies do reino animal, ocupando os mais variados ambientes do planeta. Esses animais apresentam simetria bilateral e suas principais características são o corpo segmentado, a presença de apêndices articulados e o exoesqueleto. Entre os principais grupos de artrópodes, estão os crustáceos, os insetos, os aracnídeos e os miriápodes. Os segmentos do corpo dos artrópodes podem ser organizados em regiões especializadas, que apresentam estrutura, função e apêndices semelhantes. Essas regiões são chamadas de tagmas e variam conforme a espécie, podendo incluir combinações como cabeça e tronco; cabeça, tórax e abdome; ou cefalotórax e abdome. Cabeça

LÁPIS 13B

Cabeça Elaborada com base em: BRUSCA, Richard C. Tronco et al. Invertebrados. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. Localizável em: p. 917, 1022, 1064, 1095 do pdf.

Cefalotórax

Tórax Abdômen

Abdômen

Inseto

Crustáceo

Aracnídeo

Miriápode

Representação da organização do corpo de alguns artrópodes em tagmas (imagens sem escala; cores fantasia).

11 0 UC

UTTERSTOCK.COM 3/SH

Cigarra deixa seu exoesqueleto antigo.

DANIEL WICK/SHUTTERSTOCK.COM

Caranguejo aratu-vermelho (Goniopsis cruentataI).

D EN TI

Os apêndices articulados são encontrados aos pares. Eles podem ser especializados para executar diferentes funções, como locomoção, natação, manipulação de alimentos ou captação de estímulos do ambiente. Exemplos de apêndices são as pernas e as antenas. O exoesqueleto corresponde a um esqueleto externo, que dá sustentação ao corpo. Ele é composto principalmente de quitina, que o torna resistente e oferece proteção contra danos físicos. Em espécies terrestres, o exoesqueleto também ajuda a evitar a desidratação. Por não se expandir, o exoesqueleto não acompanha o crescimento do animal. Assim, ele é trocado periodicamente em um processo denominado muda ou ecdise. Quando o animal abandona o exoesqueleto antigo, ele cresce até que o novo exoesqueleto se enrijeça. Vejamos agora algumas características dos principais grupos de artrópodes. Os crustáceos, em sua maioria, são aquáticos, como as lagostas, Carapaça os camarões, os caranguejos e as cracas. Mas existem espécies terrestres, como os tatuzinhos-de-jardim. Em muitas espécies, o exoesqueleto contém, além da quitina, carbonato de cálcio e pode formar uma carapaça na região dorsal do corpo.

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Entre os subgrupos de miriápodes, estão os quilópodes, que apresentam um par de pernas por segmento, como as centopeias e as lacraias, e os diplópodes, que apresentam dois pares de pernas por segmento, como os piolhos-de-cobra.

I WAYAN SUMATIKA/ SHUTTERSTOCK.COM

FABIO COLOMBINI

TOBIAS HAUKE/SHUTTERSTOCK.COM

KEN GRIFFITHS/SHUTTERSTOCK.COM

Os insetos representam a maior parte da diversidade Probóscide dos artrópodes, incluindo abelhas, formigas, besouros e baratas. Eles apresentam três pares de pernas e, geralmente, um par de antenas, com função sensorial. Muitos insetos possuem dois pares de asas, embora existam espécies com apenas um par ou que não as apresentem. As asas ampliam a exploração do ambiente, facilitando a busca por alimento e por parceiros reprodutivos, bem como a fuga de possíveis predadores. Borboleta (Papilio aegeus) Entre os insetos, é possível observar peças bucais especialialimenta-se do néctar de uma flor. zadas em seus hábitos alimentares. Por exemplo, os gafanhotos e outros insetos herbívoros possuem peças bucais que auxiliam a mastigação de partes das plantas. Já as borboletas exibem uma probóscide que possibilita a sucção de néctar. Muitos insetos são polinizadores, como as abelhas e as mariposas, e contribuem para a reprodução de diversas espécies de plantas. Os aracnídeos são representados pelas aranhas, escorpiões, ácaros, entre outros. Geralmente, apresentam quatro pares de pernas locomotoras; um par de quelíceras, que auxiliam na captura de presas; um par de pedipalpos, que podem ser modificados conforme a espécie para manipular o alimento, perceber estímulos sensoriais ou auxiliar na reprodução. Aguilhão Muitas espécies de aracníPedipalpos Pedipalpos deos são predadoras e possuem estruturas para inocular peçonha em suas presas. No caso das aranhas, a inoculação é feita Quelíceras pelas quelíceras. Os escorpiões o fazem pelo aguilhão, estrutura Aranha-armadeira (Phoneutria Escorpião-marrom (Tityus pontiaguda localizada na cauda. nigriventer). bahiensis). Os miriápodes são representados pelas centopeias, lacraias e piolhos-de-cobra. Seu corpo consiste na cabeça, que contém um par de antenas, e no tronco alongado, que é dividido em vários segmentos. Podem apresentar um ou dois pares de pernas por segmento, dependendo da espécie. Lacraia (Scolopendra morsitans). DiAlOGOS DA NATUREZA

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o Professor.

Como mecanismo de defesa contra possíveis predadores, o besouro-bombardeiro ejeta um líquido que pode atingir cerca de 100 ºC. A alta temperatura desse líquido resulta de uma reação química exotérmica entre o peróxido de hidrogênio e a hidroquinona. Esses compostos químicos ficam armazenados separadamente no corpo do besouro, mas são liberados simultaneamente e reagem de forma imediata.

Besouro-bombardeiro utiliza mecanismo de defesa (imagem sem escala; cores fantasia).

BROWN BEAR/WINDMILL BOOKS/UNIVERSAL IMAGES GROUP/GETTY IMAGES

Besouro-bombardeiro

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VOJCESHUTTERSTOCK.COM

Os equinodermos são exclusivamente marinhos e incluem representantes como a estrela-do-mar, o ouriço-do-mar e o pepino-do-mar. Eles são deuterostômios, assim como os cordados, o que os torna o grupo invertebrado mais próximo dos cordados. Durante a fase larval, eles apresentam simetria bilateral, e na fase adulta, apresentam simetria radial. Como características comuns ao grupo, é possível citar a ausência de cefalização e a presença de um esqueleto interno calcário composto por ossículos ou placas, que, em muitas espécies, se projetam na forma de espinhos. Outra característica dos equinodermos é a presença do sistema hidrovascular, um sistema de canais pelos quais a água do mar circula, auxiliando sua locomoção. Esse sistema é conectado aos pés ambulacrais, estruturas tubulares ocas. O fluxo de água pelo sistema promove a distensão e a retração dos pés ambulacrais, resultando no movimento do animal. Os principais grupos de equinodermos são os asteroides, os equinoides, os holoturoides, os crinoides e os ofiuroides. Os asteroides são representados pelas estrelas-do-mar. Apresentam o corpo achatado e, geralmente, cinco braços, que auxiliam na captura de presas. A boca está localizada na região central da face do corpo voltada para o substrato. Também nesta face estão os pés ambulacrais.

D A N B A G U R/ S H U T

TE R

UNIDADE

Equinodermos

A água entra no sistema hidrovascular por uma placa porosa situada na superfície do corpo, o madreporito. A água se distribui pelos canais que se estendem pelos braços do animal, atingindo pequenas bolsas musculares chamadas ampolas. As ampolas estão conectadas aos pés ambulacrais e controlam o fluxo de água. A contração das ampolas força a água para dentro dos pés ambulacrais, estendendo-os. A saída de água dos pés ambulacrais resulta em sua retração. A ação combinada dos diversos pés ambulacrais presentes no animal possibilita sua locomoção.

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM OC

K .C

• Você já visitou um museu de zoologia? O site a seguir te levará para um tour virtual dentro do Museu de Zoologia da USP. Nele, você pode visitar todos os espaços, ver diversos animais, suas características e curiosidades. É como se você estivesse lá!

Pés ambulacrais

Estrela-do-mar (Echinaster sepositus). No destaque, os pés ambulacrais.

Os equinoides são representados pelo ouriço-do-mar e pela bolacha-da-praia. Esses animais não possuem braços, mas têm cinco fileiras de pés ambulacrais que proporcionam um movimento lento. Os ouriços-do-mar possuem espinhos recobrindo o corpo, que conferem proteção. Os holoturoides são representados pelos pepinos-do-mar, que possuem corpo alongado. Os braços também estão ausentes, assim como nos equinoides. Os crinoides têm como representantes os lírios-do-mar. Eles apresentam braços numerosos, formados a partir da ramificação de cinco braços. Durante boa parte de sua vida, permanecem fixos ao substrato. STUBBLEFIELD PHO Os ofiuroides têm como representantes as serTO GR AP pentes-do-mar. Esses animais possuem cinco braços delgados e flexíveis, utilizados principalmente para a locomoção.

UTT /SH

ER S M TOCK.CO

Tour virtual pelo Museu de Zoologia da USP. Publicado por: Museu de Zoologia da USP. Disponível em: https://vila360.com.br/ tour/mzusp/?fb clid=IwAR1-O_byW zIAvpKl87cTAvI82W T9Igjv7Iotdli8GbyBL noqzMkbdWLyXKM. Acesso em: 22 set. 2024.

Serpente-do-mar (Ophiothrix suensonii).

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Explique a diferença entre os tipos de simetria

corporal dos animais e classifique os grupos de invertebrados estudados com base nessa característica.

2. Acidentes com águas-vivas e caravelas são comuns no litoral brasileiro. A partir do seu conhe cimento, explique como eles acontecem.

3. Analise o cladograma e as afirmativas indicadas

a seguir. Indique as afirmativas corretas e as incorretas, justificando sua resposta. Poríferos

Cnidários

Todos os outros animais Mesoderme Simetria bilateral Ancestral eumetazoário Endoderme e ectoderme

6. Muitas doenças são transmitidas por animais chamados vetores, como mosquitos, carrapatos, ácaros e piolhos. Considere que você seja um agente de saúde de sua comunidade. Converse com os colegas sobre estratégias que vocês poderiam implementar para conscientizar sua comunidade sobre essas doenças.

7. O biólogo marinho e animador americano

Stephen Hillenburg (1961-2018) utilizou seus conhecimentos sobre biologia marinha e sua paixão pela arte para criar o desenho animado “Bob Esponja Calça Quadrada”. Entre os principais personagens desta obra estão Bob Esponja, Gary, Lula Molusco, Seu Siriguejo e Patrick Estrela, que foram inspirados, respectivamente, em uma esponja-do-mar, um caracol, um polvo, um caranguejo e uma estrela-do-mar.

a) Os poríferos não possuem tecidos verdadeiros. Em contrapartida, durante o desenvolvimento embrionário dos demais grupos de animais, são formadas, ao menos, a ectoderme e a endoderme, que irão originar tecidos verdadeiros. b) Todos os animais estudados até aqui possuem simetria bilateral em algum estágio de seu desenvolvimento. c) Com exceção dos poríferos, todos os animais compartilham um ancestral comum que apresentava ectoderme, mesoderme e endoderme. d) A mesoderme se desenvolveu logo após o surgimento da endoderme e da ectoderme.

4. Os frutos do mar compreendem uma variedade

de animais marinhos que são consumidos como alimento pelos seres humanos ao redor do mundo. Alguns exemplos são camarões, lagostas, caranguejos, polvos, lulas, mexilhões, ostras e ouriços-do-mar. Identifique a quais grupos de invertebrados os exemplos citados pertencem e quais são suas principais características. Ao final, faça uma pesquisa e escreva uma receita da culinária brasileira que utilize algum destes animais como ingrediente.

5. Pesquise e monte uma apresentação sobre as principais características das minhocas e sua importância para o solo.

DAYUQ/DEPOSIT PHOTOS/IMAGEPLUS

Tempo

a) Identifique a que grupo de invertebrados cada um dos personagens foi inspirado e cite suas principais características. b) Stephen Hillenburg mostra como a união entre ciência e arte pode resultar em obras que divertem e educam. No entanto, o desenho animado “Bob Esponja Calça Quadrada“ apresenta inconsistências quando comparado à realidade, as quais são necessárias para atingir seu objetivo de entretenimento. Pesquise sobre a carreira de Stephen Hillenburg, suas inspirações para criar o desenho e como ele utilizou seu conhecimento em biologia marinha. Além disso, identifique e analise inconsistências relacionadas ao nome dos personagens e às características dos animais nos quais foram inspirados. Ao final, apresente sua pesquisa em formato digital para a turma. c) Crie seu próprio personagem de desenho animado inspirado em um dos seres vivos que estudou neste Tema. Desenhe o personagem e escreva uma breve descrição sobre ele, explicando como você incorporou seus conhecimentos científicos em sua criação.

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PENSE E RESPONDA

UNIDADE

TEMA

PEDRO BERNARDO/SHUTTERSTOCK.COM

Cordados

Não escreva no livro.

1 Cite duas carac-

terísticas do sapinho-pulga que permitem classificá-lo como um animal vertebrado.

2 O sapinho-pul-

ga é um anfíbio pertencente a um grupo de vertebrados que apresenta várias adaptações que lhes permitem viver em ambientes terrestres. Cite duas adaptações que você considera importantes para que um animal possa viver fora da água.

Sapinho-pulga (Brachycephalus pulex).

Analise o texto a seguir.

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

O menor vertebrado do mundo

Um macho do sapinho-pulga (Brachycephalus pulex) foi descrito como o menor vertebrado conhecido no mundo, com 6,45 milimetros (mm) de comprimento. O animal foi encontrado [...] na reserva da serra Bonita, sul da Bahia, cabendo com folga sobre a unha do dedo mindinho humano. [...] O MENOR vertebrado do mundo. Pesquisa Fapesp, São Paulo, 20 jan. 2012. Disponível em: www.revistapesquisa.fapesp.br/o-menor-vertebrado-do-mundo/. Acesso em: 22 set. 2024.

Ao nos referirmos a peixes, sapos, répteis, aves ou mamíferos, é comum chamá-los de vertebrados. Os vertebrados, que, de acordo com a classificação atual, compõem um subfilo, estão inclusos dentro do filo dos cordados, o qual também abarca alguns invertebrados. As características gerais dos cordados e os principais grupos que compõem este filo serão o foco deste Tema.

Características gerais dos cordados Os cordados são animais pluricelulares, heterotróficos e celomados com simetria bilateral. Apesar de abrigar grande diversidade, os cordados compartilham algumas características em comum, pelo menos em algum estágio de suas vidas. Uma delas é um cordão nervoso dorsal, que nos vertebrados origina a medula espinal e o encéfalo, protegido por um crânio cartilaginoso ou ósseo. Outra estrutura é a notocorda, uma haste longitudinal flexível que fornece suporte ao corpo do animal. Em alguns invertebrados, a notocorda persiste por toda a vida, enquanto nos vertebrados, ela está presente apenas na fase embrionária, sendo posteriormente substituída pela coluna vertebral. Notocorda

Cordão nervoso dorsal oco

LUIS MOURA

Músculos Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 714.

Representação de algumas das características gerais dos cordados (imagem sem escala; cores fantasia).

Boca Ânus Cauda

Fendas faringianas

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Os cordados podem ser classificados em urocordados, cefalocordados e craniados. KICHIGIN/ SHUTTERSTOCK.COM

Urocordados São animais marinhos, com notocorda na fase larval e corpo envolto pela túnica, que é uma camada de um polissacarídeo, similar à celulose, secretada pelo animal e que oferece proteção, auxilia na fixação e na filtração. Um exemplo de urocordados são as ascídias. Esses animais têm uma abertura para a entrada de água (sifão oral) e outra para a saída de água (sifão atrial). Em seu interior, a água é filtrada e as partículas das quais se alimentam são retidas.

Ascídias (Halocynthia sp.).

NORBERT WU/MINDEN PICTURES/FOTOARENA

Cefalocordados São animais marinhos, que vivem parcialmente submersos na areia. Eles possuem corpo alongado e mantêm a notocorda na fase adulta. Um exemplo é o anfioxo, que filtra partículas na água por meio de pequenos tentáculos próximos à sua boca.

Anfioxo (Branchiostoma californiens).

MCDONALD WILDLIFE PHOTOGRAPHY INC./ GETTY IMAGES

Craniados Possuem crânio que protege o encéfalo, sistema nervoso central desenvolvido, coluna vertebral e diversos sistemas de órgãos especializados. São exemplos os agnatos, os condrictes, os osteíctes, os anfíbios, os répteis, as aves e os mamíferos.

Lobo-guará (Chrysocyon brachyurus). O cladograma a seguir apresenta uma hipótese para as relações evolutivas entre os grupos dos cordados. Na sequência, os animais craniados serão apresentados com maior detalhe.

Cefalocordados Urocordados Feiticeiras

Lampreias

Condrictes

Osteíctes

Anfíbios

Lagartos e serpentes

Quelônios Crocodilianos

Aves

Mamíferos

Coração com quatro câmaras

SELMA CAPARROZ

CORDADOS CRANIADOS GNATOSTOMADOS TETRAPODES AMNIOTAS

Pelos Glândulas mamárias

Ovo com membrana extraembrionária Quatro membros Esqueleto ósseo Mandíbula

Crânio Vértebras Notocorda

Elaborada com base em: HICKMAN, Cleveland P. et al. Princípios integrados de zoologia. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. p. 800. URRY, Lisa A. et al. Campbell biology. 12. ed. Nova York: Pearson, 2020. p. 719.

Cladograma com as relações de parentesco entre alguns cordados (imagens sem escala; cores fantasia).

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UNIDADE

Os agnatos não apresentam pares de nadadeiras peitorais e pélvicas. Possuem nadadeira dorsal e caudal pouco desenvolvidas.

Os agnatos, assim como os condrictes e os osteíctes, são frequentemente chamados de peixes. O termo “peixes” é usado de forma geral para se referir a um grupo de vertebrados aquáticos com nadadeiras e respiração branquial. No entanto, essa designação não corresponde a um grupo taxonômico reconhecido. Os agnatos são representados pelas feiticeiras (ou peixes-bruxas) e pelas lampreias. São os únicos craniados sem Lampreia (Lampetra fluvialis). mandíbula, mas apresentam uma boca circular. Por meio No detalhe, a boca circular. dela, perfuram a pele da presa e fixam-se nela, alimentando-se de seus fluidos. Não têm escamas e apresentam nadadeiras ímpares, pouco desenvolvidas. Na fase adulta, as vértebras podem estar ausentes ou presentes de forma rudimentar.

BLICKWINKEL/ALAMY/FOTOARENA

Agnatos

Em sua fase larval, algumas feiticeiras podem apresentar vestígios de vértebras. No entanto, na fase adulta, as vértebras estão ausentes. As lampreias apresentam vértebras rudimentares.

Os condrictes, como tubarões, raias e quimeras, são peixes com um esqueleto predominantemente cartilaginoso. Eles foram o primeiro grupo de cordados a apresentar mandíbula, estrutura que possibilitou a diversificação dos alimentos ingeridos, além dos hábitos predatórios. A presença de mandíbula é uma característica compartilhada pelos gnatostomados, representados pelos condrictes, osteíctes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Nesses animais, as vértebras se desenvolvem plenamente. Os condrictes possuem nadadeiras peitorais e pélvicas pares, que garantem estabilidade e melhoram a locomoção na água, além de nadadeiras dorsal e caudal. Sua pele é revestida por escamas placoides, compostas de esmalte na camada externa e dentina na interna, estrutura semelhante à dos dentes dos vertebrados, reduzindo o atrito na água.

DARYL DUDA/ SHUTTERSTOCK.COM

CRIS ALENCAR

Condrictes

Tubarão-cinzento-dos-recifes (Carcharhinus amblyrhynchos). No detalhe, escamas placoides (imagem sem escala; cores fantasia).

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Física e de Química. Mais informações nas Orientações para o Órgãos eletrorreceptores dos tubarões professor.

De maneira geral, os animais produzem campos elétricos fracos devido à atividade elétrica de suas células, causada pelo movimento de íons através das membranas celulares. Os tubarões possuem, principalmente na região da cabeça, órgãos sensoriais denominados ampolas de Lorenzini, que têm abertura para o ambiente em forma de poros e são capazes de detectar variações nesses campos elétricos fracos. Isso permite que localizem presas fora de seu campo de visão, como as que estão enterradas na areia.

KEWIN LORENZEN/SHUTTERSTOCK.COM

DiAlOGOS DA NATUREZA

Ampolas de Lorenzini (orifícios escuros) na parte ventral da cabeça de um tubarão-tigre (Galeocerdo cuvier).

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Osteíctes

Os osteíctes são classificados em actinopterígeos, que compreendem os peixes com nadadeiras raiadas (nadadeiras sustentadas por raios ósseos); e os sarcopterígeos, que compreendem os peixes com nadadeiras lobadas (nadadeiras sustentadas por ossos em formato de bastão, envolvidos por músculos).

ROSTISLAV STEFANEK/SHUTTERSTOCK.COM

BESJUNIOR/ SHUTTERSTOCK.COM

Os osteíctes são os peixes ósseos, ou seja, apresentam esqueleto formado por ossos. Eles representam a maior diversidade entre peixes atuais. Muitos são importantes fontes de alimento para o ser humano, como a sardinha, a tilápia, o linguado, a tainha e o pirarucu. Os osteíctes têm o corpo revestido por escamas dérmicas, compostas por material ósseo e originadas da derme, a camada mais profunda da pele. Essas escamas são mais finas e sensíveis do que as escamas placoides dos condrictes. O padrão de nadadeiras é semelhante ao dos condrictes, mas são mais flexíveis, permitindo movimentos mais precisos. Assim como os tubarões, os osteíctes apresentam linha lateral, uma estrutura sensorial capaz de perceber vibrações e movimentos da água. Essa percepção auxilia os animais a identificarem a presença de predadores, obstáculos e presas, além de facilitar a navegação Linha lateral e a orientação no ambiente aquático. A maioria das espécies de osteíctes possui uma vesícula gasosa, um órgão que auxilia na flutuação desses animais Peixe da espécie e reduz o esforço muscular necessário Carassius carassius. para se manterem em uma determiNo destaque, a nada posição na coluna de água. linha lateral e as Este assunto permite um trabalho em conjunto escamas dérmicas. com o componente curricular de Física. Mais informações nas Orientações para o professor.

DiAlOGOS DA NATUREZA

Como a vesícula gasosa funciona?

Vesícula gasosa

ALEX SILVA

A manutenção da flutuabilidade dos peixes osteíctes a qualquer profundidade na coluna de água é possível graças a variações no volume de gás armazenado no interior da vesícula gasosa. Ao liberar parte do gás presente na vesícula gasosa, o peixe aumenta a densidade do seu corpo em relação à água, fazendo-o afundar. Por outro lado, ao direcionar mais gás para essa estrutura, ele reduz sua densidade, permitindo que suba em direção à superfície. Esse mecanismo de controle da flutuabilidade permite ao peixe se manter a uma determinada profundidade sem a necessidade de nado constante, economizando energia.

Elaboradas com base em: SCHMIDT-NIELSEN, Knut. Fisiologia animal: adaptação e meio ambiente. 5. ed. São Paulo: Santos, 2002. p. 453.

Representação da ação da vesícula gasosa quando o peixe afunda (A) e quando sobe na coluna de água (B) (imagens sem escala; cores fantasia).

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 Considerando que a água possui uma densidade de 1 g/cm³, qual deve ser a densidade máxima de um peixe para que ele consiga subir na coluna de água?

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Anfíbios Anfíbios, répteis, aves e mamíferos são tetrápodes, ou seja, possuem quatro membros adaptados para a locomoção em diferentes ambientes. Os anfíbios foram o primeiro grupo de vertebrados tetrápodes a viver fora da água, embora dependam dela para alguns aspectos de sua vida. Adaptações do sistema respiratório e locomotor foram importantes para que esses animais conquistassem o ambiente terrestre. O termo “anfíbio” faz referência aos dois estágios de desenvolvimento. Muitos anfíbios iniciam seu ciclo de vida na água, na forma larval, geralmente com respiração branquial e locomoção por meio de uma nadadeira caudal. Após a metamorfose, a maioria torna-se terrestre, desenvolvendo pulmões para respirar ar atmosférico e membros adaptados para locomoção em terra. No entanto, a respiração cutânea é importante em todas as fases da vida, e algumas espécies retêm características larvais na fase adulta. A diversidade de hábitats ocupados pelos anfíbios resultou em uma ampla variedade de adaptações para a locomoção, incluindo caminhar, saltar, escalar e nadar. Embora poucas espécies de anfíbios sejam completamente terrestres, todas exibem dependência de ambientes úmidos. Isso se deve, em parte, à sua pele fina e úmida, mantida assim pela ação de glândulas que produzem muco. Essas características permitem que as trocas gasosas também ocorram através da pele, tornando esses animais extremamente sensíveis a alterações ambientais, como a presença de poluentes químicos, que são absorvidos pela pele, e variações na umidade. A reprodução dos anfíbios também está ligada a ambientes aquáticos. Seus ovos, sem proteção contra o ressecamento, são depositados em locais úmidos ou diretamente na água, onde se desenvolvem até eclodirem (nascerem). As larvas crescem no meio aquático até completarem seu desenvolvimento e se tornarem animais adultos. Os anfíbios podem ser agrupados em: anuros, urodelos e ápodes. Os anuros são representados pelos sapos, rãs e pererecas. Apresentam uma Não PENSE E escreva RESPONDA fase larval, chamada girino. Esses animais passam por diversas mudanças até no livro. atingirem sua forma adulta, processo denominado metamorfose. Quando adultos, 4 Estudos indicam possuem quatro membros, sendo os posteriores bem desenvolvidos para o salto, que populações de e não apresentam cauda. Algumas espécies são capazes de escalar superfícies. anfíbios têm sido Os urodelos são representados pelas salamandras. Elas possuem corpo reduzidas em alalongado, quatro membros e cauda comprida. Algumas espécies são essenguns locais. A poluição ambiental cialmente aquáticas. pode ser um dos Os ápodes são representados pelas cecílias. Esses animais possuem fatores responsácorpo alongado e cauda curta, e não têm membros. Para se locomover, rasveis por essa retejam sobre o solo. Seus olhos são reduzidos, podendo ser recobertos por dução? Por quê? tegumento ou osso. Algumas espécies podem ser totalmente cegas na fase

UNIDADE

adulta, por isso, são conhecidas como cobras-cegas.

PEDR MOM O H. BERN ENT/G ARDO ETTY / IMAG ES

NATH AN A SHEP SHUT ARD/ TERS TOCK .COM

Salamandra-vermelha (Pseudotriton ruber).

Cobra-cega (Epicrionops niger).

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EL FIN

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Perereca-arborícola-europeia (Hyla arborea).

HUTT ERST OCK.C OM

As cecílias evoluíram de um ancestral que possuía quatro membros.

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Répteis Devido a características físicas e ecológicas, os répteis foram, durante algum tempo, classificados como um grupo formado por crocodilos, lagartos, cobras e tartarugas. Contudo, estudos baseados nas relações genéticas e evolutivas dos seres vivos mostraram que, considerando apenas esses representantes, o grupo réptil não é considerado monofilético. Isso significa que ele não inclui todos os grupos que descendem de um ancestral comum – no caso, as aves, que compartilham um ancestral com crocodilos, tartarugas, cobras e lagartos, como ilustrado no cladograma a seguir.

Cobras e lagartos

Ancestral comum PENSE E RESPONDA

Crocodilianos Não escreva no livro.

SELMA CAPARROZ

Tartarugas

5 Ao analisar o cla-

dograma, o que é possível concluir sobre a relação filogenética entre os répteis (lagartos, cobras, tartarugas, crocodilos) e as aves?

Aves

Elaborada com base em: URRY, Lisa A. et al. Campbell biology. 12. ed. Nova York: Pearson, 2020. p. 728.

Pela hipótese sugerida no cladograma, crocodilianos, tartarugas, cobras e lagartos compartilham um ancestral comum com as aves (nó laranja) (imagens sem escala; cores fantasia). Os répteis, assim como as aves e os mamíferos, apresentam diversas adaptações que lhes permitem viver em ambientes exclusivamente terrestres. Uma das principais características é a presença de um ovo com casca resistente ao ressecamento, contendo uma série de anexos embrionários que garantem as condições necessárias para o desenvolvimento do embrião em ambiente terrestre. Entre esses anexos está o âmnio, que protege o embrião de choques mecânicos e desidratação. Este anexo deu origem ao nome do grupo que inclui esses animais, os amniotas. Apresentam também respiração exclusivamente pulmonar, pele espessa revestida por escamas córneas de queratina ou placas, que os protege do ressecamento. Além disso, produzem menor volume de urina, o que ajuda na conservação de água no organismo, importante para ambientes secos.

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UNIDADE

Linhagens ancestrais de serpentes apresentavam quatro membros. No entanto, ao longo de sua evolução, os membros foram perdidos.

Os quelônios são representados por tartarugas e cágados, de hábitos aquáticos, e por jabutis, de hábitos terrestres. Esses animais possuem carapaça, formada por vértebras e costelas fundidas, cobertas por placas de queratina, que lhes confere proteção. As tartarugas não apresentam dentes e são dotadas de membros modificados em nadadeiras, que auxiliam sua movimentação na água.

SCOTT SMITH/CORBIS DOCUMENTARY/GETTY IMAGES

A maior parte dos répteis atuais tem quatro membros, utilizados para sua locomoção. As serpentes, no entanto, não apresentam membros e locomovem-se por meio de movimentos ondulatórios que promovem seu rastejamento sobre o solo. Parte das espécies possui dentes, e algumas serpentes apresentam presas inoculadoras de peçonha. Os répteis podem ser organizados em: quelônios, crocodilianos e escamados.

Os crocodilianos são representados pelos jacarés, crocodilos e gaviais. Seu corpo é revestido por placas córneas. Eles apresentam dentes e são dotados de membranas entre os dedos, que auxiliam sua locomoção no interior dos corpos d’água, onde podem passar boa parte do tempo.

WONDERLY IMAGING/SHUTTERSTOCK.COM

Jabuti-do-deserto (Gopherus agassizii).

Os escamados são representados pelos lagartos e serpentes, que possuem o corpo revestido por escamas. Apresentam dentes e, periodicamente, parte da epiderme desses animais é trocada por outra.

GUTA TIMMEN/SHUTTERSTOCK.COM

Jacaré-de-papo-amarelo (Caiman latirostris).

Teiú (Tupinambis merianae).

Fossetas loreais: sensores térmicos das serpentes Algumas espécies de serpentes apresentam fossetas loreais, que são aberturas localizadas próximas aos olhos e às narinas, sensíveis ao calor irradiado por outros animais. Essas estruturas facilitam a identificação de presas no ambiente.

Fosseta loreal VIKTOR LOKI/ SHUTTERSTOCK.COM

DiAlOGOS DA NATUREZA

Fosseta loreal em cascavel (Crotalus molossus). Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Física. Mais informações nas Orientações para o professor.

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CRIS ALENCAR

Aves As aves são descendentes de um ancestral comum aos répteis e, ao longo de sua evolução, desenvolveram diversas adaptações, muitas das quais estão relacionadas ao voo. Entre elas estão o corpo em formato aerodinâmico, que reduz a resistência do ar; revestimento de penas; e membros anteriores modificados em asas. A movimentação das asas é realizada por músculos peitorais bem desenvolvidos, que conferem a força necessária para o voo. As penas também auxiliam na manutenção da temperatura do corpo, reduzindo as perdas de calor para o ambiente. Além disso, podem apresentar uma camada oleosa que confere impermeabilização, uma característica importante para espécies com hábitos aquáticos. Elas também podem estar relacionadas à atração de parceiros para a reprodução. Outro fator importante é o esqueleto formado por ossos pneumáticos, que possuem cavidades preenchidas por ar, reduzindo sua densidade corporal. As aves não apresentam bexiga urinária nem dentes, características que, aliadas ao esqueleto menos denso, contribuem para a redução da massa corporal, favorecendo o voo. O sistema respiratório das aves também é adaptado ao voo, sendo capaz de suprir as altas demandas metabólicas associadas a essa atividade. Esse sistema conta com sacos aéreos, estruturas que atuam como reservatórios de ar. Analise a respiração das aves no esquema a seguir.

Sacos aéreos anteriores

CRIS ALENCAR

Pulmões

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Sacos aéreos posteriores

Barba Raque

Elaborada com base em: BRUSH, Alan H.; PRUM, Richard O. Which came first, the feather or the bird? Scientific American, [s. l.], v. 288, n. 3, p. 84-93, 2003.

Representação da estrutura de uma pena, do seu eixo central, denominado raque, partem filamentos, chamados de barbas (imagem sem escala; cores fantasia).

LONDON/ALAMY/FOTOAR

ENA

Osso pneumático de uma ave. O corte mostra a estrutura interna com espaços vazios. São necessários dois ciclos respiratórios para que o ar inspirado percorra todo o sistema respiratório das aves. Nesse processo, a maior parte do ar inspirado é armazenada nos sacos aéreos posteriores (1). Durante a primeira expiração, o ar oxigenado flui dos sacos aéreos para os pulmões (2) e, em seguida, é coletado nos sacos aéreos anteriores (3). Na segunda expiração, o ar dos sacos aéreos anteriores é expelido (4), otimizando as trocas gasosas. Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 939.

Representação do sistema respiratório de uma ave (imagem sem escala; cores fantasia).

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UNIDADE

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Pinguins, avestruzes, emas e kiwis são exemplos de aves que não voam. Mas você conhece o Kakapo? Assista ao vídeo sobre este animal no site a seguir. Kakapo: o papagaio mais pesado do mundo e não voa. Publicado por: Descobrindo animais PT. Vídeo (4 min). Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=ew3xBajq2xA. Acesso em: 26 ago. 2024.

BRETT SWAIN/SHUTTERSTOCK.COM

PIOTR KRZESLAK/SHUTTERSTOCK.COM

FOTOSTEVE/SHUTTERSTOCK.COM

Além dessas adaptações diretamente ligadas ao voo, as aves também apresentam pernas e pés revestidos por escamas córneas, semelhantes às dos répteis, e um bico adaptado às suas necessidades alimentares, variando de espécie para espécie.

Pelicano (Pelecanus sp.), seu bico é alongado e possui uma bolsa extensível, possibilitando a captura e o armazenamento de peixes (A). Águia-sapateira (Circus aeruginosus), seu bico é curvo e afiado, o que o auxilia a dilacerar os tecidos de suas presas (B). Pica-pau-verde-rubro (Melanerpes lewis), seu bico é forte e reto, o que o auxilia a perfurar a madeira para encontrar pequenos invertebrados (C). Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Física. Mais informações nas Orientações para o professor.

Aves e mamíferos são animais endotérmicos, ou seja, dependem de uma fonte interna de calor, que é produzido através do metabolismo para manter suas funções vitais. Essa característica, associada a mecanismos de dissipação do calor, permite que mantenham uma temperatura corporal estável, independentemente da variação da temperatura externa. Por outro lado, répteis, anfíbios e a maior parte dos peixes são ectotérmicos, e dependem de fontes externas de calor, como o Sol, para regular sua temperatura. Além disso, sua temperatura corporal varia conforme as condições ambientais. Ambos os grupos, no entanto, adotam comportamentos específicos para regular sua temperatura, como buscar sombra ou sol.

Endotermia e Ectotermia SELMA CAPARROZ

Endotermia e ectotermia

40 Mamífero

Temperatura corporal (°C)

DiAlOGOS DA NATUREZA

Peixe ósseo

Temperatura ambiental (°C)

Fonte: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 875.

Representação da variação da temperatura corporal de animais endotérmicos e de animais ectotérmicos, diante da variação da temperatura ambiental (imagens sem escala; cores fantasia).

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Os mamíferos são amniotas que possuem glândulas mamárias produtoras de leite, utilizado para alimentar os filhotes até certo estágio de seu desenvolvimento. Outras glândulas também estão presentes, como as sebáceas, que produzem sebo; as sudoríparas, que produzem suor; e as odoríferas, que produzem odores para comunicação, demarcação de território e defesa. Outra característica exclusiva é a presença de pelos, que podem revestir completamente o corpo ou serem restritos a algumas regiões. Os pelos são importantes para minimizar a perda de calor para o ambiente, auxiliando na manutenção da temperatura corporal. Algumas espécies exibem pelos modificados, como os porcos-espinhos, cujas cerdas duras auxiliam na defesa. O focinho de muitos mamíferos apresenta vibrissas, popularmente chamadas de bigodes, com função sensorial tátil. A pele dos mamíferos apresenta queratina, uma proteína que auxilia a minimizar a perda de água para o ambiente. A queratina também constitui unhas, garras e cascos, estruturas importantes para a locomoção, a alimentação e a defesa. Os mamíferos, em geral, possuem cérebros proporcionalmente maiores em relação ao corpo, comparados a muitos outros grupos de vertebrados. Assim como as aves, eles têm um cuidado parental mais prolongado com os filhotes, de maneira que possam aprender habilidades importantes para sua sobrevivência. Os mamíferos podem ser agrupados em: monotremados, marsupiais e placentários. Os monotremados são representados pelos ornitorrincos e pelas equidnas. Esses mamíferos não apresentam mamilos; o leite é secretado por meio de ductos que se abrem na pele. Além disso, eles põem ovos e possuem uma cloaca, uma abertura única para os sistemas digestório, urinário e genital. Ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus). Os marsupiais são representados pelos KAR EN B R O UG H/S HU cangurus, coalas e gambás. No geral, TT ER ST OC esses mamíferos apresentam um HENK BOGAAR D/SH UT T marsúpio, uma bolsa de pele ER ST OC K. situada no ventre da mãe, na qual os filhotes completam o desenvolvimento. Os placentários compreendem a maior diversidade de mamíferos. Correspondem aos animais cujo desenvolvimento embrionário ocorre no interior da placenta. Alguns exemplos são: macaco, coelho, golfinho, Canguru (Macropus sp.) morcego, tamanduá, lobo, onça e com filhote no marsúpio. outros. Onça-pintada (Panthera onca).

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Mamíferos

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Peixes da classe dipnoi, como a piramboia, também realizam respiração pulmonar em algumas condições, como quando há baixo nível de gás oxigênio dissolvido na água. Alguns anfíbios, como o axolote (Ambystoma mexicanum), exibem brânquias na fase adulta.

Respiração de vertebrados Respiração cutânea Em alguns peixes, como o peixe-bruxa, e nos anfíbios, como sapos, rãs e salamandras, as trocas gasosas ocorrem através da sua pele em conjunto com outras formas de respiração. Alguns invertebrados, como a minhoca e certos equinodermos também realizam respiração cutânea.

Respiração branquial Nos peixes e nos anfíbios, durante sua fase larval, as trocas gasosas ocorrem por meio das brânquias, que são evaginações da superfície do corpo. Como exemplo, considere a respiração branquial de um osteícte. A água entra pela boca do animal e passa pelas brânquias, que são vascularizadas. O sangue circulante recebe o gás oxigênio da água e elimina o gás carbônico. A água segue em direção ao meio externo pelo opérculo.

LUIS MOURA

Nos vertebrados, as trocas gasosas podem ser realizadas através da pele ou por estruturas específicas, como as brânquias e os pulmões. Opérculo

Arcos branquiais

Fluxo de água

Filamentos branquiais

Vasos sanguíneos Arco branquial

Capilares sanguíneos Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 935.

Representação da respiração branquial de um osteícte (imagens sem escala; cores fantasia).

Fluxo de água

Sangue rico em O2

Sangue pobre em O2

Respiração pulmonar

CRIS ALENCAR

Em animais terrestres, como boa parte dos anfíbios adultos, répteis, aves e mamíferos, as trocas gasosas ocorrem por meio dos pulmões. Dependendo do grupo considerado, os pulmões podem apresentar muitas ramificações, aumentando as superfícies de trocas gasosas. De modo geral, na respiração pulmonar, o ar é inspirado pela boca e/ou narinas e direcionado aos pulmões. Em regiões vascularizadas dos pulmões, o sangue circulante recebe o gás oxigênio do ar e elimina o gás carbônico. O ar é eliminado do organismo na expiração. Como exemplo, considere a respiração pulmonar de um anfíbio. Nesses animais, o ar que entra pelas narinas enche a parte inferior da cavidade bucal (1), e, ao pressionar o assoalho da cavidade bucal, o ar é empurrado para os pulmões (2). Após as trocas gasosas, o ar é eliminado do organismo 1 a partir da contração da musculatura da parede cor3 2 poral e pelo recuo elástico dos pulmões (3). Pulmões

Assoalho bucal

Elaborada com base em: HICKMAN, Cleveland P. et al. Princípios integrados de zoologia. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2009. p. 523.

Representação da respiração de um anfíbio (imagem sem escala; cores fantasia).

Retome que as aves apresentam sacos aéreos, que aumentam a eficiência das trocas gasosas realizadas pelos pulmões.

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SELMA CAPARROZ

Circulação de vertebrados

Hemolinfa: líquido que permeia as células e desempenha funções semelhantes às do sangue.

Os sistemas circulatórios dos animais podem ser abertos ou fechados. O sistema circulatório aberto leva este nome porque o sangue ou a hemolinfa não permanece no interior de vasos sanguíneos durante todo o seu percurso, sendo bombeado para regiões do corpo, diretamente sobre tecidos e órgãos. Os artrópodes e alguns moluscos possuem sistemas circulatórios abertos. No sistema circulatório fechado, o sangue permanece durante todo o percurso no interior de vasos sanguíneos, não entrando em contato direto com tecidos e órgãos. A minhoca, a lula, o polvo e todos os vertebrados possuem sistemas circulatórios fechados. Nos vertebrados, os vasos sanguíneos são as artérias e suas Capilares branquiais ramificações, que carregam o sangue que sai do coração; veias e suas ramificações, que levam o sangue ao coração; e capilares Artéria sanguíneos, vasos microscópicos em que ocorrem trocas gasosas. A circulação do sangue é impulsionada pelo bombeamento do coração. Esse órgão é dividido em duas câmaras distintas: o átrio, Átrio que recebe o sangue que entra no coração; e o ventrículo, que Ventrículo Veia bombeia o sangue para fora do coração. A quantidade de átrios e ventrículos do coração, bem como o modo como a circulação ocorre, varia entre os vertebrados. Legenda A maioria dos peixes ósseos e cartilaginosos apresenta Capilares Sangue rico em oxigênio do corpo circulação simples, na qual o sangue percorre o corpo passando Sangue pobre em oxigênio somente uma vez pelo coração em um ciclo completo. Nesses Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. peixes, o coração é dividido em um átrio e um ventrículo, e Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: bombeia o sangue em direção às brânquias para ser oxigenado. Artmed, 2015. p. 919. Representação da circulação em peixes. O sangue oxigenado é distribuído pelo corpo, levando gás oxigêAs setas indicam o sentido da circulação nio às células, que, por sua vez, liberam gás carbônico. O sangue, agora com baixa concentração de gás oxigênio, retorna ao coração. (imagem sem escala; cores fantasia). Os anfíbios, os répteis, as aves e os mamíferos apresentam Os peixes pulmonados (Dpinoi) possuem circulação dupla. circulação dupla, na qual o sangue percorre o corpo passando Capilares duas vezes pelo coração em um ciclo completo. Contudo, existem pulmonares algumas variações. e da pele Os anfíbios possuem o coração dividido em dois átrios (esquerdo e direito) e um ventrículo. Nesses animais, o coração bombeia sangue com baixa concentração de gás oxigênio em Átrio Átrio direito esquerdo direção à pele e aos pulmões, onde é oxigenado. O sangue oxigenado retorna ao coração. O coração, então, bombeia o sangue Ventrículo oxigenado para ser distribuído pelo corpo. O sangue com baixa concentração de gás oxigênio retorna ao coração. Capilares do corpo Nos anfíbios, como existe apenas um ventrículo, ocorre a Legenda mistura parcial do sangue oxigenado com o sangue de baixa oxiSangue rico em oxigênio Sangue pobre em oxigênio genação que é recebida pelos dois átrios. Sangue misturado

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 919.

Representação da circulação em anfíbios. As setas indicam o sentido da circulação (imagem sem escala; cores fantasia).

Solicite aos estudantes que comparem o esquema de circulação dos peixes com os outros vertebrados para reforçar a diferença entre a circulação simples e a circulação dupla.

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O coração dos animais classificados como répteis é dividido em dois átrios (esquerdo e direito) e um ventrículo, que é parcialmente separado por um septo, ocasionando a mistura parcial de sangue. Os répteis possuem duas artérias que levam o sangue ao corpo. No caso dos crocodilianos, o ventrículo é completamente dividido por um septo. Mesmo assim, ocorre a mistura parcial de sangue por meio de uma conexão existente entre as duas artérias que saem do coração. O coração das aves e mamíferos é dividido em dois átrios (esquerdo e direito) e dois ventrículos (esquerdo e direito). Nesses animais, o coração bombeia sangue com baixa concentração de gás oxigênio em direção aos pulmões, onde é oxigenado. O sangue oxigenado retorna ao coração, e, então, é bombeado para ser distribuído pelo corpo. O sangue com baixa concentração de gás oxigênio retorna ao coração. Não há mistura de sangue: o sangue oxigenado circula nas câmaras esquerdas do coração, e o sangue com baixa oxigenação, nas câmaras direitas do coração. Capilares pulmonares

Capilares pulmonares

Ventrículo

Átrio esquerdo Septo

Átrio direito

Átrio esquerdo

Ventrículo direito

Ventrículo esquerdo

SELMA CAPARROZ

Capilares do corpo Legenda Sangue rico em oxigênio Sangue pobre em oxigênio Sangue misturado Elaborada com base em: POUGH, F. Harvey; JANIS, Christine M.; HEISER,John B. A vida dos vertebrados. 4. ed. São Paulo: Atheneu, 2008. p. 281.

Representação da circulação de répteis não crocodilianos. As setas indicam o sentido da circulação (imagem sem escala; cores fantasia).

Capilares do corpo Legenda Sangue rico em oxigênio Sangue pobre em oxigênio

SELMA CAPARROZ

Átrio direito

UNIDADE

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 919.

Representação da circulação em mamíferos. As setas indicam o sentido da circulação (imagem sem escala; cores fantasia).

Reprodução de vertebrados A maioria dos vertebrados possui reprodução sexuada, ou seja, que envolve a participação de gametas. Nessa forma de reprodução, a união dos gametas pode ocorrer no ambiente, caracterizando a fecundação externa, ou no interior do corpo da fêmea, ao que se denomina fecundação interna. Após a fecundação, inicia-se o desenvolvimento do embrião que dará origem a um novo organismo. Quando o desenvolvimento do embrião ocorrer fora do corpo da mãe, mas dentro de um ovo, o animal é denominado ovíparo. Já quando embrião se desenvolve no interior de um ovo, que é mantido no corpo da mãe até a eclosão, o animal é designado ovovivíparo. Por fim, no caso de o desenvolvimento do embrião ocorrer no interior do corpo da mãe, a partir do qual obtém nutrientes, o animal é chamado de vivíparo.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

6 Forme um grupo com

seus colegas e façam uma pesquisa sobre o tipo de fecundação e de desenvolvimento de um animal de cada grupo de vertebrados estudado. Escrevam o resultado de sua pesquisa no caderno e compartilhem-no com a turma.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Cite as duas principais características dos cordados.

2. Em seu caderno, diferencie agnatos, condrictes e osteíctes, considerando suas principais características e representantes.

3. Quais são as principais adaptações das aves para o voo?

4. Na Austrália, existe um zoológico onde os vi-

sitantes podem visualizar imagens tridimensionais (hologramas) dos animais, alguns em tamanho real. Imagine que você é o biólogo responsável por fornecer textos sobre as principais características desses animais, que serão exibidos aos visitantes durante a visita. Escreva um texto utilizando as informações do quadro 1 para cada um dos três animais listados no quadro 2. Certifique-se de usar todos os termos do quadro 1, associando-os corretamente ao animal descrito. Os termos podem se repetir nos textos. Se for preciso, faça uma pesquisa.

escamas placoides, mandíbula, ampolas de Lorenzini, quatro membros, respiração pulmonar, respiração branquial, endotérmico, ectotérmico, fecundação interna, circulação dupla, circulação simples, pelos, ovíparo, vivíparo, tetrápode, amniota

tubarão, gambá, crocodilo

5. A arte rupestre compreende desenhos e gra-

PICTURES FROM HISTORY/UNIVERSAL IMAGES GROUP/GETTY IMAGES

vuras feitas pelos seres humanos em rochas e cavernas durante a pré-história. As representações frequentemente incluem animais, figuras humanas e cenas de caça, refletindo as atividades cotidianas dessas populações humanas.

Desenho rupestre encontrado na ilha indonésia de Sulawesi, feito há cerca de 45 mil anos.

a) O desenho da imagem representa um animal. A partir das características ilustradas, é possível inferir que esse animal pertence a qual grupo de vertebrados? Justifique sua resposta. b) Que outras características desse grupo não estão representadas no desenho?

6. Analise o trecho a seguir. Anfíbios representam os vertebrados mais ameaçados do mundo [...] Os anfíbios desempenham papel fundamental na natureza e são importantes para a sobrevivência da espécie humana. Sapos, rãs e pererecas são predadores naturais, contribuindo no controle de vetores responsáveis pela propagação de doenças como dengue, chikungunya, malária e febre amarela. [...] BRASIL. Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações. Instituto Nacional da Mata Atlântica. Anfíbios representam os vertebrados mais ameaçados do mundo. Brasília, DF: MCTI: INMA, 19 mar. 2024. Disponível em: https://www.gov.br/inma/pt-br/ assuntos/noticias/anfibios-representam-os-vertebrados-mais -ameacados-do-mundo. Acesso em: 15 set. 2024.

a) Os anfíbios são cordados vertebrados, apresentam um sistema circulatório fechado e uma circulação dupla. O que isso significa? b) Segundo o texto, o que é possível dizer sobre o papel dos anfíbios no ambiente? c) Alguns cientistas afirmam que os anfíbios são os primeiros a sentir as mudanças em um ambiente. Explique essa hipótese com base em seus conhecimentos sobre esses animais. Se necessário, realize uma pesquisa. d) Você considera que suas ações cotidianas podem levar animais à extinção? Pense sobre o assunto e escreva um texto com seus argumentos.

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Em conjunto com a coordenação da escola, organize uma visita a um zoológico situado em sua cidade ou região. Durante a visita, registrem fotografias e façam anotações sobre aquilo que mais lhe chamou a atenção.

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Sa¡ba ma¡s

UNIDADE

Pesca artesanal

RAFAEL CERQUEIRA/SHUTTERSTOCK.COM

A pesca artesanal constitui um modo de vida tradicional para muitas comunidades costeiras e ribeirinhas brasileiras, sendo importante para a segurança alimentar, a geração de renda e a manutenção da identidade cultural local. Essa população tradicional, presente ao longo de toda a costa brasileira, bem como ao longo de rios, lagos e lagoas, vive da pesca em pequena escala. Os animais capturados são destinados ao consumo da família, da comunidade ou à venda no comércio local. Os pescadores artesanais possuem uma relação de respeito com o ambiente, pois dependem da preservação das relações existentes na natureza para manter o bom desempenho de suas atividades. Para realizar a pesca, eles detêm amplo conhecimento sobre o ambiente. Sabem que as fases da Lua influenciam as marés, que afetam diretamente a pesca no mar. Também conhecem a dinâmica dos ventos e como eles podem influenciar a pesca. Sabem em quais épocas do ano podem pescar, onde, o que e como pescar. Este conhecimento ajuda a evitar o declínio de populações de peixes e outros animais. Entre as espécies de água salgada mais comumente comercializadas estão a tainha, a sardinha, o badejo, o robalo e o camarão. Entre as espécies de água doce, destacam-se o tucunaré, o pirarucu, o piau, o tambaqui, o dourado, o pintado e o pacu. A pesca artesanal, portanto, não só sustenta muitas comunidades, mas também preserva tradições culturais e ecológicas fundamentais para a diversidade de seres vivos e a conservação dos ecossistemas aquáticos.

Pesca artesanal em Salinas das Margaridas (BA), 2021.

AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Como os conhecimentos tradicionais dos pescadores artesanais contribuem para a conservação dos ecossistemas aquáticos e a gestão sustentável dos recursos pesqueiros?

2. Uma maneira eficaz de apoiar uma comunidade tradicional é divulgar sua cultura e costumes.

Para isso, elabore um podcast sobre uma comunidade de pescadores artesanais de sua região ou estado. Entre em contato com seus representantes e agende uma entrevista. Prepare um roteiro detalhado, abordando aspectos como o modo de vida, as técnicas de pesca utilizadas, a relação com o ambiente e outras particularidades da comunidade.

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TEMA

TAKAFUMI N URA/ AK AN O/

JI SUETSUGU/YAS

KEN

AN E

C. N

Lanterna-de-fada (Relictithismia kimotsukiensis). Y. G A ND

1 Você já se de-

O U VE A

Botânicos descobrem nova espécie de planta por foto em rede social BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Instituto de Pesquisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro. Botânicos descobrem nova espécie de planta por foto em rede social. Brasília, DF: MMA: JBRJ, 4 set. 2023. Disponível em: https://www.gov.br/jbrj/pt-br/ assuntos/noticias/botanicos-descobrem-nova-especie-de-planta-por-foto -em-rede-social. Acesso em 26 set. 2024.

parou com uma manchete que comunicava a descoberta de uma nova espécie de planta? Converse com os colegas.

Orquídea Merianthera calyptrata.

K E N JI

SU GU

Nova espécie de orquídea com “pétalas de vidro” é descoberta no Japão

2 As flores podem

WEISBERGER, Mindy. Nova espécie de orquídea com “pétalas de vidro” é descoberta no Japão. CNN Brasil, São Paulo, 18 mar. 2023. Disponível em: https://www.cnnbrasil.com.br/internacional/nova-especie-de-orquidea -com-petalas-de-vidro-e-descoberta-no-japao/. Acesso em: 26 set. 2024.

Orquídea pétalas-de-vidro (Spiranthes hachijoensis). S CO

V EI SIL

apresentar formatos variados, como o da nova espécie de orquídea citada, que é tão delicada e frágil que foi associada ao vidro. Que outras plantas com flores você conhece? Descreva o formato dessas flores a um colega.

TAG IRO

LANTERNA-de-fada: Planta rara que não faz fotossíntese é descoberta no Japão. Galileu, São Paulo, 4 mar. 2024. Disponível em: https://revistagalileu.globo.com/ ciencia/biologia/noticia/2024/03/lanterna-de-fada-planta-rara-que-nao-faz -fotossintese-e-descoberta-no-japao.ghtml. Acesso em: 26 set. 2024.

AK IN

Lanterna-de-fada: Planta rara que não faz fotossíntese é descoberta no Japão

Leia as manchetes a seguir.

Não escreva no livro.

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

PENSE E RESPONDA

Plantas

3 O maracujá é um fruto produzido pelo maracujazeiro. Em sua opinião, todas as plantas produzem frutos?

Nova espécie de maracujá é descoberta em unidade de conservação no Acre MUNIZ, Tácita. Nova espécie de maracujá é descoberta em unidade de conservação no Acre. G1, [s. l.], 30 jan. 2023. Disponível em: https://g1.globo.com/ac/acre/ natureza/amazonia/noticia/2023/01/30/nova-especie-de-maracuja-e -descoberta-em-unidade-de-conservacao-no-acre.ghtml. Acesso em: 22 set. 2024.

Flor de maracujá (Passiflora acreana). Existe uma grande diversidade de plantas ao redor do mundo. Até o momento, foram descritas cerca de 350 mil espécies de plantas. Esse número continua a crescer à medida que novas pesquisas são realizadas, como representado pelas reportagens. Em meio a essa diversidade de plantas, é possível reconhecer diversas estruturas, com formas e funções variadas. Algumas dessas estruturas são compartilhadas por diferentes grupos de plantas, enquanto outras são exclusivas, como estudaremos neste Tema.

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Características gerais das plantas As plantas são seres eucariontes, pluricelulares, formadas por células com parede celular. Grande parte das células também apresenta clorofila. Elas são autótrofas e realizam fotossíntese, com algumas exceções, como a lanterna-de-fada, que obtém seus nutrientes a partir de uma associação com fungos espécies parasitas absorvem nutrientes de seus hospedeiros, como o cipó-chumbo presentes em suas raízes. Algumas (Cuscuta racemosa). As plantas são utilizadas como alimento por diversos seres vivos, participam do ciclo da água, auxiliam na regulação do clima e na manutenção da qualidade do solo, da água e do ar. Outra característica das plantas é a sua origem a partir de um embrião multicelular, que, inicialmente, desenvolve-se no interior de tecidos parentais. A evolução dessa característica trouxe vantagens às plantas, pois, ao se desenvolver no interior de tecidos parentais, o embrião é protegido de condições ambientais extremas, além de receber nutrientes. Por se originarem a partir de um embrião multicelular, as plantas são denominadas embriófitas. No ciclo de vida das plantas, ocorre a alternância de gerações. Isto é, duas gerações de organismos pluricelulares, uma haploide (n) e outra diploide (2n), alternam-se ao longo de seu ciclo de vida, como mostra o esquema a seguir. Se necessário, retome os conceitos haploide e diploide, apresentados no Tema 3 da Unidade 1.

4 Os gametas femininos e os gametas Mitose masculinos são produzidos por estruturas distintas. No caso, são os gametângios femininos e masculinos, respectivamente.

Esporo

Mitose Gametófito (n)

Gametas

Zigoto 3. O esporófito corresponde à geração diploide (2n). Nessa geração, ocorre a produção de esporos (n) por meiose.

Meiose

Fertilização 2n

3 Esporófito (2n)

1. A geração haploide (n) é denominada gametófito. Nela, ocorre a produção de gametas (n) masculinos e femininos, por mitose.

SELMA CAPARROZ

4. O s esporos compreendem células reprodutivas capazes de desenvolver um novo organismo de forma independente, ou seja, sem a necessidade de fecundação. No caso, os esporos se desenvolvem e originam o gametófito, reiniciando o ciclo.

UNIDADE

2 Mitose

2. A fecundação dos gametas resulta em um zigoto (2n), que irá se desenvolver e formar o esporófito.

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 614.

Representação da alternância de gerações das plantas.

Origem e evolução das plantas As plantas evoluíram a partir de algas verdes ancestrais do grupo das carófitas, há cerca de 470 milhões de anos. Esses ancestrais provavelmente viviam em águas rasas, próximas às margens de lagos e lagoas, onde nem sempre permaneciam submersos e, ocasionalmente, ficavam expostos ao ar. Com o passar do tempo, ao longo do processo evolutivo, essas algas acumularam características que permitiram às primeiras plantas viverem permanentemente em ambiente terrestre, acima da linha da água. As primeiras plantas terrestres exibiam dependência da água para a reprodução; e o corpo não apresentava suporte estrutural contra a gravidade. Ao longo do tempo, com a evolução de diferentes características vantajosas à sobrevivência no ambiente terrestre, as plantas se diversificaram e ampliaram a colonização desse ambiente.

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ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Você sabe diferenciar uma planta aquática de uma alga? Acesse o site e descubra as adaptações das plantas ao ambiente aquático e suas diferenças em relação às algas. As algas são plantas aquáticas? Publicado por: Edevo Darwin. Disponível em: https://biota.fe.usp.br/as-algas -sao-plantas-aquaticas/. Acesso em: 24 set. 2024.

Hepáticas Origem das plantas terrestres Alga verde ancestral

Musgos

Pteridófitas

500

450

400

350

300

Angiospermas

Plantas com sementes

Gimnospermas das plantas com 3 Origem sementes atuais

Plantas vasculares

Plantas vasculares sem sementes

Licófitas Origem das plantas vasculares

Plantas terrestres

Antóceros

Plantas avasculares (briófitas)

FOTOGRAFIAS: FÁBIO COLOMBINI; FÁBIO COLOMBINI; SVETLANA KLAISE/SHUTTERSTOCK. COM; BJORN SVENSSON/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA; IGOR PRUSAC/ SHUTTERSTOCK.COM; FEIFEI CUI-PAOLUZZO/GETTY IMAGES; PAKN/SHUTTERSTOCK.COM

Os representantes atuais das plantas terrestres podem ser agrupados em: plantas avasculares, plantas vasculares sem sementes e plantas vasculares com sementes. Analise o cladograma a seguir, que representa uma hipótese proposta para as relações evolutivas entre esses grupos.

Milhões de anos atrás (maa) EDITORIA DE ARTE

Elaborada com base em: URRY, Lisa A. et al. Campbell biology. 12. ed. Nova York: Pearson, 2020. p. 623.

Cladograma que representa uma das hipóteses das relações evolutivas das plantas. As plantas avasculares são as plantas terrestres mais antigas na escala evolutiva. Elas não apresentam estruturas especializadas na condução de água e produtos da fotossíntese. Atualmente, são representadas pelas hepáticas, pelos musgos e pelos antóceros, reunidos em um grupo não monofilético conhecido por briófitas. As plantas vasculares são plantas terrestres que apresentam vasos condutores de água e produtos da fotossíntese. As plantas vasculares mais antigas na escala evolutiva não apresentavam sementes. Atualmente, elas são representadas pelas licófitas e pelas pteridófitas. O surgimento das sementes é um importante evento evolutivo. Elas carregam o embrião da planta, fornecendo proteção e nutrientes para o seu desenvolvimento. As sementes estão presentes nas plantas vasculares mais recentes na escala evolutiva, representadas pelas gimnospermas e pelas angiospermas. As sementes das gimnospermas não são protegidas ou envolvidas por outras estruturas. Já as sementes das angiospermas estão protegidas no interior de frutos, os quais, juntamente às flores, compreendem estruturas exclusivas desse grupo.

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Briófitas Algumas espécies, como a Syntrichia caninervis, vivem em ambientes secos, como os desertos.

As briófitas são representadas pelos musgos, pelas hepáticas e pelos antóceros. Elas são frequentemente encontradas em ambientes úmidos e sombreados, mas não se restringem a eles. Embora o termo briófita seja utilizado para se referir às plantas avasculares, é importante destacar que as briófitas não correspondem a um grupo monofilético. W UT_M OPP IE/S HU TT Essas plantas não apresentam raiz, caule e folha especializados (verdadeiER ST OC ros), mas estruturas similares, chamadas de rizoides, cauloides e filoides. Os rizoides ancoram a planta no substrato. Os cauloides sustentam os filoides, que, por sua vez, são clorofilados e realizam a fotossíntese. A absorção de água e sais minerais costuma ocorrer diretamente do ambiente, ao longo de todo o corpo das briófitas. Em algumas espécies, esse processo pode ser auxiliado por certas estruturas presentes nos cauloides e nos filoides. De modo geral, as briófitas não atingem grandes dimensões. Seu crescimento em altura é limitado porque não apresentam estruturas rígidas de sustentação do corpo, que ofereceriam suporte contra a gravidade. Outro fator para a limitação de seu crescimento é a ausência de vasos condutores, que possibilitariam o transporte de água, sais e nutrientes a longas distâncias. Nesse caso, o transporte dessas subsMusgo (Polytrichum commune). tâncias é feito célula a célula, por difusão.

UNIDADE

Reprodução das briófitas As briófitas são dependentes da água para a reprodução, pois a água é o meio utilizado para locomoção dos gametas masculinos, liberados por um indivíduo no ambiente, até o gameta feminino de outro indivíduo. Esse é um dos motivos pelos quais essas plantas são comuns em ambientes úmidos. No ciclo de vida das briófitas, o gametófito é a geração dominante, ou seja, é mais duradoura que o esporófito. No gametófito, existem estruturas responsáveis pela produção de gametas, chamadas gametângios. O gametângio masculino é denominado anterídio e produz os anterozoides (gametas masculinos). O gametângio feminino é denominado arquegônio e produz a oosfera (gameta feminino). O esporófito é pouco duradouro e permanece ligado ao gametófito, do qual é nutricionalmente dependente.

IANREDDING/SHUTTERSTOCK.COM

Hepática (Marchantia polymorpha).

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Gametófito masculino (n)

Como exemplo, analise o ciclo de vida de um musgo.

Anterídio

ALEX ARGOZINO

Anterozoide

Gametófitos jovens 1. Sobre o gametófito feminino, forma-se o arquegônio. Sobre o gametófito masculino, forma-se o anterídio. 2. O arquegônio produz a oosfera e o anterídio produz inúmeros anterozoides. 3. Os anterozoides são liberados no ambiente. Como são flagelados, locomovem-se até a oosfera por meio da água. 4. No interior do arquegônio, ocorre a fecundação. 5. O zigoto se desenvolve em um esporófito jovem, que cresce sobre o gametófito. 6. Na extremidade do esporófito maduro, forma-se o esporângio. 7. O esporângio produz milhares de esporos, os quais são liberados no ambiente. 8. Em condições favoráveis, os esporos germinam e originam gametófitos (masculinos ou femininos).

Germinação de esporos Esporos (n)

Gametófito feminino (n)

Arquegônio

Esporófito jovem (2n)

Esporângio

6 5

Esporófitos maduros (2n)

Oosfera

Água Zigoto (2n)

Arquegônio Haploide (n) Diploide (2n)

Embrião Gametófitos (n)

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 619.

Representação do ciclo de vida de um musgo (imagens sem escala; cores fantasia).

Pteridófitas

Samambaia (Rumohra adiantiformis).

Avenca (Adiantum capillus-veneris).

RICARDO DE PAULA FERREIRA/SHUTTERSTOCK.COM

LA SU/SHUTTERSTOCK.COM

ROOLLOORALLA/SHUTTERSTOCK.COM

As pteridófitas são plantas vasculares, assim como as gimnospermas e as angiospermas. Contudo, as pteridófitas não produzem sementes. São representadas pelas samambaias, avencas, cavalinhas e samambaiaçus. Elas podem ocupar diversos ambientes, mas são mais frequentes em locais úmidos.

Samambaiaçu (Dicksonia sellowiana).

As plantas vasculares apresentam raiz, caule e folhas com tecidos especializados na condução, o xilema e o floema. O xilema realiza o transporte de água e sais minerais absorvidos pelas raízes para o restante do corpo da planta. O floema realiza o transporte de açúcares produzidos pela fotossíntese, normalmente realizada nas folhas, até os locais em que serão utilizados ou armazenados.

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UNIDADE

Um dos componentes da parede das células que formam os vasos do xilema é a lignina, uma substância que confere resistência a essa estrutura. Por isso, a presença de vasos condutores oferece maior sustentação à planta, além de permitir que o transporte de água ocorra a longas distâncias. Essas características possibilitam às plantas vasculares atingirem dimensões maiores que as briófitas.

Reprodução das pteridófitas

Soros

TY GE T

ES C H K E/S T O N E/

ALEX ARGOZINO

Comumente, a fecundação ocorre a partir de gametas produzidos por gametângios de indivíduos diferentes, pois sua maturação se dá em momentos distintos.

MAXIMILIAN BUZUN/ ALAMY/FOTOARENA

As pteridófitas são dependentes da água para a reprodução, pois os anterozoides de um indivíduo se locomovem até a oosfera de outro indivíduo através da água. Diferentemente das briófitas, no ciclo de vida das pteridófitas e das demais plantas vasculares, o esporófito compreende a geração dominante. Ele corresponde à planta com folhas que observamos no ambiente. O gametófito, por sua vez, é menor, de difícil percepção, além de ser pouco duradouro. Como exemplo, estudaremos o ciclo de vida de uma samambaia.

ED R

3 4

Esporo (n)

Anterozoide

Esporângio

Anterídio

Gametófito jovem

Esporófito maduro (2n)

Esporófito jovem

Gametófito maduro (n)

5 Arquegônio

Oosfera

Zigoto (2n)

Soro

1 Haploide (n) Diploide (2n)

7 Gametófito

1. No esporófito maduro, formam-se os esporângios. No caso das samambaias, os esporângios estão agrupados em estruturas denominadas soros, localizados na parte inferior das folhas. 2. Os esporângios produzem milhares de esporos, os quais são liberados no ambiente. 3. Em condições favoráveis, os esporos germinam e originam gametófitos. 4. Em um mesmo gametófito, formam-se arquegônios e anterídios. Os arquegônios produzem a oosfera e os anterídios produzem inúmeros anterozoides. 5. Os anterozoides de um indivíduo são liberados no ambiente e utilizam o flagelo para se locomover até a oosfera de outro indivíduo. Seu deslocamento ocorre através da água. 6. A fecundação ocorre no interior do arquegônio. 7. O zigoto se desenvolve em um esporófito jovem.

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 624.

Representação do ciclo de vida de uma samambaia (imagens sem escala; cores fantasia).

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Gimnospermas FABIO COLOMBINI

As gimnospermas são representadas pelos pinheiros e pelas araucárias. Elas compreendem as primeiras plantas vasculares com sementes a surgirem na escala evolutiva. Suas sementes são “nuas”, ou seja, não são envolvidas por nenhuma outra estrutura. As plantas vasculares com sementes tornaram-se dominantes no ambiente terrestre. A conquista desse ambiente está relacionada a algumas adaptações, como a presença da semente e do grão de pólen.

Sementes

FABIO COLOMBINI

A semente consiste em um embrião, reservas de nutrientes e um revestimento externo. Ela traz vantagens à sobrevivência das plantas que a apresentam. Por exemplo, no interior da semente, o embrião está protegido de condições ambientais adversas, como a desidratação. Além disso, dispõe de nutrientes que auxiliam os estágios iniciais de seu desenvolvimento, até que a planta jovem seja capaz de produzir seu próprio alimento pela fotossíntese. Outra vantagem é que a semente pode ser transportada a longas distâncias pelo vento, por animais e outros agentes, um processo chamado dispersão. A dispersão possibilita que as plantas colonizem novos locais. Dependendo das condições ambientais, a semente pode permanecer dormente por meses até germinar.

Grão de pólen

Pinheiro (Pinus elliottii).

O grão de pólen é o gametófito masculino dessas plantas e corresponde, portanto, à geração que produz gametas masculinos. Com a presença do grão de pólen, a água não é mais necessária como meio de transporte dos gametas masculinos. Sua transferência até as estruturas que abrigam os gametas femininos pode ocorrer por meio do vento ou de animais, um processo denominado polinização. Por isso, a reprodução das plantas com sementes independe da água. A presença do grão de pólen contribuiu para que as plantas vasculares com sementes ampliassem a colonização do ambiente terrestre, ocupando locais com baixa disponibilidade de água.

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M T E R RA/ S H U T MU CO

Megasporângio (2n) Célula que dará origem ao megásporo

4 Grão de pólen germinado

Megásporo (n)

Célula espermática (n) Revestimento Núcleo da oosfera (n) da semente

Reserva alimentar

7 8

Embrião (2n)

Sementes

Araucária (Araucaria angustifolia) (A). Estróbilo feminino. No caso das araucárias, é conhecido popularmente como pinha (B). Pinhões. Os pinhões são as sementes das araucárias (C) e são tradicionalmente utilizados na culinária da região Sul do Brasil.

2 Microsporângio (2n)

ALEX ARGOZINO

Grãos de pólen (n) Plântula

Explique aos estudantes que, diferentemente dos animais, os óvulos das plantas não correspondem aos gametas femininos. Nesse caso, os óvulos abrigam o gameta feminino, denominado oosfera.

Estróbilo masculino

Esporófito maduro (2n)

RIC O/S H U T TE

.C O

AME

Óvulo

VID

Estróbilo feminino

No ciclo de vida das gimnospermas, o esporófito (2n) é a geração dominante. Nele, encontram-se estruturas reprodutivas denominadas estróbilos ou cones. Nos estróbilos masculinos, ocorre a produção de grãos de pólen, que são levados pelo vento até os estróbilos femininos. Estes, por sua vez, abrigam óvulos, onde ocorre a produção de gametas femininos, a oosfera. As gimnospermas apresentam dois tipos de esporos: os megásporos (esporos femininos) e os micrósporos (esporos masculinos). Os megásporos são produzidos pelos megasporângios (esporângios femininos), e os micrósporos são produzidos pelos microsporângios (esporângios masculinos). Por convenção, o uso do prefixo “mega” está associado a estruturas femininas, enquanto o prefixo “micro”, a estruturas masculinas. Para o estudo do ciclo de vida das gimnospermas, considere como exemplo um pinheiro.

BY VALMIR SINGH/MOMENT/GETTY IMAGES

Reprodução das gimnospermas

UNIDADE

Denomina-se heterosporia a presença de dois tipos de esporos: os megásporos e os micrósporos. A heterosporia não é exclusiva de plantas com sementes, pois está presente em algumas espécies de plantas sem sementes. No entanto, boa parte das plantas sem sementes é homosporada, isto é, apresentam um tipo de esporo.

6 Tubo polínico

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 634.

1. No esporófito maduro, existem estróbilos femininos e estróbilos masculinos. 2. Os estróbilos masculinos abrigam microsporângios, que produzem micrósporos. Cada micrósporo se desenvolve em um grão de pólen, que é disperso pelo vento. 3. Os estróbilos femininos abrigam óvulos; cada óvulo contém um megasporângio. 4. Quando um grão de pólen alcança um óvulo, inicia-se a formação do tubo polínico. Essa estrutura é responsável por conduzir os gametas masculinos até o gameta feminino. 5. Conforme o tubo polínico se desenvolve, no interior do megasporângio ocorre a formação de um megásporo funcional. 6. A partir do desenvolvimento do megásporo, ocorrem alguns eventos que levam à formação da oosfera. Ao longo desse processo, no interior do tubo polínico, ocorre a formação de duas células espermáticas, que atuam como gametas masculinos. 7. A fecundação ocorre quando há a união entre o núcleo de uma célula espermática e o núcleo da oosfera, resultando em um zigoto. 8. O zigoto se desenvolve em um embrião, enquanto o óvulo origina a semente. 9. A semente é dispersa no ambiente; em condições ideais, pode germinar, originando um novo indivíduo, que corresponde ao esporófito. Haploide (n)

Diploide (2n)

Representação do ciclo de vida de um pinheiro (imagens sem escala; cores fantasia). Quatro megásporos são formados por meiose; contudo, apenas um é funcional. O megásporo se desenvolve

no megagametófito, que formará o arquegônio. Em seu interior, ocorre a formação da oosfera. Normalmente, formam-se mais de um arquegônio; cada um deles, origina uma oosfera. É possível que ocorra mais de uma fecundação; contudo, apenas um embrião é formado.

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Angiospermas As angiospermas constituem o grupo de plantas com maior diversidade de espécies atuais, incluindo árvores frutíferas (como laranjeiras, jabuticabeiras e pitangueiras), gramíneas (como trigo, milho e capim-dourado), leguminosas (como feijão, soja e ervilha), plantas ornamentais (como ipês, quaresmeiras e bromélias), entre outras. As angiospermas são plantas vasculares com sementes e apresentam flores e frutos como estruturas exclusivas.

Flores As flores são estruturas especializadas na reprodução sexuada. Elas apresentam formas, cores e tamanhos variados. Como exemplo, estudaremos uma flor completa.

Estigma

Antera Estame

Estilete

Filete

Ovário Óvulo

Receptáculo: onde se prendem os apêndices florais. Sépalas: normalmente verdes e espessas, conferem proteção. O conjunto de sépalas é denominado cálice.

Sépala Receptáculo Pedúnculo

LÁPIS 13B

Pétala

Carpelo

Carpelo: formado pelo estigma, que recebe os grãos de pólen; pelo estilete, que conecta o estigma ao ovário; e pelo ovário, que abriga um ou mais óvulos, onde ocorre a produção da oosfera. O conjunto de carpelos é denominado gineceu.

Pétalas: normalmente coloridas e delgadas, estão relacionadas à atração de animais polinizadores. O conjunto de pétalas é denominado corola. Estame: formado pelo filete, uma haste fina que sustenta a antera, local onde os grãos de pólen são produzidos. O conjunto de estames é denominado androceu. Pedúnculo: haste que confere sustentação à flor. Elaborada com base em: TAIZ, Lincoln et al. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 626.

Representação de uma flor completa em corte (imagem sem escala; cores fantasia).

Abelha conhecida como mandaçaia (Melipona quadrifasciata) com grãos de pólen aderidos ao corpo. De modo geral, flores polinizadas por abelhas são coloridas e possuem odor agradável.

SIDNEY CARDOSO/ FOTOARENA

As características das flores podem estar relacionadas à maneira como a polinização ocorre naquela espécie, ou seja, ao modo como os grãos de pólen são transportados até os estigmas. Entre as angiospermas, é comum que a polinização seja realizada por animais ou pelo vento. Flores polinizadas por animais costumam apresentar características atrativas a eles, como pétalas coloridas, aromas específicos e néctar, que é uma fonte de alimento rica em açúcares. Ao visitar as flores em busca de alimento, os animais podem ficar com grãos de pólen enroscados no corpo. Quando se deslocam para outra flor, os grãos de pólen podem se soltar e cair sobre os estigmas.

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UNIDADE ESIN DENIZ/SHUTTERSTOCK.COM

TER DAVID HAVEL/SHUT

STOCK.COM

Morcego (Lonchophylla robusta) alimenta-se do néctar de uma flor. De modo geral, flores polinizadas por morcegos abrem à noite, possuem odor forte e produzem muito néctar.

COULANGES/SH UTTERSTOCK.COM

Mosca poliniza uma flor da espécie Stapelia schinzii. De modo geral, flores polinizadas por moscas que se alimentam da matéria orgânica em decomposição apresentam cores escuras e odor forte, como o de carne podre.

Algumas espécies de flores, como a Ophrys speculum, assemelham-se a fêmeas de insetos como a vespa. Ao serem atraídos por essas flores, os machos desses insetos promovem a polinização. A espécie de vespa atraída por essa

Flores polinizadas pelo vento não costumam ser coloridas, além de não planta é a Campsoscolia ciliata. produzirem néctar. No geral, liberam uma grande quantidade de grãos de pólen no ambiente, o que aumenta a probabilidade de ocorrer a polinização. A polinização possibilita a fecundação dos gametas. Após a fecundaDIRK VON MALLINCKRODT/ISTOCK/GETTY IMAGES PLUS/GETTY IMAGES ção, o óvulo se desenvolve na semente, e o ovário, em fruto.

Frutos Os frutos verdadeiros são formados a partir do desenvolvimento do ovário após a fecundação. Eles conferem proteção às sementes e auxiliam sua dispersão. Algumas plantas possuem mecanismos próprios de dispersão: seus frutos se abrem e lançam suas sementes a longas distâncias. Outras dependem de agentes externos, como o vento e os animais. ER A N / S H U T T E RST

K. C

Os frutos que possuem reservas nutritivas, como a goiaba, podem ser ingeridos com suas sementes. Muitas vezes, as sementes não são digeridas e podem ser dispersas em outros locais, junto às fezes dos animais.

BRIAN A JACKSON/ SHUTTERSTOCK.COM

C L IH

Os frutos do carrapicho possuem ganchos que se prendem ao pelo dos animais, sendo carregados a longas distâncias.

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Y RE

G GI N

S /A L A M Y /F O T O

Os frutos da planta da espécie Impatiens glandulifera se rompem e lançam as sementes. A abertura do fruto ocorre a partir de estímulos mecânicos, como a chuva.

Os frutos do dente-de-leão (Taraxacum sp.) são pequenos, leves e plumosos (com aspecto de pluma), o que facilita sua dispersão pelo vento.

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Quatro megásporos são formados por meiose; contudo, apenas um é funcional. O núcleo do megásporo funcional se divide por mitose algumas vezes, originando uma célula com oito núcleos haploides. Essa massa multinucleada é dividida por membranas, formando o saco embrionário. No saco embrionário, existe uma grande célula central com dois núcleos polares, duas células chamadas sinérgides, três células denominadas antípodas e a oosfera. Uma das fecundações ocorre entre esses dois núcleos polares e um núcleo espermático, possibilitando, assim, a formação do endosperma.

Reprodução das angiospermas

No ciclo de vida das angiospermas, ocorrem duas fecundações. Uma delas se dá entre os gametas masculino e feminino, originando um zigoto (2n). A outra origina o endosperma (3n), um tecido triploide que funciona como uma reserva nutritiva ao embrião em desenvolvimento. Analise o esquema a seguir que representa o ciclo reprodutivo de uma angiosperma. Quatro megásporos são formados por meiose; contudo, apenas um é funcional.

1 Carpelo

Antera

Microsporângio Micrósporo (n)

Flor

ALEX SILVA

Óvulo com megasporângio (2n)

2 Ovário 3 Embrião (2n) Endosperma (3n) Envoltório

Semente

Grão de pólen Megasporângio (2n) Megásporo (n)

Estigma Tubo polínico Células espermáticas (n)

Estilete

Saco embrionário Oosfera (n)

7 Zigoto (2n)

Legenda

Haploide (n) Diploide (2n)

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 640.

Representação do ciclo de vida de uma angiosperma (imagens sem escala; cores fantasia).

Na etapa 9, os tecidos do fruto que envolvem a semente não são mostrados.

1. As flores são formadas no esporófito maduro. 2. Os ovários das flores abrigam os óvulos; cada óvulo contém um megasporângio. 3. No interior do megasporângio ocorre a formação de um megásporo funcional. 4. O megásporo se desenvolve e origina o saco embrionário (que corresponde ao gametófito feminino). No interior do saco embrionário, estão algumas células, sendo uma delas a oosfera. 5. No interior das anteras das flores, estão os microsporângios, que produzem micrósporos. Os micrósporos originam os grãos de pólen, que são dispersos pelo vento ou por animais. 6. Quando um grão de pólen alcança o estigma, inicia-se a formação do tubo polínico. No interior do tubo polínico, ocorre a formação de duas células espermáticas (gametas masculinos). 7. O tubo polínico se desenvolve até atingir um dos óvulos, onde descarrega as células espermáticas. 8. Ocorrem duas fecundações: uma das células espermáticas se une à oosfera, formando o zigoto; a outra célula espermática se une aos dois núcleos de uma célula central existente no interior do saco embrionário, formando o endosperma. 9. O zigoto se desenvolve em um embrião. O óvulo se desenvolve na semente, e o ovário, em fruto. 10. A semente é dispersa no ambiente e, em condições ideais, pode germinar. O embrião se desenvolverá em um novo indivíduo, que corresponde ao esporófito.

A PENSE E RESPONDA

Endosperma Envoltório da semente

Não escreva no livro.

Envoltório da semente Embrião em desenvolvimento

LÁPIS 13B

Nas angiospermas, durante o desenvolvimento do embrião, são formadas uma ou duas folhas embrionárias denominadas cotilédones. Os cotilédones podem armazenar nutrientes ou transferi-los do endosperma para o embrião, dependendo da espécie considerada. No milho, por exemplo, forma-se um cotilédone, que auxilia na transferência dos nutrientes do endosperma ao embrião. No feijão, formam-se dois cotilédones, que também armazenam nutrientes.

4 P or que uma

planta de feijão consegue crescer apenas com água e algodão, e até quando ela continuará crescendo nessas condições?

Cotilédone

Embrião em desenvolvimento

Cotilédones

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 823.

Representação de uma semente de milho inteira e em corte, mostrando estruturas internas (A). Representação de uma semente de feijão inteira e em corte, mostrando estruturas internas (B).

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. O ciclo de vida das plantas possui alternância de gerações. Explique o que isso significa.

2. A reprodução de alguns grupos de plantas é

algumas delas no solo. Em condições ideais, as sementes podem germinar e originar novos indivíduos.

dependente da água. A respeito do assunto, responda às questões a seguir.

a) As araucárias pertencem a qual grupo de plantas? Cite suas principais características.

a) Quais grupos de plantas são dependentes da água para se reproduzir? Em sua resposta, explique o motivo dessa dependência.

b) As sementes compreendem uma importante novidade evolutiva. Quais são as vantagens conferidas pelas sementes à sobrevivência das plantas que as apresentam?

b) Quais grupos de plantas não são dependentes da água para se reproduzir? Em sua resposta, explique a adaptação presente nesses grupos que contribuiu para sua independência da água na reprodução.

3. Em seu caderno, organize as principais características de briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas em um quadro.

4. Uma das características das plantas vasculares é o crescimento em altura, atingindo dimensões superiores às das plantas avasculares.

a) O que caracteriza uma planta vascular? Cite os grupos de plantas que são vasculares. b) Por que as plantas vasculares atingem maiores dimensões que plantas avasculares? LEO_BOTANIST/SHUTTERSTOCK.COM

5. Analise a imagem e res-

ponda às questões. a) O que são as estruturas presentes na imagem e em qual grupo de plantas elas estão presentes?

b) Qual a relação dessas estruturas com os esporos? Em sua resposta, indique o que são os esporos e em qual geração do ciclo de vida das plantas eles são formados.

6. A gralha-azul (Cyanocorax caeruleus) alimenta-se das sementes das araucárias (Araucaria angustifolia), sendo um dos principais animais dispersores dessa espécie. Ao transportar as sementes em voo, a gralha-azul acaba derrubando

Gralha-azul (Cyanocorax caeruleus).

REISEGRAF.CH/SHUTTERSTOCK.COM

c) No interior dessas estruturas, ocorre que tipo de divisão celular: mitose ou meiose?

UNIDADE

c) A gralha-azul contribui para a dispersão das sementes das araucárias. Qual é a importância da dispersão das sementes? d) As araucárias são as árvores símbolo do estado do Paraná. Faça uma pesquisa sobre o assunto e anote os resultados encontrados em seu caderno.

7. Leia o texto a seguir.

[...] Estima-se que 90% das espécies de plantas com flores silvestres do mundo dependam, total ou parcialmente, da polinização animal. Essa situação envolve mais de 75% das culturas alimentares e 35% das terras agrícolas globais. [...] Fatores como práticas agrícolas intensivas, alterações no uso dos solos, monocultura, pesticidas, alta das temperaturas e alterações do clima aumentariam as ameaças às populações de abelhas que teriam impacto na qualidade alimentar. [...] NAÇÕES UNIDAS. Dia mundial da abelha ressalta engajamento entre polinizadores e jovens. ONU News, [s. l.], 20 maio 2024. Disponível em: https://news.un.org/pt/story/2024/05/1831846. Acesso em: 6 ago. 2024.

a) O que é polinização? b) Qual é a importância dos animais polinizadores? Utilize dados do texto para embasar sua resposta. c) As abelhas são importantes polinizadoras de diversas espécies de plantas. Segundo o texto, que fatores ameaçam a existência desses animais? d) Muitos animais polinizadores estão ameaçados de extinção. Que consequências podem ser provocadas, caso sejam extintos? Se necessário, realize uma pesquisa para complementar sua resposta.

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As plantas medicinais e os povos originários e comunidades tradicionais

Sa¡ba ma¡s

TIP

/SH U

TTERSTOCK

.C O

K AO

Jambu (Acmella oleracea).

Arnica (Arnica montana).

As flores do jambu (Acmella oleracea) são utilizadas pelos indígenas Ticuna da Amazônia para aliviar dores de dente e inflamações bucais. Suas flores, quando mastigadas, liberam um composto com propriedades anestésicas e analgésicas.

As flores ou raízes da arnica (Arnica montana) são valorizadas pela comunidade quilombola do Vale do Ribeira, em São Paulo, para tratar contusões, inchaços e dores musculares, por causa das suas propriedades anti-inflamatórias e analgésicas.

N SH

TE S

H A/SH U TTE R ST

ER S TO CK.C O M

UT T

/S H

I JA

O uso de plantas medicinais por povos originários e comunidades tradicionais é uma prática ancestral que reflete um profundo conhecimento da flora local e suas aplicações para a saúde. Esse conhecimento é resultado de séculos de convivência e observação dos ciclos naturais, favorecendo, na maioria das vezes, o uso sustentável dos recursos disponíveis. O conhecimento sobre as plantas é transmitido de geração em geração, através de práticas, rituais e oralidade, garantindo a sustentabilidade e a proteção dos seres vivos. Considere alguns exemplos.

R VO

I/ S

H UT

TE RS TO CK.C O

Guaco (Mikania glomerata).

Espinheira-santa (Maytenus ilicifolia).

As folhas do guaco (Mikania glomerata) são utilizadas pelos indígenas Guarani do sul do Brasil para combater problemas respiratórios, incluindo asma e bronquite, por causa das suas propriedades expectorantes.

A espinheira-santa (Maytenus ilicifolia), popular entre as comunidades caiçaras do litoral brasileiro, tem suas folhas utilizadas no tratamento de úlceras gástricas e problemas digestivos, sendo reconhecida por suas propriedades cicatrizantes e protetoras da mucosa estomacal.

Expectorar: eliminar secreções por meio da tosse.

O conhecimento que os povos e comunidades tradicionais possuem sobre o uso medicinal das plantas é fundamental para a manutenção de sua saúde. Também é importante para a ciência moderna, pois pode ser utilizado como base para a pesquisa e para o desenvolvimento de novos medicamentos. AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Além das plantas mencionadas anteriormente, você conhece alguma outra planta medicinal? Para que ela é utilizada?

2. Qual é a importância dos conhecimentos de povos e comunidades tradicionais sobre plantas medicinais?

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Of¡C¡na C¡enT f¡Ca

UNIDADE

Germinação

Materiais

Procedimentos

• 4 copos plásticos;

• Com o auxílio da caneta, enumere os copos plásticos de 1 a 4.

• 12 sementes de feijão;

• Em cada um dos copos plásticos, acrescente um pedaço de algodão para cobrir o fundo dos copos. Sobre o algodão, acrescente três sementes de feijão.

• Algodão suficiente para cobrir o fundo dos 4 copos;

• Nos copos 1 e 3, acrescente três colheres de sopa de água. Nos copos 2 e 4, não acrescente água.

• Água; • 1 caixa de madeira ou de papelão; • 1 colher de sopa;

• 1 caneta marcador.

• Coloque os copos 1 e 2 em um ambiente com acesso à luminosidade natural do ambiente. Coloque os copos 3 e 4 no interior da caixa de papelão, que deve ser mantida fechada.

Representação da montagem do experimento (imagens sem escala; cores fantasia). AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Quais foram os resultados observados ao final do experimento? 2. Elaborem uma explicação para os resultados. Se necessário, realizem uma pesquisa para complementar sua resposta.

3. Planejem e executem novos testes de germinação. Analisem os resultados obtidos nesses testes e os comparem com os resultados deste experimento.

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TEMA

PENSE E RESPONDA

Fisiologia vegetal Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Não escreva no livro.

1 Você já percebeu que

alguns frutos amadurecem mais rapidamente do que outros? Compartilhe suas experiências sobre o assunto.

2 Quais mudanças você

A agricultura é responsável pela produção de uma grande diversidade de alimentos de origem vegetal. Contudo, parte dos frutos cultivados estraga antes mesmo de chegar aos consumidores finais. Isso ocorre porque, mesmo após a colheita, os frutos continuam produzindo compostos que causam seu amadurecimento. Recentemente, uma empresa indiana desenvolveu uma maneira de minimizar essas perdas. A empresa criou sachês com moléculas sinalizadoras, que podem ser inseridos nas caixas utilizadas para o transporte e armazenamento dos frutos. Essas moléculas são gradativamente liberadas sobre os frutos, desencadeando respostas específicas que desaceleram seu amadurecimento. Com isso, os frutos permanecem próprios para o consumo por mais tempo. O crescimento e o desenvolvimento das plantas envolvem diferentes processos fisiológicos. Alguns deles, como o amadurecimento de frutos, estão relacionados à sinalização química realizada por hormônios vegetais. Neste Tema, estudaremos mais sobre a fisiologia das plantas.

observa em frutos maduros quando comparados com os que ainda não estão?

3 Existem algumas práti-

cas que podem ser realizadas para acelerar ou retardar o amadurecimento de alguns frutos. Você conhece alguma delas? Converse com seus colegas.

BEL

LEN

A/S

HUT

TER

STO

O amadurecimento dos frutos é um dos fatores considerados pelos consumidores ao comprá-los.

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UNIDADE

Obtenção e transporte de água e nutrientes Por meio da fotossíntese, grande parte das plantas sintetiza açúcares que serão utilizados como fonte de energia. A realização desse processo metabólico depende da obtenção de água e de gás carbônico, recursos presentes no ambiente. A água normalmente é absorvida pelas raízes, enquanto o gás carbônico é absorvido pelas folhas. A água que foi absorvida é transportada até as folhas, local onde predominantemente a fotossíntese é realizada. Na presença de luz solar, essas moléculas são transformadas em gás oxigênio e açúcares. Esses produtos são transportados por toda a planta para que sejam utilizados pelas células na respiração celular. Ou, no caso dos açúcares simples, para que sejam empregados na síntese de amido, um polissacarídeo de reserva energética. Analise o exemplo a seguir que resume como esses processos são realizados por uma angiosperma. ALEXANDRE DE SOUZA

Os açúcares são produzidos pela fotossíntese realizada nas folhas.

Nas folhas, ocorrem as trocas gasosas entre as plantas e o ambiente: o gás carbônico é absorvido e o gás oxigênio é liberado.

3 Nas folhas, parte da água é perdida ao ambiente na forma de vapor.

2 A água e os sais minerais absorvidos são transportados pelos vasos do xilema até as partes aéreas da planta.

Os açúcares produzidos são transportados pelos vasos do floema por todo o corpo da planta, até os locais onde serão utilizados ou armazenados.

1 A água e os sais minerais são absorvidos pelas raízes.

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 779.

Representação da obtenção e do transporte de recursos em uma angiosperma (imagem sem escala; cores fantasia). A partir deste momento, estudaremos cada um desses processos com mais detalhes.

Absorção de água e sais minerais Como vimos, a absorção de água e de sais minerais é feita pelas raízes. Para tanto, as células de alguns tecidos das raízes acumulam minerais, que são, em boa parte, transportados ativamente para seu interior. Como a concentração de íons no interior dessas células é maior do que a do meio ao seu redor, a água é absorvida por osmose.

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No interior da raiz, a água e os solutos, como os minerais, podem se movimentar por diferentes rotas até chegar aos vasos do xilema. Como representado na ilustração a seguir, a água pode se mover pela parede celular e pelos espaços entre as células, sem adentrá-las, formando um caminho contínuo (A); através da membrana plasmática das células (B); ou ainda, por meio de canais de comunicação entre células vizinhas (C).

Floema

LUIS MOURA

Xilema

C B Epiderme

Elaborada com base em: TAIZ, Lincoln et al. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 103.

Representação das rotas de absorção de água pela raiz (imagens sem escala; cores fantasia).

Transporte de seiva inorgânica Nos vasos do xilema, a água e os sais minerais passam a constituir uma solução denominada seiva inorgânica, que é transportada em direção às partes aéreas da planta. Esse transporte é unidirecional, ocorrendo sempre a partir das raízes em direção às folhas. Este assunto permite um trabalho em conjunto com os componentes curriculares de Física e Quimica. Mais informações nas Orientações para o professor. Seiva Atmosfera inorgânica

Subida da coluna de água pelo xilema: tensão e coesão

O transporte de seiva inorgânica pelo xilema pode ser explicado pela tensão e coesão, que possibilitam a subida da coluna de água das raízes até as folhas, contra a gravidade. Vejamos como isso ocorre. Parte da água absorvida pelas plantas é perdida para o ambiente na forma de vapor, através das folhas. Quando isso ocorre, cria-se uma tensão (pressão negativa) no interior das folhas, capaz de “puxar” a água do xilema para repor a água que foi perdida. Ou seja, a tensão está relacionada à sucção gerada no interior do xilema e que participa do transporte da água. Essa tensão é transmitida ao longo de toda a extensão dos vasos do xilema devido à coesão das moléculas de água. A coesão se refere à força de atração entre as moléculas de uma mesma substância, que, neste caso, é a água. As moléculas de água se mantêm unidas umas às outras por meio das ligações de hidrogênio, formando uma coluna contínua dentro do xilema. Dessa forma, as moléculas de água são atraídas em direção às partes aéreas (tensão) e permanecem conectadas, formando uma coluna ininterrupta (coesão) nos vasos do xilema.

CECÍLIA IWASHITA

DiAlOGOS DA NATUREZA

Estômato

Perda de Água vapor de água para o ambiente Células do xilema

Coesão das moléculas de água no Água xilema Raiz

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 789.

Absorção de água do solo

Representação do transporte de seiva inorgânica em uma angiosperma. A seta azul indica o sentido do transporte, que ocorre das raízes em direção às folhas (imagens sem escala; cores fantasia).

Partícula do solo

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Os açúcares sintetizados na fotossíntese passam a constituir a seiva orgânica, solução transportada pelo floema a todas as partes da planta. Esse transporte ocorre das fontes em direção aos drenos de açúcar. Uma fonte de açúcar compreende os locais em que os açúcares são produzidos pela fotossíntese ou liberados pela quebra do amido armazenado. No geral, as fontes compreendem as folhas maduras, principais locais de realização da fotossíntese, e alguns órgãos de reserva de amido, como o caule ou as raízes de algumas espécies vegetais. Já um dreno de açúcar compreende os locais em que os açúcares são consumidos ou armazenados, como as raízes, as folhas imaturas e os frutos em desenvolvimento.

Transpiração

H2O

UNIDADE

Transporte de seiva orgânica

Fonte (órgão produtor)

CECÍLIA IWASHITA

Floema

Xilema

Açúcar

H2O

Dreno (órgão consumidor) Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 795.

Representação do transporte de seiva orgânica em uma angiosperma. A seiva pode ser transportada em diversas direções, saindo de uma fonte e chegando a um dreno (imagens sem escala; cores fantasia).

A abertura dos estômatos ocorre quando íons de potássio (K+) são acumulados ativamente no interior das células-guarda. Consequentemente, também ocorre a entrada de água nessas células, que ficam túrgidas, promovendo a abertura da fenda.

Células subsidiárias

H2O

LÁPIS 13B

A transpiração compreende a água perdida para o ambiente na forma de vapor. Esse processo ocorre principalmente nas folhas, por meio de estruturas denominadas estômatos, que, na maioria das plantas, estão localizados na superfície inferior das folhas. Por meio deles, também ocorrem as trocas gasosas. Os estômatos são formados por duas células-guarda, que controlam a abertura e o fechamento de uma fenda. Ao redor das células-guarda, existem células subsidiárias, que as auxiliam em suas funções.

K+ K+ Fenda

H2O

Células-guarda

H2O

O fechamento dos estômatos ocorre quando o transporte ativo dos íons de K+ é interrompido. Então, esses solutos são transportados por difusão para as células subsidiárias, o que resulta na perda de água. As células-guarda ficam murchas, promovendo o fechamento da fenda.

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 791.

Representação do mecanismo de abertura (A) e de fechamento de um estômato (B) (imagens sem escala; cores fantasia). A transpiração das plantas, associada à evaporação da água do solo e de superfícies aquáticas, resulta em um processo chamado de evapotranspiração. A evapotranspiração adiciona vapor de água à atmosfera, que, eventualmente, pode precipitar na forma de chuva. Portanto, a evapotranspiração ajuda a manter a umidade do ar e a promover precipitações. A transpiração das plantas tem relação direta com os rios voadores. Veja mais informações sobre o assunto nas Orientações para o professor.

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Hormônios vegetais

• Auxinas: estimulam o alongamento do caule, sendo responsáveis pelo crescimento de algumas espécies vegetais em direção à luz. A principal auxina naturalmente sintetizada pelas plantas é o ácido indolacético (AIA). • Citocininas: estimulam a divisão celular em raízes, embriões e frutos. Atuam na regulação do crescimento vegetal em conjunto com as auxinas. • Giberelinas: estimulam o crescimento de caules e folhas. Também promovem o crescimento de frutos, além de sinalizarem a quebra de dormência das sementes e a germinação. • Etileno: esse hormônio é um gás que está relacionado à perda de folhas (abscisão foliar) e ao amadurecimento de alguns tipos de frutos, tornando-os amolecidos e doces, entre outras ações fisiológicas. Durante o amadurecimento, as cores externas dos frutos mudam e novos odores são produzidos.

Lado iluminado

ALEX SILVA

Muitos processos fisiológicos que ocorrem nas plantas estão relacionados à ação de hormônios vegetais, também chamados de fitormônios. Os hormônios são moléculas sinalizadoras que desencadeiam respostas específicas em células e tecidos alvos. Nas plantas, eles são produzidos em diferentes tecidos e podem ter múltiplos efeitos. A seguir, são apresentadas as principais ações de alguns fitormônios na fisiologia vegetal.

Lado sombreado

Luz

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 841.

Representação do crescimento do caule em direção à luz. Essa resposta é promovida pela concentração de auxinas no lado sombreado do caule, resultando no alongamento das células localizadas nessa região. Isso provoca uma curvatura do caule na direção da fonte de luz.

• Ácido abscísico (ABA): inibe a germinação das sementes, mantendo seu estado de dormência. Outra função desempenhada por esse hormônio é promover o fechamento dos estômatos das folhas diante do estresse hídrico, reduzindo a transpiração e limitando a perda de água. Apesar de seu nome, o ABA não exibe um papel relevante na abscisão foliar. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

4 No início deste Tema, foi apresentado um produto capaz de inibir a liberação de um hormônio

AT¡v¡DaDeS

ALEX SILVA

pelos frutos pós-colheita. Que hormônio é esse? Explique sua resposta.

Não escreva no livro.

1. Como ocorre a absorção de água pelas plantas? Indique o local em que esse processo ocorre.

2. Explique como é realizado o transporte de seiva inorgânica pelo corpo das plantas.

3. A retirada de um anel da casca de uma árvore pode interromper o transporte de seiva orgânica a certas regiões de seu corpo. Com

o passar do tempo, observa-se a dilatação da região acima desse anel, ocasionada pelo acúmulo de produtos da fotossíntese.

Região dilatada

Elaborada com base em: RAVEN, Peter Hamilton; EVERT, Ray Franklin; EICHHORN, Susan E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 734.

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a) Qual tecido condutor é afetado pela retirada do anel da casca? b) Por que ocorre o acúmulo de produtos da fotossíntese na região acima do local de retirada do anel da casca? c) O que se espera que aconteça com essa planta, com o passar do tempo? Explique sua resposta.

vasos distintos, mantidos em diferentes condições pelo mesmo período. Um dos vasos (vaso A) foi mantido em um ambiente naturalmente iluminado, funcionando como controle. O outro vaso (vaso B) foi mantido em um ambiente escuro, apenas iluminado por uma fonte artificial de luz, posicionada lateralmente ao vaso. Analise os resultados desse experimento após alguns dias, representados na ilustração a seguir. Vaso A

4. A evapotranspiração pode ser estimada por vários métodos. Um deles é o sensoriamento remoto, que combina imagens obtidas por satélite a dados meteorológicos. As estimativas podem auxiliar os agricultores a determinar as melhores espécies a serem cultivadas em certa região, qual é a frequência com que devem irrigá-las, entre outros. Considerando seus conhecimentos sobre o assunto, responda às questões a seguir.

ALEXANDRE DE SOUZA

Considerando a situação expressa no enunciado e seus conhecimentos sobre o transporte de seiva vegetal, responda às questões a seguir.

UNIDADE

Vaso B

a) O que é a evapotranspiração? b) Qual é o papel da evapotranspiração no ciclo hidrológico? Se necessário, realize uma pesquisa para elaborar sua resposta.

JUAN DIEGO VALDEZ QUISPE/ SHUTTERSTOCK

c) A imagem é de uma estrutura localizada nas folhas das plantas. Que estrutura é essa e qual é sua relação com a evapotranspiração?

Corte paradérmico de folha do arbusto da espécie Portulaca oleracea, popularmente conhecido como beldreoga (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 140 vezes; colorida artificialmente). d) Relacione o desmatamento com a evapotranspiração. Se necessário, faça uma pesquisa sobre o assunto.

5. Durante as aulas de Biologia, uma professora conduziu o seguinte experimento: cultivou mudas de uma determinada espécie vegetal em dois

Com base em seus conhecimentos sobre hormônios vegetais, responda às questões a seguir. a) Quais foram os resultados observados no vaso B? b) Que hormônio vegetal está relacionado a esses resultados? Elabore uma explicação para eles.

6. Um dos combustíveis utilizados para a ilumi-

nação pública no século XIX era o querosene. Na época, notou-se que árvores próximas aos postes de iluminação frequentemente perdiam suas folhas de forma prematura, o que intrigava os pesquisadores. Em 1901, descobriu-se que o responsável por esse fenômeno era um gás liberado na combustão do querosene. Esse gás atua como um hormônio vegetal. Considerando seus conhecimentos sobre o assunto, responda às questões a seguir. a) Que gás poderia estar ocasionando a queda de folhas nessa situação? b) Qual é o outro efeito desse gás?

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ORGAN¡ZANDO AS ¡De¡AS

2 VIDA EM

1 COMO

Bactérias

Monera

Fungi

Bacteria

Trocas gasosas

Absorção

Xilema

Transporte Hormônios vegetais

Processos fisiológicos

AS 6 COMO PLANTAS

Platelmintos

Artrópodes

Moluscos

Nematódeos

DIVERSIDADE DE SERES VIVOS

Floema Seiva inorgânica Seiva orgânica

Obtenção de recursos

Cnidários

Doenças

Archaea

Eucarya

Equinodermos

Medicamentos Combustíveis Cosméticos

Plantae

domínios

Poríferos

Algas

Processos industriais

Animalia

Animais invertebrados

Arqueias Protozoários

Fungos

Protista

reinos

ANIMAIS SEM COLUNA VERTEBRAL

Decomposição da matéria

Propostas de classificação

3 ALGUNS

TODO LUGAR

CLASSIFICAR A VIDA?

ALEX ARGOZINO

Analise o esquema a seguir, que apresenta e relaciona os principais conceitos estudados nesta Unidade.

Briófitas

Agnatos

Condrictes

PLANTAS Plantas

Avasculares

Sem sementes

FUNCIONAM?

Imagens ilustrativas e sem escala; cores fantasia.

Répteis

Aves

Osteíctes

Vasculares Com sementes

Gimnospermas

Pteridófitas

Anelídeos

Anfíbios Craniados

Angiospermas

Flores

Frutos

Mamíferos Urocordados

Cefalocordados Cordados

ANIMAIS COM NOTOCORDA Não escreva no livro

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UNIDADE

AT¡v¡DADeS COMPleMeNTAReS Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor. Não escreva no livro

Tema 13: Nomenclatura e classificação dos seres vivos

1. Diferentes espécies de anfíbios são conhecidas

popularmente por sapo-boi, tais como: Rhinella schneideri, Rhinella icterica, Rhinella marina e Ceratophrys ornata. Sobre essas espécies, analise as afirmativas a seguir e indique aquelas que são verdadeiras. Reescreva as falsas, corrigindo-as. I. Todas as espécies listadas pertencem ao mesmo reino. II. Todas as espécies listadas pertencem ao mesmo gênero. III. Todas as espécies listadas possuem o mesmo nome popular e o mesmo nome científico. IV. O epíteto específico das espécies listadas não é o mesmo. V. É possível dizer que três das espécies listadas são mais aparentadas entre si.

2. (UEA-AM) A taxonomia proposta por Lineu orga-

nizou os seres vivos, inicialmente, em apenas 5 táxons (categorias). Para fins didáticos, na atualidade são utilizadas 7 categorias taxonômicas que agrupam hierarquicamente os seres vivos. De acordo com a taxonomia atual, dois organismos a) de espécies diferentes certamente são do mesmo filo. b) do mesmo gênero certamente são da mesma espécie. c) da mesma família certamente são do mesmo gênero. d) da mesma espécie certamente são da mesma família. e) de gêneros diferentes certamente são da mesma família.

Tema 14: Bactérias, arqueias, protozoários, algas e fungos

3. (Enem/MEC) Um agricultor, visando melhorar a

vida útil dos vegetais que comercializa, optou por embalagens a vácuo. Esse procedimento impede a proliferação dos principais microrganismos que participam da decomposição dos alimentos, prolongando o período de consumo dos vegetais.

Esse tipo de embalagem impede a proliferação de microrganismos porque a) retém água. b) controla o pH. c) evita a perda de nutrientes. d) mantém a temperatura constante. e) impede o contato com o oxigênio.

Tema 15: Animais invertebrados

4. (Unesp) A quitosana é um biopolímero obtido da quitina e tem diversas atividades biológicas importantes, como antioxidante, anti-inflamatória, anticoagulante, antitumoral e antimicrobiana. (Mariana Pezzo. https://sinteses.blogfolha.uol.com.br, 21.03.2020. Adaptado.)

Este biopolímero pode ser obtido a partir de macerados a) da casca de eucaliptos. b) de algas marrons. c) do esqueleto de tubarões. d) de chifres de bovinos. e) da carapaça de caranguejos.

5. (UECE 2020) O corpo dos representantes do filo Mollusca apresenta

a) simetria radial, cabeça, pé e massa visceral. b) simetria bilateral, cabeça, pé e massa visceral. c) simetria bilateral, cabeça, pé e membros articulados. d) simetria radial, cabeça, pé e membros articulados

6. (UEA-AM) Comparando-se a organização do sistema nervoso em cnidários, como as águas-vivas, e platelmintos, como as planárias, pode-se afirmar que:

a) nos cnidários, o sistema nervoso apresenta-se mais difuso em função da simetria bilateral corpórea. b) em ambos os grupos, o sistema nervoso apresenta-se mais centralizado em função da simetria radial corpórea. c) nos platelmintos, o sistema nervoso apresenta-se mais centralizado em função da simetria bilateral corpórea.

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d) nos cnidários, o sistema nervoso apresenta-se mais centralizado em função da simetria radial corpórea. e) nos platelmintos, o sistema nervoso apresenta-se mais difuso em função da simetria bilateral corpórea.

d) locomotores, em razão de incapacidade óssea de sustentar um animal mais pesado. e) respiratórios, em razão da pequena capacidade dos pulmões de realizar trocas gasosas.

9. (Fuvest-SP) O esquema representa, de maneira

o tic oORACICART

Tic

Ta m an du á Cr oc od ilo

ILAN EJZYKOWICZ/ SHUTTERSTOCK

Sa po

m ar

Baleia-jubarte (Megaptera novaeangliae)

Ta in

JONAS GRUHLKE/SHUTTERSTOCK

seguir.

bastante simplificada, uma das possíveis hipóteses de relação de parentesco entre grupos animais, assinalados pelo nome comum de alguns de seus representantes. Na base do esquema, a característica que une todos em um mesmo grupo é a deuterostomia.

ela -d o-

7. Analise as imagens e responda às questões a

Es tr

Tema 16: Cordados

ROB JANSEN/SHUTTERSTOCK

c) digestivos, em razão da limitação do intestino em absorver alimentos muito diluídos.

III II

Morcego-de-linhabranca (Platyrrhinus lineatus).

Lebre (Sylvilagus brasiliensis).

a) Esses animais pertencem a que grupo de vertebrados? Justifique sua resposta. b) Com suas palavras, explique como é circulação sanguínea desses animais. c) A classe a que os animais das imagens pertencem possui diversas ordens. Faça uma pesquisa e identifique a qual ordem cada um deles pertence. Depois, pesquise outras ordens que formam a classe dos animais das imagens. Elabore uma apresentação digital apresentando as principais informações encontradas.

8. (Enem/MEC) O sucesso adaptativo dos répteis

relaciona-se, dentre outros fatores, ao surgimento de um revestimento epidérmico de queratina para economia de água metabólica. Essa característica seria prejudicial em anfíbios, pois acarretaria problemas a) circulatórios, em razão da limitação na força contrátil do coração tricavitário. b) excretórios, em razão de incapacidade renal de processar níveis elevados de urina.

Deuterostomia

Identifique quais seriam as características I, II, III, IV, V que justificariam os respectivos grupos. a) I‐notocorda; II‐pulmão; III‐âmnio; IV‐pelo; V‐ ovo com casca. b) I‐escamas; II‐encéfalo; III‐pulmão; IV‐glândulas mamárias; V‐âmnio. c) I-mandíbula; II‐4 membros locomotores; III‐pulmão; IV‐ventrículo subdividido em 2 câmaras; V‐ovo com casca. d) I‐notocorda; II‐4 membros locomotores; III‐ pulmão; IV‐glândulas mamárias; V‐pena. e) I‐âmnio; II‐pulmão; III‐mandíbula; IV‐ventrículo subdividido em 2 câmaras; V‐escama.

Tema 17: Plantas

10. (Enem/MEC) Durante a evolução das plantas,

ocorreu uma transição do ambiente aquático para o ambiente terrestre graças ao surgimento de algumas estruturas que as tornaram independentes da água. Esse fato permitiu maior dispersão desse grupo de seres vivos, sendo possível observá-los em diferentes ambientes na atualidade.

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Qual estrutura possibilitou a independência da água para a fecundação dos seres vivos citados acima? a) Fruto.

d) Tubo polínico.

b) Esporo.

e) Vaso condutor.

c) Semente.

evolutivamente, pois viabilizou a formação de um tecido de a) nutrição para o fruto. b) reserva para o embrião. c) revestimento para a semente. d) proteção para o megagametófito.

11. (Udesc) No quadro abaixo são listadas algumas características de grupos vegetais superiores. Presença Presença de raiz de flores

Grupo

UNIDADE

Presença Presença de de frutos sementes

Briófitas

Não

Pteridófitas

Sim

Não

Sim

Não

Gimnospermas

Sim

Angiospermas

Sim

Analise as proposições em relação às características apresentadas no quadro. I. A caracterização das briófitas no quadro está correta. II. A caracterização das pteridófitas está incorreta, pois este grupo vegetal não apresenta sementes. III. A caracterização das gimnospermas está correta. IV. A caracterização das angiospermas está correta. Assinale a alternativa correta. a. (

) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras.

b. (

) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras.

(

) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras.

d. (

) S omente as afirmativas I e II são verdadeiras.

e. (

) S omente as afirmativas II e III são verdadeiras.

12. (Enem/MEC) Nas angiospermas, além da fertilização da oosfera, existe uma segunda fertilização que resulta num tecido triploide. Essa segunda fertilização foi importante

e) vascularização para a planta jovem.

Tema 18: Fisiologia vegetal

13. (Enem/MEC) Um garoto comprou vários abaca-

tes na feira, mas descobriu que eles não estavam maduros o suficiente para serem consumidos. Sua mãe recomendou que ele colocasse os abacates em um recipiente fechado, pois isso aceleraria seu amadurecimento. Com certa dúvida, o garoto realizou esta experiência: colocou alguns abacates no recipiente e deixou os demais em uma fruteira aberta. Surpreendendo-se, ele percebeu que os frutos que estavam no recipiente fechado amadureceram mais rapidamente. A aceleração desse processo é causada por a) acúmulo de gás etileno. b) redução da umidade do ar. c) aumento da concentração de CO2.

d) diminuição da intensidade luminosa. e) isolamento do contato com O2 atmosférico.

14. (UFT-TO) Para explicar a ascensão da seiva no

xilema, a hipótese mais amplamente aceita é a da coesão-tensão, descrita primeiramente pelo botânico Henry Horatio Dixon, em 1914. Considerando essa hipótese, as palavras que preenchem, respectivamente, as lacunas do texto a seguir são: , as Ao perder água por criam uma tensão que puxa a seiva dos tubos , com isso, a coluna de seiva sobe. , reA tensão da coluna chega até tirando água de suas células; assim, por sua vez, elas absorvem água do solo. Assinale a alternativa CORRETA. a) evaporação – folhas – floemáticos – as raízes. b) transpiração – folhas – xilemáticos – as raízes. c) evaporação – raízes – floemáticos – as folhas. d) transpiração – raízes – xilemáticos – as folhas.

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InTEGranDO COm... QUÍMICA E FÍSICA

Biomimetismo O biomimetismo, ou biomimética, é uma abordagem que busca resolver problemas da sociedade humana inspirando-se em estratégias e processos encontrados na natureza. A palavra biomimetismo vem do grego bios, que significa “vida”, e mimesis que significa “imitação”. O texto a seguir apresenta uma das principais ideias relacionadas a esta estratégia. [...] Numa sociedade acostumada a dominar ou “melhorar” a natureza, essa respeitosa imitação é uma abordagem inteiramente nova, uma verdadeira revolução. Diferentemente da Revolução Industrial, a Revolução Biomimética inaugura uma era cujas bases assentam não naquilo que podemos extrair da natureza, mas no que podemos aprender com ela. [...] BENYUS, Janine M. Biomimética: inovação inspirada pela natureza. 6. ed. São Paulo: Cultrix, 2012. p. 10.

Veja alguns exemplos de estratégias biomiméticas a seguir.

Escamas de cobra

Escamas

Solado Escamas placóides

ALEXANDRE DE SOUZA

Revestimento

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

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Asas de coruja Corujas são conhecidas por seu voo silencioso, uma característica que as auxilia durante a predação. O voo mais silencioso é possível devido às franjas serrilhadas presentes nas extremidades de suas penas. Essas franjas fazem com que as correntes de ar se encontrem em locais específicos e se misturem, minimizando os ruídos produzidos. Para reduzir a poluição sonora gerada por turbinas eólicas, foram adaptadas bordas serrilhadas em suas extremidades externas. Essas bordas contribuem para a redução do ruído produzido pelas turbinas.

Penas ALEXANDRE DE SOUZA

UNIDADE

Turbina

Feromônios de nematoides Os agrotóxicos são usados para proteger cultivos de pragas e de doenças, mas seu uso indiscriminado traz preocupações ambientais e de saúde pública. Uma abordagem sustentável é a estratégia do uso de feromônios, que são moléculas produzidas pelos seres vivos e liberadas no ambiente. Funcionam como sinalizadores que auxiliam, por exemplo, na busca por alimento e no encontro de parceiros sexuais.

Sinalização de feromônios

Língua Pinça

Agora, faça o que se pede em cada item.

Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Não escreva no livro.

1. Forme um grupo com quatro integrantes para realizarem as atividades a seguir. a) Conversem sobre o trecho do livro Biomimética: Inovação Inspirada pela Natureza, citado no início desta seção. Anotem suas conclusões e apresentem-nas aos outros grupos. b) Para desenvolver as estratégias citadas no texto, além dos conhecimentos de Biologia, são necessários outros conhecimentos próprios a outras disciplinas, como Química e Física. Listem conceitos dessas disciplinas que vocês julgam estar envolvidos para o desenvolvimento dos produtos citados. c) Façam uma pesquisa sobre outra estratégia biomimética e exponham os resultados à turma por meio de uma apresentação digital.

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UNIDADE

ECOLOGIA, IMPACTOS E CONSERVAÇÃO AMBIENTAL

Anta (Tapirus terrestris) com filhote no Pantanal (MT), 2018.

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Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

ROBERTHARDING/ALAMY/FOTOARENA

O Tapirus terrestris, conhecido como anta brasileira ou tapir, atua, por meio de seus hábitos alimentares, como dispersor de sementes, contribuindo para a diversidade e a regeneração das florestas tropicais. Por isso, essa espécie é apelidada de "jardineira das florestas". Sua presença beneficia outras espécies e sinaliza ambientes saudáveis. Suas fezes também fertilizam o solo, contribuindo para o ciclo de nutrientes. Contudo, a anta está em risco de extinção e estudos visam compreender suas relações com o ambiente e os impactos que a ameaçam, a fim de embasar ações de preservação da espécie e de seu hábitat. Nesta Unidade, você descobrirá como o estudo do ambiente e das interações que ocorrem nele é essencial para a manutenção da biodiversidade e do equilíbrio ecológico.

Não escreva no livro.

1. De que maneira a extinção da anta poderia afetar o ambiente em que ela vive e os seres vivos com os quais se relaciona?

2. Você acha que a extinção de um ser vivo pode afetar o modo de vida dos seres humanos? Por quê? 3. O nome "anta" muitas vezes é utilizado de forma pejorativa para definir uma pessoa que agiu de

maneira tola. Contudo, além de ser ofensivo e infundado, esse termo deprecia a importância da anta. Em resposta a esse comportamento, o INCAB – Iniciativa Nacional para a Conservação da Anta Brasileira – criou uma campanha chamada #AntaÉElogio. Você acha que iniciativas como esta ajudam a preservar os seres vivos e o ambiente? Explique.

4. Atualmente, é comum encontrar notícias que envolvam questões sobre o ambiente e o clima. Observando as suas ações cotidianas e as daqueles que vivem ao seu redor, você acha que as pessoas parecem dar a devida importância a esses assuntos?

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PENSE E RESPONDA

Relações alimentares Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

OCTAVIO CAMPOS SALLES/ALAMY/FOTOARENA

Observe as fotografias e o mapa a seguir.

Ariranha (Pteronura brasiliensis) se alimenta de um peixe em Mato Grosso, 2019 (A). Lontra (Lontra longicaudis) se alimenta de um peixe no Pantanal (MS), 2019 (B). Não escreva no livro.

Distribuição de lontras e ariranhas no Brasil

1 Analise as fotogra-

fias e faça inferências sobre o modo de vida (alimentação, local onde vivem etc.) da ariranha e da lontra.

2 Analise o mapa. Quais

seriam as regiões brasileiras comumente ocupadas por esses animais?

3 Considere que o peixe consumido pela ariranha se alimente de outro peixe menor, que, por sua vez, alimente-se de larvas, as quais se alimentam de plantas aquáticas. Na forma de um esquema, represente essas relações alimentares em seu caderno.

50° O

Elaborado com base em: INTERNATIONAL UNION FOR CONSERVATION OF NATURE. Giant otter (Pteronura brasiliensis). Cambridge, Reino Unido: IUCN, 7 mar. 2020. Disponível em: https:// www.iucnredlist.org/fr/ species/18711/244867206. Acesso em: 7 out. 2024. INTERNATIONAL UNION FOR CONSERVATION OF NATURE. Neotropical otter (Lontra longicaudis). Cambridge, Reino Unido: IUCN, 24 jan. 2020. Disponível em: https:// www.iucnredlist.org/fr/ species/12304/219373698. Acesso em: 7 out. 2024.

Equador

0°

PB PE AL SE

DF GO

OCEANO PACÍFICO

Distribuição da ariranha (Pteronura brasiliensis) em área brasileira

Distribuição da lontra (Lontra longicaudis) em área brasileira Divisa estadual Fronteira

SONIA VAZ

ENO/ CARLOS A CARR TTY IMAGES C3.PHOTOS/GE

TEMA

OCEANO ATLÂNTICO ES RJ Trópic o de Capr icó

rnio

SC RS 0

600

Mapa que representa a distribuição da ariranha (Pteronura brasiliensis) e da lontra (Lontra longicaudis) no Brasil.

Existem diversas relações que os seres vivos estabelecem entre si. Quando essas relações são analisadas com base em sua fonte nutricional, elas são chamadas de relações alimentares. Ao longo de sequências alimentares constituídas por diferentes seres vivos de um ecossistema, ocorrem a transferência e a transformação de matéria e energia. Esses processos serão estudados ao longo deste Tema.

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ST ÖC

KL I/ N

AS A

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ERNI/SHUTTERSTOCK.COM VACLAV SEBEK/SHUTTERSTOCK.COM ÂNGELA MACÁRIO /ALAMY/FOTOARENA

AG E N S

ERNI/SHUTTERSTOCK.COM LUCAS PORTILLO/SHUTTERSTOCK.COM GIEDRIIUS/SHUTTERSTOCK.COM

O biólogo alemão Ernst Haeckel (1834-1919) acreditava que o conhecimento biológico sobre um organismo não é completo quando esse ser vivo é estudado isoladamente. A partir de suas observações, ele criou o termo Ecologia, que dá nome à área da Biologia que estuda as relações dos seres vivos entre si e com os fatores abióticos que existem ao seu redor, como luminosidade, temperatura, salinidade, umidade, entre outros. O conjunto de ecossistemas da Terra forma a biosfera. Já um ecossistema é formado por todas as comunidades de organismos presentes em determinada área e os fatores abióticos a ela associados. Uma comunidade é o conjunto de diferentes populações que vivem em determinada área e se relacionam entre si. Uma população é um conjunto de organismos de mesma espécie que vive no mesmo local, no mesmo tempo, e que interagem entre si. Um organismo é cada indivíduo que compõe a população. O local onde uma população vive e obtém os recursos necessários à sua existência é chamado de hábitat, e o papel que ela desenvolve no ambiente é o nicho ecológico. Algumas populações ocupam o mesmo hábitat, mas possuem nichos ecológicos diferentes. Por exemplo, a ariranha e a lontra podem conviver no mesmo hábitat, em rios ou lagos. Entretanto, a ariranha tem hábitos mais diurnos e a lontra, noturnos. Além disso, a dieta desses animais é diferente. A ariranha captura peixes maiores e ativos, enquanto a lontra se alimenta de peixes mais lentos, do fundo dos rios.

Conceitos básicos de Ecologia

UNIDADE

Existem diversos tipos e tamanhos de ecossistemas. Por exemplo, o corpo d'água onde a ariranha da imagem anterior se encontra pode ser considerado um ecossistema aquático, assim como apenas uma gota dele.

ER NI

HU TT

ERS TOCK

.C O M

Representação dos níveis de organização ecológica. Planeta Terra, que corresponde à biosfera (A); um ecossistema representado pelo Pantanal (B); uma comunidade representada por jacaré-do-papo-amarelo (Caiman latirostris), tuiuiú (Jabiru mycteria) e ipê-roxo (Handroanthus impetiginosus) (C); uma população de tuiuiús (D); um organismo, o tuiuiú (E).

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Cadeia alimentar

LÁPIS 13B

As cadeias alimentares são diagramas que representam as relações alimentares estabelecidas entre os seres vivos. Para compor esses diagramas, costuma-se utilizar setas entre os organismos que se relacionam em uma cadeia alimentar. Na ponta da seta, é indicado aquele que se alimenta do outro, conforme representado na ilustração a seguir.

Representação de uma cadeia alimentar do Pantanal. Da esquerda para a direita: aguapé, larva de inseto, peixe e tuiuiú (imagem sem escala; cores fantasia). Na cadeia alimentar representada, podemos identificar as seguintes relações alimentares: a larva se alimenta do aguapé, o peixe, por sua vez, alimenta-se da larva de inseto e o tuiuiú se alimenta do peixe. Essas relações podem ser representadas da seguinte forma.

Aguapé

Larva de inseto

Peixe

Tuiuiú

Níveis tróficos Com base na fonte nutricional e na de energia, podemos organizar os seres vivos que compõem as cadeias alimentares em grupos denominados níveis tróficos. Os produtores ocupam o primeiro nível trófico das cadeias alimentares. Eles são representados pelos autótrofos, isto é, pelos seres vivos capazes de sintetizar o próprio alimento. Como exemplos, temos algumas bactérias, as algas e as plantas. Para a síntese de alimento, os autótrofos podem realizar a fotossíntese ou a quimiossíntese. Em ambos os processos, moléculas simples (menos energéticas) são transformadas em moléculas complexas (mais energéticas), utilizando uma fonte de energia. A fonte de energia utilizada na fotossíntese é a luz solar, enquanto a fonte de energia utilizada na quimiossíntese provém da oxidação de substâncias inorgânicas.

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OLGALT/SHUTTERSTOCK.COM

No exemplo da cadeia alimentar representada anteriormente, o primeiro nível trófico é ocupado pelo aguapé, um organismo fotossintetizante. O aguapé é, portanto, um produtor. Os consumidores ocupam do segundo nível trófico em diante nas cadeias alimentares. Eles são representados pelos heterótrofos, ou seja, pelos seres vivos que não são capazes de sintetizar seu próprio alimento. Para obter alimentos, os consumidores ingerem outros seres vivos, ou partes deles. Os animais constituem vastos exemplos de consumidores. Em relação à sua dieta alimentar, os consumidores podem ser classificados em herbívoros, carnívoros ou onívoros. Os herbívoros são os seres vivos que Aguapé (Eichhornia crassipes), ingerem apenas alimentos de origem vegetal. Nesse caso, os herbívoros sempre ocuparão o segundo comumente encontrado nos corpos nível trófico de cadeias alimentares, se alimentando dos d'água do Pantanal. produtores. Portanto, dizemos que os herbívoros são consumidores primários. No exemplo da cadeia alimentar representada anteriormente, o segundo nível trófico é ocupado pela larva de um inseto, que se alimenta de partes do aguapé. A larva de inseto é, portanto, um consumidor primário. Os carnívoros são os seres vivos que ingerem apenas alimentos de origem animal. Eles ocupam do terceiro nível trófico em diante das cadeias alimentares, alimentando-se de herbívoros ou de outros carnívoros. Os carnívoros podem ser consumidores secundários, consumidores terciários ou até consumidores quaternários, dependendo da quantidade de níveis tróficos existente em uma dada cadeia alimentar. Ainda considerando o mesmo exemplo, o terceiro nível trófico é ocupado por um peixe, que se alimenta da larva de inseto. O peixe é, portanto, um consumidor secundário. Nessa cadeia alimentar, o quarto nível trófico é ocupado pelo AN DR EW tuiuiú, que se alimenta do peixe. O tuiuiú é, portanto, M. AL LP OR T/S um consumidor terciário. HU TT ER ST Por fim, os onívoros são os seres vivos que OC K.C OM ingerem alimentos de origem vegetal e de origem animal. Eles podem ocupar qualquer nível trófico das cadeias alimentares como consumidores. Quando se alimentarem de plantas, serão consumidores primários. Quando se alimentarem de animais, poderão ocupar a posição de consumidores secundários em diante.

UNIDADE

Tuiuiú (Jabiru mycteria).

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RST

Os decompositores são seres heterótrofos que se alimentam de matéria orgânica não viva de todos os níveis tróficos, como organismos mortos, fezes, folhas e frutos que se desprendem de árvores, entre outros. São representados por bactérias e por fungos. Ao se alimentarem, os decompositores realizam a decomposição da matéria orgânica. Por meio desse processo, a matéria orgânica é degradada em substâncias inorgânicas, as quais podem ser reutilizadas pelos produtores. Dessa forma, os decompositores atuam na ciclagem de elementos químicos na natureza. Os decompositores representam o último nível trófico da cadeia alimentar, sem ocupar posições específicas nela, visto que se alimentam da matéria não viva de todos os níveis. Considerando a cadeia alimentar apresentada anteriormente, é possível representar os decompositores da seguinte maneira.

OC K.C OM

Tronco de uma árvore em decomposição. PRODUTOR Aguapé

PENSE E RESPONDA

CONSUMIDOR PRIMÁRIO Larva de inseto

DECOMPOSITORES Bactérias e fungos

Não escreva no livro.

Teia alimentar

4 Represente uma

cadeia alimentar considerando seres vivos que estão presentes em sua região. Se necessário, realize uma pesquisa.

CONSUMIDOR SECUNDÁRIO Peixe

CONSUMIDOR TERCIÁRIO Tuiuiú

EDITORIA DE ARTE

UT T E

Representação de uma cadeia alimentar e seus níveis tróficos.

Na natureza, muitas espécies possuem mais de uma opção alimentar e, com isso, participam de várias cadeias alimentares, podendo, inclusive, ocupar níveis tróficos distintos em cada uma delas. O entrelaçamento das cadeias alimentares existentes em um mesmo ambiente resulta em uma teia alimentar, que pode ser representada conforme mostra o esquema a seguir.

5 Considerando a teia

alimentar apresentada nesta página, identifique: duas cadeias alimentares, um herbívoro, um carnívoro e um ser vivo que ocupe mais de um nível trófico.

Capivara

EDITORIA DE ARTE

TONY SAVINO/SH

Jacaré

Gramínea

DECOMPOSITORES

Sucuri

Aguapé

Representação de uma teia alimentar.

Peixe Caramujo Larva de inseto

Tuiuiú

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UNIDADE

Longe da interferência humana, as relações alimentares existentes entre os seres vivos tendem a se manter em relativo equilíbrio, algo importante para a existência de todos os níveis tróficos que compõem uma cadeia alimentar. No entanto, muitas atividades humanas geram impactos sobre as cadeias alimentares, interferindo negativamente nesse equilíbrio. O desmatamento é um exemplo. A remoção da cobertura vegetal de uma região resulta na perda de hábitats de diversas espécies. Em alguns casos, isso pode provocar o deslocamento de espécies para outros ambientes, onde, por semelhanças de nichos ecológicos, acabam competindo por alimento com espécies nativas que, geralmente, são prejudicadas. A perda de hábitats também está relacionada a extinções locais de espécies. O desaparecimento de qualquer população em um ecossistema pode alterar toda a estrutura da comunidade local, pois afeta as relações diversas, inclusive as alimentares, que se estabeleciam nesse ambiente. A extinção de abelhas nativas, por exemplo, decorrente do uso exacerbado de agrotóxicos e da degradação ambiental, tem sido considerada uma questão crítica, pois essas abelhas auxiliam na reprodução de diversas espécies de plantas, incluindo as várias espécies que fazem parte da alimentação humana. O desaparecimento dessas abelhas pode, portanto, provocar o desaparecimento de espécies de plantas e, por consequência, dos animais que se alimentam dessas plantas. Extinções locais de espécies podem, ainda, provocar o aumento repentino de algumas populações. É o que pode acontecer com populações de capivaras, por exemplo, caso a onça-pintada seja extinta devido à caça ilegal. As onças-pintadas se alimentam de capivaras, contribuindo para a regulação do crescimento da população desses animais. Por isso, seu desaparecimento pode provocar o aumento repentino do número de capivaras, que passarão a disputar alimentos entre si. A introdução de espécies exóticas, ou seja, espécies que historicamente não existiam em determinada região, também pode impactar o equilíbrio das cadeias alimentares. As espécies exóticas podem acabar competindo por alimento com espécies nativas, que, por sua vez, podem ter seu tamanho populacional reduzido ou desaparecer daquela região.

PHOTOCECHCZ/SHUTTERSTOCK.COM

Desequilíbrio nas relações alimentares

Onça-pintada (Panthera onca).

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Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o Professor.

DiAlOGOS DA NATUREZA

Bioacumulação e biomagnificação Algumas substâncias absorvidas pelos seres vivos podem se acumular em seu organismo, ao que se denomina bioacumulação. Isso pode ocorrer por meio do contato com meios (água, solo e ar) contaminados ou pela ingestão de alimentos. Parte das substâncias acumuladas por um organismo pode ser transferida a outros seres vivos que dele se alimentam. Assim, a concentração dessas substâncias tende a ser aumentada ao longo dos níveis tróficos de uma cadeia alimentar, processo chamado de biomagnificação. Considere, por exemplo, que um corpo d'água tenha sido contaminado com mercúrio, um metal pesado. Por meio do contato com a água, uma planta aquática pode acumular esse metal em seus tecidos. Um peixe, além de ser contaminado pelo contato com a água, também acumulará mercúrio em seu organismo ao se alimentar dessa planta. Esse acúmulo é sucessivo, de modo que cada nível da cadeia alimentar tende a concentrar mais mercúrio do que o nível anterior, resultando em concentrações mais elevadas nos níveis tróficos superiores.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

6 Considerando o exemplo apresentado, explique como a contaminação de corpos d'água pode afetar a saúde dos seres humanos.

Energia nas cadeias alimentares Nas cadeias alimentares, ocorrem transformações da matéria e da energia. Os produtores são capazes de transformar a energia proveniente principalmente da luz solar em outras formas de energia presentes em moléculas de carboidratos que poderão ser utilizadas pelos consumidores. Os consumidores, por sua vez, também realizam conversões energéticas e utilizam parte da energia presente nas moléculas de carboidratos para a síntese de moléculas de ATP, as quais serão utilizadas em suas funções básicas. No entanto, nem toda a quantidade de energia que é transformada por um ser vivo é disponibilizada ao nível trófico seguinte, pois os seres vivos utilizam boa parte dela para a manutenção de suas funções básicas. Além disso, as transformações energéticas que ocorrem na natureza apresentam perdas, sendo uma parte transformada em energia térmica, que é dissipada ao ambiente. Isso significa que, nas conversões energéticas realizadas em cada um dos níveis tróficos de uma cadeia alimentar, uma parcela da energia é perdida na forma de calor. Por esses motivos, a quantidade de energia que pode ser transferida entre os níveis tróficos diminui conforme se distancia dos produtores.

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UNIDADE

A energia segue um fluxo ao longo das cadeias alimentares, não podendo ser reciclada. Esse fluxo é unidirecional, pois flui dos produtores em direção aos consumidores, como mostra o esquema a seguir. Perceba que o fluxo de energia nas cadeias alimentares é representado por meio das setas entre os níveis tróficos. 1. Os produtores fotossintetizantes transformam a energia luminosa em outras formas de energia presentes nas moléculas de carboidratos, como a glicose. Nos ambientes aquáticos, os produtores são representados pelas algas (macroscópicas e microscópicas), pelas plantas aquáticas e por bactérias fotossintetizantes.

2. Nos produtores, assim como nos demais seres vivos, grande parte dessa energia é incorporada à matéria orgânica que constitui o organismo, ou seja, à sua biomassa (processo denominado assimilação). Essa energia assimilada é utilizada para a realização das funções básicas do organismo, e é armazenada em seus tecidos conforme o ser vivo cresce e se desenvolve.

3. Parte dessa energia é perdida para o ambiente na forma de calor ou por meio de resíduos do metabolismo.

Consumidor quaternário

Consumidor terciário

Produtores

LÁPIS 13B

Consumidor secundário

5. Da mesma forma, a energia presente em moléculas que constituem os tecidos dos consumidores primários é disponibilizada aos consumidores secundários, por meio da alimentação. Assim, ocorre em todos os níveis tróficos: devido às perdas e ao uso da energia pelo próprio organismo, a quantidade de energia que é disponibilizada ao nível trófico seguinte é menor do que a quantidade que foi obtida por ele.

Consumidor primário

4. Por meio da alimentação, grande parte da energia assimilada pelos produtores é transferida aos consumidores primários. Estes, por sua vez, por meio da respiração celular, transformam a energia que adquiriram das moléculas de carboidratos em energia que possa ser utilizada por suas células. Parte dessa energia também é perdida ao ambiente.

Elaborado com base em: ODUM, Eugene Pleasants; BARRETT, Gary W. Fundamentos de ecologia. 5. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2015. p. 112, 425. MILLER, George Tyler. Ciência ambiental. 11. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2007. p. 49.

Representação do fluxo de energia em uma cadeia alimentar (imagem sem escala; cores fantasia).

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Pirâmides ecológicas A quantidade de energia que pode ser transferida entre os níveis tróficos de uma cadeia alimentar pode ser representada por meio de retângulos superpostos de bases diferentes, formando uma pirâmide. Além dela, também é possível representar o número de indivíduos e a quantidade de biomassa. Essas representações são denominadas pirâmides ecológicas.

Pirâmide de energia No geral, os pesquisadores consideram que apenas cerca de 10% da energia que é assimilada pelos organismos pode ser transferida ao nível trófico seguinte. Isso representa uma diminuição significativa no percentual total de energia que é disponibilizado ao último nível trófico da cadeia alimentar. Considere como exemplo uma cadeia alimentar constituída por produtores, consumidores primários, secundários e terciários. Se cada um dos níveis disponibiliza aproximadamente 10% de energia ao nível seguinte, temos que: • A quantidade de energia disponibilizada pelos produtores aos consumidores primários é cerca de 10% da energia assimilada; • A quantidade de energia disponibilizada pelos consumidores primários aos consumidores secundários é cerca de 1% (10% de 10%); • A quantidade de energia disponibilizada pelos consumidores secundários aos consumidores terciários é cerca de 0,1% da energia total assimilada (10% de 1%);

PEDRO MAGRODSHUTTERSTOCK.COM

• A quantidade de energia disponibilizada pelos consumidores terciários é cerca de 0,01% (10% de 0,1%). Essa redução significativa na quantidade de energia disponível ao longo das cadeias alimentares explica por que a maior parte delas pode ter apenas quatro ou cinco níveis tróficos. Ou seja, é inviável, em termos energéticos, a existência de cadeias alimentares com muitos níveis tróficos. Isso também tem como consequência a necessidade de um fornecimento contínuo de energia aos produtores. Dessa forma, a energia pode ser constantemente transformada e disponibilizada aos consumidores. Caso o suprimento de energia aos produtores fosse cessado, não seria possível a continuidade da vida, pois a energia se tornaria indisponível também aos demais níveis tróficos. A quantidade de energia que pode ser transferida entre os níveis tróficos pode ser representada por meio da pirâmide de energia. Os degraus dessa pirâmide representam a quantidade de energia presente em moléculas que constituem a matéria orgânica (e, portanto, que pode ser disponibilizada) em cada nível trófico.

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Consumidores terciários

10 kcal/m²

Consumidores secundários

100 kcal/m²

Consumidores primários

LÁPIS 13B

A quantidade de energia representada nos níveis da pirâmide pode ser indicada em unidades de energia, como calorias (cal), kilocalorias (kcal) ou em Joule (J), ou por unidades de área (m²) ou de volume (m³). Na pirâmide exemplificada a seguir, a unidade utilizada foi kcal e m², respectivamente.

PENSE E RESPONDA

1 000 kcal/m²

Produtores

Luz solar

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1241.

Representação de uma pirâmide de energia (imagens sem escala; cores fantasia).

Unidades de medida para calor

Não escreva no livro.

7 Qual é o percentual 10 000 kcal/m²

DiAlOGOS DA NATUREZA

UNIDADE

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Física. Mais informações nas Orientações para o professor.

Caloria não faz parte do Sistema Internacional de Unidades (SI). A unidade de medida para calor segundo o SI é o Joule (J). Desde 1948, a caloria é definida como a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de 1 grama de água de 14,5 °C para 15,5 °C. Como a caloria não é a unidade de medida de calor oficial, é importante saber sua relação com a unidade Joule. Sabe-se que 1 caloria equivale a 4,18 J. Se utilizarmos a variação das unidades, como o kcal, a relação é exatamente a mesma, ou seja, 1 kcal equivale a 4,18 kJ.

de energia total do sistema disponibilizado pelos consumidores secundários aos consumidores terciários?

8 Considere que a

energia disponibilizada pelos produtores aos consumidores primários seja equivalente a 3 452 kcal/m². Determine a quantidade de energia que será disponibilizada nos demais níveis tróficos (consumidores primários, secundários e terciários), em kJ/m².

Pirâmide de números A representação do número de indivíduos existentes em cada nível trófico pode ser feita por meio da pirâmide de números. Essa pirâmide pode assumir diferentes configurações, conforme a cadeia alimentar considerada. Em parte das cadeias alimentares, os organismos que ocupam níveis tróficos superiores possuem dimensões maiores e apresentam maior necessidade energética do que aqueles que ocupam níveis tróficos mais basais. Para suprir essa demanda, indivíduos de níveis tróficos superiores precisam consumir grandes quantidades de organismos de níveis tróficos basais. A pirâmide de números que representa essas cadeias alimentares tem configuração tradicional, com base larga e ápice estreito.

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ALEX SILVA

Em outras cadeias alimentares, os organismos que ocupam níveis tróficos basais possuem dimensões maiores do que os que ocupam níveis tróficos superiores. Nesses casos, organismos de níveis tróficos basais podem alimentar uma quantidade maior de indivíduos de níveis tróficos superiores. Assim, a pirâmide de números assume uma configuração invertida, com ápice largo e base estreita. Por exemplo, uma alga de grande porte pode servir de alimento para alguns peixes. Cada peixe pode ser parasitado por vários vermes. Em certos casos, não há diminuição ou aumento progressivo do número de indivíduos de cada nível trófico da cadeia alimentar. Por exemplo, uma grande quantidade de krill (um tipo de crustáceo) alimentam uma baleia, que por sua vez serve de alimento para alguns tubarões. A

Consumidores secundários

Consumidores primários

Produtores

Elaborada com base em: EVERT, Ray Franklin; EICHHORN, Susan E. Raven: biologia vegetal. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014. p. 1376.

Representação de três pirâmides de números: no modelo tradicional (A), no modelo invertido (B) e no modelo em que o aumento ou diminuição do número de indivíduos não segue nenhum padrão presente nos outros dois modelos de pirâmides (C).

Pirâmide de biomassa

ALEX SILVA

A biomassa corresponde à quantidade de matéria orgânica presente no corpo dos seres vivos. A quantidade de biomassa existente em cada nível trófico de uma cadeia alimentar pode ser representada na pirâmide de biomassa, em massa seca (desconsidera-se a água) por unidade de área (g/m 2) ou de volume (g/m 3), em determinado período. De modo geral, em ecossistemas terrestres, a pirâmide de biomassa assume uma configuração tradicional. Já em ecossistemas aquáticos, em dado momento, a pirâmide de biomassa pode apresentar uma configuração invertida. Isso ocorre porque os produtores – o fitoplâncton – crescem, reproduzem-se e são consumidos muito rapidamente pelo zooplâncton. A

Consumidores secundários Consumidores primários Produtores

Elaborada com base em: EVERT, Ray Franklin; EICHHORN, Susan E. Raven: biologia vegetal. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014. p. 1375.

Representação de duas pirâmides de biomassa (A e B). Fitoplâncton: organismos fotossintetizantes que vivem suspensos na coluna d’água.

Zooplâncton: organismos não fotossintetizantes que vivem suspensos na coluna d’água.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Em seu caderno, defina hábitat e nicho ecológico. 2. Quais são os níveis de organização ecológica? 3. Uma cadeia alimentar é constituída de vários níveis tróficos. Quais são eles? Cite algumas de suas

UNIDADE

características.

4. Explique como ocorre o fluxo de energia ao longo de uma cadeia alimentar. 5. Geralmente, uma cadeia alimentar não ultrapassa mais do que 4 ou 5 níveis tróficos. Explique o mo-

tivo desse fato, justificando sua resposta por meio da análise do fluxo de energia ao longo de uma cadeia alimentar.

RAFAEL HERRERA

6. Considere a cadeia alimentar a seguir para responder às questões.

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10 ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1218.

Representação de cadeia alimentar (imagens sem escala; cores fantasia). a) Quantos níveis tróficos estão presentes nessa cadeia alimentar? Identifique-os. b) Qual processo energético é realizado pelo organismo produtor dessa cadeia alimentar? Explique-o. c) Represente essa cadeia alimentar incluindo os decompositores.

7. Os manguezais são ecossistemas costeiros, localizados próximos a regiões de estuário, isto é,

onde lagoas e rios desembocam no mar. Nessas regiões, o solo é lamacento e está sujeito a inundações periódicas, devido ao movimento das marés. Os manguezais abrigam uma ampla diversidade de seres vivos, que estabelecem diferentes relações alimentares. Leia o texto a seguir sobre algumas delas. [...] Os detritos [...] produzidos no manguezal a partir da serapilheira (conjunto de folhas, flores, [....] galhos e detritos animais que caem das árvores) são colonizados por [...] micro-organismos [...]. Comunidades de [...] bactérias e fungos, por sua vez, proveem alimento para crustáceos e peixes jovens. Tainhas adultas constituem importante elo entre a cadeia alimentar estuarino-costeira, transformando partículas orgânicas ingeridas em proteína animal para aves e peixes maiores. [...] BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade. Atlas dos manguezais do Brasil. Brasília, DF: MMA: ICMBio, 2018. Disponível em: https://www.gov.br/icmbio/pt-br/ centrais-de-conteudo/publicacoes/atlas-1/atlas_dos_manguezais_do_brasil.pdf. Acesso em: 7 out. 2024.

Com base nas informações do texto, responda às questões a seguir. a) Quantos níveis tróficos são citados no texto? Identifique-os. b) Em qual nível trófico há menor quantidade de energia disponível? Justifique sua resposta. c) Considere que a quantidade de energia disponibilizada pelos produtores dessa cadeia seja equivalente a 1 287 kcal/m². Supondo que apenas 10% da energia presente em um nível trófico seja transferida para o nível seguinte, determine a quantidade de energia disponibilizada pelos demais seres vivos. d) Faça uma pesquisa sobre a importância do mangue para os ambientes marinhos. Registre os resultados de sua pesquisa no caderno.

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8. Leia a manchete a seguir. www.correiobraziliense.com.br/ciencia-e-saude/2024/01/6784804-mata-atlantica-13-especies-estao-ameacadas-por-causa-do-desmatamento.html

Mata Atlântica: 13 espécies estão ameaçadas por causa do desmatamento Almeida, Isabella. Mata Atlântica: 13 espécies estão ameaçadas por causa do desmatamento. Correio Braziliense, Brasília, DF, 12 jan. 2024. Disponível em: https://www.correiobraziliense.com.br/ciencia-e-saude/2024/01/6784804 -mata-atlantica-13-especies-estao-ameacadas-por-causa-do-desmatamento.html. Acesso em: 7 out. 2024.

Explique a relação entre os termos destacados na manchete.

9. Em grupo, façam uma pesquisa sobre alguma espécie de ser vivo presente em sua região. Identifiquem

10. Na década de 1980, o caramujo-gigante-africano (Achatina

fulica) foi trazido ao Brasil ilegalmente para ser comercializado como alimento. Como a criação desses animais foi proibida, os proprietários dos criadouros os soltaram no ambiente, sem adotar as providências corretas. Por não apresentar predadores naturais em nosso país, o caramujo-gigante-africano se espalhou rapidamente pelo território brasileiro e provocou diversos problemas. Desde então, os órgãos do meio ambiente têm destinado esforços para Caramujo-gigante-africano (Achatina fulica). controlar a população desses caramujos africanos. Com base no texto, faça uma pesquisa e identifique os principais problemas causados pela introdução dessa espécie exótica no Brasil. Pesquise também sobre outra espécie invasora que possa estar presente em sua região. Monte um relatório com os dados obtidos sobre essas espécies, com uma breve descrição delas, os prejuízos causados e apresentando possíveis soluções para os problemas citados.

R_SILVER/SHUTTERSTOCK.COM

seu hábitat, nicho ecológico e outras informações complementares que considerarem pertinentes. Para a apresentação dos resultados de sua pesquisa, elaborem uma postagem para as redes sociais, com fotografias da espécie e legendas informativas. Compartilhem a postagem com a comunidade escolar, familiares e amigos.

11. Observe as representações de uma pirâmide de

a) Qual representação da pirâmide de energia está adequada? Justifique sua resposta. b) Considerando sua resposta ao item a, explique por que as demais representações da pirâmide de energia estão inadequadas.

Produtores Consumidores primários

C ALEX SILVA

energia de uma cadeia alimentar que apresenta os seguintes níveis tróficos: produtores, consumidores primários e consumidores secundários.

Consumidores secundários

12. Relacione corretamente as cadeias alimentares I, I. capim → búfalo → leão II. trigo → besouro → pássaro III. pitangueira → sabiá → carrapato

A Produtores Consumidores primários

C Consumidores secundários

ALEX SILVA

II e III às pirâmides de números A, B e C, apresentadas a seguir. Explique sua resposta.

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UNIDADE

TEMA

Relações ecológicas Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

A animação chamada O Espanta Tubarões conta a história de Oscar, um peixe que trabalha em um lava-rápido de baleias, no qual precisa remover resíduos existentes no corpo e na boca desses animais. ES

FOTO 12/ALAMY/FOTOARENA

MARRIO31/GETTY IMAG

Bodião-limpador (Labroides dimidiatus). Bodiões-limpadores (Labroides dimidiatus) removendo resíduos do interior da boca e do corpo de um peixe da espécie Priacanthus hamrur.

DANIEL LAMBORN/ SHUTTERSTOCK.COM

O espanta tubarões, direção de Rob Letterman, Vicky Jenson e Bibo Bergeron. EUA, 2004.

Cena do filme O Espanta Tubarões. O personagem Oscar foi inspirado no bodião-limpador (Labroides dimidiatus), um peixe geralmente encontrado em recifes de corais. Sua dieta consiste em restos de alimentos e parasitas que ele remove do interior da boca, das brânquias e do corpo de outros peixes, como se realizasse uma limpeza dessas áreas. Diferentemente do que é retratado na animação, o bodião-limpador não interage com baleias, mas com outras espécies de peixes. A interação que o bodião-limpador estabelece com outros peixes nos quais busca alimento é um tipo de relação ecológica, assunto que será abordado neste Tema. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

1 O bodião-limpador e o peixe Priacanthus hamrur são beneficiados ou prejudicados pela relação estabelecida entre eles? Explique.

2 Cite outros exem-

plos de relação entre seres vivos que você conhece.

Tipos de relações ecológicas As relações que os seres vivos estabelecem entre si em um ecossistema são chamadas de relações ecológicas. Elas podem ocorrer entre indivíduos de uma mesma espécie, sendo denominadas relações intraespecíficas. Também podem ocorrer entre indivíduos de diferentes espécies, sendo chamadas de relações interespecíficas, como no caso do bodião-limpador e outros peixes nos quais busca alimento. Os seres vivos envolvidos em uma relação ecológica podem ser beneficiados, prejudicados ou não serem afetados por ela. Em certos casos, a relação é facultativa, pois os organismos podem sobreviver sem a relação. Já em outros casos, os organismos dependem um do outro para sobreviver e se reproduzir, caracterizando uma relação obrigatória.

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Colônia

FRANCO BANFI/NATUREPL/FOTOARENA

As colônias são formadas por indivíduos de uma mesma espécie conectados fisicamente uns aos outros, que interagem de modo que todos sejam beneficiados. Entre os benefícios, está a maior eficiência na obtenção de recursos e na proteção contra predadores. Em algumas colônias, há divisão de trabalho entre os indivíduos que as formam, como na caravela-portuguesa. A caravela-portuguesa é um exemplo de colônia de cnidários, formada por pólipos de formas e funções distintas, entre elas a flutuação, a nutrição, a reprodução ou defesa. Em outras colônias, não há divisão de trabalho, como é o caso das colônias formadas por esponjas-do-mar e por corais. Caravela-portuguesa (Physalia physalis).

Sociedade

ANDREY_KUZMIN/SHUTTERSTOCK.COM

Abelhas da espécie Apis mellifera: operária (A); zangão (B); rainha (C). PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 Faça uma pesquisa sobre como é feita a determinação das castas na sociedade das abelhas. Registre os resultados encontrados em seu caderno.

KUTTELVASEROVA STUCHELOVA/ SHUTTERSTOCK.COM

Sociedades são agrupamentos de indivíduos da mesma espécie que cooperam, beneficiando-se mutuamente quanto ao acesso a alimentos, à proteção e ao cuidado com a prole. Uma das principais características dessa relação ecológica é a divisão de tarefas entre seus membros. Abelhas, formigas e cupins, popularmente chamados de insetos sociais, são exemplos de animais que vivem em sociedade. A organização social desses insetos exibe grande complexidade, sendo estruturada por um sistema de castas. Por exemplo, na sociedade das abelhas, existem três castas: rainha, que é uma fêmea sexualmente madura; zangões, que são machos sexualmente maduros; e operárias, que são fêmeas estéreis. As operárias executam todo o trabalho da colmeia, que envolve construir sua estrutura, coletar pólen e néctar das flores, alimentar os jovens, defender a colmeia, entre outras funções. A rainha, que costuma ser única em cada colmeia, é fecundada por um ou mais zangões. A rainha deposita ovos que originarão os demais indivíduos.

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Para saber mais sobre as abelhas, acesse o site da Associação Brasileira de Estudo das Abelhas, disponível a seguir. Tudo sobre abelhas. Publicado por: Associação Brasileira de Estudos das Abelhas. Disponível em: https://abelha.org.br/canal -tudo-sobre-abelhas/. Acesso em: 8 out. 2024.

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Competição

EDSON GRANDISOLI/PULSAR IMAGENS

JEREMY RICHARDS/SHUTTERSTOCK.COM

A competição ocorre entre indivíduos que utilizam um mesmo recurso disponível no ambiente para sobreviver, crescer ou se reproduzir. Ela pode ocorrer entre indivíduos de uma mesma espécie (competição intraespecífica) ou entre indivíduos de espécies diferentes (competição interespecífica). Recursos como alimentos, território e parceiros reprodutivos são limitados, e por isso não estão disponíveis a todos os organismos, levando à competição por eles. Mesmo quando há um vencedor, a competição impõe Machos de elefante-marinho-do-sul (Mirounga custos para todos os envolvidos, pois há gasto de energia leonina) competindo por um território reprodutivo. que poderia ser destinada a outras atividades. Um exemplo de competição intraespecífica ocorre entre os machos de elefante-marinho-do-sul durante o período reprodutivo. Os machos dessa espécie competem entre si para ter acesso a um território onde se encontram fêmeas aptas à reprodução. Para tanto, realizam embates físicos que podem ocasionar ferimentos ou a morte. Um exemplo de competição interespecífica ocorre entre plantas nativas e exóticas que crescem em um mesmo hábitat, competindo por luz, água e nutrientes disponíveis no solo. Quando a espécie exótica apresenta vantagens competitivas, como maior taxa de crescimento ou raízes mais profundas, ela pode se proliferar rapidamente no ambiente, superando as plantas nativas e tornando-se uma espécie invasora. A presença de espécies invasoras prejudica o equilíbrio dos ecossistemas, afetando a diversidade local. O capim braquiária (Brachiaria sp.) é uma espécie exótica invasora que ameaça a existência de plantas nativas na região do Cerrado.

UNIDADE

A predação ocorre quando um indivíduo de uma espécie, o predador, provoca a morte de um indivíduo de outra espécie, a presa, da qual se alimenta parcial ou completamente. Nessa relação, o predador é beneficiado, enquanto a presa é prejudicada. Por exemplo, o martim-pescador-grande (predador) é uma ave que se alimenta preferencialmente de peixes (presas). Para isso, permanece empoleirado em árvores próximas a corpos d’água, observando peixes que possam ser capturados por ele em um mergulho. Após capturar os peixes, retorna ao poleiro para ingeri-los. Martim-pescador-grande (Megaceryle torquata) alimenta-se de um peixe. Seu bico pontiagudo e suas penas impermeabilizadas favorecem o processo de captura da presa.

HENK BOGAARD/ SHUTTERSTOCK.COM

Predação

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Camuflagem, aposematismo e mimetismo

WOLF AVNI/SHUTTERSTOCK.COM

ARTUR KEUNECKE/PULSAR IMAGENS

Alguns seres vivos apresentam características que podem favorecer sua sobrevivência diante da relação predador-presa. Existem organismos cujas cores, texturas e formatos corporais são similares ao ambiente em que vivem, sendo confundidos com elementos do ambiente, ao que se denomina camuflagem. A camuflagem é vantajosa tanto para os predadores, que podem se aproximar de suas presas de maneira discreta, aumentando suas chances de sucesso na caça, quanto para as presas, que podem não ser identificadas por seus predadores.

As penas do urutau (Nyctibius griseus) possuem coloração similar à do tronco das árvores, o que dificulta sua identificação por predadores.

A coloração da pelagem dos leões e das leoas (Panthera leo) é similar à do capim seco, permitindo que se aproximem de presas sem serem percebidos.

um caso de mimetismo batesiano, que foi assim nomeado em homenagem ao naturalista A falsa-coral (Oxyrhopus guibei) não é uma inglês Henry Bates (1825-1892), que o descreveu pela primeira vez. Além dele, serpente peçonhenta, mas apresenta padrão também existe o mimetismo mulleriano, quede coloração similar ao da coral-verdadeira, corresponde aos casos de diferentes espécies não palatáveis compartilharem padrões podendo ser também interpretado como um similares de coloração de advertência. O sinal de não palatabilidade. mimetismo mulleriano foi assim nomeado em homenagem ao zoólogo alemão Fritz 238 Müller (1822-1897), que o descreveu pela primeira vez.

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TACIO PHILIP SANSONOVSKI/ ALAMY/FOTOARENA

DANIEL HEUCLIN/NAT

UREPL.COM/FOTOAR

ENA

Certas cores ou padrões de coloração que alguns animais apresentam são interprePalatável: agratados por outros seres vivos como não palatáveis, devido ao seu sabor desagradável dável ao paladar. ou à presença de substâncias tóxicas. Essa característica é denominada coloração de advertência, coloração aposemática ou aposematismo e é apresentada pela coral-verdadeira, por exemplo. Ao se alimentarem de um animal com coloração de advertência, os predadores podem associar visualmente essas características a uma experiência negativa e, então, passam a evitar presas com padrão de coloração similar. A coral-verdadeira (Micrurus Existem seres vivos que possuem frontifasciatus) é uma serpente peçonhenta. Seu padrão de características similares a indivíduos coloração (faixas vermelhas, que são evitados por predadores. pretas e brancas) é interpretado Este é um exemplo de mimetismo, como um sinal de não no qual uma espécie apresenta palatabilidade. características similares às de outra espécie, conferindo-lhe vantagens. Um exemplo é a falsa-coral. Se considerar pertinente, comente que esse é

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Mutualismo

Em alguns casos de simbiose mutualística, as espécies podem sobreviver na ausência da relação, mas não se desenvolvem adequadamente.

O mutualismo, também conhecido como simbiose mutualística, é uma relação interespecífica que beneficia as duas espécies que participam dela. Essa interação é obrigatória, ou seja, a sobrevivência de ambas as espécies depende de sua existência. Um exemplo de mutualismo é a associação entre protozoários do gênero Serrapilheira: Trichonympha e cupins. Os cupins alimentam-se de madeira, serrapilheira e outros camada formada resíduos de matéria orgânica. Contudo, não produzem enzimas capazes de degradar por restos de matéria orgânica a celulose, componente da parede celular das plantas. Nas células do intestino dos vegetal, como cupins vivem protozoários que promovem a digestão da celulose, possibilitando que folhas, pedaços os produtos da digestão sejam utilizados pelos cupins. Nessa relação, os protozode caule e frutos. ários recebem abrigo e nutrientes. Outro exemplo de mutualismo são as micorrizas, associações entre raízes de plantas e certos fungos. Os fungos auxiliam as plantas a absorverem minerais presentes no solo, enquanto as plantas fornecem açúcares produzidos na fotossíntese aos fungos. As micorrizas são muito aproveitadas na agricultura, pois otimizam o crescimento e o desenvolvimento das plantas cultivadas. EN

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UNIDADE

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Cupim (Zootermopsis sp.). No detalhe, protozoário do gênero Trichonympha (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 340 vezes; colorida artificialmente).

A protocooperação é uma relação interespecífica que beneficia ambas as espécies. Contudo, essa relação é dispensável, pois as espécies podem viver independentemente uma da outra, sem prejuízos. Ou seja, a protocooperação não é uma relação obrigatória. Por isso, também é conhecida como mutualismo facultativo. A relação entre o bodião-limpador e outras espécies de peixes, vista na abertura deste Tema, é um exemplo de protocooperação. A obtenção de alimentos pelo bodião-limpador é facilitada pela relação, enquanto os outros peixes são beneficiados pela eliminação de resíduos e eventuais parasitas que possam existir em seu corpo. Outro exemplo dessa relação ecológica ocorre entre o caranguejo ‑eremita e as anêmonas-do-mar. O caranguejo transporta uma ou mais anêmonas-do-mar aderidas à sua carapaça, e estas, por meio das células urticantes (cnidócitos) presentes em seus tentáculos, fornecem proteção contra predadores. Em troca, à medida que o caranguejo se desloca, a anêmona-do-mar tem acesso a mais fontes de alimento. Caranguejo-eremita com algumas anêmonas-do-mar aderidas à sua carapaça.

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Protocooperação

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Comensalismo

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Rêmoras fixas ao corpo de uma tartaruga-verde (Chelonia mydas). No detalhe, a nadadeira dorsal modificada da rêmora.

Rêmoras

O comensalismo é uma relação que ocorre entre duas espécies, na qual apenas uma delas é beneficiada, mas não há prejuízos para a outra. Normalmente, os benefícios recebidos pela espécie comensal envolvem alimento, abrigo, proteção, suporte, entre outros. A relação estabelecida entre o peixe rêmora e outros animais marinhos maiores, como raias, tubarões e tartarugas, é um exemplo de comensalismo. A rêmora fixa-se ao corpo desses animais por meio de uma nadadeira dorsal modificada e é transportada junto a eles, economizando energia para se locomover. Além disso, a rêmora pode se alimentar de restos de alimentos provenientes da alimentação desses animais. Nessa relação, os animais aos quais se associa não são prejudicados. Outro exemplo de comensalismo é a relação conhecida como epifitismo, em que plantas chamadas de epífitas utilizam outras plantas como suporte sem prejudicá-las. Algumas orquídeas e bromélias são exemplos de epífitas. Elas fixam-se nos troncos ou galhos de outras espécies de plantas, beneficiando-se do melhor acesso à luz solar.

Parasitismo Bromélia cresce sobre os galhos de uma árvore. VICTORIA MOLOMAN/GETTY IMAGES

O parasitismo é uma relação entre dois organismos em que um, o parasita, se beneficia às custas do outro, o hospedeiro. Essa relação é essencial para a sobrevivência do parasita, que depende do hospedeiro para obter nutrientes e abrigo. Portanto, embora o hospedeiro sofra danos, é importante que ele permaneça vivo, de modo que o parasita tenha suas chances de sobrevivência e de reprodução aumentadas; caso contrário, a morte do hospedeiro também pode resultar na morte do parasita. O parasita pode viver dentro do corpo do hospedeiro, sendo então chamado de endoparasita, como é o caso de algumas bactérias, protozoários e vermes causadores de doenças nos seres humanos. Em outros casos, o parasita pode viver na superfície do corpo do hospedeiro, sendo denominado ectoparasita, como piolhos e carrapatos. Outro exemplo de ectoparasita é o cipó-chumbo, uma planta que não possui clorofila. O cipó-chumbo extrai os açúcares produzidos pela fotossíntese de outras plantas, prejudicando-as.

Cipó-chumbo (Cuscuta racemosa) sobre uma planta hospedeira.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Diferencie relações ecológicas intraespecíficas e interespecíficas. Cite um exemplo de cada uma delas.

2. Em algumas regiões, é comum observar líquens

Líquen-verde-comum (Flavoparmelia caperata).

ED RESCHKE/GETTY IMAGES

sobre superfícies de rochas e de árvores. Apesar de visualmente parecerem um indivíduo único, os líquens compreendem associações estabelecidas entre alguns fungos e algas. Essa relação costuma ser obrigatória, na qual as algas transferem açúcares produzidos pela fotossíntese aos fungos, que os utilizam como fonte de energia; e os fungos, por sua vez, fornecem sais minerais às algas.

a) Qual é a relação ecológica existente entre os organismos que constituem os líquens? Justifique sua resposta. b) Os líquens são sensíveis à poluição atmosférica, por isso, atuam como bioindicadores. Forme um grupo com os colegas e façam uma pesquisa sobre o que são bioindicadores e outros exemplos de seres vivos que realizam esse papel. Elaborem uma apresentação digital com os resultados da pesquisa e compartilhem com a turma.

3. Considere que você é o biólogo responsável por

monitorar algumas espécies de mamíferos em um parque de conservação. Uma dessas espécies é a anta. Em suas observações, você percebe que gaviões-carrapateiros se alimentam dos carrapatos que estão no corpo das antas. Como isso ocorre regularmente, você supõe que seja uma relação ecológica em que ambas as espécies se beneficiam. a) Sabendo que não é obrigatória, qual é a relação ecológica estabelecida entre o gavião-carrapateiro e a anta? Explique sua resposta. b) Quais são os benefícios recebidos por cada espécie nessa relação? c) Considere que você tenha percebido que a população de gaviões-carrapateiros do parque está diminuindo com o passar do tempo. O que aconteceria com a saúde das antas se os gaviões-carrapateiros deixassem de frequentar a região?

4. Os corais podem ser encontrados de forma so-

UNIDADE

litária ou em agrupamentos formados por diversos indivíduos conectados fisicamente uns aos outros. Os corais estabelecem uma relação ecológica obrigatória com algas, em que ambos são beneficiados: os corais recebem açúcares produzidos pela fotossíntese; as algas, por sua vez, recebem abrigo e proteção. a) Que relações ecológicas foram descritas no texto? b) Diante de situações estressantes, como o aumento da temperatura da água do mar, é possível ocorrer a expulsão das algas que vivem em associação com os corais, resultando no fenômeno conhecido como branqueamento. Faça uma pesquisa sobre os fatores responsáveis pela elevação da temperatura da água do mar e as consequências ambientais que podem ser provocadas pelo branqueamento dos corais. c) Considerando sua resposta ao item b, proponha atitudes que podem ser implementadas em seu cotidiano que podem contribuir para a proteção dos corais.

5. Os veículos de comunicação muitas vezes utili-

zam conceitos científicos em manchetes para atrair a atenção, fazer críticas, criar analogias ou metáforas, conforme o objetivo desejado. Analise os exemplos fictícios de manchetes a seguir.

Empresas do futuro possuem relação de mutualismo com seus colaboradores. CELL10/5: barato e cheio de tecnologia. Novo predador no mercado de celulares? 10 dicas para identificar se o seu relacionamento é parasitário. a) Com base nas manchetes, explique a mensagem que cada uma pretende transmitir. b) O uso de conceitos científicos pelos veículos de comunicação pode ter aspectos positivos e negativos, considerando a eficiência na comunicação com o público. Forme um grupo com seus colegas e argumentem sobre o assunto.

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TEMA

Dinâmica de populações e sucessão ecológica Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Você já parou para pensar no que pode acontecer quando o número de indivíduos em uma população de seres vivos é alterado? Leia o trecho da reportagem.

Estudo mostra que população de tubarões diminuiu nos recifes tropicais [...] Uma análise aprofundada das cinco espécies mais comuns de tubarões revelou declínios populacionais de 60% a 73% na abundância dos indivíduos e que essas espécies não foram detectadas em 34% a 47% dos recifes estudados. À medida que os recifes se tornam mais empobrecidos em tubarões, as raias se tornam dominantes nesses ambientes, indicando uma mudança em toda a comunidade. [...] FREITAS, Sueli de. Estudo mostra que população de tubarões diminuiu nos recifes tropicais. [S. l.]: UFES, 15 jun. 2023. Disponível em: https://www.ufes.br/conteudo/estudo-mostra-que-populacao-de-tubaroes-diminuiu-nos-recifes-tropicais. Acesso em: 8 out. 2024.

O tamanho de uma população pode ser influenciado por diversos fatores ambientais, como a presença de predadores e competidores, a disponibilidade de alimentos ou a própria perda de hábitat. No caso dos tubarões citados na reportagem, a redução de sua população está relacionada à pesca predatória realizada pelo ser humano. O aumento ou a redução de uma população pode modificar a estrutura e a composição de espécies em uma comunidade biológica ao longo do tempo. Estes serão alguns dos assuntos abordados neste Tema. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

CABUSCAA/ISTOCK /GETTY IMAGES PLUS

1 Como você explicaria o trecho destacado na reportagem? 2 Considere que as raias se alimentam de pequenos peixes e que eles se alimentam de pequenos camarões. Com base nessa informação e no trecho destacado na reportagem, elabore hipóteses sobre o que pode acontecer com essa comunidade ao longo do tempo.

Tubarão-lixa (Ginglymostoma cirratum) em Fernando de Noronha (PE), 2022.

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UNIDADE

Estudo das populações As populações nos ecossistemas apresentam um equilíbrio dinâmico, em que estão em constante transformação. Para compreendê-las de maneira eficaz, é fundamental analisar o número de indivíduos que as compõem, sua distribuição etária, os territórios que ocupam e outros fatores que as influenciam. Esses elementos são importantes para entender como as populações interagem com o ambiente, seja em resposta a fatores naturais, seja por causa de influências humanas. Esses aspectos serão explorados a seguir.

Densidade populacional

O exemplo apresenta como resultado da densidade um número inteiro, para facilitar o entendimento do estudante. Contudo, é importante que ele compreenda que, se o resultado da densidade fosse menor do que 1, indicaria a existência de menos de um indivíduo por metro quadrado, nesse caso.

A densidade populacional (D) é um parâmetro que determina o número de indivíduos (n) existentes em uma população por unidade de área (A) ou volume (V). Normalmente, costuma-se considerar a área ocupada por populações que vivem em ambientes terrestres e o volume ocupado por populações que vivem em ambientes aquáticos.

n n ou D 5 A V

n A

1 200 =2 600

CRIS ALENCAR

Como exemplo, considere uma população de ovelhas constituída por 1 200 indivíduos e que a área ocupada por ela seja equivalente a 600 m2. A densidade dessa população, portanto, equivale a 2 indivíduos por m2. A densidade populacional não é constante ao longo do tempo, pois o número de indivíduos em uma população muda em razão de vários fatores. Entre esses fatores estão as taxas de natalidade (número de indivíduos que nascem em determinado período de tempo) e de mortalidade (número de indivíduos que morrem em determinado período de tempo). Ambas influenciam diretamente o aumento ou a diminuição da população. Não Além disso, as taxas de migração também desempenham um papel PENSE E escreva RESPONDA no livro. crucial: a taxa de imigração, representada pelo número de imigrantes, que são os indivíduos que entram na população, e a taxa de emigração, 3 Determine a densirepresentada pelo número de emigrantes, aqueles que deixam ou saem da dade de uma popupopulação. Neste caso, ambas também afetam a composição de indivíduos lação de tambaquis e o tamanho populacional. (Colossoma macroDe maneira geral, o tamanho de uma população aumenta devido ao pomum), peixe abunnúmero de nascimentos e de imigrantes e reduz devido ao número de dante nos rios do Pantanal, constituímortes e de emigrantes. Essa variação no número de indivíduos afeta da de 400 indivídudiretamente a densidade populacional. os que ocupam um Nascimentos Mortes corpo d’água com 10 000 m³ de água.

Nascimentos e imigração adicionam indivíduos à população.

Imigração

Mortes e emigração removem indivíduos da população.

Emigração

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1186, 1190.

Representação dos fatores que influenciam o número de indivíduos de uma população.

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Crescimento populacional A taxa de crescimento populacional expressa o número de indivíduos que está sendo somado ou subtraído a uma população, em um determinado intervalo de tempo. Um dos fatores que contribuem para o crescimento de uma população é a reprodução, que possibilita o nascimento de novos indivíduos. Em condições ambientais ideais, todos os indivíduos que formam a população poderiam sobreviver e se reproduzir ao máximo de sua capacidade fisiológica. Ou seja, considerando que os recursos são ilimitados e que não há predadores, competidores nem parasitas, a capacidade de reprodução de uma população é máxima. A isso se denomina potencial biótico. Em casos em que o potencial biótico ocorre, o crescimento da população pode acontecer de forma exponencial. Nessa tendência de crescimento, inicialmente, há poucos indivíduos se reproduzindo, e, por isso, o crescimento da população é lento. Mas à medida que mais indivíduos nascem, crescem e chegam à idade reprodutiva, mais indivíduos passam a se reproduzir. Com o decorrer do tempo e a cada geração, o crescimento populacional acelera e o tamanho populacional aumenta consideravelmente. Esse modelo de crescimento pode ser representado graficamente por meio de uma curva em J, como mostra o gráfico a seguir.

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Curva em J

Tamanho populacional

Crescimento rápido

Tempo

Fonte: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1191.

Representação do modelo de crescimento populacional de curva em J. PENSE E RESPONDA

Algumas populações naturais podem apresentar uma tendência de crescimento exponencial, por certo período. Por exemplo, quando uma população é introduzida em um ambiente novo, onde encontra abundância de recursos e há poucas restrições ao seu crescimento, é possível que seu tamanho aumente exponencialmente, ao menos por um determinado período. No entanto, com o passar do tempo, os recursos começam a se tornar escassos, e, eventualmente, o aumento da população será limitado. Boa parte das populações naturais é incapaz de exercer seu potencial biótico. Assim, não encontra condições ambientais ideais que possibilitem sua reprodução máxima, ou seja, com grande aumento no número de descendentes a cada geração. No ambiente em que vivem, recursos como alimentos, abrigo e parceiros reprodutivos estão disponíveis em quantidades limitadas, de modo que os indivíduos precisam competir para ter acesso a eles. A competição pode resultar na morte de alguns membros da população. Além disso, as populações estão suscetíveis à ação de predadores e de parasitas, que também podem provocar a morte de seus membros. Esses fatores se opõem ao crescimento ilimitado e sem restrições das populações. Em conjunto, eles compreendem a resistência ambiental. Não escreva no livro.

4 Dependendo das condições ambientais, populações de bactérias podem se reproduzir de forma exponencial por certo período. Como o estudo dessas informações pode ajudar na determinação de práticas eficazes de conservação de alimentos?

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UNIDADE

Como consequência, o aumento das populações naturais pode ocorrer até certo ponto, pois há um limite máximo de indivíduos que um determinado ambiente é capaz de suportar. Esse limite é denominado capacidade de suporte. Considerando essas informações, é possível representar a tendência de crescimento populacional, por meio de uma curva em forma de S, como mostra o gráfico a seguir.

Tamanho populacional

ORACICART

Curva em S

Capacidade de suporte

O crescimento populacional começa a diminuir a partir deste ponto.

Tempo

Fonte: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1193.

Representação do modelo de crescimento populacional de curva em S.

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Na curva em S, o crescimento da população é lento no início, pois há poucos indivíduos na população. Conforme novos indivíduos nascem, crescem e se reproduzem, o tamanho da população aumenta bem como sua taxa de crescimento. O crescimento rápido ocorre enquanto a quantidade de recursos disponíveis atender adequadamente os indivíduos que formam a população e que são acrescentados a ela. Conforme o tamanho da população se aproxima da capacidade de suporte do ambiente, os recursos começam a se tornar escassos e o crescimento se torna mais lento. Ou seja, o crescimento passa a ser limitado pela resistência ambiental. Ao atingir a capacidade de suporte, o tamanho da população pode permanecer relativamente estável, como representado no gráfico. Contudo, essa estabilidade dificilmente é alcançada, pois o tamanho das populações costuma oscilar com o passar do tempo, em resposta às condições ambientais. Não escreva no livro.

5 Considere uma população de pombos vivendo em um centro urbano e outra, com o mesmo número

de indivíduos, vivendo em uma floresta. Quais fatores podem promover oscilações no crescimento de cada uma dessas populações? Explique sua resposta. Se necessário, pesquise informações sobre o assunto.

É natural que ocorram oscilações no tamanho das populações ao longo do tempo. Em alguns casos, as oscilações são pequenas, resultando em certa estabilidade no tamanho populacional. Em outros, as oscilações são amplas e ocorrem mudanças significativas em seu tamanho. Essas oscilações decorrem da ação tanto de fatores abióticos, como luminosidade, temperatura, disponibilidade de água e de locais para abrigo, quanto de fatores bióticos, como quantidade e disponibilidade de alimentos, predatismo, competição, incidência de doenças e parasitismo. Como exemplo, acompanhe a análise do gráfico a seguir que apresenta dados relativos a flutuações no tamanho da população de lebres-da-neve (Lepus americanus) e de lince-canadense (Lynx canadensis), um de seus predadores, animais que são encontrados em alguns países do Hemisfério Norte, como Canadá e Estados Unidos.

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Analisando o gráfico, perceba que as flutuações no tamanho de ambas as populações são significativas. Note também que seguem as mesmas tendências de crescimento, mas espaçadas por um pequeno intervalo de anos. Um dos motivos pelos quais isso ocorre é a relação predador-presa. De modo geral, os predadores são maiores, vivem mais e têm poucos filhotes, enquanto as presas são menores, vivem menos e possuem mais descendentes. Assim, conforme a população de lebres cresce, aumenta a oferta de alimentos disponíveis aos linces e a outros eventuais predadores, cujas populações tendem a crescer. Com o tempo, aumenta-se a pressão exercida pela predação, e, como resultado, a população de lebres passa a diminuir. A sobrevivência dos predadores, então, é afetada pela diminuição na oferta de alimentos. Devido à competição por recursos alimentares, o tamanho da população de linces tende a diminuir com o passar achar necessário, retome com os do tempo. Isso possibilita o reestabelecimento da população de lebres. Se estudantes o texto da abertura deste Tema. Essa pressão de predação pode ser observada na situação da redução da população de tubarões, apresentada na abertura deste Tema. Neste caso, houve um aumento no número de raias.

Lebre-da-neve (Lepus americanus).

Lince-canadense (Lynx canadensis).

Número de lebres (milhares)

160

120

Número de linces (milhares)

ORACICART

Flutuações populacionais de lebres-da-neve e linces-canadenses

0 1850

1860

1870

1880

1890

1900

1910

1920

1930

Tempo (anos)

Representação gráfica de flutuações no tamanho das populações de lebres-da-neve e de linces-canadenses, durante a década de 1840 até a década de 1930.

RICKLEFS, Robert; RELYEA, Rick. Economia da natureza. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 444 do pdf. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

6 Analise a oscilação do tamanho das populações de lebres e de linces entre os anos de 1890 e 1900. Utilizando os dados referentes a esse intervalo, explique como a relação de predatismo influencia o tamanho das duas populações.

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UNIDADE

Estrutura etária da população Os indivíduos que constituem as populações naturais pertencem a diferentes faixas etárias. De modo geral, é possível organizá-los em três grandes grupos: indivíduos que ainda não atingiram a maturidade reprodutiva e, por isso, ainda não são capazes de gerar descendentes; indivíduos aptos à reprodução; e indivíduos cuja idade reprodutiva foi superada, não sendo mais capazes de gerar descendentes. A proporção entre esses grupos reflete a estrutura etária de uma população. A estrutura etária pode ser representada por meio de pirâmides etárias. Nessas representações, são utilizados retângulos sobrepostos, cuja base representa o número de indivíduos de cada faixa etária. Costuma-se organizar os indivíduos por sexo, indicando a proporção de machos e fêmeas em cada faixa etária. A análise da estrutura etária de uma população permite inferir sua tendência de crescimento futuro e, por isso, é utilizada no estudo das populações humanas. Como exemplo, analise as seguintes pirâmides etárias das populações humanas de diferentes continentes, referentes ao ano de 2020.

Pirâmides etárias de populações humanas de diferentes continentes

Faixa etária (anos)

África

América do Norte

ORACICART

Pirâmide etária

Europa

100+ 95-99 90-94 85-89 80-84 75-79 70-74 65-69 60-64 55-59 50-54 45-49 40-44 35-39 30-34 25-29 20-24 15-19 10-14 5-9 0-4

Homem Mulher

8 8

4 2 0 2 4 População (%)

8 8

Fonte: PIRÂMIDE etária. Londres: Flourish: IBGE, 18 dez. 2022. Disponível em: https://public.flourish.studio/ visualisation/8811504/?utm_source=embed&utm_campaign=visualisation/8811504. Acesso em: 8 out. 2024.

Pirâmides etárias das populações humanas existentes na África, América do Norte e Europa em 2020. Pirâmides etárias que apresentam base larga, como a da África, refletem populações em crescimento. Nelas, há predomínio de indivíduos jovens, que podem contribuir para a geração de descendentes. Já pirâmides etárias com proporções próximas de indivíduos em diferentes faixas etárias, como a da América do Norte, podem refletir populações relativamente estáveis ou de crescimento lento. Por fim, pirâmides etárias com base estreita, como a da Europa, refletem uma tendência de declínio no tamanho da população. Nelas, há grande proporção de indivíduos mais idosos, que já não estão em idade reprodutiva. Neste momento, pode-se realizar a atividade 3 da seção Atividades deste Tema, que possibilita a análise da pirâmide etária da população brasileira em 2022.

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Estudo das comunidades Os estudos realizados até aqui consideraram as populações de forma isolada. Contudo, as populações não vivem isoladas no ambiente, pois interagem umas com as outras, formando uma comunidade biológica. A dinâmica das comunidades será o foco dos estudos a partir de agora.

Os líquens toleram condições ambientais adversas e podem crescer sobre substratos pobres em nutrientes, como rochas. São organismos pioneiros na sucessão ecológica.

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Assim como as populações que as compõem, as comunidades não são estáticas e apresentam um equilíbrio dinâmico. Ao longo do tempo, ocorrem mudanças na composição de espécies da comunidade biológica em decorrência de diversos fatores, sejam eles naturais ou ocasionados por atividades humanas. Essas alterações podem ser bastante significativas. Por exemplo, erupções vulcânicas podem destruir as formas de vida existentes em determinado local, tornando-o desabitado. Com o tempo, esse local será ocupado por diferentes populações, que, gradualmente, formarão uma nova comunidade. Em situações como essa, durante a colonização ou recolonização de um ambiente, observam-se alterações na composição de espécies que formam a comunidade, caracterizando o processo de sucessão ecológica. Nesse processo, as primeiras espécies a se instalar em um local são chamadas de espécies pioneiras, cujo conjunto de populações forma a comunidade pioneira. Essas espécies costumam tolerar condições adversas, como alta exposição à luz solar, temperaturas elevadas e umidade baixa, além de apresentar rápido crescimento e ciclo de vida curto. A instalação das espécies pioneiras promove alterações no ambiente que favorecem a chegada de novas espécies. Pouco a pouco, aumenta-se a fertilidade do solo, promove-se o sombreamento e aumenta-se a umidade, refletindo na mudança da composição de espécies da comunidade. A sucessão ecológica pode prosseguir até atingir um estágio no qual a comunidade é relativamente estável em sua composição e estrutura, e tende a ser persistente por muito tempo. Nesse estágio, tem-se a comunidade clímax. É possível distinguir dois tipos de sucessão ecológica: sucessão primária e sucessão secundária. A sucessão primária é iniciada em locais que nunca haviam sido ocupados por seres vivos, comumente recém-formados, como dunas de areia, substratos formados após o derretimento de geleiras, rochas expostas ou originadas da solidificação do magma. Nesse caso, a sucessão pode ocorrer ao longo de milhões de anos até que a comunidade clímax seja alcançada.

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Sucessão ecológica

Campo de lava (rochas originadas da solidificação do magma) colonizado por plantas. Savai'i (Samoa), 2007.

Apesar de sua relativa estabilidade, a comunidade clímax não está isenta de mudanças. Esse é um dos motivos pelos quais alguns autores consideram difícil determinar a existência de uma comunidade clímax, uma vez que o ambiente está em constante mudança, podendo influenciar e alterar a composição das comunidades.

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R.MOORE/SHUTTERSTOCK.COM

A sucessão secundária, por sua vez, ocorre em locais anteriormente ocupados por seres vivos, que passaram por perturbações que destruíram parcial ou totalmente as formas de vida ali existentes. Essas perturbações podem envolver fenômenos naturais, como os furacões e as erupções vulcânicas citadas anteriormente, ou atividades humanas, como as queimadas ou o desmatamento de grandes áreas. Assim, como o solo já está bem desenvolvido e podem existir sementes no local, a sucessão costuma ocorrer mais rapidamente, possibilitando que a comunidade clímax seja atingida em um intervalo de tempo menor do que a sucessão primária. Assim, a comunidade clímax pode ter uma composição de espécies diferente da comunidade original. De modo geral, ao longo de ambos os tipos de sucessão ecológica, existe uma tendência de aumento progressivo da diversidade de espécies que formam a comunidade que está se estabelecendo. O aumento dessa diversidade implica o aumento de indivíduos, de biomassa, do número de nichos, de hábitats e de relações ecológicas, além de novas relações alimentares, que tornam as teias alimentares cada vez mais complexas.

UNIDADE

Vegetação cresce em uma área queimada. Não escreva no livro.

1. Explique o que é densidade populacional e indique os fatores que podem alterá-la.

Crescimento populacional de Paramecium aurelia

2. Em 1934, o biólogo russo Georgyi Gause

JAMES W. EVARTS/SCIENCE SOURCE/FOTOARENA

Suprimento alto de alimentos

Tamanho da população

(1910-1986) conduziu alguns experimentos que avaliaram o crescimento populacional de protozoários em laboratório. Em um desses experimentos, Gause cultivou protozoários da espécie Paramecium aurelia em duas condições distintas: com baixa e alta disponibilidade de alimentos. Analise parte dos resultados demonstrados no gráfico a seguir.

ORACICART

AT¡v¡DaDeS

Suprimento baixo de alimentos Tempo

Fonte: RICKLEFS, Robert; RELYEA, Rick. Economia da natureza. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 390 do pdf.

Representação do crescimento populacional de Paramecium aurelia em dois cultivos de laboratório. Com base em seus conhecimentos sobre o crescimento populacional, responda às questões. a) Explique como ocorreu o crescimento de P. aurelia nas condições testadas pelo biólogo em seu experimento.

Protozoário da espécie Paramecium aurelia (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 240 vezes; colorida artificialmente).

b) O tamanho atingido pela população de P. aurelia foi maior em qual das condições do experimento? Explique por que isso aconteceu, relacionando sua resposta à capacidade de suporte do ambiente.

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ANDERSEN_OYSTEIN/GETTY IMAGES

c) Considere que o experimento foi realizado novamente, acrescentando uma nova condição de cultivo, na qual a disponibilidade de alimentos é ainda maior. Quais seriam os resultados esperados nessa condição? Explique sua resposta.

3. Analise a pirâmide etária da população brasileira em 2022 e responda às questões a seguir.

ORACICART

Pirâmide etária – Brasil 2022

Faixa etária (anos)

Homens 100+ 95-99 90-94 85-89 80-84 75-79 70-74 65-69 60-64 55-59 50-54 45-49 40-44 35-39 30-34 25-29 20-24 15-19 10-14 5-9 0-4

0,01% 0,02% 0,10% 0,24% 0,50% 0,82% 1,29% 1,77% 2,27% 2,67% 2,96% 3,22% 3,83% 3,85% 3,71% 3,76% 3,82% 3,60% 3,44% 3,45% 3,18%

Mulheres 0,01% 0,06% 0,19% 0,41% 0,72% 1,08% 1,60% 2,11% 2,63% 3,03% 3,24% 3,49% 4,08% 4,11% 3,91% 3,86% 3,79% 3,48% 3,29% 3,32% 3,07%

Fonte: INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Censo 2022. Rio de Janeiro: IBGE, [2022]. Disponível em: https://censo2022.ibge.gov.br/panorama/?utm_source=ibge&utm_ medium=home&utm_campaign=portal. Acesso em: 8 out. 2022.

Pirâmide etária do Brasil, dividida por sexo, em 2022. a) Em 2022, havia maior proporção de homens ou de mulheres na população brasileira? b) Nesse ano, havia uma maior proporção de homens em que faixa etária? E de mulheres? c) Essa pirâmide etária reflete qual tendência de crescimento futuro da população brasileira? Explique sua resposta.

4. Em 1883, ocorreu a erupção de Krakatoa, uma

ilha vulcânica situada na Indonésia, que destruiu grande parte da ilha e ocasionou impactos sentidos em diferentes partes do mundo. Por causa desse evento, o vulcão ficou submerso no oceano, mas permaneceu ativo. Anos depois, devido à atividade contínua do vulcão, uma nova ilha vulcânica foi formada, chamada de Anak Krakatoa (“filho de Krakatoa”). Essa ilha emergiu em 1927 e o vulcão nela situado está ativo até hoje.

Vulcão Anak Krakatoa em erupção. Estreito de Sunda (Indonésia), 2011. A área remanescente da ilha de Krakatoa e a ilha de Anak Krakatoa oferecem oportunidades de estudar eventos da sucessão ecológica. Considerando seus conhecimentos sobre o assunto, responda às questões. a) Que tipo de sucessão ecológica pode ser estudada na área remanescente da ilha de Krakatoa? Explique sua resposta. b) Que tipo de sucessão ecológica pode ser estudada na ilha de Anak Krakatoa? Explique sua resposta. ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Ouça o podcast presente no site a seguir para conhecer algumas curiosidades sobre a erupção vulcânica de Krakatoa, que ocorreu em 1883. Que História! 3. Krakatoa: a erupção que o mundo inteiro sentiu, 24 jan. 2020. BBC News Brasil. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/ geral-50308295. Acesso em: 8 out. 2024.

5. Podem-se reduzir as populações de pragas que

afetam plantações utilizando-se inimigos naturais, como predadores e parasitas. Isso é denominado controle biológico. Leia o trecho de uma entrevista dada por um pesquisador brasileiro sobre um estudo realizado com uma praga da laranja e responda às questões a seguir.

[...] “No caso específico do nosso trabalho, a gente utilizou uma espécie específica de vespa para poder predar uma praga da laranja. À medida que a praga vai sumindo, a população de vespa vai diminuindo também [...].

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Então, é isso, a gente ataca o problema e também depois ele se resolve sozinho. Não tem nenhum efeito colateral”, comenta o pesquisador. [...]

e) Em dupla, pesquise quais são as vantagens e as desvantagens do controle biológico em relação ao uso de agrotóxicos. Monte uma apresentação digital sobre o assunto e compartilhe com a turma.

UENO, Alessandra. Insetos podem ajudar no controle de pragas em plantações. Jornal USP, São Paulo, 26 mar. 2024. Disponível em: https://jornal.usp.br/radio-usp/insetospodem-ajudar-no-controle-de-pragas-em-plantacoes/. Acesso em: 8 out. 2024.

6. A caça ilegal é uma das principais ameaças

enfrentadas por elefantes africanos. Ela é responsável por provocar a morte de inúmeros indivíduos e, portanto, reduzir o tamanho de suas populações no ambiente.

a) No estudo realizado pelo pesquisador, como foi feito o controle biológico da praga da laranja?

Praga da laranja

Número de vespas

Janeiro

Fevereiro

150

Março

400

200

Abril

1 000

400

Maio

2 300

800

Junho

5 000

1 500

Julho

2 000

3 000

Agosto

1 000

800

Setembro

500

600

Outubro

400

Novembro

200

Dezembro

100

Meses

Fonte: dados fictícios.

Variação das populações da praga da laranja e de vespas ao longo de 12 meses. c) Estabeleça uma relação entre os dados expressos no gráfico construído e o conteúdo da reportagem. d) Segundo os dados, em que mês teria se iniciado a introdução das vespas para o controle biológico, e em quanto tempo a infestação pela praga foi resolvida?

População de elefantes no Parque Nacional Kruger ORACICART

Ser vivo

Número de indivíduos da praga da laranja

Quando efetivamente protegida dessa atividade ilegal, uma população de elefantes situada no Parque Nacional Kruger, na África do Sul, cresceu de forma significativa ao longo de quase 70 anos. Analise o gráfico a seguir que representa o crescimento dessa população durante esse período.

População de elefantes

b) Analise a seguir os dados fictícios que representam as variações das populações dos seres vivos citados no trecho da reportagem, em um período de 12 meses. Utilize-os para elaborar um gráfico que represente essa situação. Para auxiliá-lo, utilize um programa de montagem de gráficos.

UNIDADE

8 000 6 000 4 000 2 000 0

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 Tempo (anos) Fonte: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1191.

Representação do crescimento de uma população de elefantes africanos no Parque Nacional Kruger (África do Sul), entre as décadas de 1900 e 1960. Considerando os dados expressos no gráfico e seus conhecimentos, faça o que se pede. a) Qual curva de crescimento, J ou S, representa o crescimento da população de elefantes nesse período? Explique sua resposta com base nos dados do gráfico. b) O aumento significativo da população de elefantes acabou atingindo recordes históricos na década de 2010, quando havia cerca de 11 500 elefantes no parque. Considerando que a área do parque é de aproximadamente 19 455 km², qual foi a densidade da população nesse período?

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Sa¡ba ma¡s

Reflorestamento

Áreas desmatadas ou degradadas podem ser recuperadas pelo plantio de árvores, ao que se denomina reflorestamento. No Brasil, alguns projetos de reflorestamento realizados por entidades públicas e privadas buscam integrar a participação de povos e comunidades tradicionais brasileiras, que têm um vasto conhecimento sobre o ambiente onde vivem. Além de contribuir para a execução dos projetos, os membros dessas comunidades podem ter oportunidades de geração de renda, realizando a extração de sementes e de outros produtos obtidos da floresta em restauração. O trecho da reportagem a seguir apresenta um exemplo da importância das comunidades tradicionais neste contexto.

Projeto combina geração de renda em comunidades tradicionais com recuperação de áreas degradadas na Amazônia brasileira [...] As famílias participantes do projeto de intervenção fazem parte de uma rede de produção e comercialização de produtos florestais não madeireiros, beneficiando diretamente mais de 3.200 pessoas. [...] [...] A partir de novembro, quando começam as chuvas, os coletores farão a semeadura direta com muvuca, uma mistura de espécies nativas e de adubação verde, selecionadas e calculadas ecologicamente para criar uma vegetação [...] densa que imita a floresta e tem custo significativamente mais baixo do que o plantio com mudas. [...] ORGANIZAÇÃO DO TRATADO DE COOPERAÇÃO AMAZÔNICA. Projeto combina geração de renda em comunidades tradicionais com recuperação de áreas degradadas na Amazônia brasileira. Brasília, DF: OTCA, 9 out. 2023. Disponível em: https://otca.org/pt/projeto-combina-geracao-de-renda-em-comunidades-tradicionais-com -recuperacao-de-areas-degradadas-na-amazonia-brasileira/. Acesso em: 8 out. 2024.

AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

ADRIANO KIRIHARA/PULSAR IMAGENS

1. O que é e qual é a importância da muvuca para a sucessão ecológica? 2. Que tipo de sucessão ecológica ocorre em áreas desmatadas, primária ou secundária? Explique sua resposta.

3. Forme um grupo com os colegas e elaborem um diagnóstico inicial que possa ser utilizado em um projeto de recuperação de alguma área degradada na comunidade onde vocês moram. Façam uma pesquisa sobre as características da área, os fatores que causaram a degradação e as consequências. Verifiquem quais espécies de plantas e animais ainda vivem na área e quais desapareceram devido à degradação. Documentem esse diagnóstico, de maneira que, ao final, essa iniciativa possa ser divulgada por meio de um vídeo em redes sociais.

Reflorestamento realizado em Teodoro Sampaio (SP), 2022.

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PENSE E RESPONDA

Ciclos biogeoquímicos Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

O biogás é o nome genérico para a mistura de gases produzida pela decomposição de material orgânico. Ele pode ser utilizado para a geração de energia elétrica, como tem sido feito por algumas usinas em vários países do mundo. Analise o esquema a seguir, que representa a produção do biogás.

1 A usina de biogás reúne

resíduos orgânicos (como restos de alimentos, cascas de frutas e fezes de animais) com o lodo de esgoto proveniente das Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) em tanques denominados biodigestores.

Não escreva no livro.

1 Considere que os

átomos de carbono presentes no capim, após serem ingeridos por uma vaca, são incorporados ao organismo desse animal. Quais seriam os possíveis caminhos que o carbono poderia seguir até ser novamente assimilado por uma vaca? Em seu caderno, elabore um esquema que represente esses possíveis trajetos.

UNIDADE

TEMA

Jardinagem e a indústria

Agricultura

Composto

Unidade de produção de biogás

Resíduos vegetais e resíduos de frutas

Compostagem

Resíduos industriais, restos de alimentos

Fertilizantes Separação

3 A biomassa utilizada

2 Nos biodigestores, bactérias

para a produção do biogás é reaproveitada como biofertilizante na agricultura.

decompositoras fermentam o material orgânico, produzindo biogás.

Dejetos animais

Unidade de purificação de gás e/ou geração de energia elétrica

Residências Abastecimento de energia elétrica

Produção de calor

Estações de Tratamento de Esgoto (ETE)

Abastecimento de gás

Residências e indústrias

2 A partir da análise

da imagem, identifique quais impactos ambientais, positivos e negativos, podem ser provocados pelo funcionamento de uma usina de biogás. Converse com seus colegas.

Postos de abastecimento de gás

4 O biogás produzido passa por AL

SIL VA

tratamentos, sendo posteriormente utilizado na produção de energia elétrica, empregado diretamente no abastecimento de residências e indústrias ou como combustível para veículos a gás.

Elaborado com base em: KONRAD, Odorico et al. Atlas das biomassas do Rio Grande do Sul para produção de biogás e biometano. Lajeado: Ed. Univates, 2016. p. 19. Disponível em: https://www.univates.br/editoraunivates/media/publicacoes/176/pdf_176.pdf. Acesso em: 2 set. 2024.

Representação da produção e utilização dos subprodutos do biogás (imagens sem escala; cores fantasia).

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Por meio do processo de decomposição, que ocorre tanto na natureza quanto no exemplo das usinas de biogás, os elementos químicos que constituem a matéria orgânica são constantemente reciclados, sendo novamente disponibilizados nos ecossistemas e reutilizados por outros seres vivos. Os ciclos dos elementos químicos na natureza são chamados de ciclos biogeoquímicos, por envolverem tanto componentes bióticos quanto componentes abióticos dos ecossistemas. Neste Tema, iremos estudar os ciclos biogeoquímicos do carbono, do nitrogênio e da água, fundamentais para a manutenção da vida.

Ciclo do carbono

ALEX SILVA

O carbono está presente em todas as formas de vida, nas rochas, nos solos e na atmosfera. O ciclo do carbono está relacionado aos seguintes processos biológicos: fotossíntese, respiração celular e decomposição. Alguns fenômenos naturais, como o vulcanismo e as queimadas naturais, também participam de sua ciclagem. Por meio da fotossíntese, os produtores presentes no ambiente terrestre e no ambiente aquático absorvem gás carbônico (CO2), respectivamente, da atmosfera e dissolvido nos mares e oceanos. Na presença de energia luminosa, o gás carbônico e a água (H2O), reagem produzindo moléculas de açúcares, como a glicose (C6H12O6), e gás oxigênio (O2). As moléculas de glicose podem ser incorporadas à sua biomassa ou serem utilizadas na respiração celular. Os açúcares incorporados à sua biomassa são transferidos aos consumidores na cadeia alimentar. Por meio da respiração celular, realizada por produtores e por consumidores, a glicose e o gás oxigênio são convertidos em água CO2 na atmosfera e gás carbônico. O gás carbônico, então, é liberado na atmosFotossíntese Fotossíntese fera. Além disso, o processo CO2 na Respiração celular digestivo de alguns animais, atmosfera Queima de como os bois, as ovelhas e as combustíveis cabras, libera gás metano fósseis (CH4) na atmosfera.

Algas e plantas aquáticas

MIGUEL SCHMITTER/SHUTTERSTOCK.COM

Consumidores Consumidores Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1245.

Decomposição

Representação do ciclo do carbono (imagem sem escala; cores fantasia).

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Por meio da decomposição da matéria orgânica, bactérias e fungos transformam compostos orgânicos complexos em moléculas mais simples, como água, gás carbônico e gás metano, que são liberadas na atmosfera ou permanecem estocadas no solo. A matéria orgânica soterrada, sob condições específicas de temperatura e de pressão, pode ser transformada em combustíveis fósseis ao longo de milhões de anos. Fenômenos naturais, como a atividade vulcânica e as queimadas naturais, também emitem gás carbônico, metano e monóxido de carbono (CO) na atmosfera. Os processos naturais anteriormente descritos contribuem para a ciclagem do carbono na natureza. Contudo, algumas atividades humanas interferem no ciclo do carbono. Entre elas, as queimadas, o desmatamento e a queima de combustíveis fósseis. As queimadas, normalmente realizadas de forma ilegal para a remoção da vegetação, liberam grande quantidade de gás carbônico na atmosfera, além de reduzir a capacidade de absorção desse gás pelas plantas durante a fotossíntese. Essa capacidade também é reduzida quando áreas florestais são desmatadas. A queima de combustíveis fósseis, como o carvão mineral, o petróleo e o gás natural, libera gás carbônico e/ou monóxido de carbono na atmosfera, sendo esta prática a maior fonte emissora de gás carbônico do mundo atualmente. DiAlOGOS DA NATUREZA

Combustão

UNIDADE

Os impactos ambientais decorrentes da interferência nas atividades humanas no ciclo do carbono e nos demais ciclos biogeoquímicos presentes neste Tema serão estudados no Tema 23.

VERA LARINA/SHUTTERSTOCK.COM

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o Professor.

Os combustíveis fósseis são recursos naturais não renováveis formados pela decomposição de matéria orgânica ao longo de milhões de anos. Atualmente, constituem uma das principais fontes de energia no mundo, sendo amplamente utilizados para movimentar veículos, impulsionar processos industriais e gerar energia elétrica. Para esses fins, os combustíveis fósseis são submetidos a reações de combustão, nas quais um combustível reage com um comburente, geralmente o gás oxigênio presente no ar. Essas reações liberam energia, que é aproveitada em diversos setores da economia. A combustão pode ser classificada como completa ou incompleta, dependendo diretamente da quantidade de oxigênio presente durante a reação. Na combustão completa, há oxigênio suficiente para que o combustível seja totalmente oxidado, resultando na formação de dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O). Já na combustão incompleta, a quantidade de oxigênio é insuficiente para que a queima seja total, tendo como produto da reação monóxido de carbono (CO) e água, além de, em alguns casos, partículas de carbono sólido, conhecidas como fuligem. No caso dos combustíveis fósseis, a combustão libera outros gases, tais como o dióxido de enxofre (SO2) e o dióxido de nitrogênio (NO2), que geram implicações significativas para o ambiente e para a saúde.

PENSE E RESPONDA

Emissão de gases poluentes em uma refinaria de petróleo.

Não escreva no livro.

3 Considerando as atividades que você realiza em seu cotidiano, quais podem interferir no ciclo do carbono? Explique sua resposta.

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ALEX SILVA

Ciclo do nitrogênio O ciclo do nitrogênio está relacionado aos seguintes processos biológicos: fixação, nitrificação, desnitrificação e decomposição. O nitrogênio existe principalmente na forma de gás nitrogênio (N2), presente na atmosfera. Esse gás não pode ser diretamente utilizado pela maior parte dos seres vivos. Para que possa ser utilizado, o gás nitrogênio precisa ser convertido em compostos nitrogenados assimiláveis, o que se dá por meio do processo denominado fixação. A fixação do nitrogênio pode ser biológica, realizada por seres vivos; atmosférica, realizada por descargas elétricas; ou industrial, realizada por indústrias. A fixação biológica de nitrogênio é realizada por microrganismos fixadores presentes no solo, em ambientes aquáticos ou em associação com raízes de plantas leguminosas. São exemplos de microrganismos fixadores algumas bactérias do gênero Rhizobium, Azotobacter e Clostridium, além de cianobactérias. Esses microrganismos convertem o gás nitrogênio (N2) em amônia (NH3), por meio da ação da enzima nitrogenase. A amônia (NH3) pode ser convertida em nitrito (NO2-) pela ação de bactérias do gênero Nitrosomonas, que, por sua vez, pode ser convertido em nitrato (NO3-), pela ação de bactérias do gênero Nitrobacter. O processo de conversão de amônia a nitrato é denominado N2 na atmosfera Gases N nitrificação. reativos Tanto a amônia quanto o nitrato Fixação podem ser absorvidos e utilizaindustrial dos pelas plantas para a síntese de moléculas orgânicas, como Desnitrificação proteínas. Ao fazer parte da constituição biológica das plantas, o elemento nitrogênio será transferido aos consumidores, ao longo das cadeias Fertilizantes N orgânico de N dissolvido alimentares. No corpo de animais, Escoam e n to o nitrogênio pode ser incorporado Fixação ao seu organismo ou eliminado em biológica suas excretas. Decomposição Parte do nitrato produzido é convertido novamente em gás nitrogênio pela ação de algumas bactérias, como as da espécie Pseudomonas denitrificans. Esse processo Elaborada com base em: REECE, Jane B. é denominado desnitrificação e permite que o et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: gás nitrogênio retorne à atmosfera. Nesse proArtmed, 2015. p. 1246. cesso, o gás óxido nitroso (N2O) também pode Representação do ciclo do nitrogênio ser liberado. (imagem sem escala; cores fantasia).

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Quando os organismos morrem, o nitrogênio é liberado no ambiente na forma de amônia, pela ação dos decompositores. Esse processo é denominado amonificação.

UNIDADE

ALEX SILVA

Nitrogênio atmosférico (N2)

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1246.

Procariontes fixadores de nitrogênio: convertem N2 em amônia (NH3).

Decompositores liberam amônia.

Procariontes nitrificantes: convertem NH3 em nitritos (NO_2) e nitratos (NO_3 ).

Procariontes desnitrificantes: convertem nitratos em N2.

Representação dos processos de fixação biológica, nitrificação e desnitrificação do nitrogênio (imagem sem escala; cores fantasia).

Na natureza, também pode ocorrer a fixação atmosférica de nitrogênio, na qual as descargas elétricas dos relâmpagos convertem o gás nitrogênio em óxidos de nitrogênio. Esses óxidos reagem com a água das chuvas, formando o ácido nítrico (HNO3), que atinge ambientes aquáticos e terrestres. Diversas atividades humanas têm alterado o ciclo do nitrogênio, como a fixação industrial de nitrogênio para a produção de fertilizantes e a queima de combustíveis fósseis. DiAlOGOS DA NATUREZA

Síntese de amônia

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

O nitrogênio é um nutriente essencial para o crescimento das plantas, 4 A agricultura tem utilizado na formação de proteínas, clorofila e ácidos nucleicos. Por muito sido fundamental para a sobrevitempo, a produção de alimentos foi restrita à disponibilidade desse elevência da humamento químico no solo. A agricultura foi revolucionada pela síntese de nidade. No passaamônia, uma das maiores descobertas científicas do século XX. Com a do, os agricultores fixação industrial de nitrogênio, foi possível realizar a produção em larga utilizavam adubo escala de fertilizantes, o que aumentou significativamente a produtividade natural para feragrícola e contribuiu para o crescimento populacional global. tilizar suas planEntre os processos que envolvem a fixação industrial de nitrogênio, o tações. Com o mais relevante é o processo Haber-Bosch, nomeado em homenagem aos avanço da químiquímicos alemães Fritz Haber (1868-1934) e Willian Carl Bosch (1874ca, surgiram os 1940) que o desenvolveram no início do século XX. fertilizantes sintéticos. Pesquise ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM e compare os métodos de fertiliza• Para saber mais sobre a importância do processo Haber-Bosch, acesse o vídeo ção do passado e indicado no site a seguir. Para acionar as legendas do vídeo, clique em “Detalhes”, “Legendas/CC” e “Português (Brasil)”. do presente, analisando seus im• A reação química que alimenta o mundo – Daniel D. Dulek. Publicado por: TED-Ed. Vídeo (5 min). Disponível em: https://youtu.be/o1_D4FscMnU?si=lDqaO3pactos ambientais w9xpzjNBv. Acesso em: 1 out. 2024. e sociais.

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Os fertilizantes também podem ser adicionados ao solo durante o desenvolvimento de algumas espécies de plantas cultivadas.

Os fertilizantes químicos, também conhecidos como adubos químicos ou adubos inorgânicos, são utilizados na agricultura para aumentar a produtividade das lavouras. Eles são constituídos por substâncias que contêm nutrientes necessários ao desenvolvimento das plantas, sobretudo nitrogênio, fósforo e potássio. Normalmente, os fertilizantes químicos apresentam nitrato (obtido a partir da amônia), que pode ser prontamente assimilado pelas plantas, e são acrescentados ao solo antes do plantio. Contudo, parte do nitrogênio presente nesses fertilizantes não é assimilada pelas plantas, tornando-se livre no solo e podendo ser levado pela água das chuvas para corpos d'água, como rios e lagos. Dessa forma, os fertilizantes químicos podem contaminar solos e provocar a poluição das águas. O uso de fertilizantes químicos na agricultura também está relacionado ao aumento da emissão de óxidos de nitrogênio na atmosfera. Além disso, os processos relacionados à produção desses fertilizantes também geram problemas ambientais, uma vez que a realização desses processos envolve a queima de combustíveis fósseis, o que tem aumentado a emissão de óxidos de nitrogênio na atmosfera, como o óxido nitroso (N2O) e o óxido nítrico (NO).

Ciclo da água

AL EX

SIL VA

O ciclo da água, ou ciclo hidrológico, compreende o movimento da água através dos seres vivos, dos corpos d’água, do solo e da atmosfera. Esse ciclo auxilia na manutenção da quantidade de água nos reservatórios e represas, além de ajudar no controle da temperatura e da umidade no planeta, fatores necessários para a existência de vida. Ao longo do ciclo hidrológico, podem ocorrer mudanças de estado físico da água, como apresentado a seguir. A água líquida presente na superCondensação Solidificação Condensação fície dos oceanos, na superfície do solo e de corpos d’água situados no ambiente terrestre passa por evapoPrecipitação ração, assumindo o estado gasoso. Fusão e escoamento A perda de água na forma de vapor Evaporação Evapotranspiração também ocorre durante a respiração dos seres vivos e na transpiração das plantas.

Escoamento

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1244.

Representação do ciclo da água (imagem sem escala; cores fantasia).

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UNIDADE

ANDRE DIB/PULSAR IMAGENS

Não PENSE E O vapor de água, ao atingir maiores altitudes na atmosfera, onde as escreva RESPONDA no livro. temperaturas são mais baixas, passa por condensação, formando pequenas gotas de água líquida, suspensas na atmosfera, que se acumulam e 5 Notícias sobre escassez de água formam as nuvens. A união de pequenas gotas de água forma gotas cada são recorrentes vez maiores, que podem precipitar na forma de chuva. A precipitação pode na mídia. Mas, se ocorrer sobre oceanos e superfícies terrestres. existe um ciclo Sob condições específicas de temperatura e pressão, pode ocorrer a da água, ela pode solidificação da água, e a precipitação acontece na forma de granizo ou acabar? Converse neve. A solidificação também pode ocorrer na superfície de montanhas ou com um colega na formação de geleiras. Em certas condições de temperatura e pressão, sobre isso. o gelo formado pode passar por fusão, transformando-se em água líquida. A chuva que cai sobre as superfícies terrestres e a água proveniente da 6 Com um colega, analisem os motifusão do gelo das montanhas podem escoar até atingir corpos d’água, como vos pelos quais a rios e lagos, que desembocam nos oceanos ao final de seus cursos. Também escassez de água podem se infiltrar no solo, reabastecendo reservatórios subterrâneos. Parte é um dos desafios da água disponível nos solos pode ser absorvida pelas plantas. enfrentados pelo Alguns fenômenos naturais podem interferir no ciclo da água, como planeta, consideas queimadas que ocorrem naturalmente em algumas regiões ao redor do rando os fatores mundo. As queimadas também podem ser provocadas por algumas atividaque podem condes humanas, que, junto ao desmatamento, estão normalmente relacionadas tribuir para esse a práticas agropecuárias. problema. A partir da análise feita, As queimadas e o desmatamento removem a cobertura vegetal existente proponham soem determinada região, o que reduz a taxa de transpiração das plantas. Além luções para esse disso, a inexistência da cobertura vegetal reduz a interceptação da chuva, cenário. Se necesfazendo com que toda a água da chuva se infiltre no solo, o que diminui a sário, façam uma evaporação. Portanto, uma menor taxa de evapotranspiração significa uma pesquisa. menor quantidade de vapor de água na atmosfera, o que influencia o regime de chuvas da região, reduzindo a taxa de precipitação.

A evapotranspiração da região amazônica contribui para o regime de chuvas de diferentes regiões do país. Rio Preto da Eva (AM), 2022.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Explique o que são os ciclos biogeoquímicos. 2. Ao longo do ciclo hidrológico, ocorrem mudanças de estado físico da água. Explique essas mudanças, relacionando-as ao ciclo.

3. As bactérias fixadoras de nitrogênio do gênero Rhizobium coloni-

FABIO COLOMBINI

zam as raízes de algumas leguminosas, como a soja, o feijão e a ervilha. Essa associação compreende uma relação de mutualismo, na qual as bactérias realizam a fixação biológica de nitrogênio atmosférico, enquanto as plantas fornecem os açúcares produzidos na fotossíntese às bactérias. É possível identificar essa associação por meio de nódulos presentes nas raízes das leguminosas, como mostra a imagem a seguir. Sobre esse tema, responda.

Nódulos nas raízes de soja. a) Qual é o benefício da associação com bactérias fixadoras de nitrogênio para as plantas? b) A associação das raízes das plantas com bactérias fixadoras de nitrogênio tem sido amplamente utilizada nas últimas décadas como uma técnica para melhorar a produtividade das plantações de soja. Estudos apontam que a técnica dispensa o uso de fertilizantes químicos. Explique a importância ambiental da redução do uso de fertilizantes nas plantações.

4. Analise a manchete e responda às questões a seguir. Chuvas em SP: Defesa Civil faz alerta de alagamentos em toda a capital AMARO, Leonardo. Chuvas em SP: Defesa Civil faz alerta de alagamentos em toda a capital. Metrópoles, Brasília, DF, 27 maio 2024. Disponível em: https://www.metropoles.com/sao-paulo/chuvas-em-sp-defesa-civil-faz-alertade-alagamentos-em-toda-a-capital. Acesso em: 18 ago. 2024.

a) O que diz a manchete? b) Devido à pavimentação das ruas, é comum a ocorrência de alagamentos em algumas cidades durante certas épocas do ano, principalmente em períodos de chuvas intensas. Relacione essa informação ao ciclo da água. c) Considere que você seja o engenheiro responsável pela pavimentação de uma cidade. Que medidas e ações você proporia para evitar alagamentos na área a ser pavimentada?

5. Analise as afirmativas a seguir e corrija as falsas.

I. Os reservatórios comuns de carbono, de nitrogênio e de água na natureza são: atmosfera, solo e seres vivos. II. Entre os processos biológicos que fazem parte do ciclo do carbono, estão: a fotossíntese, a respiração celular e a decomposição dos seres vivos. III. Entre os processos biológicos que fazem parte do ciclo do nitrogênio, estão: a fotossíntese, a respiração celular, a fixação do nitrogênio, a nitrificação e a desnitrificação. IV. Ao longo do ciclo da água, ocorrem mudanças de estado físico da água, entre elas a fusão, a solidificação, a evaporação, a condensação e a precipitação.

6. De um modo geral, as cadeias alimentares são componentes importantes para os ciclos biogeoquí-

micos. Ao longo dos níveis tróficos, ocorrem transformações da matéria que possibilitam a ciclagem de alguns elementos químicos, como o carbono. Explique o papel dos produtores, dos consumidores e dos decompositores no ciclo do carbono.

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PENSE E RESPONDA

UNIDADE

TEMA

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Impactos ambientais

Não escreva no livro.

1 Elabore uma expli-

cação relacionando as manchetes à ação humana. Converse com um colega sobre o assunto e anotem as explicações propostas no caderno.

Leia as manchetes a seguir. Cidades do Sul do RS têm alagamentos e moradores fora de casa após temporais CIDADES do Sul do RS têm alagamentos e moradores fora de casa após temporais. G1, Porto Alegre, 8 maio 2024. Disponível em: https://g1.globo.com/rs/rio-grande-do-sul/noticia/2024/05/08/cidades-dosul-do-rs-tem-alagamentos-e-moradores-fora-de-casa-apos-temporais.ghtml. Acesso em: 2 set. 2024.

Tempo seco favorece queimadas e MS registra mais de mil ocorrências TEMPO seco favorece queimadas e MS registra mais de mil ocorrências. Perfil, São Paulo, 14 maio 2024. Disponível em: https://brasil.perfil.com/brasil/tempo-seco-favorece-queimadas-e-ms-registra-mais-demil-ocorrencias.phtml. Acesso em: 2 set. 2024.

Norte e Nordeste do Brasil passam por pior seca dos últimos 40 anos COSTA, Augusto Dala. Norte e Nordeste do Brasil passam por pior seca dos últimos 40 anos. Canaltech, São Paulo, 5 out. 2023. Disponível em: https://canaltech.com.br/meio-ambiente/norte-e-nordeste-dobrasil-passam-por-pior-seca-dos-ultimos-40-anos-265721/. Acesso em: 2 set. 2024.

Destruição de florestas aumenta risco de novas pandemias COELHO, Léia. Destruição de florestas aumenta risco de novas pandemias. Jornal da USP, São Paulo, 17 maio 2021. Disponível em: https://jornal.usp.br/atualidades/destruicao-de-florestas-aumenta-risco-denovas-pandemias/. Acesso em: 2 set. 24.

Os impactos ambientais causados pelas atividades humanas podem intensificar fenômenos climáticos.

WARREN FAIDLEY/GETTY IMAGES

DUANGDAW DE CHUCHART/GETTY IMAGES

Diversas atividades humanas, como a agricultura, a pecuária, a mineração e a geração de energia, trazem benefícios econômicos e sociais, como a criação de empregos, a obtenção de matérias-primas para a indústria e a produção de alimentos. Por outro lado, essas atividades também geram impactos ambientais que afetam os ecossistemas. Em geral, as consequências desses impactos atingem os seres humanos, direta ou indiretamente. Esses são alguns dos assuntos abordados neste Tema.

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As queimadas podem ocorrer naturalmente em alguns ecossistemas ou serem provocadas pelo ser humano. Neste último caso, elas costumam ser provocadas com o objetivo de remover a cobertura vegetal de uma área que será destinada à agricultura ou à pecuária. Essas atividades também motivam o desmatamento sem o uso do fogo, mas essa ação também pode ter como objetivo a extração de madeira ou de outras matérias-primas para processos industriais, A B além do desenvolvimento de cidades.

Imagem de satélite de Rondônia, em 1984 (A) e após remoção da cobertura vegetal, frente ao desenvolvimento urbano, em 2022 (B).

UNIVERSAL IMAGES GROUP NORTH AMERICA LLC/ALAMY/FOTOARENA

Queimadas e desmatamento

As queimadas e o desmatamento suprimem a vegetação de uma área, provocando a redução ou até a eliminação das populações das espécies de plantas daquele ambiente. Além disso, provocam a morte ou forçam o 2 Como as imagens deslocamento dos animais que ali vivem para outros locais, aumentando a obtidas por satécompetição por recursos, como alimento, abrigo ou parceiros para a reprolite podem auxidução. Isso pode interferir nas relações tróficas estabelecidas entre os seres liar tanto no devivos, alterando o equilíbrio das cadeias alimentares. As queimadas e o senvolvimento de desmatamento também são praticadas para a expansão de áreas urbanas. uma região quanto Quando isso ocorre sem planejamento, facilita o surgimento de zoonoses, na conservação do doenças que são transmitidas de animais para os seres humanos, como a ambiente? Se nefebre amarela, a malária e a dengue. cessário, faça uma A remoção da cobertura vegetal pode, ainda, deixar o solo suscetível a pesquisa sobre o processos de erosão. As raízes das árvores estão entrelaçadas às partículas assunto. que formam o solo, evitando sua desagregação por agentes erosivos, como a chuva e o vento. Sem a presença da vegetação, portanto, o solo fica desprotegido e exposto à ação desses agentes. Além disso, o solo pode ter sua fertilidade reduzida, já que a ciclagem de nutrientes será interrompida. Outro impacto relacionado à remoção da cobertura vegetal é a interferência no ciclo hidrológico, alterando o regime de chuvas da região. As queimadas emitem gases poluentes na atmosfera, entre eles o gás carbônico, um dos principais gases que intensificam o efeito estufa. Além disso, a retirada da vegetação contribui para a diminuição da captura do gás carbônico atmosférico que ocorre por meio da fotossíntese, o que também colabora para a intensificação do efeito estufa. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

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UNIDADE

CASA PAULISTANA

Queima de combustíveis fósseis Alguns gases presentes na atmosfera são capazes de absorver parte do calor que é irradiado pela superfície terrestre, mantendo a temperatura média do planeta, condição necessária para a existência de vida. Esse fenômeno, chamado efeito estufa, ocorre, portanto, naturalmente. Os gases com maior capacidade de reter o calor da superfície terrestre são denominados gases de efeito estufa, e são exemplos o gás carbônico, o metano, o vapor de água, entre outros. As atividades humanas, no entanto, têm aumentado a emissão de gases de efeito estufa na atmosfera. Um dos exemplos mais significativos dessas atividades são aquelas que demandam a queima de combustíveis fósseis. Os combustíveis fósseis, como carvão mineral, gás natural e derivados de petróleo, são a principal fonte energética utilizada no mundo, principalmente na geração de energia elétrica e no setor de transportes. De modo geral, durante a queima, são liberados material particulado e gases, como o gás carbônico, um dos principais gases de efeito estufa. O aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera promove uma maior retenção de calor, dificultando sua irradiação para o espaço e ocasionando a intensificação do efeito estufa. Isso tem provocado o aquecimento global, que consiste na elevação da temperatura média do planeta nos últimos anos, acentuando as mudanças climáticas.

1. Parte da radiação solar atravessa a atmosfera e é absorvida pela Terra. A outra parte é refletida pela atmosfera. 2. A superfície aquecida emite calor. 3. Parte do calor emitido pela superfície terrestre se dissipa no espaço e o restante permanece na atmosfera. 4. A emissão de alguns gases favorece a retenção do calor.

Representação do efeito estufa e da intensificação desse fenômeno (imagem sem escala; cores fantasia). ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Utilize o simulador a seguir para explorar o efeito estufa. Modifique a concentração de gases de efeito estufa na atmosfera e observe a variação da temperatura da superfície terrestre. Greenhouse Effect. Publicado por Physics Educational Technology (PhET). Disponível em: https://phet.colorado. edu/sims/html/greenhouse-effect/latest/greenhouse-effect_all.html?locale=pt_BR. Acesso em: 6 set. 2024.

DiAlOGOS DA NATUREZA

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Física. Mais informações nas Orientações para o professor.

Fontes de energia As fontes de energia são recursos utilizados em diversas atividades e podem ser classificadas como renováveis ou não renováveis. As fontes renováveis têm capacidade natural de reposição no ambiente, sendo sua taxa de consumo inferior ao tempo de reposição. São exemplos o vento, o Sol, a água e a biomassa. Já as fontes não renováveis, como os combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão mineral), têm uma taxa de consumo superior à de reposição, levando milhões de anos para se regenerar, o que as torna finitas e esgotáveis.

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FLORIDASTOCK/SHUTTERSTOCK.COM

O derretimento de geleiras prejudica a sobrevivência de diversas espécies de animais. Urso-polar e seu filhote ao norte do arquipélago de Svalbard, Noruega, 2023.

As mudanças climáticas têm gerado diversos impactos ao planeta, e cientistas projetam que outros eventos extremos irão acontecer, caso sua temperatura média continue a aumentar. Um desses eventos são as ondas de calor extremo, que consistem em um fenômeno meteorológico no qual se registram, por dias consecutivos, temperaturas acima da média esperada para aquele local. Elas podem aumentar os riscos de incêndios florestais, ou até intensificá-los. Além disso, podem favorecer a disseminação de doenças, como a dengue, e prejudicar o plantio de alguns cultivares, tornando alguns alimentos escassos. Outro impacto é a alteração do regime de chuvas, que ocasiona mudanças nos padrões de precipitação de certa região. Por exemplo, em alguns locais, a ocorrência e/ou a intensificação dos períodos de seca tornam as chuvas mais escassas, resultando na falta de água potável, pois o reabastecimento dos reservatórios de água fica comprometido. Em outros, as chuvas podem ser intensificadas, aumentando a probabilidade de ocorrência de alagamentos e de tempestades com ventos de alta intensidade, danificando construções e habitações. Além disso, o aquecimento global promove o derretimento de geleiras, que são grandes massas de gelo localizadas na superfície terrestre. Isso ocasiona a perda de hábitats de diversos animais, tais como os ursos-polares. Além dos gases de efeito estufa, outros poluentes podem ser liberados durante a queima de combustíveis fósseis. Alguns deles participam da formação da chuva ácida, cujas consequências incluem a acidificação de rios e lagos, provocando a morte de inúmeros animais e plantas, bem como a acidificação do solo, que prejudica as plantações. Aos seres humanos, pode provocar irritações na pele e problemas nas vias respiratórias. Por ter efeito corrosivo, também danifica construções, monumentos históricos e obras de arte feitas de mármore, alguns metais, cimento e outros.

DiAlOGOS DA NATUREZA

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

Chuva ácida A água da chuva é ligeiramente ácida, devido à presença de gás carbônico na atmosfera, que, ao reagir com a água, forma o ácido carbônico (H2CO3). No entanto, a emissão de alguns gases poluentes pode levar à precipitação atmosférica com grandes quantidades de ácidos, fenômeno conhecido como chuva ácida. Alguns exemplos são o dióxido de enxofre (SO2) e o dióxido de nitrogênio (NO2), liberados durante a queima de combustíveis fósseis. Esses gases podem ser oxidados e reagir com a água, formando ácido nítrico (HNO3) e ácido sulfúrico (H2SO4), respectivamente.

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UNIDADE

ADRIANO KIRIHARA/PULSAR IMAGENS

Para maximizar a produção agrícola, utilizam-se produtos químicos, como fertilizantes e agrotóxicos. Os fertilizantes são constituídos de nutrientes necessários ao desenvolvimento de plantas e são adicionados ao solo para auxiliar o crescimento dos cultivos. O uso indiscriminado de fertilizantes disponibiliza nutrientes no solo acima da quantidade que as plantas são capazes de absorver, fazendo com que cheguem até rios e lagos carregados pela água das chuvas. O acúmulo excessivo de nutrientes na água pode provocar a eutrofização, processo que resulta na diminuição da quantidade de gás oxigênio dissolvido na água e na conseA cor verde da água indica a presença de grande quente morte de diversos organismos que quantidade de algas. Água eutrofizada no Rio Tapajós, 2024. vivem nesses corpos d’água. Os agrotóxicos, por sua vez, são utilizados no combate a seres vivos que podem danificar as plantações, como bactérias, fungos e insetos. Seu uso indiscriminado pode contaminar o solo, rios e lagos, ao serem carregados pela água da chuva. Além disso, podem contaminar vegetações nativas próximas às plantações, ao serem carregados pelo vento. O consumo de água ou plantas contaminadas por agrotóxicos contamina outros seres vivos, provocando o acúmulo desses produtos ao longo das cadeias alimentares e causando danos à saúde dos organismos. Outro problema associado ao uso dos agrotóxicos é o fato de que eles podem ser nocivos a outras espécies de seres vivos, além das que causam danos à plantação, comprometendo sua sobrevivência e contribuindo, portanto, para a redução da biodiversidade. Um exemplo disso são as abelhas, animais importantes para a reprodução de muitas espécies de plantas. Nos últimos anos, milhões de abelhas têm sido mortas pelos agrotóxicos utilizados de modo indiscriminado em plantações no Brasil. Com a morte das abelhas, a reprodução das plantas também é comprometida, diminuindo, por consequência, a produção de frutos e sementes, muitos dos quais de interesse econômico. Outra atividade na qual é comum o uso de produtos químicos é a mineração. Costuma-se extrair ouro com mercúrio, um elemento tóxico que pode contaminar o solo, a água e os seres vivos, acumulando-se ao longo das cadeias tróficas.

JUERGINHO/SHUTTERSTOCK.COM

Contaminação por produtos químicos

Avião pulveriza agrotóxicos em uma plantação em Prata (MG), 2023.

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Uma ampla diversidade de produtos químicos também é utilizada em processos industriais. Parte deles são poluentes atmosféricos, tais como os clorofluorcarbonetos (CFCs) e hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs), compostos que, no passado, eram utilizados para o preenchimento de espumas e para a refrigeração em aparelhos elétricos, como ar-condicionado e refrigeradores. A emissão de CFCs e HCFCs na atmosfera promove a degradação da camada de ozônio. DiAlOGOS DA NATUREZA

Degradação da camada de ozônio

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

A camada de ozônio é uma faixa formada por gás ozônio (O3), localizada aproximadamente entre 20 km e 35 km de altura, na estratosfera. Ela é responsável por filtrar parte da radiação ultravioleta (UV) que chega à superfície terrestre e que é nociva aos seres vivos. No caso dos seres humanos, por exemplo, a exposição excessiva aos raios UV pode provocar queimaduras na pele, danificar a saúde dos olhos e ocasionar câncer de pele. A formação e a degradação da camada de ozônio são processos naturais, que, na ausência da interferência humana, mantêm-se em equilíbrio. No entanto, nos últimos anos, as atividades humanas têm aumentado a emissão de substâncias que possuem cloro (Cl) em sua composição, como os CFCs e os HCFCs. Essas moléculas se rompem, liberando átomos de cloro, que reagem com o gás ozônio, degradando-o e reduzindo sua concentração estratosférica. Isso resulta no que popularmente é conhecido como buraco na camada de ozônio, e ocorre a cada primavera sobre o Polo Sul, perdurando por meses. Nessa região, a quantidade de radiação ultravioleta que atinge a superfície do planeta é maior, pois a função da camada de ozônio torna-se comprometida.

Fonte: NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION. Ozone Hole Watch. [Washington, D.C.]: Nasa, 2023. Disponível em: https://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/ Scripts/big_image.php?date=2023-0921&hem=S. Acesso em: 2 out. 2024.

Imagem do Polo Sul do planeta Terra feita por satélite no dia 21 de setembro de 2023. Nessa imagem, as cores representam uma escala de concentração de gás ozônio, sendo os tons de azul e roxo indicativos de regiões com baixa concentração desse gás.

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O tráfico de animais silvestres constitui a remoção de animais do ambiente em que vivem e sua comercialização ilegal. A caça predatória se refere à caça ilegal de animais. A pesca predatória compreende a retirada de peixes de seus ambientes em períodos ou em locais proibidos, com instrumentos não permitidos e/ou em quantidades exacerbadas, configurando uma atividade ilegal. Segundo a Lei no 9.605, de 12 de fevereiro de 1998, essas atividades configuram um crime, e os responsáveis podem ser multados e/ou detidos por um período determinado pela justiça. Essas atividades ilegais reduzem o tamanho da população das espécies animais no ambiente, ameaçando sua sobrevivência e a de outras com as quais estabelecem relações ecológicas. Atualmente, diversas espécies estão ameaçadas de extinção em decorrência dessas práticas ilegais, como a arara-azul-de-lear (Anodorhynchus leari), o mico-leão-dourado (Leontopithecus rosalia) e o lambari (Astyanax eremus). Categorias IUCN A avaliação do risco de extinção de espécies é feita com base em um sistema de categorias criado pela União Pouco preocupante LC (Least Concern) Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN). As categorias são identificadas por siglas, que correspondem Quase ameaçada NT (Near Threatened) aos seus nomes em inglês. O sistema é representado no esquema desta página. Vulnerável VU (Vulnerable) Segundo a Lista Nacional de Espécies Ameaçadas de Extinção, a arara-azul-de-lear e o mico-leão-dourado Em perigo Ameaçadas EN (Endangered) se encontram em perigo (EN) de extinção, o que indica um risco elevado de desaparecimento na natureza. Já o Criticamente em perigo CR (Critically Endangered) lambari está em uma situação ainda mais preocupante, sendo classificado como em perigo crítico (CR) de extinExtinta na natureza EW (Extinct in the Wild) ção, a categoria mais alta de ameaça, que indica que a Extinta espécie enfrenta um risco extremamente elevado de EX (Extinct) extinção iminente. ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Para conhecer mais detalhes sobre as categorias que avaliam o risco de ameaça das espécies, acesse o site a seguir. Categorias de avaliação. Publicado por: ICMBio. Disponível em: https://www.icmbio.gov.br/ran/images/Arquivos/especies_ameacadas/categorias_criterios_iucn_2012.pdf. Acesso em: 5 set. 2024.

PENSE E RESPONDA

ORACICART

Tráfico de animais silvestres, caça e pesca predatórias

Elaborado com base em: INSTITUTO CHICO MENDES DE CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE. Categorias de avaliação. Brasília, DF: ICMBio, 2012. Disponível em: https://www.icmbio.gov.br/ran/ images/Arquivos/especies_ameacadas/categorias_ criterios_iucn_2012.pdf. Acesso em: 2 out. 2024.

Categorias da Lista Vermelha da União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN). Não escreva no livro.

3 Em grupo, façam uma pesquisa sobre uma espécie de ser vivo presente na região em que moram

ou próxima a ela que esteja ameaçada de extinção. Elaborem uma apresentação digital indicando a categoria de ameaça dessa espécie, os principais fatores de ameaça e quais medidas podem ser tomadas para reduzi-los.

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Produção e descarte de resíduos sólidos Os resíduos sólidos são materiais e objetos descartados por atividades humanas. Eles podem ter diferentes origens, por exemplo, residenciais (resíduos domésticos), em atividades comerciais, como supermercados, bancos e lojas (resíduos comerciais), em processos industriais (resíduos industriais) e em serviços de saúde, como laboratórios, hospitais e clínicas (resíduos hospitalares). De modo geral, os resíduos domésticos e comerciais são compostos por restos de alimentos, embalagens e objetos descartáveis de plástico, papéis, produtos eletroeletrônicos, entre outros. Os resíduos industriais, por sua vez, são constituídos por diversos materiais, os quais podem conter produtos químicos em sua composição e ser tóxicos aos seres vivos. Os resíduos hospitalares, por fim, podem apresentar materiais utilizados em procedimentos médicos, como agulhas, seringas e curativos. Esses materiais podem estar contaminados por material biológico, como vírus e bactérias, por exemplo, e podem conter substâncias químicas perigosas para o ambiente e para a saúde das pessoas. Os resíduos sólidos podem provocar impactos ambientais quando descartados ou destinados de modo inadequado. Nesse caso, eles podem se acumular em ambientes terrestres, favorecendo a proliferação de organismos causadores e/ou transmissores de doenças. Em ambientes aquáticos, os resíduos podem provocar a eutrofização ou ocasionar a morte de diversos seres vivos que os ingerem, ao confundi-los com alimento. Os resíduos também podem contaminar o solo e a água, caso sejam constituídos por elementos tóxicos, e contaminar, por consequência, os seres vivos. ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

As atividades humanas tornaram a Terra inabitável, forçando os seres humanos a viverem em uma nave espacial enquanto robôs limpam o planeta. Entre esses robôs está Wall-e, que, ao encontrar uma planta, renova a esperança de que os humanos possam retornar à Terra. Assista a essa história no filme Wall-e.

Os resíduos descartados indevidamente podem chegar aos oceanos e prejudicar os ecossistemas marinhos.

AURORA OPEN/ISTOCKPHOTO/GETTY IMAGES

• Wall-e, direção de Andrew Staton. Estados Unidos, 2008.

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UNIDADE

Impactos ambientais e os biomas Os biomas são um conjunto de ecossistemas que compartilham características similares, como condições climáticas, aspectos de solo e vegetação, entre outras. As consequências dos diversos impactos ambientais são perceptíveis em cada um dos seis principais biomas terrestres do Brasil. O mapa a seguir apresenta a distribuição desses biomas e a proporção de vegetação nativa, presente em cada um deles. Amazônia

Caatinga

Pantanal

Amazônia

Pampa

Cerrado

50° O

Equador

Amazônia O bioma Cerrado está presente em cerca de 23% do território brasileiro. Hoje, é possível encontrar cerca de 48% de cobertura nativa deste bioma.

Caatinga

Cerrado

Mata Atlântica PACÍFICO

Pantanal AM AC

Área antropizada RO MT

OCEANO

Pampa

Tipos de biomas Amazônia Mata Atlântica Cerrado Pantanal Caatinga Pampa

Fronteira internacional

0°

SP PR

OCEANO ATLÂNTICO

Amazônia Amazônia RJ Tr

ópico de

Cerrado Mata Atlântica Caatinga Pantanal Caatinga Pantanal

Pampa

Capricórn

SC RS 0

Área antropizada Vegetação remanescente Amazônia Caatinga Pantanal

Cerrado Cerrado

480

Área antropizada MataAtlântica Atlântica Mata

Vegetação remanescente Pampa Pampa

O bioma Pampa, também conhecido como Campos Sulinos, é o segundo bioma brasileiro mais alterado por atividades humanas, mantendo cerca de 45% de sua cobertura vegetal original.

Fonte: INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Atlas Mata Atlântica Pampa geográfico escolar. 9. ed. Rio de Janeiro: IBGE, 2023. p. 108. INFOGRÁFICOS. [S.l.]: MapBiomas, c2024. Disponível em: https://brasil. mapbiomas.org/infograficos/. Acesso em: 25 out. 2024.

PENSE E RESPONDA

Pampa

O bioma Mata Atlântica ocupa cerca de 13% do território Amazônia Caatinga Pantanal PA MA CE RN brasileiro. É o bioma PB PI brasileiro mais alteVegetação remanescente Área antropizada Vegetação remanescente PE rado por atividades AL TO humanas, contando SE BA com aproximadamente 26% de sua cobertura DF original. GO

Limite de estado

Cerrado

Mata Atlântica

SONIA VAZ

Cerrado Mata Atlântica Biomas brasileiros

Pantanal ORACICART

O bioma Caatinga se estende por quase 10% do território brasileiro. Atualmente, apresenta cerca de 58% de sua cobertura vegetal nativa.

O bioma Amazônia ocupa cerca de 49% do território brasileiro, e atualmente mantém cerca de 80% de sua cobertura vegetal nativa.

O bioma Pantanal é um dos biomas mais preservados do país, apresentando aproximadamente 85% de cobertura vegetal nativa.

Caatinga

Áreaantropizada antropizada Área

Vegetaçãoremanescente remanescente Vegetação

Biomas brasileiros: localização e conservação. Não escreva no livro.

4 Em grupo, façam uma pesquisa sobre o bioma da região onde vocês moram, considerando uma descrição das paisagens típicas encontradas no bioma; as principais características climáticas, Área antropizada Vegetação remanescente como os padrões de precipitação e a temperatura média anual; as principais características do solo; e exemplos típicos da flora e da fauna do bioma.

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Entre os impactos ambientais que contribuem para mudanças drásticas nos biomas estão as queimadas. Nos últimos 39 anos, elas já atingiram 23% do território nacional, seja por causas naturais ou provocadas pelo ser humano. As queimadas já devastaram uma área maior do que 280 milhões de campos de futebol, sendo o Cerrado e a Amazônia os biomas que mais perderam cobertura vegetal nativa em termos absolutos. No entanto, considerando o seu próprio território, o Pantanal foi o bioma que, proporcionalmente, mais sofreu perdas de vegetação nativa por conta dos incêndios, como mostram o mapa e o gráfico a seguir. Oriente os estudantes a comparar este mapa com o da página anterior, facilitando a identificação dos biomas.

SONIA VAZ

Área queimada no Brasil entre 1985-2023

Áreas queimadas nos biomas entre 1985-2023

MA PI

BA P26-3-BIO31-U-04-LA-LMA-005 MT DF EM PRODUÇÃO GO

OCEANO PACÍFICO

MS SP

Trópico de Capricórnio

ES RJ

RN PB PE AL SE

OCEANO ATLÂNTICO

Amazônia ORACICART

0°

Biomas brasileiros

Equador

Caatinga Cerrado Mata Atlântica Pampa Pantanal 0

40 60 80 Área queimada (%)

100

Áreas de queimada

LUIZ G DE FIGUEIREDO/GETTY IMAGES

Limite estadual Fronteira

SC RS

50° O

560

Fonte: FOGO no Brasil entre 1985-2023. [S. l.]: MapBiomas, [2023]. Disponível em: https://brasil.mapbiomas.org/wpcontent/uploads/sites/4/2023/08/MBI-infografico-fogo3.0-BR-1-scaled.jpg. Acesso em: 2 out. 2024.

Os impactos ambientais têm acelerado alguns fenômenos que contribuem para a alteração das características dos biomas, como a desertificação. A desertificação é caracterizada pela degradação das terras localizadas em regiões de baixa umidade, áridas ou semiáridas, que, como resultado, passam a exibir baixa fertilidade, além de se tornarem suscetíveis à erosão. O uso inadequado do solo, como a retirada de cobertura vegetal, e as mudanças climáticas, que resultam na alteração do regime de chuvas, têm acelerado a desertificação de extensas áreas no Brasil. Entre os exemplos de áreas afetadas por esse fenômeno, estão parte dos estados de Alagoas, Bahia, Maranhão, Minas Gerais, Paraíba, Pernambuco, Piauí e Ceará, abrangidos pelo bioma Caatinga. Estudos recentes demonstraram que uma região que abriga parte do norte da Bahia e sul de Pernambuco apresentou características de clima árido, com umidade extremamente baixa, até então não identificadas no país.

Região com características de clima árido. Reserva indígena Raso da Catarina (BA), 2017.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. A concentração atmosférica de gás carbônico

começou a aumentar significativamente a partir da década de 1960, devido, principalmente, a expansão industrial acelerada e ao uso cada vez mais intenso de combustíveis fósseis como fonte de energia ao redor do mundo. Os pesquisadores perceberam que esse aumento acompanhou a elevação da temperatura média do planeta no mesmo período. Analise o gráfico a seguir.

Aumento da temperatura média do planeta (°C)

1,0

400

0,5

350

0,0

300

–0,5

1880

Tempo (anos)

Concentração de CO2 (ppm)

ORACICART

Concentração de CO2 atmosférico e temperatura média da Terra

2021

Fonte: PEAK CO2 & heat-trapping emissions. Princeton, EUA: Climate Central, 4 maio 2022. Disponível em: https://www. climatecentral.org/climate-matters/peak-co2-heat-trappingemissions. Acesso em: 3 out. 2024.

Com base na análise e na interpretação das informações do texto e do gráfico, faça o que se propõe a seguir. a) Elabore uma explicação para a relação entre a concentração atmosférica de gás carbônico e o uso dos combustíveis fósseis. b) É possível afirmar que a queima de combustíveis fósseis é uma atividade humana que interfere no ciclo do carbono? Explique sua resposta. c) Quais são as consequências ambientais provocadas pela queima de combustíveis fósseis? Utilize dados do gráfico para justificar sua resposta. d) Como evidenciado no gráfico, nos últimos 100 anos, a temperatura média do planeta aumentou aproximadamente 1 °C. Caso o

uso exacerbado dos combustíveis fósseis se mantenha, o que você espera que aconteça nos próximos anos? Realize previsões para esse cenário.

UNIDADE

e) De que modo esse cenário previsto pode ser evitado? Proponha ações individuais e coletivas que podem ser realizadas com o objetivo de evitar os problemas previstos.

2. Leia a manchete a seguir. Megaincêndios na floresta amazônica aceleram risco de colapso do bioma MAES, Jessica. Megaincêndios na amazônia aceleram chance de colapso do bioma. Folha de S.Paulo, São Paulo, 19 set. 2024.

a) De que maneira as atividades humanas estão relacionadas a essa manchete? Explique sua resposta. b) O que você acha que pode acontecer se a chance citada na reportagem se concretizar?

3. Sobre o tráfico de animais silvestres, responda às questões.

a) Que impactos o tráfico de animais silvestres pode provocar em um ecossistema? b) Qual é a sua opinião com relação à seguinte afirmativa: “O combate aos crimes ambientais é um dever compartilhado entre autoridades competentes e a própria população.”? Converse com seus colegas.

4. A perda de hábitat é um dos principais fatores

que podem levar à extinção de uma espécie. Quais são os impactos ambientais que podem levar à perda de hábitat?

5. A principal fonte utilizada pelo Brasil para a

geração de energia elétrica é a energia hídrica. No país, existem mais de 200 usinas hidrelétricas de grande porte, além de outras centenas de porte menor. Para construí-las, cria-se um grande reservatório de água, que depende da inundação de grandes áreas. A inundação gera impactos ambientais e sociais, sobretudo para as comunidades que vivem ou dependem de recursos obtidos na região.

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a) A fonte de energia citada é renovável ou não renovável? Explique. b) Forme um grupo com os colegas e façam uma pesquisa sobre as vantagens e as desvantagens das usinas hidrelétricas. Organizem um debate com o restante da turma com base em argumentos consistentes, posicionando-se diante desse cenário.

ARIONAURO

6. Analise a charge a seguir.

b) Quais impactos podem ser provocados pelo descarte inadequado de produtos eletrônicos? c) Para evitar esses impactos, produtos eletrônicos precisam de descarte especial. Faça uma pesquisa sobre como ele deve ser feito e registre as informações encontradas em seu caderno. d) Considere o trecho destacado na reportagem. Forme um grupo com seus colegas e organizem uma ação que possa ser aplicada na escola de modo a contribuir para a solução da situação exposta no trecho.

8. Leia o trecho de uma reportagem publicada em 2024 para responder às questões a seguir.

O desmatamento no Cerrado aumentou 67,7% no ano passado, se comparado com 2022. A constatação é do Relatório Anual do Desmatamento no Brasil, divulgado ontem pelo MapBiomas. [...] [...] O avanço da fronteira agrícola é a principal razão para o desmatamento.

ARIONAURO. [Queimadas na floresta]. Arionauro Cartuns. [S. l.], 2019. Disponível em: http://www.arionaurocartuns.com.br/2019/08/chargequeimadas-na-floresta.html. Acesso em: 11 out. 2024.

a) O que está representado na charge? Utilize elementos da charge para explicar sua resposta. b) Quais são os possíveis impactos ambientais representados pela cena na charge?

7. Leia o trecho retirado de uma reportagem e

responda às questões que seguem. O Brasil produz por ano 2,4 milhões de toneladas de lixo eletrônico. É o quinto país no mundo na lista dos que mais geram esse tipo de resíduo. E poderia ser muito mais. Pesquisas mostram que 85% dos brasileiros têm em casa algum aparelho que não usam e não sabem o que fazer com ele. BRASIL é o 5º país que mais produz resíduos eletrônicos, mas descarte correto ainda é pequeno. G1, [s. l.], 27 abr. 2024. Disponível em: https://g1.globo.com/jornal-nacional/ noticia/2024/04/27/brasil-e-o-5o-pais-que-mais-produzresiduos-eletronicos-mas-descarte-correto-ainda-e-pequeno. ghtml. Acesso em: 2 out. 2024.

a) O que é informado pela reportagem?

TORRES, Vitória. Desmatamento avança no Cerrado e preocupa. Correio Braziliense, Brasília, DF, 29 maio 2024. Disponível em: https://www.correiobraziliense.com.br/ brasil/2024/05/6866886-desmatamento-avanca-no-cerradoe-preocupa.html. Acesso em: 2 out. 2024.

a) O que é informado pela reportagem? b) Nesse período, qual foi a principal causa do desmatamento desse bioma?

9. Os impactos ambientais potencializam o apa-

recimento de zoonoses, doenças transmitidas de animais para seres humanos. Explique com suas palavras como isso pode acontecer. Cite um exemplo.

10. A agropecuária é uma das principais causas de desmatamento. Contudo, essa área desempenha um papel fundamental na economia do país, gerando empregos, fornecendo alimentos à população e diversos produtos para a indústria. Em grupo, façam uma pesquisa sobre quais ações podem ser realizadas no setor agropecuário que possam reduzir os impactos ambientais e, ao mesmo tempo, promover o desenvolvimento econômico. Criem uma apresentação digital destacando exemplos de ações e tecnologias que já estão sendo aplicadas ou que poderiam ser implementadas.

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Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Conservação, preservação e sustentabilidade

Não escreva no livro.

1 O diesel é obtido de

combustíveis fósseis, enquanto o biodiesel é obtido da matéria orgânica. Em comparação com o diesel, o biodiesel emite uma quantidade menor de gases poluentes. Considerando essas informações, é possível dizer que o projeto desenvolvido pelas estudantes apresenta benefícios ambientais, sociais e econômicos? Explique sua resposta.

2 De que maneira o

projeto desenvolvido pelas estudantes contribui para a proteção dos seres vivos?

Leia a seguir o trecho extraído de uma reportagem.

Alunos criam biodiesel de óleo de cozinha para abastecer ônibus escolares Cinco alunas [...] conseguiram transformar óleo de cozinha em biodiesel. A criação das estudantes, que compõem um grupo de iniciação científica, será utilizada para abastecer ônibus escolares da cidade. O primeiro teste da substância teve êxito e foi capaz de fazer um dos ônibus municipais cumprir trajetos escolares por quase uma semana. [...] “A ideia principal é que as linhas de ônibus escolar sejam abastecidas com biodiesel feito na escola. Ou seja, o aluno vai para escola com o combustível que ele fez durante as aulas [...] de prática experimental”, explica o docente [orientador do projeto]. [...] ALUNOS criam biodiesel de óleo de cozinha para abastecer ônibus escolares. Correio Braziliense, Brasília, DF, 14 set. 2023. Disponível em: https://www.correiobraziliense.com.br/euestudante/educacaobasica/2023/09/5124983-alunos-criam-biodiesel-de-oleo-de-cozinha-para-onibus-escolares.html. Acesso em: 1 out. 2024.

As atividades humanas provocam impactos ambientais que, de modo geral, comprometem a sobrevivência de diversas espécies de seres vivos. Para minimizá-los, é preciso que exerçamos nosso dever como cidadãos de proteger a biodiversidade remanescente. Isso pode ser feito mediante atitudes adotadas em nosso cotidiano e com base em políticas ambientais. Neste Tema, estudaremos a importância de proteger o ambiente e como podemos fazê-lo por meio da prática de ações sustentáveis.

ABRASA/SHUTTERSTOCK.COM

PENSE E RESPONDA

UNIDADE

TEMA

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FG TRADE/GETTY IMAGES

Conservação e preservação A proteção da natureza é fundamental para garantir o equilíbrio dos ecossistemas. A biodiversidade, por sua vez, ajuda a manter esse equilíbrio. A biodiversidade se refere à variedade de formas de vida existentes em uma região e em um determinado tempo. O termo abrange desde a diversidade genética entre organismos da mesma espécie até a diversidade de ecossistemas e as relações estabelecidas entre os seres vivos e o ambiente. Portanto, proteger a biodiversidade é essencial para preservar as espécies, suas interações e o equilíbrio dos ecossistemas como um todo. As espécies em um ecossistema estão inter-relacionadas de maneira tão estreita que a extinção de uma pode ter impactos significativos sobre muitas outras. Há inúmeros exemplos que demonstram que a nossa própria sobrevivência está profundamente ligada à existência de outras espécies no planeta. Por exemplo, o gás oxigênio utilizado no metabolismo energético de nossas células é produzido pela fotossíntese realizada por plantas, algas e bactérias fotossintetizantes. Em sua maioria, os frutos que comemos são produzidos em razão da participação de animais polinizadores na reprodução das plantas. As chuvas que abastecem os rios e os reservatórios de água, além de prover água ao desenvolvimento de plantas e de cultivos agrícolas, são parte integrante do ciclo hidrológico, que é influenciado pela presença de vegetação. O Brasil apresenta uma grande diversidade de espécies de seres vivos, o que implica uma grande responsabilidade para protegê-la. A proteção ambiental pode ser feita a partir da preservação ou da conservação, que resultam em ações distintas. A preservação se refere à proteção integral de um recurso natural ou de um ecossistema, mantendo-os livres da interferência humana. Já a conservação se refere ao uso consciente dos recursos naturais existentes em um ecossistema, visando garantir sua disponibilidade para as gerações futuras. A proteção ambiental pode ser feita a partir da preservação ou da conservação. Área de Mata Atlântica, Brasil, 2020.

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UNIDADE

A Reserva Extrativista Marinha de Cururupu, localizada no Maranhão, é um exemplo de Unidade de Conservação. Nela, é permitido o uso sustentável de recursos nativos, como o camarão, mariscos e peixes. Ilha de Maiaú (MA), 2019.

ANDRE DIB/PULSAR IMAGENS

Objetivando a proteção da biodiversidade, em 2000, foi PENSE E Não escreva RESPONDA no livro. o homologada a Lei n 9.985/00, que determina os critérios para a criação e a gestão de áreas protegidas, denominadas 3 Existem dois grupos de Unidades de Conservação: Unidades de Unidades de Conservação (UC). As UCs são espaços territoriais Proteção Integral e Unidades que apresentam características naturais relevantes que devem de Uso Sustentável. Faça uma ser protegidas. pesquisa sobre as característiEntre os diversos objetivos associados à criação das UCs, estão: cas de cada um deles e regisa manutenção da biodiversidade, a proteção de espécies ameatre os resultados encontrados çadas de extinção, a recuperação de ecossistemas degradados, a em seu caderno. proteção de recursos naturais, a proteção de paisagens, a promo4 No Estado onde você mora, ção da educação ambiental, a pesquisa científica, entre outros. existe alguma Unidade de O respeito às determinações e aos limites territoriais das Conservação? Em grupo, reaUnidades de Conservação é uma forma por meio da qual podemos lizem uma pesquisa em sites contribuir com a proteção da natureza e, por consequência, da e outras fontes confiáveis e biodiversidade. produzam um vídeo com informações a respeito dessa UC. Compartilhem o vídeo nas redes sociais da turma.

Manejo do solo Não O solo é um recurso natural essencial para todos os seres vivos, incluPENSE E escreva RESPONDA no livro. sive os seres humanos. Portanto, proteger a biodiversidade também significa cuidar do solo. Isso pode ser feito adotando técnicas de manejo adequa- 5 Você conhece oudas, que protejam sua estrutura, mantenham sua fertilidade e previnam sua tras práticas agrídegradação. colas que auxiliam no manejo do solo? Na agricultura, é fundamental combater pragas de forma responsável, Converse com um minimizando o uso de agrotóxicos e priorizando alternativas, como o controle colega sobre o asbiológico. Fertilizantes também devem ser aplicados de forma responsável, sunto. Se necescom base em uma análise detalhada do solo para identificar os nutrientes sário, realize uma disponíveis e suas reais necessidades. Além disso, outras estratégias podem pesquisa. ser incorporadas às práticas agrícolas para melhorar a qualidade do solo, como o plantio direto, técnica que mantém a cobertura do solo com restos de culturas anteriores, reduzindo a erosão e mantendo a umidade.

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Não escreva no livro.

Combate às mudanças climáticas

6 Em grupo, façam

A proteção do ambiente também inclui o combate às mudanças climáticas, atribuídas, principalmente, ao aumento da emissão de gases poluentes na atmosfera pelas atividades humanas, como o setor elétrico e o setor de transportes. Nos últimos anos, diversos países adotaram propostas internacionais com o objetivo de minimizar as emissões de gases poluentes na atmosfera, buscando reverter ou reduzir os impactos ambientais resultantes dessas emissões. Entre esses acordos estão o Protocolo de Quioto e o Acordo de Paris. O Protocolo de Quioto, criado em 1997 e vigente entre 2005 e 2020, é um tratado internacional que estabeleceu metas para os países signatários reduzirem as emissões de gases de efeito estufa e, assim, minimizar as mudanças climáticas. As estratégias adotadas incluíram o investimento em fontes de energia menos poluentes, a redução do uso de combustíveis fósseis, reformas no setor de transporte e a proteção de áreas florestais. No entanto, as metas estipuladas pelo tratado não foram plenamente alcançadas. A partir de 2020, o Acordo de Paris, estabelecido em 2015, passou a orientar as medidas para a redução das emissões de gases de efeito estufa. Seu principal objetivo é limitar o aumento da temperatura média global. Para isso, os países participantes definiram metas próprias para reduzir suas emissões. No caso do Brasil, por exemplo, a meta é reduzir as emissões de gases de efeito estufa em 53% em relação aos níveis de 2005. O combate às mudanças climáticas também pode ser feito no dia a dia, adotando atitudes que diminuam as emissões de gases poluentes. Uma forma é reduzir o uso de veículos particulares, optando por transportes públicos, caminhadas ou bicicletas, quando possível. Para viabilizar essas alternativas, é necessário que o governo invista em infraestrutura urbana, como a manutenção do transporte público, ciclovias e calçadas.

PENSE E RESPONDA

DELFIM MARTINS/PULSAR IMAGENS

uma p e s quis a sobre fontes de energia menos poluentes, que poderiam ser utilizadas em substituição aos combustíveis fósseis. Pesquisem as vantagens e as desvantagens de cada uma delas. Elaborem uma apresentação digital para compartilhar os resultados da pesquisa.

Ciclovia em Fortaleza (CE), 2022.

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UNIDADE

Proteção da camada de ozônio As políticas ambientais internacionais também incluem estratégias e acordos para a proteção da camada de ozônio, que filtra parte da radiação ultravioleta que chega à superfície terrestre, a qual poderia ser nociva aos seres vivos. Uma política ambiental voltada à proteção da camada de ozônio é o Protocolo de Montreal. O Protocolo de Montreal é um tratado internacional que entrou em vigor em 1989 com o objetivo de, dentro de 10 anos, reduzir a produção e o consumo de substâncias capazes de destruir a camada de ozônio, como os clorofluorcarbonetos (CFCs). Atualmente, os objetivos relacionados a este protocolo foram ampliados para a eliminação da produção e do consumo de substâncias que não necessariamente contribuem para a destruição da camada de ozônio, mas para o aquecimento global e/ou as mudanças climáticas. Um exemplo são os hidrofluorcarbonetos (HFCs), substâncias utilizadas em diversos setores industriais, como espumas, solventes e refrigeração.

A proteção do ambiente também pode ocorrer por meio de ações sustentáveis que podem ser adotadas por pessoas, em seu cotidiano, por empresas e por órgãos do governo. Para que uma ação seja considerada sustentável, ela deve estar apoiada em três pilares: social, ambiental e econômico. A harmonia do tripé contribui para a manutenção da integridade do planeta e da natureza, ao passo que garante a sobrevivência das próximas gerações que irão constituir a sociedade humana.

ROBERTO MACHADO NOA/GETTY IMAGES

Sustentabilidade

Terra vista do espaço. Imagem tratada digitalmente a partir da base de dados da Nasa, 2020.

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A seguir, analise a representação do tripé formador da sustentabilidade.

NTABILID TE AD S SU

A sustentabilidade se baseia na harmonia de um conjunto de fatores sociais, econômicos e ambientais.

BIENTA AM

FAHRONI/SHUTTERSTICK.COM

ALEX SILVA

SOCIAL

ONÔMIC O EC

O fator econômico da sustentabilidade considera o crescimento financeiro justo, sem prejudicar o ambiente ou as pessoas associadas à determinada atividade econômica. Nesse sentido, para que uma ação seja sustentável, ela também deve ser economicamente viável, ocorrer dentro de boas condições de trabalho e não comprometer o ambiente.

O fator social da sustentabilidade considera a qualidade de vida das pessoas, nas áreas da saúde, da segurança, da educação e do lazer. Nesse sentido, para que uma ação seja sustentável, ela deve se preocupar com o bem-estar da comunidade local.

O fator ambiental da sustentabilidade considera a proteção do ambiente. Nesse sentido, para que uma ação seja sustentável, ela deve se associar ao contexto de cada região e oferecer os menores impactos ambientais possíveis.

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Nossos hábitos de consumo diários demandam uma certa quantidade de recursos. Uma maneira de determinar o impacto de nosso consumo sobre os recursos é por meio da pegada ecológica. Utilize o simulador a seguir para calcular sua pegada ecológica. Avalie os resultados e proponha maneiras para diminuí-la. Qual é a sua Pegada Ecológica? Publicado por: Global Footprint Network. Disponível em: https://www.footprint calculator.org/sponsor/wb/wb_pt. Acesso em: 1 out. 2024.

Existem diversas ações que podem ser adotadas visando a sustentabilidade. A seguir, são apresentadas algumas delas.

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A escassez de água potável, isto é, apropriada ao consumo humano, é um dos problemas enfrentados por diversas regiões do Brasil e do mundo. Por isso, é preciso repensar o consumo de água, evitando seu desperdício. Isso pode ser feito ao escovar os dentes com a torneira fechada; ensaboar o corpo e lavar o cabelo com o chuveiro desligado durante o banho; não tomar banhos prolongados; reutilizar água da máquina de lavar roupas para lavar calçadas e o carro; entre outras. REDGREYSTOCK/SHUTTERSTOCK.COM

A poluição atmosférica é outro problema vivenciado pelo planeta. Para melhorar a qualidade do ar, é possível adotar ações que reduzam as emissões de gases poluentes, como diminuir o número de veículos em circulação e priorizar o uso de biocombustíveis, que são menos poluentes. Além disso, a produção de biocombustíveis contribui para a reutilização de resíduos orgânicos, como destacado no projeto desenvolvido pelas estudantes mencionado na abertura deste Tema.

MARINA PODREZ//SHUTTERSTOCK.COM

A produção excessiva e o descarte incorreto de resíduos também são problemas que se fazem presentes na sociedade. Esse excesso de produção está associado ao consumo exagerado de produtos industrializados, que geram resíduos de embalagens compostas por materiais diversos, como plásticos e isopor. Para minimizar a produção de resíduos desse tipo, é importante repensar os hábitos de consumo, priorizando adquirir produtos reutilizáveis em vez de descartáveis.

O descarte incorreto, por sua vez, pode estar associado ao desconhecimento das formas corretas de fazê-lo ou aos impactos que ele pode provocar no ambiente. Nesse sentido, é importante promover a conscientização da população, por ações de educação ambiental nas escolas, nas mídias sociais e nos veículos de comunicação, garantindo o acesso a informações relacionadas ao descarte correto de resíduos.

ONLY _UP/SHUTTERSTOCK.COM

UNIDADE

FRESHCARE/SHUTTERSTOCK.COM

VALAZARUS-STUDIO/SHUTTERSTOCK.COM

VIDRO

PLÁSTICO

PAPEL

ORGÂNICO

Nas residências, é importante separar resíduos orgânicos e recicláveis, destinando-os à coleta seletiva ou diretamente a pessoas ou organizações que realizam a reciclagem, caso o serviço não esteja disponível no município. Também é importante separar pilhas, baterias e produtos eletroeletrônicos, como computadores e celulares, devido aos elementos tóxicos que eles contêm. Esses materiais devem ser entregues ao fabricante ou a empresas especializadas em coleta, que se responsabilizarão pela destinação adequada.

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Como reduzir os resíduos gerados em casa? Leia o livro a seguir para conhecer algumas sugestões. Cristal Muniz. Uma vida sem lixo: guia para reduzir o desperdício na sua casa e simplificar a vida. Rio de Janeiro: Alaúde, 2018.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. A proteção do ambiente pode ser feita a partir da conservação e da preservação. Qual é a diferença entre elas? Explique-as.

2. Explique o tripé da sustentabilidade. 3. Um estudo divulgado recentemente constatou que, desde a colonização, houve uma perda de apro-

ximadamente 30% da vegetação nativa do Brasil. Isso equivale à remoção de cerca de 281 milhões de hectares de vegetação devido à ocupação humana. Considerando essas informações, analise os mapas a seguir e responda às questões que seguem.

FOTOS: LEAFLET/PLANET/ MAPBIOMAS

Alteração da vegetação nativa devido à ocupação humana 1985

2023

Representação da cobertura de vegetação nativa no Brasil em 1985 e 2023. a) O que é possível dizer com relação ao desmatamento no território brasileiro entre 1985 e 2023? Explique sua resposta com base nas informações dos mapas. b) No Brasil, mais de 3 mil espécies de plantas e mais de 400 espécies de animais estão ameaçadas de extinção. Relacione esse dado às informações dos mapas e discuta com seus colegas a respeito dos impactos decorrentes das atividades humanas sobre a biodiversidade brasileira. Registre os tópicos da discussão em seu caderno. c) A partir da discussão promovida no item b, justifique a importância da proteção da biodiversidade. d) Ainda considerando a discussão promovida no item b, avalie os efeitos da criação de políticas ambientais de proteção ao ambiente, como as Unidades de Conservação (UCs).

4. De acordo com os dados do Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil publicado em 2023, o Brasil produziu cerca de 77 milhões de toneladas de resíduos urbanos no ano de 2022, o que corresponde a 380 kg de resíduos por habitante. Destes, cerca de 71,7 milhões foram coletados, dos quais cerca de 43,8 milhões de toneladas tiveram destinação adequada. Considerando seus conhecimentos sobre o assunto, responda às questões a seguir.

b) Analise a charge a seguir. Estabeleça uma relação entre ela e os dados do enunciado. c) Considerando a importância de proteger a biodiversidade, proponha ações para diminuir a quantidade de resíduos gerados por cada brasileiro e para implementar o descarte consciente desses resíduos.

CARTUNISTA GILMAR

a) Determine o percentual de resíduos que foram descartados de forma adequada no Brasil em 2022.

GILMAR. [Lixo]. Diário do Grande ABC. Santo André, ago. 2010.

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d) Organizem-se em grupos, façam uma pesquisa em fontes confiáveis e elaborem um panfleto digital informativo com o tema "Descarte de Resíduos Domésticos". Compartilhem-no nas redes sociais da turma, contribuindo para a conscientização da comunidade escolar.

5. O rodízio de veículos foi adotado pela cidade

de São Paulo como uma alternativa para minimizar o congestionamento em alguns locais da cidade. Esse rodízio funciona restringindo a circulação de veículos com placas específicas em horários de maior movimento. Essa restrição incentiva as pessoas a utilizarem o transporte público e bicicletas para locomoção, ou a adotarem sistemas de caronas com pessoas conhecidas que vão a destinos comuns. a) Com base no texto e em seus conhecimentos, explique por que o rodízio de veículos também pode trazer benefícios à qualidade do ar de São Paulo.

d) Nos últimos anos, o Protocolo de Montreal tem sido devidamente cumprido? Justifique sua resposta com base nos dados apresentados na reportagem.

7. A agricultura orgânica consiste em um siste-

ma de plantio realizado de forma natural, livre de produtos químicos que podem contaminar o ambiente ou prejudicar a saúde dos seres vivos. As plantas são, portanto, cultivadas sem o uso de fertilizantes ou de agrotóxicos. A respeito do assunto, responda. a) Quais são os benefícios ambientais associados à agricultura orgânica? Em sua resposta, indique os impactos ambientais que são evitados por essa prática. Se necessário, faça uma pesquisa sobre o assunto. b) É possível afirmar que a agricultura orgânica representa uma ação sustentável? Justifique sua resposta.

b) O rodízio de veículos contribui para a sustentabilidade do planeta? Justifique sua resposta.

c) É possível afirmar que a agricultura orgânica representa uma forma de proteção da biodiversidade? Justifique sua resposta.

6. Leia o trecho a seguir extraído de uma

8. O volume total de água utilizado na produção e

reportagem. As emissões combinadas de cinco tipos de clorofluorcarbonetos (CFC) [...] aumentaram 2,6 vezes durante a década passada. Em 2020, a concentração desse grupo de CFC foi a maior já registrada. [...] As emissões de clorofluorcarbonetos não deveriam ter se elevado na década passada. Desde 2010, de acordo com o Protocolo de Montreal, [...] a fabricação de CFC para qualquer finalidade está proibida em todo o mundo. [...] RODRIGUES, Meghie. Emissões de CFC aumentaram 2,6 vezes na década passada. Pesquisa Fapesp, ed. 329, jul. 2023. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/emissoes -de-cfc-aumentaram-26-vezes-na-decada-passada/. Acesso em: 1 out. 2024.

no consumo de bens e serviços é denominado pegada hídrica. Por exemplo, a pegada hídrica de um ovo de galinha é de 196 litros. Isso significa que esse volume de água é utilizado durante a produção de uma unidade de ovo, que envolve algumas etapas, entre elas a criação das galinhas e a coleta, higienização e transporte do ovo. Considerando essas informações, faça o que se pede. a) Faça uma pesquisa sobre a pegada hídrica de produtos que você costuma consumir no cotidiano e registre no caderno.

b) O que é o Protocolo de Montreal?

b) Calcule sua pegada hídrica utilizando um simulador disponível na internet. A seguir, registre o resultado no caderno. Proponha ações que você pode adotar no cotidiano para diminuir sua pegada hídrica.

c) Considerando seus objetivos, é possível afirmar que o Protocolo de Montreal representa uma política ambiental que promove a sustentabilidade do planeta? Explique sua resposta.

c) Forme um grupo com seus colegas e conversem sobre suas respostas dos itens (a) e (b). Elaborem um vídeo sobre o tema “pegada hídrica” e o compartilhem-no com a comunidade escolar.

Considerando seus conhecimentos sobre o assunto, responda às questões a seguir. a) O que é informado na reportagem?

UNIDADE

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Of¡C¡na C¡enT f¡Ca

Sustentabilidade na prática

STOCK.COM

Ao adotar atitudes sustentáveis no cotidiano, estamos cuidando do planeta. Mas é possível desenvolver um projeto que atenda às questões ambientais, sociais e econômicas na escola? Em grupo, realizem a seguinte atividade.

• Cola; • Tesoura; • Canetinhas esferográficas coloridas;

AREETHAM/SH UTTERSTOCK

• Resíduos recicláveis;

.COM

HUTTER NUCHJAREEJAREE/S

Materiais

• Outros materiais, conforme o projeto proposto.

Procedimentos ELENA CHEVALIER/ SHUTTERSTOCK.COM

R IC

A ST

UDIO/SHUTTERS

MI C SH HAE L UT TE PER RS TO VAK/ CK .CO M

• Organize uma ação coletiva na escola para coletar os resíduos recicláveis. Crie pontos de coleta e convide a comunidade escolar a destiná-los nesses pontos. É importante fornecer orientações de como higienizá-los corretamente antes de serem descartados, evitando o desperdício de água. • Com os resíduos recicláveis, crie produtos que possam ser utilizados no cotidiano. • Organize, junto com a turma, uma feira escolar com o tema sustentabilidade, na qual os produtos criados serão expostos. Convide a comunidade escolar para participar e se engajar no evento. Uma sugestão é diversificar a destinação dos produtos: alguns podem ser doados, enquanto outros podem ser vendidos a preços simbólicos, de acordo com a realidade e as necessidades da comunidade.

AT¡v¡DaDeS

MAREKUSZ/SHUTTERSTOCK.COM

Produtos criados com resíduos recicláveis.

Não escreva no livro.

1. O projeto está amparado no tripé da sustentabilidade? 2. Façam uma análise do projeto desenvolvido. Para auxiliar, utilizem o seguinte roteiro. • Quais foram as dificuldades na execução do projeto? • O produto criado ficou conforme o esperado ou poderia ser melhorado? • Quais foram os benefícios gerados pelo projeto? • Como seria possível dar continuidade ou ampliar o projeto?

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A doação de alguns produtos reforça o eixo social da sustentabilidade, enquanto a venda a preços simbólicos incentiva o eixo econômico. Nas Orientações para o professor, há mais informações sobre empreendedorismo sustentável e valorização do trabalho.

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Sa¡ba ma¡s

UNIDADE

Produtos ecológicos

REVERS/SHUTTERSTOCK.COM

Para que seja considerado ecológico, um produto deve ter algumas características. Entre elas está a produção sustentável, na qual a matéria-prima é renovável, reciclada ou de origem sustentável. Isso inclui a água, a energia e a minimização de emissões de carbono durante a produção. Outras características são: produzir menos resíduos; ter maior durabilidade; ser biodegradável, ou seja, decompor-se com facilidade no ambiente; não ser tóxico. Analise alguns exemplos.

DANIEL CYMBALISTA/PULSAR IMAGENS

KOOSEN/SHUTTERSTOCK.COM EDINALDO MACIEL/SHUTTERSTOCK.COM

• Bioplásticos: produzidos a partir de fontes renováveis como a biomassa (milho, cana-de-açúcar e beterraba, por exemplo). Possuem menor toxicidade e são decompostos em tempo relativamente curto quando comparados aos plásticos convencionais obtidos de derivados do petróleo.

• Tijolos ecológicos: produzidos a partir de uma mistura de solo, cimento e água. Eles não precisam ser queimados em fornos como o tijolo comum, reduzindo as emissões de gases poluentes.

• Canudos reutilizáveis: feitos de aço inoxidável, bambu ou silicone, esses canudos são uma alternativa aos descartáveis de plástico, que poluem o ambiente. Alguns são feitos de papel reciclável, que se decompõe facilmente no ambiente.

• Roupas sustentáveis: feitas a partir de materiais reciclados, algodão orgânico ou fibras naturais como bambu. São uma alternativa ecológica à moda rápida.

A utilização de produtos ecológicos contribui para a redução de resíduos e da poluição, diminuindo os impactos ambientais. AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Considere que você seja um pesquisador responsável por desenvolver um produto ecológico. Que produto você desenvolveria e com qual objetivo?

2. Forme um grupo com os colegas, façam uma pesquisa sobre um produto ecológico desenvolvido

por pesquisadores brasileiros e elaborem uma apresentação digital sobre ele. Na apresentação, considerem o objetivo e as características do produto, além de suas vantagens e benefícios ambientais. Compartilhem a apresentação com a turma. 3. Uma pesquisa identificou que 75% das pessoas nascidas entre meados da década de 1990 e o início da década de 2010 estão dispostas a pagar mais caro por produtos ecológicos. Em sua opinião, essa disposição é a única maneira de conferir importância a questões de sustentabilidade? Você confere importância a questões de sustentabilidade? Converse com os colegas sobre o assunto.

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ORGAN¡ZANDO AS ¡De¡AS

ALEX ARGOZINO

Analise o esquema a seguir, que apresenta e relaciona os principais conceitos estudados nesta Unidade.

2 OS SERES VIVOS SE

1 OS SERES

V IV IVOS OS ESTABELECEM RELAÇÕES ALIMENTARES

É DINÂMICO

Relações ecológicas

Cadeias alimentares Níveis tróficos Produtores

3 O AMBIENTE

RELACIONAM ENTRE SI

Protocooperação Comensalismo Interespecíficas Mutualismo Predação Parasitismo

Alteração nas comunidades Alteração nas populações

Competição

Decompositores

Consumidores Autótrofos

Sucessão ecológica

Mortalidade

Intraespecíficas Sociedade

Colônia

Heterótrofos

Imigração

Natalidade

Emigração

ESTUDO DO AMBIENTE

Sociedade Ambiente

Sustentabilidade

COMO 6 PROTEGER?

INTERFERÊNCIA HUMANA

Economia

Impactos ambientais

Contaminação por produtos químicos Queima de combustíveis Chuva fósseis ácida Intensificação do efeito estufa

Alterações climáticas

Regime de chuvas Ciclo do nitrogênio

Ciclo do carbono Geração de resíduos

Queimadas

Destruição Desmatamento da camada de ozônio

Imagens ilustrativas e sem escala; cores fantasia.

Ciclo da água

Ciclos biogeoquímicos

4 OS ELEMENTOS

QUÍMICOS SÃO CICLADOS Não escreva no livro.

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UNIDADE

AT¡v¡DADeS COMPleMeNTAReS Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Tema 19 - Relações alimentares

1. (Enem/MEC) Uma das principais vítimas do

Essa nova técnica para a proliferação das algas é ecologicamente importante porque esses organismos a) são autótrofos, atuando como base da cadeia alimentar marinha. b) atuam como consumidores, possibilitando a continuidade alimentar no hábitat. c) apresentam diferentes pigmentos, promovendo diversidades de cores nos recifes artificiais. d) produzem substâncias gelatinosas, mantendo a integridade dos ninhos existentes nos recifes. e) são decompositores de parte dos recifes artificiais, formando cavidades que servirão de ninhos para animais.

2. (Enem/MEC) A biorremediação designa trata-

Não escreva no livro.

Dentro do corpo do vegetal, esses contaminantes serão a) digeridos por enzimas. b) acumulados nos tecidos. c) eliminados pelos estômatos. d) metabolizados por glândulas. e) utilizados como fonte energética.

Tema 20 - Relações ecológicas

3. (Enem/MEC) A extinção de espécies é uma

ameaça real que afeta diversas regiões do país. A introdução de espécies exóticas pode ser considerada um fator maximizador desse processo. A jaqueira (Artocarpus heterophyllus), por exemplo, é uma árvore originária da Índia e de regiões do Sudeste Asiático que foi introduzida ainda na era colonial e se aclimatou muito bem em praticamente todo o território nacional. Casos como o dessa árvore podem provocar a redução da biodiversidade, pois elas a) ocupam áreas de vegetação nativa e substituem parcialmente a flora original. b) estimulam a competição por seus frutos entre animais típicos da região e eliminam as espécies perdedoras. c) alteram os nichos e aumentam o número de possibilidades de relações entre os seres vivos daquele ambiente. d) apresentam alta taxa de reprodução e se mantêm com um número de indivíduos superior à capacidade de suporte do ambiente. e) diminuem a relação de competição entre os polinizadores e facilitam a ação de dispersores de sementes de espécies nativas.

4. (Enem/MEC) Em campos limpos do Cerrado,

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onde passam a viver. Ao emitirem intensa luz esverdeada, as larvas atraem insetos alados, dos quais se alimentam. Parque Nacional das Emas: Cerco ao campo. Disponível em: http://super.abril.com.br. Acesso em: 22 out. 2015 (adaptado).

Entre as larvas do vaga-lume e os insetos alados estabelece-se uma relação ecológica de a) predação.

d) parasitismo.

b) inquilinismo.

e) competição.

c) mutualismo.

Tema 21 - Dinâmica de populações e sucessão ecológica

5. (UEA-AM) As populações biológicas não au-

Em longo prazo, se essas taxas permanecerem constantes, qual dessas regiões deverá apresentar maiores prejuízos na produção/armazenagem de grãos? a) I.

d) IV.

b) II.

e) V.

c) III.

7. (Enem/MEC) Plantas pioneiras são as que iniciam o processo natural de cicatrização de uma área desprovida de vegetação. Em geral, têm pequeno porte e crescem muito rápido, desenvolvem-se a pleno sol e são pouco exigentes quanto às condições do solo. Produzem grande quantidade de sementes e possuem ciclo de vida curto. BLUM, C. T Lista preliminar de espécies vegetais pioneiras nativas do Paraná - versão 2008. Disponível em: www.chaua. org.br. Acesso em: 10 fev. 2015.

Essas plantas são importantes em um projeto de restauração ambiental, pois promovem, no solo,

a) a predação e o parasitismo.

a) aumento da incidência de luz solar.

b) a falta de precipitação e o clima muito frio.

b) diminuição da absorção de água.

c) a falta de luz e a competição.

c) estabilização da umidade.

d) o baixo pH da água e a alta temperatura.

d) elevação de temperatura.

e) a falta de alimento e a alta salinidade da água.

e) liberação de oxigênio.

6. (Enem/MEC) Um biólogo foi convidado para

III

Tema 22 - Ciclos biogeoquímicos

8. (Enem/MEC) Grandes reservatórios de óleo

e) fósforo, devido à liberação dos fosfatos acumulados no ambiente marinho.

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9. (UECE) Em relação ao ciclo do nitrogênio, é correto afirmar que

a) a nitrificação é o processo que transforma a ureia em amônia. b) a fixação ocorre quando a amônia é transformada em ureia. c) as bactérias fixadoras transformam o nitrogênio atmosférico em amônia e nitrato. d) a amonificação ocorre quando a amônia é degradada em nitrato.

10. (Enem/MEC) O ciclo do nitrogênio é composto por várias etapas, conforme a figura, sendo cada uma desempenhada por um grupo específico de microrganismos.

outro planeta. A preocupação com os efeitos de mudanças climáticas nessa região move especialistas em clima e ecologia, e pode ser ainda maior do que se estima”

UNIDADE

(Fonte: Revista Pesquisa FAPESP).

O desequilíbrio ambiental ocorre quando algum evento, natural ou consequente da ação humana, impacta negativamente o equilíbrio daquele ecossistema. Assinale a alternativa que indica corretamente algumas das causas dos desequilíbrios ambientais. a) Poluição e plantio. b) Queimadas e desmatamento. c) Mineração e recuperação de áreas degradadas. d) Introdução de espécies exóticas e restauração. e) Pesca descontrolada e reabilitação de espécies.

Tema 24 - Conservação, preservação e sustentabilidade

13. (Enem/MEC) A alteração de hábitats é uma Se o grupo dos microrganismos decompositores fosse exterminado, qual etapa não ocorreria? a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

e) 5

Tema 23 - Impactos ambientais

11. (UERJ) Os manguezais têm a capacidade de

armazenar carbono, pois a ausência de oxigênio no solo desse ecossistema retarda, ou até impede, a decomposição da matéria orgânica soterrada. Tendo em vista essa característica, a destruição dos manguezais pode contribuir, significativamente, para o seguinte fenômeno: a) aumento do efeito estufa. b) degradação da camada de ozônio. c) redução da magnificação trófica. d) fixação de nitrogênio atmosférico.

12. (UFMS) “Quem não viu imagens recentes de rios secos na Amazônia, deixando botos mortos e ribeirinhos com pouca água e pesca, vive em

causa bem documentada no que tange à redução de populações de anfíbios no mundo. Uma pesquisa feita em um remanescente da Floresta de Araucária, no município de Fazenda Rio Grande (PR), revelou que cerca de 40% das espécies de anfíbios anuros daquela região estão associadas à mata estudada, distribuindo-se desde o seu interior até o entorno. ROSSA-FERES, D. C.; CONTE, C. E. Rev. Bras. de Zoologia, n. 4, dez. 2007 (adaptado).

Qual é a proposta adequada para a conservação da diversidade biológica dos anuros na região citada? a) Reflorestar com eucaliptos, por crescerem rapidamente. b) Modificar geneticamente as espécies de anuros nativas. c) Soltar anuros criados em cativeiro no fragmento florestal. d) Introduzir novas espécies de árvores no fragmento florestal. e) Acabar com o desmatamento do remanescente de Floresta de Araucária.

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InTEGranDO COm... CIÊNCIAS HUMANAS E SOCIAIS APLICADAS, LINGUAGENS E SUAS TECNOLOGIAS E QUÍMICA

ALEX SILVA

O impacto do mercado de usados Você já acessou na internet algum site especializado na venda de produtos usados? O conceito é simples: os usuários podem cadastrar itens que não utilizam mais e vendê-los diretamente para outras pessoas interessadas. O mercado de produtos usados tem crescido significativamente nos últimos anos, inclusive por meio de plataformas on-line que facilitam a dinâmica de compra e venda, favorecendo o comércio desse tipo de produto. O crescente interesse na compra e venda de objetos usados faz parte da economia circular, um modelo econômico que busca prolongar a vida útil de um produto e reduzir seu desperdício. Este modelo é impulsionado tanto pelo aumento de uma consciência ambiental quanto por necessidades econômicas. Essa tendência também leva a uma discussão importante sobre o comportamento de consumo. Muitas vezes, adquire-se produtos por impulso, apenas para seguir modismos ou por pressão social, sem uma real necessidade. Esse consumo desenfreado não só sobrecarrega as finanças pessoais, mas também gera um impacto ambiental significativo. A fabricação em massa para atender à demanda por “novidades” contribui para o esgotamento de recursos naturais, e para o aumento da poluição, seja ela relacionada à produção ou ao descarte dos produtos. Além disso, muitos produtos são projetados para ter uma vida útil curta, obrigando os consumidores a substituí-los em intervalos curtos de tempo. Essa questão é chamada de obsolescência programada, e torna-se cada vez mais relevante nesse contexto, pois, além de gerar mais resíduos, também perpetua a cultura do descarte e do consumo.

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A obsolescência programada, combinada com o desejo por novidades constantes, resulta em um ciclo de consumo insustentável. Em vez de focar em produtos duráveis e de qualidade, muitos consumidores acabam comprando itens que, em pouco tempo, se tornam desatualizados ou inutilizáveis. Essa dinâmica é intensificada pelas estratégias de publicidade, cada vez mais agressivas para estimular a compra impulsiva e a busca por novidades, mesmo que o consumidor não necessite de um novo produto. Isso não apenas prejudica o meio ambiente, ao gerar mais resíduos, especialmente os eletrônicos, mas também impacta a economia pessoal, já que os consumidores precisam gastar mais frequentemente para substituir esses itens. Com a crescente conscientização sobre os impactos do consumo excessivo e a obsolescência programada, surge uma pergunta: como podemos equilibrar o desejo por novidades com a necessidade de um consumo mais sustentável? Além disso, será que estamos dispostos a mudar nossos hábitos para priorizar a qualidade e a durabilidade em vez de seguir tendências passageiras? Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Agora, faça o que se pede em cada item.

UNIDADE

Não escreva no livro.

1. O mercado de produtos usados é uma alternativa interessante para promover o consumo consciente e a sustentabilidade? Justifique sua resposta.

2. Uma das questões relacionadas à obsolescência programada é o descarte de re-

síduos eletrônicos. Em geral, os materiais eletrônicos são descartados de forma indevida com suas fontes de energia, ou seja, baterias e pilhas. Faça uma pesquisa sobre os problemas relacionados ao descarte inadequado de pilhas e baterias e como ele deve ser realizado.

3. Em grupo, releia e responda às questões presentes ao final do texto. Em se-

guida, elabore um vídeo e o apresente em uma campanha sobre obsolescência programada. Compartilhe o vídeo nas redes sociais da escola, contribuindo para a conscientização da comunidade escolar.

4. Em sua opinião, o consumo irracional faz com que as pessoas se sintam excluídas, aumentando a sensação de desigualdade social? Converse com um colega sobre isso. Ao abordar a atividade 4, aproveite a oportunidade e retome a discussão proposta atividade 3 da seção Saiba mais.

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UNIDADE

CORPO HUMANO E GENÉTICA

Durante uma refeição, diversas reações podem acontecer no corpo humano.

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Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Ao comer uma refeição, características como o odor, a cor, a textura e o sabor dos alimentos podem intensificar a salivação, e, a depender da situação, podem despertar boas memórias, fazer-nos respirar mais profundamente e até mesmo acelerar os batimentos cardíacos. Esse mesmo alimento que provoca diferentes reações em nosso corpo, tem características que estão relacionadas a combinações genéticas que ocorreram ao longo do tempo. Nesta Unidade, você irá estudar como os sistemas do corpo humano atuam e interagem para garantir o funcionamento do organismo, e como a genética influencia as características dos seres vivos.

1. Quais sistemas do corpo humano podem ser relacionados às ações descritas no primeiro parágrafo do texto?

2. Um mesmo ingrediente pode fazer

toda a diferença em uma refeição. Veja como exemplo a banana, que possui diferentes tipos. A banana-da-terra é mais firme e menos adocicada, por isso, costuma ser utilizada em pratos salgados. Já a banana-nanica é mais doce e macia, geralmente utilizada para pratos doces. Para você, o que determina as diferentes características desses frutos, bem como dos seres vivos no geral?

SHIFT DRIVE/SHUTTERSTOCK.COM

Não escreva no livro.

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25 TEMA

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

No ano de 2008, foi aprovada a lei no 11.705, também conhecida como Lei Seca. Ela visa inibir o consumo de bebida alcoólica pelo condutor de veículo automotor e, em caso de desrespeito à lei, são previstas multa, suspensão do direito de dirigir e até mesmo prisão, a depender da circunstância. O etilômetro é um aparelho utilizado para medir a quantidade de álcool no corpo de uma pessoa. No teste feito com o aparelho, a pessoa assopra um bocal por pelo menos cinco segundos. O ar exalado reage com compostos químicos do etilômetro, e a concentração de álcool é determinada. Devido à maneira como é usado, o etilômetro é popularmente conhecido como bafômetro. Os sistemas do corpo humano trabalham em conjunto para garantir o funcionamento do organismo. Essa integração pode ser evidenciada pelo uso do etilômetro. O álcool, ao ser ingerido por uma pessoa, é processado pelo sistema digestório, que o absorve e posteriormente o disponibiliza no sangue. O sistema cardiovascular transporta o álcool por todo o corpo, inclusive para os pulmões. No sistema respiratório uma fração da quantidade de álcool ingerida é exalada para o ar, a qual é captada pelo etilômetro. Entretanto, a maior parte do álcool permanece no corpo, o que pode causar danos à saúde. O consumo de álcool pode prejudicar o sistema digestório, alterar o funcionamento do sistema urinário e, como é uma droga depressora, afetar diretamente o sistema nervoso, provocando embriaguez e podendo levar à dependência. A partir de agora, serão estudadas as características de alguns sistemas do corpo humano. Neste Tema, o foco será nos sistemas digestório e respiratório. Mas antes, vamos estudar os tecidos que formam o corpo humano.

Não escreva no livro.

1 Na internet circulam re-

ceitas falsas de "como enganar o bafômetro", como consumir algo que "limpe o hálito". Contudo, nenhuma dessas receitas funciona, pois o aparelho capta o álcool proveniente do ar exalado pelos pulmões. Além disso, tentar enganar o bafômetro é uma infração grave, passível de multa, suspensão do direito de dirigir e até prisão. Você já ouviu falar sobre alguma dessas práticas? O que você pensa sobre isso? Converse com um colega sobre o assunto. Lei Seca, muitas pessoas optam por dirigir após o consumo de bebidas alcoólicas. Quais são os perigos que envolvem uma atitude como essa? Converse com um colega sobre o assunto. Se necessário, realize uma pesquisa.

FOCUS PIX/SHUTTERSTOCK.COM

2 Mesmo sabendo sobre a

REPRODUÇÃO/PREFEITURA DE ITAPOR ANGA

PENSE E RESPONDA

Sistemas digestório e respiratório

Pessoa utiliza o etilômetro, popularmente conhecido como bafômetro.

Campanha de conscientização no trânsito sobre o perigo de dirigir sob o efeito de bebidas alcoólicas, lançada pela prefeitura de Itaporanga (PB), em 2021.

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UNIDADE

Tecidos

Retome as diferenças entre glândulas exócrinas e endócrinas, que foram abordadas na Unidade 2, no Tema 7. O termo “glândula” é mais frequentemente utilizado para se referir a estruturas multicelulares complexas, como as glândulas sebáceas, sudoríferas e mamárias, embora existam glândulas unicelulares, como as células caliciformes do intestino delgado ou da traqueia.

Os tecidos são grupos de células de mesma origem que estão associadas a substâncias extracelulares por elas produzidas. Esses tecidos trabalham em conjunto, realizando funções específicas e especializadas no organismo. No corpo humano, por exemplo, há quatro tipos básicos de tecidos: epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso. Cada um desses tecidos é apresentado a seguir.

Tecido epitelial O tecido epitelial tem como principais funções o revestimento e a secreção. Ele é dividido em dois principais tipos: o tecido epitelial de revestimento e o tecido epitelial glandular.

ALVIN TELSER/SCIENCE SOURCE/FOTOARENA

O tecido epitelial de revestimento está presente na parte mais externa da pele, nas cavidades corporais internas, como as mucosas nasal e bucal, nos vasos sanguíneos e em alguns órgãos internos como estômago, intestino e pulmão. Esse tipo de tecido epitelial pode ser classificado conforme o formato de suas células e a quantidade de camadas que elas formam. Desse modo, o tecido epitelial estratificado, por exemplo, é constituído de duas ou mais camadas de células que revestem e protegem superfícies do corpo que estão em constante atrito, como a epiderme, o interior da boca e o esôfago.

MICROSCAPE/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Tecido epitelial estratificado presente no esôfago em corte transversal (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 54 vezes; colorida artificialmente).

O tecido epitelial glandular forma a porção secretora das glândulas e tem a função de sintetizar, armazenar e liberar substâncias. São exemplos as glândulas sudoríferas e sebáceas, presentes na pele, e a glândula tireoide, que produz alguns hormônios. Tecido epitelial glandular presente no intestino delgado em corte transversal (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 210 vezes; colorida artificialmente).

Tecido conjuntivo Os tecidos conjuntivos oferecem suporte a outros tecidos e a órgãos do corpo. Eles são constituídos por variados tipos de células e por uma grande quantidade de matriz extracelular, na qual estão presentes diferentes tipos de fibras. As células dos tecidos conjuntivos estão envoltas pela matriz extracelular e raramente tocam-se umas às outras. Alguns tipos de tecido conjuntivo desempenham funções específicas, como o tecido ósseo, o sangue, o tecido adiposo e o tecido cartilaginoso. O tecido ósseo contribui para a sustentação do corpo, além de proteger órgãos internos. O sangue realiza o transporte de substâncias, como nutrientes, gases, hormônios, entre outras. O tecido adiposo armazena energia na forma de gordura e proporciona isolamento térmico.

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Cartilagem hialina, um tipo de tecido conjuntivo presente na traqueia e nas articulações do corpo, em corte transversal (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 300 vezes; colorida artificialmente).

ERIC GRAVE/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

O tecido cartilaginoso participa da sustentação do corpo e do amortecimento de impactos entre ossos.

Tecido muscular

ERIC GRAVE/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

O tecido muscular é formado por células alongadas que possuem a capacidade de se contrair. Ele pode ser dividido em tecido muscular estriado esquelético, tecido muscular estriado cardíaco e tecido muscular não estriado (ou liso). O tecido muscular estriado esquelético apresenta contração voluntária, ou seja, que ocorre com o controle consciente do indivíduo. Esse tipo de tecido está associado principalmente aos ossos, promovendo a movimentação do corpo.

ZIAD M. EL-ZAATARI/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Tecido muscular estriado esquelético em corte longitudinal (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 110 vezes; colorida artificialmente).

O tecido muscular estriado cardíaco está presente no coração. Sua contração é involuntária, ou seja, ocorre sem o controle consciente do indivíduo, além de ser rápida, contínua e ritmada.

ZIAD M. EL-ZAATARI/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Tecido muscular estriado cardíaco em corte longitudinal (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 160 vezes; colorida artificialmente).

O tecido muscular não estriado está envolvido na movimentação e em outros processos relacionados aos órgãos internos. Ele está localizado, por exemplo, nas paredes de vasos sanguíneos, do estômago, do intestino e do pulmão. Sua contração também é involuntária.

Tecido nervoso O tecido nervoso é formado por neurônios e células da glia. Os neurônios são responsáveis pela transmissão dos impulsos nervosos, enquanto as células da glia protegem e nutrem os neurônios. Neurônios presentes no tecido nervoso em corte transversal (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 200 vezes; colorida artificialmente).

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Tecido muscular não estriado em corte longitudinal (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 120 vezes; colorida artificialmente).

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UNIDADE

Sistema digestório O sistema digestório promove a digestão dos alimentos e a absorção dos nutrientes. Ele pode ser dividido em um trato gastrointestinal e em órgãos acessórios. O trato gastrointestinal é um canal alimentar formado por diferentes órgãos ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM pelos quais o alimento passa enquanto é processado. Fazem parte desse trato a boca, a faringe, o esôfago, o estômago, o intestino delgado, o intestino grosso e o O intestino abriga uma grande quantidade de ânus. Os órgãos acessórios secretam substâncias digestivas no interior do canal bactérias importantes alimentar, ou as armazenam, mas não fazem parte do caminho dos alimentos. para a saúde do corpo. São eles: as glândulas salivares, o pâncreas, o fígado e a vesícula biliar. Assista à reportagem a Ao serem ingeridos pela boca, os alimentos são cortados e triturados seguir para saber mais devido à ação dos dentes, das bochechas e da língua no ato da mastigação. sobre a microbiota Também são umedecidos pela saliva secretada pelas glândulas salivares. intestinal. Ainda na boca, inicia-se a digestão química do amido (molécula complexa Da imunidade à mente: de açúcar) sob a ação da enzima amilase salivar, também chamada de a importância dos micróbios intestinais. ptialina. Sua atuação ocorre em pH próximo ao neutro (pH por volta de 7). Publicado por: BBC News Após ter sido mastigado e umedecido, o alimento assume uma consisBrasil. Vídeo (11 min). tência pastosa e passa a ser chamado de bolo alimentar. O bolo alimentar Disponível em: https:// é deglutido e levado até a faringe, que se conecta ao esôfago. Por meio www.youtube.com/ da contração da musculatura não estriada da parede do esôfago, o bolo watch?v=d2TZNhz2KHo. alimentar é empurrado até o estômago. Essa contração é denominada Acesso em: 13 out. 2024. peristaltismo, que também ocorre ao longo dos intestinos. No estômago, há a secreção do suco gástrico produzido pelo próprio órgão, que possui pH de aproximadamente 2. Este Boca ambiente ácido é favorável à ação da enzima pepsina, que Faringe inicia a digestão química das proGlândulas salivares teínas. No estômago, também Esôfago ocorrem contrações involuntárias, que possibilitam que Fígado partículas grandes e persistentes de alimento sejam quebradas mecanicamente, além de facilitar a mistura entre o bolo alimentar Estômago e o suco gástrico secretado. Pâncreas

Representação do sistema digestório humano (imagem sem escala; cores fantasia).

Intestino delgado Vesícula biliar

Ânus

Intestino grosso

MAAL ILUSTRA

Elaborada com base em: SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 656.

Reto

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Após a ação digestiva do estômago, o bolo alimentar adquire consistência ainda mais líquida e passa a ser denominado quimo. O quimo é direcionado ao intestino delgado, um longo tubo muscular onde a digestão química é finalizada e a maior parte dos nutrientes é absorvida. A absorção é maximizada devido à grande superfície de contato desse órgão, decorrente das dobras teciduais das paredes internas do intestino que formam projeções denominadas vilosidades. Além disso, as especializações da membrana plasmática das células absortivas formam projeções denominadas microvilosidades.

Parte do intestino grosso

MAAL ILUSTRA /MANZI/LÁPIS 13B

Vilosidades do intestino delgado SA M U13B

Intestino delgado

Pregas

Vilosidades Microvilosidades SA MU

S AM U13B

13B

Célula do epitélio intestinal

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010. p. 932-933.

Representação da estrutura do intestino delgado, com detalhes para as vilosidades e microvilosidades (imagens sem escala; cores fantasia). Na porção superior do intestino delgado, denominada duodeno, ocorre a secreção da bile. A bile é um fluido de coloração amarelo-esverdeada que é produzida pelo fígado e armazenada na vesícula biliar. Ela é formada por água, sais minerais e substâncias que facilitam a digestão dos lipídios. Também no duodeno, ocorre a secreção do suco entérico, produzido pelo próprio intestino delgado, e do suco pancreático, produzido pelo pâncreas. Essas secreções contêm enzimas que atuam na digestão de carboidratos, proteínas e lipídios. Com o término da digestão química, ocorre a absorção dos nutrientes pelas células do intestino delgado, que atingem a corrente sanguínea e são transportados para as células do corpo. Além disso, o quimo passa a ser chamado de quilo e é direcionado ao intestino grosso. O intestino grosso é dividido em três regiões: o ceco, o colo e o reto. Nele, ocorre a maior parte da reabsorção da água presente no quilo e a formação das fezes, que são eliminadas pelo ânus.

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UNIDADE

Dentição

Esmalte Coroa

Dentina

Colo

MAAL ILUSTRA

Os dentes são estruturas importantes para a mastigação, pois auxiliam na trituração e perfuração dos alimentos. Eles estão inseridos nos ossos da mandíbula e da maxila e podem ser divididos em três regiões: coroa, parte visível dos dentes, localizada acima das gengivas; colo, região de junção entre o colo e a raiz, normalmente ao nível das gengivas; e raiz, envolvida pelas gengivas e inserida nos ossos. Internamente, os dentes são constituídos basicamente por dentina, uma camada de tecido conjuntivo calcificado que confere rigidez e determina seu formato. A dentina localizada na região da coroa é revestida pelo esmalte, uma camada rica em minerais de cálcio que oferece proteção contra o desgaste da mastigação. Além disso, a dentina envolve um espaço que é preenchido pela polpa, formada por tecido conjuntivo rico em nervos e vasos sanguíneos.

Polpa

Raiz

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 1220 do pdf.

Representação da estrutura de um dente (imagens sem escala; cores fantasia). DiAlOGOS DA NATUREZA

Enzimas: catalisadores biológicos

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

As enzimas são moléculas que apresentam ação catalisadora, promovendo um aumento na taxa de desenvolvimento de reações químicas. Elas apresentam especificidade para o reagente sobre o qual atuam, denominado substrato. A ação catalítica das enzimas ocorre enquanto estiverem ligadas ao substrato, possibilitando que ele seja convertido em produtos da reação de forma mais rápida. Como exemplo, considere a enzima lactase. A lactase é produzida por algumas células do intestino delgado e catalisa a degradação de moléculas de lactose, um açúcar presente no leite. A digestão da lactose resulta em uma molécula de glicose e uma molécula de galactose, as quais podem ser absorvidas pelas células do intestino. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 De modo geral, um ser humano adulto apresenta 32 dentes, que podem ser agrupados: incisivos, caninos, pré-molares e molares. Faça uma pesquisa sobre as funções desses tipos de dentes e registre os resultados em seu caderno.

4 Algumas pessoas são intolerantes à lactose. Que característica resulta nessa condição? Quais são os sintomas apresentados por essas pessoas? Como as pessoas com intolerância à lactose lidam com essa condição? Faça uma pesquisa sobre o assunto e anote os resultados encontrados no caderno.

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Sistema respiratório

PAULO CEZAR PEREIRA

O sistema respiratório é responsável por realizar as trocas gasosas entre o organismo e o ambiente. Ele pode ser dividido em duas porções, funcionalmente: a porção condutora e a porção respiratória. A porção condutora consiste em uma série de cavidades e tubos interconectados que filtram, aquecem e umedecem o ar, à medida que ele é conduzido aos pulmões. Fazem parte da porção condutora o nariz, a faringe, a laringe, a traqueia e os brônquios. A porção respiratória, por sua vez, compreende as estruturas localizadas dentro dos pulmões, entre as quais os alvéolos pulmonares, onde ocorrem as trocas gasosas entre o ar e o sangue. Quando inspiramos, o ar entra no corpo pelas aberturas do nariz, chamadas narinas, e passa pela cavidade nasal, onde é filtrado, aquecido e umedecido. A cavidade nasal conecta-se à faringe, um tubo muscular que é comum ao sistema digestório. Ou seja, o alimento passa por ela para chegar ao esôfago, e o ar, para chegar à laringe. A laringe, por sua vez, é um tubo oco cujas paredes são revestidas por anéis incompletos de cartilagem, o que evita sua compressão. Nela, estão localizadas as pregas vocais, cuja vibração provocada pela passagem de ar emite sons. Além disso, na porção superior da laringe, encontra-se a epiglote, uma estrutura cartilaginosa que se fecha durante a passagem de alimentos pela faringe, evitando a entrada deles na laringe, condição associada aos engasgos. A abertura da epiglote possibilita a passagem de ar. Nariz Faringe

Cavidade nasal

Laringe

Narina

Traqueia

Bronquíolos Brônquios

Diafragma

Pulmões

Após a laringe, o ar segue para a traqueia, um tubo cuja porção final se ramifica em dois brônquios. Cada um deles entra em um dos pulmões e se ramifica em bronquíolos, que são tubos menores e finos. Os bronquíolos se subdividem em estruturas cada vez menores, que são circundadas pelos alvéolos pulmonares. Os alvéolos pulmonares são pequenos sacos epiteliais, envolvidos por capilares sanguíneos. Eles são elásticos, ou seja, possuem a capacidade de inflar e esvaziar conforme entra ou sai ar, respectivamente. Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 1146 do pdf.

Representação do sistema respiratório humano (imagem sem escala; cores fantasia). ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Você sabe qual é a diferença entre a voz e a fala? E como elas são produzidas? Para obter essas respostas, assista ao vídeo indicado no site a seguir. Para ativar as legendas do vídeo, clique em “Detalhes”, “Legendas/CC”, “Traduzir automaticamente” e “Português”. How does the human body produce voice and speech? Publicado por: National Institutes of Health (NIH). Vídeo (4 min.). Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=JF8rlKuSoFM. Acesso em: 13 out. 2024.

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Quando o ar atinge os alvéolos pulmonares, ocorrem as trocas gasosas com o sangue, conforme representado na imagem a seguir.

Não escreva no livro.

5 A lg u m a s

Alvéolos pulmonares

Parede do alvéolo PAULO CÉSAR PEREIRA

PENSE E RESPONDA

UNIDADE

Os alvéolos pulmonares não se esvaziam completamente. Caso o fizessem, seriam colabados, deixando de ser funcionais.

Capilares sanguíneos Vaso capilar

Hemácias Elaborada com base em: SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 538-539, 568.

Representação do sistema respiratório humano, com destaque para as trocas gasosas entre o sangue e o ar nos alvéolos pulmonares (imagens sem escala; cores fantasia).

alterações do metabolismo fazem com que o corpo produza acetona. Por ser um composto volátil, assim como o álcool, parte dessa acetona pode passar para os alvéolos. Nesses casos, a pessoa começa a exalar um hálito cetônico, popularmente chamado de “bafo de acetona”. Pesquise e faça um texto que explique quais situações levam a essa condição.

Movimentos respiratórios As trocas gasosas realizadas entre os alvéolos pulmonares e o ambiente são possibilitadas pelos movimentos respiratórios: na inspiração, ocorre a entrada de ar nos pulmões; na expiração, ocorre a saída de ar para o ambiente. Nesse processo, o ar flui devido às diferenças de pressão existentes entre o interior da caixa torácica e a atmosfera. Essas diferenças são produzidas pela contração e pelo relaxamento dos músculos respiratórios: o diafragma, localizado abaixo dos pulmões, e os músculos intercostais, situados entre as costelas. Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Física. Mais informações nas Orientações para o professor.

O ar flui por diferenças de pressão Na inspiração, o diafragma se contrai e abaixa, enquanto os músculos intercostais se contraem e elevam as costelas (A). Essa situação promove o aumento do volume da caixa torácica, que resulta na diminuição da pressão em seu interior. Assim, a pressão dentro da caixa torácica é menor do que a pressão atmosférica e o ar do ambiente se desloca para o interior dos pulmões, que se expandem. Na expiração, o diafragma e os músculos intercostais relaxam, reduzindo o volume da caixa torácica (B). Isso resulta no aumento da pressão em seu interior, que se torna superior à pressão atmosférica. Dessa forma, o ar, que estava no interior dos pulmões, desloca-se para o ambiente e os pulmões se contraem.

Diafragma

SELMA CAPARROZ

DiAlOGOS DA NATUREZA

Elaborada com base em: SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 547.

Representação do volume da caixa torácica na inspiração (A) e na expiração (B) (imagens sem escala; cores fantasia).

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. O que é um tecido? 2. Indique os tipos de tecido que existem no corpo

d) A amostra de tecido B foi obtida do intestino delgado. Qual é a função desempenhada por este órgão?

3. Quais são os componentes do sistema diges-

7. Considere que um casal tenha feito as seguin-

humano e cite algumas de suas características. tório? Cite a função desse sistema.

4. Qual é a função do sistema respiratório? 5. Quando alimentos ou mesmo a saliva entram na laringe (vias aéreas), em vez de de seguirem pelo esôfago (via digestiva), pode ocorrer o engasgo. O engasgo normalmente ocorre devido a uma falha na função desempenhada por uma estrutura cartilaginosa existente no sistema respiratório. Que estrutura é essa e qual é sua função?

6. Observe as imagens a seguir, que apresentam A

JOSE CALVO/SCIENCE PHOTO LIBRARY/ FOTOARENA

diferentes tecidos.

ED RESCHKE/STONE/ GETTY IMAGES

Tecido muscular encontrado no bíceps em corte longitudinal (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 540 vezes; colorida artificialmente).

Tecido muscular encontrado no intestino delgado em corte longitudinal (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 430 vezes; colorida artificialmente). Considere as imagens e os seus conhecimentos sobre tecidos para responder aos itens a seguir. a) Quais tipos de tecidos musculares estão representados nas imagens? b) Qual tecido realiza contração voluntária e qual realiza contração involuntária? Explique os termos. c) Qual é o outro tipo de tecido muscular existente e que tipo de contração ele realiza?

tes refeições no jantar:

• Cláudia: sanduíche (pão, hambúrguer de carne bovina e queijo muçarela). • João: macarronada com azeite e um filé de peixe grelhado. De acordo com seus conhecimentos sobre o sistema digestório, responda às questões a seguir. Se necessário, faça uma pesquisa. a) Entre os alimentos ingeridos pelo casal, quais são fontes de carboidratos? E de proteínas? E de lipídios? b) Em seu caderno, faça um quadro indicando os locais onde ocorrerá a digestão química desses alimentos e, quando possível, as principais enzimas que irão catalisar esse processo. c) Considere que João tenha passado por uma cirurgia para a remoção da vesícula biliar em decorrência de uma inflamação. Nesse caso, é possível que a digestão de sua refeição seja prejudicada? Explique sua resposta.

8. O tabagismo é o ato de fumar produtos à base

de tabaco, como cigarro, narguilé, charuto, cachimbo, cigarro de palha e fumo de rolo. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), ele é responsável pela morte de mais de 8 milhões de pessoas a cada ano. A prática do tabagismo também pode ocasionar diversos problemas à saúde, como o enfisema pulmonar. Nessa condição, os alvéolos pulmonares são destruídos e a pessoa sente falta de ar constantemente. Com base nas informações do texto e em seus conhecimentos, responda. a) Por que as pessoas com enfisema pulmonar sentem falta de ar? b) Os alvéolos pulmonares são constituintes da porção condutora ou da porção respiratória do sistema respiratório? c) Além dos danos aos alvéolos pulmonares, que outras estruturas do sistema respiratório podem ser lesionadas pelo tabagismo? Faça uma pesquisa para auxiliar em sua resposta.

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Of¡C¡na C¡enT f¡Ca

UNIDADE

Degradando o amido

O amido é uma molécula de carboidrato presente em diversos alimentos. Sua digestão é iniciada na boca, pela ação da amilase salivar. Você já se questionou como seria possível visualizar a ação dessa enzima? Em grupo, realize a seguinte atividade.

Materiais • 3 copos plásticos de 50 mL;

• 2 colheres de sopa;

• Solução de iodo;

• Faca de ponta arredondada;

• 1 caneta esferográfica;

• 70 mL de água;

• 1 conta-gotas;

• 1 banana madura;

• Saliva.

Procedimentos • Enumere os copos plásticos de 1 a 3 com a caneta esferográfica. • Sob a supervisão de um adulto, corte com cuidado a banana em pedaços pequenos. Coloque alguns pedaços nos copos 1 e 2 e amasse-os bem, de modo que ocupem a metade do volume dos copos. • Utilize uma das colheres de sopa para acrescentar cerca de 20 mL de água em cada um dos dois copos. Misture o conteúdo desses copos com cuidado. • No copo 3, coloque 30 mL de água. • Com a outra colher de sopa, um voluntário deve coletar um pouco de saliva. Despeje a saliva no copo 2 e misture seu conteúdo novamente, com cuidado para não espirrar. • Aguarde 15 minutos.

ALEXANDRE DE SOUZA

• Com o conta-gotas, pingue 5 gotas da solução de iodo em cada um dos copos. Observe os resultados e registre-os no caderno.

A partir da etapa da coleta da saliva, a atividade deve ser realizada com luvas de borracha ou cirúrgicas até seu término, incluindo o descarte do material.

Solução de iodo

Banana + água AT¡v¡DaDeS

Banana + água + saliva

Água

Representação da montagem do experimento (imagens sem escala; cores fantasia).

Não escreva no livro.

1. Quais foram os resultados observados? 2. A solução de iodo tem coloração marrom. Quando em contato com o amido, ocorre uma reação

química responsável por modificar sua coloração, que passa a ser azul-escuro. Considerando essa informação, elabore uma explicação para os resultados observados.

3. Refaça os procedimentos para testar a presença de amido em diferentes alimentos que você costuma ingerir no cotidiano. Registre os resultados no caderno.

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26 TEMA

PENSE E RESPONDA

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Sistema cardiovascular, imunidade e sistema urinário

A doação de sangue é um gesto de solidariedade que pode ajudar a salvar muitas vidas. Essa ação voluntária possibilita que transfusões sanguíneas sejam realizadas em diferentes situações, como em emergências, durante cirurgias ou no tratamento de algumas doenças. Para que todas as demandas sejam atendidas, é importante que o estoque dos bancos de sangue esteja sempre abastecido. A fim de ampliar a conscientização das pessoas, celebra-se, anualmente no Brasil, a campanha Junho Vermelho. Ao longo do mês de junho, são realizadas diversas ações de incentivo à doação de sangue, como campanhas na mídia, nas redes sociais e a organização de mutirões de doação por empresas e instituições.

Não escreva no livro.

1 Você conhece alguma pes-

ADITYA M S/SHUTTERSTOCK.COM REPRODUÇÃO/ PREFEITURA DE CATAS ALTAS

soa que já realizou uma doação de sangue? Em caso positivo, pergunte a essa pessoa quais foram os procedimentos realizados para que ela pudesse fazer a doação. Caso não conheça, faça uma pesquisa para saber quais são esses procedimentos. Compartilhe com os colegas as informações coletadas.

2 Você conhece uma pessoa

que já precisou de uma transfusão de sangue? Em caso positivo, tente descobrir quais são os motivos que a levaram a essa necessidade e quais são são os critérios para que esse procedimento seja feito. Se julgar oportuno, compartilhe essas informações com os colegas.

3 Em sua opinião, qualquer pessoa pode ser doadora de sangue? Há algum risco para quem doa sangue? Converse com seus colegas.

Cartaz da campanha Junho Vermelho de Catas Altas (MG), 2024. O sangue é um tipo de tecido conjuntivo e um dos constituintes do sistema cardiovascular. Ele desempenha diversas funções no organismo, como no transporte de substâncias e na imunidade do corpo, assuntos que serão estudados neste Tema.

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UNIDADE

Sistema cardiovascular

DiAlOGOS DA NATUREZA

Um coloide chamado sangue

com os componentes curriculares de Física e Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

DENNIS KUNKEL MICROSCOPY/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Calibre: diâmetro interior de um tubo.

Amostra de sangue com hemácias (em vermelho), leucócitos (em azul) e plaquetas (em amarelo) (imagem de microscopia eletrônica, aumento aproximado de 1 700 vezes; colorida artificialmente). B NIXX PHOTOGRAPH/SHUTTERSTOCK.COM

O sistema cardiovascular é responsável por distribuir nutrientes, gases, hormônios e outras substâncias pelo organismo, além de recolher produtos excretados do metabolismo que serão eliminados posteriormente. Ele é formado pelo sangue, por uma rede de vasos sanguíneos de diferentes calibres e pelo coração. O sangue é um fluido viscoso de coloração vermelha. Ele possui dois principais componentes: o plasma, que corresponde à porção líquida, e os elementos figurados, que compreendem as células e as plaquetas. O plasma é formado principalmente por água, além de nutrientes, hormônios, gases e excretas do metabolismo. Ele serve como meio de transporte dessas substâncias e contribui para o equilíbrio do volume de água existente no sangue. As hemácias ou glóbulos vermelhos são as células presentes em maior quantidade no sangue. Elas são anucleadas (não apresentam núcleo) e possuem hemoglobina, um pigmento de coloração avermelhada, ao qual as moléculas de gás oxigênio se ligam, e são transportadas pelo corpo. Os leucócitos ou glóbulos brancos são células relacionadas à defesa do organismo. Existem diferentes tipos de leucócitos, que podem realizar funções distintas na proteção do corpo contra agentes nocivos. As plaquetas são fragmentos de células responsáveis pela coagulação sanguínea, processo que interrompe o vazamento do sangue após o rompimento de um vaso sanguíneo. Este assunto permite um trabalho em conjunto A

Plasma

Leucócitos e plaquetas

Hemácias

Amostra de sangue recém-coletada (A). Amostra de sangue centrifugada (B).

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1. Artérias: vasos que transportam o sangue que sai do coração para os tecidos do corpo. Elas possuem paredes espessas, que mantêm sua forma e auxiliam a suportar a pressão elevada do sangue gerada pelo bombeamento do coração.

SELMA CAPARROZ

O sangue circula dentro de vasos sanguíneos, que são tubos interconectados ao coração. De modo geral, os vasos sanguíneos são caracterizados como: artérias, arteríolas, capilares sanguíneos, vênulas e veias. Em seguida, essas estruturas são descritas e identificadas com os mesmos números na imagem a seguir.

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Coração

2. Arteríolas: vasos microscópicos formados a partir de ramificações das artérias. Elas direcionam o fluxo de sangue aos capilares sanguíneos. Vasos sanguíneos

4. Vênulas: vasos microscópicos formados a partir de ramificações das veias. Elas recebem o fluxo de sangue dos capilares sanguíneos e o direciona às veias, iniciando o retorno do sangue ao coração. 5. Veias: vasos que transportam o sangue dos tecidos de volta ao coração. Elas não possuem paredes espessas e seu formato não é facilmente mantido.

Elaborada com base em: PARKER, Steve. O livro do corpo humano. 2. ed. Jandira: Ciranda Cultural, 2014. p. 132-133, 136.

Representação do sistema cardiovascular humano. No detalhe, representação dos vasos sanguíneos (imagem sem escala; cores fantasia).

O sangue circula pelo corpo devido à contraVeia cava ção muscular do coração. Esse órgão possui quatro superior câmaras: duas superiores chamadas átrios (direito e esquerdo), que recebem o sangue; e duas inferiores, chamadas ventrículos (direito e esquerdo), que bomArtéria beiam o sangue para o restante do corpo. Os átrios pulmonar direita direito e esquerdo, assim como os ventrículos direito e esquerdo, não se comunicam entre si. Contudo, o átrio e o ventrículo do mesmo lado possuem valvas, que impedem o refluxo de sangue durante a contraVeias ção cardíaca. pulmonares

Artéria aorta Artéria pulmonar esquerda Veias pulmonares esquerdas

Átrio esquerdo ILUSMEDICAL/SHUTTERSTOCK.COM

3. Capilares sanguíneos: vasos microscópicos onde ocorrem as trocas de substâncias entre o sangue e os tecidos do corpo. São os vasos sanguíneos que possuem menor diâmetro, que varia entre 5 e 10 μm (um fio de cabelo tem, em média, 80 μm de diâmetro).

direitas

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 953 do pdf.

Representação da anatomia interna do coração (imagem sem escala; cores fantasia).

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As valvas que separam os átrios dos ventrículos são chamadas de valvas atrioventriculares. Após o sangue sair dos ventrículos, as valvas chamadas semilunares impedem seu retorno para o coração durante a sístole.

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Átrio direito

Veia cava inferior

Ventrículo direito

Ventrículo esquerdo

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Circulação sanguínea A cada ciclo que se completa, o sangue passa duas vezes pelo coração dos seres humanos. Por isso, pode-se dizer que a circulação é dupla, podendo ser dividida em dois momentos: a circulação pulmonar e a circulação sistêmica. O sangue que vem do corpo, com baixa concentração de gás oxigênio, chega ao coração pelas veias cavas e entra no átrio direito, que se contrai e o direciona ao ventrículo direito. A circulação pulmonar é iniciada com a contração do ventrículo direito, que bombeia o sangue pelas artérias pulmonares e suas ramificações para os pulmões, onde ocorrem as trocas gasosas. O sangue, agora com alta concentração de gás oxigênio, chega ao coração pelas veias pulmonares e entra no átrio esquerdo do coração, cuja contração o direciona ao ventrículo esquerdo. A circulação sistêmica é iniciada com a contração do ventrículo esquerdo, que bombeia o sangue para o restante do corpo por meio da artéria aorta e suas ramificações levando gás oxigênio para as células. Então, o sangue com baixa concentração de gás oxigênio retorna ao átrio direito do coração e o ciclo se reinicia.

Ciclo cardíaco

Capilares pulmonares

Direito

Esquerdo Capilares sistêmicos

Circulação sistêmica Legenda

Sangue rico em oxigênio Sangue pobre em oxigênio A Átrio V

Ventrículo

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 919.

Representação da circulação pulmonar e da circulação sistêmica (imagem sem escala; cores fantasia).

3. Os ventrículos se contraem e promovem a ejeção do sangue às artérias. Os átrios relaxam.

1. Átrios e ventrículos estão relaxados. Os ventrículos recebem sangue dos átrios sem que exista contração.

SELMA CAPARROZ

Um único batimento cardíaco envolve alguns eventos que, em conjunto, é denominado ciclo cardíaco. Os eventos que compreendem um ciclo cardíaco são: a contração e o relaxamento dos átrios e a contração e o relaxamento dos ventrículos. Acompanhe-os no esquema a seguir, considerando que a contração das câmaras do coração se denomina sístole, enquanto o relaxamento é chamado de diástole. 4. Os átrios recebem sangue das veias. Os ventrículos relaxam, mas ainda não recebem sangue dos átrios. O ciclo recomeça.

LÁPIS 13B

Circulação pulmonar

UNIDADE

2. Átrios se contraem e forçam a entrada de uma quantidade de sangue adicional nos ventrículos. Elaborada com base em: SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia Sístole ventricular humana: uma Diástole ventricular abordagem integrada. Sístole atrial 7. ed. Porto Alegre: Diástole atrial Artmed, 2017. p. 463.

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Assista ao vídeo a seguir e veja o movimento do coração durante o ciclo cardíaco. Vídeo em inglês, com legendas em português. Como o coração funciona? Publicado por: National Geographic. Vídeo (3 min). Disponível em: https://www. youtube.com/ watch?v=Tu0rTXoDSBI. Acesso em: 13 out. 2024.

Representação do ciclo cardíaco (imagens sem escala; cores fantasia).

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Os batimentos cardíacos mantêm o sangue em circulação em nosso organismo. Quando se determina o número de batimentos por intervalo de tempo, tem-se a frequência cardíaca. Ela pode variar entre as pessoas e em diferentes situações, como quando estão em repouso ou durante uma atividade física. Em repouso, um homem adulto tem, em média, 75 batimentos por minuto (bpm). PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

4 Em grupo, planejem e realizem uma maneira simples de medir a frequência cardíaca. Registrem a frequência em repouso no caderno.

5 Durante a atividade física, a frequência cardíaca tende a aumentar significativamente. Por que isso acontece?

Imunidade A imunidade compõe os mecanismos de defesa do corpo humano contra agentes invasores, como microrganismos, vírus e outros agentes, oferecendo resistência contra o desenvolvimento de doenças infecciosas. Os mecanismos de defesa do corpo humano podem ser divididos de acordo com a sua especificidade de ação. As defesas inespecíficas são aquelas que agem contra qualquer agente estranho no organismo. São exemplos: • Barreiras físicas: barram a entrada de agentes infecciosos, como a pele, os pelos e os cílios; • Barreiras químicas: produzem substâncias químicas que agem contra os agentes infecciosos, como a saliva e as lágrimas; • Reflexos: expulsam os agentes infecciosos do corpo, como a tosse e o espirro;

O espirro compõe uma defesa inespecífica do corpo.

DIEGO VITO CERVO/DREAM STIME/GLOW IMAGES

ESTRADA ANTON/SHUTTERSTOCK.COM

• Processos inflamatórios: caso os agentes infecciosos ultrapassem as barreiras anteriores, são desencadeados processos inflamatórios mediados por células de defesa, criando-se um ambiente favorável ao combate do agente invasor. Nesses processos, podem ocorrer inchaço, vermelhidão e febre no local.

Os cílios e a lágrima compõem defesas inespecíficas do corpo.

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Antígeno

Antígeno sendo reconhecido por um linfócito.

Linfócito

SELMA CAPARROZ

As defesas específicas são aquelas em que há estratégias de combate específicas, mais rápidas e direcionadas, a determinado agente infeccioso. A defesa específica é realizada por linfócitos e anticorpos. Os linfócitos são um tipo específico de células de defesa presentes no sangue. Eles possuem receptores em sua membrana que reconhecem antígenos. Os antígenos são estruturas específicas presentes na superfície de agentes invasores que desencadeiam a produção de anticorpos. Os anticorpos, por sua vez, são glicoproteínas produzidas pelos linfócitos para o combate aos antígenos. Em caso de infecções, os linfócitos reconhecem os antígenos e produzem anticorpos específicos para eles. Os anticorpos se ligam aos antígenos e ativam uma resposta de combate rápida e direcionada aos agentes invasores. Essa resposta pode variar em diversos fatores, como o tipo de agente invasor.

UNIDADE

Linfócito produzindo anticorpos.

Anticorpo

Anticorpos se ligados aos antígenos.

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 953, 961.

Representação do combate específico a um agente invasor (imagem sem escala; cores fantasia). Após o primeiro contato com determinado agente infeccioso, o organismo passa a ter memória imunológica. Isso significa que, em contatos futuros com o mesmo agente infeccioso, o organismo exibirá uma resposta específica mais rápida. Nessa situação, pode-se dizer que o indivíduo apresenta imunidade ativa, pois houve a produção de anticorpos pelo seu organismo. Contudo, ela foi naturalmente adquirida por meio da exposição do organismo ao agente infeccioso, que ocasionou uma infecção ou uma doença. A imunidade ativa também pode ser artificialmente adquirida por meio das vacinas, já que elas estimulam o organismo a produzir anticorpos contra determinados agentes infecciosos, sem que ocorra a infecção ou a doença. Em algumas situações, o organismo pode receber anticorpos prontos, em vez de produzi-los. Nesses casos, refere-se à imunidade passiva. A imunidade passiva pode ser naturalmente adquirida pelo embrião/feto durante a gestação, quando os anticorpos maternos são transferidos via cordão umbilical, ou pelo bebê, quando os anticorpos maternos são transferidos via amamentação, sendo importantes para a imunidade nessa fase da vida. A imunidade passiva pode, ainda, ser artificialmente adquirida pelo organismo por meio dos soros. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

6 O corpo humano tem mecanismos de defesa, entretanto, é importante adotar alguns hábitos

para reduzir a chance de contrair doenças e infecções em geral. Que hábitos você costuma ter com esse objetivo?

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Vacinas

Antígenos de um agente infeccioso sem potencial de provocar a doença são introduzidos no corpo humano por meio da vacina.

K147/SHUTTERSTOCK.COM

ALEX SILVA

As vacinas representam uma forma artificial de adquirir a imunidade ativa. As vacinas estimulam o sistema imunológico a produzir anticorpos específicos, geralmente contra vírus ou bactérias, tornando o indivíduo imune a doenças infecciosas causadas por eles. Esse processo também é denominado imunização. As vacinas são produzidas a partir de antígenos que podem ser obtidos de diversas fontes, como toxinas bacterianas inativadas, vírus ou bactérias mortos ou atenuados, além de proteínas produzidas por técnicas de biotecnologia. Independentemente da fonte, os antígenos presentes nas vacinas não possuem potencial para causar a doença. O esquema a seguir mostra de forma resumida como as vacinas agem no organismo.

Os linfócitos reconhecem o antígeno introduzido e produzem anticorpos específicos contra ele. Os anticorpos irão se ligar aos antígenos e ativar uma resposta de combate específica e direcionada a eles.

Após o contato com os agentes introduzidos pela vacina, o organismo passa a apresentar memória imunológica. No caso de uma infecção futura, o combate aos agentes infecciosos será mais rápido e efetivo.

Elaborada com base em: BALLALAI, Isabella; BRAVO, Flavia. Imunização: tudo o que você sempre quis saber. Rio de Janeiro: RMCOM, 2016. p. 12.

Representação de como a vacina atua no organismo (imagens sem escala; cores fantasia). As vacinas têm como objetivo proteger os indivíduos do desenvolvimento de doenças ou das suas manifestações graves. Para que essa proteção seja a mais eficaz possível, é necessário que a vacinação seja coletiva, pois contribui para a interrupção do ciclo de transmissão de uma doença. As campanhas de vacinação visam atingir um grande número de pessoas em um curto período e podem ser direcionadas a faixas etárias e grupos específicos. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

7 Faça uma pesquisa e verifique se existe alguma campanha de vacinação vigente em seu município.

No caderno, registre as informações encontradas sobre a campanha, como doença, público-alvo, número de doses aplicadas entre outras.

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Devido às campanhas de vacinação, algumas doenças puderam ser erradicadas no país, como é o caso da varíola e da poliomielite. Isso significa que nenhum novo caso dessas doenças foi registrado. Contudo, se as pessoas deixarem de se vacinar, é possível que novos casos voltem a ser registrados e a circulação das doenças anteriormente erradicadas retorne.

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• No Brasil, o Sistema Único de Saúde (SUS) disponibiliza gratuitamente 20 vacinas no calendário nacional de vacinação. Acesse o site a seguir para conhecê-las e aproveite para verificar se você tomou todas as vacinas indicadas para sua idade. Vacinação. Publicado por: Ministério da saúde. Disponível em: https://www.gov.br/saude/pt-br/vacinacao. Acesso em: 13 out. 2024.

Soro Diferentemente das vacinas, o soro representa uma forma de adquirir artificialmente a imunidade passiva. Basicamente, o soro é composto por uma solução que contém anticorpos de um organismo que já foi imunizado contra determinado antígeno. Os soros são injetados em organismos não imunes quando anticorpos prontos se fazem necessários rapidamente, como em acidentes envolvendo animais peçonhentos, capazes de inocular toxinas que podem ser letais. Nesses casos, o soro ajuda a neutralizar a ação das toxinas no organismo, reduzindo a gravidade de seus efeitos. Para isso, é importante que sejam administrados soros específicos ao animal envolvido no acidente. São exemplos o soro antiofídico, que contém anticorpos para a peçonha de algumas serpentes, e o soro antiaracnídeo, que contém anticorpos para a peçonha de algumas aranhas e de alguns escorpiões. Os soros antiofídicos, por exemplo, são produzidos por meio da imunização de cavalos com antígenos específicos. Então, um pequeno volume do sangue do cavalo é retirado para a obtenção de seu plasma, que contém os anticorpos produzidos contra o antígeno. Essa porção do sangue é purificada para separação dos anticorpos, que passam por tratamentos específicos para que possam ser utilizados em seres humanos. No Brasil, o Instituto Butantan é referência na produção de soros.

Sistema urinário

UNIDADE

VOLKER STEGER/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Profissional capacitado extrai a peçonha de uma serpente.

O sistema urinário é responsável pela produção e pela eliminação de urina. Alguns produtos residuais do metabolismo, como a ureia, um composto nitrogenado produzido pela metabolização de proteínas, também são eliminados junto à urina. Os resíduos do metabolismo são denominados excretas, e sua eliminação é importante para evitar que atinjam concentrações elevadas no sangue, o que poderia prejudicar o organismo. Os componentes do sistema urinário são: rins, ureteres, bexiga urinária e uretra, cujas funções serão estudadas a seguir.

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MAAL ILUSTRA/LUIS MOURA

Os rins são órgãos pares, localizados dorsalmente, ao redor da coluna vertebral, na altura da cintura. Eles produzem a urina. Com isso, desempenham funções importantes para o organismo, relacionadas à eliminação de excretas, à manutenção do equilíbrio hídrico e iônico do corpo. Os ureteres são estruturas tubulares que conduzem a urina produzida nos rins até a bexiga urinária. A bexiga urinária, por sua vez, é um órgão muscular oco, no qual a urina é armazenada até que seja eliminada durante a micção, por meio da uretra. A uretra é uma estrutura tubular que parte da porção inferior da bexiga urinária e se abre para o meio externo. Nos homens, a uretra se estende ao longo do corpo do pênis e sua abertura é localizada na porção superior deste órgão. Nas mulheres, a abertura da uretra é localizada entre o clitóris e a abertura da vagina. A

Nos homens, a uretra é uma estrutura comum ao sistema urinário (elimina a urina) e ao sistema genital (elimina o sêmen).

Rim

Córtex renal

Rins

Néfron (em destaque)

Medula renal

Artéria renal

Pelve renal

Veia renal Ureter

Ureteres

B Rins Bexiga urinária

Uretra

Ureteres

Bexiga urinária

Uretra

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 1336, 1339 do pdf.

Representação do sistema urinário masculino (A) e feminino (B) e, no detalhe, a anatomia interna de um rim (C) (imagens sem escala; cores fantasia). O rim pode ser dividido em duas regiões: córtex, localizado externamente, e medula, localizada internamente. Essas regiões recebem sangue pela artéria renal e suas ramificações. O sangue recebido será filtrado pelos rins, processo que inicia a produção de urina. Após ser filtrado, o sangue é drenado pela veia renal e suas ramificações. No córtex e na medula renal, encontram-se as unidades funcionais dos rins: os néfrons. Os néfrons são arranjos de túbulos microscópicos envoltos por capilares sanguíneos. Eles produzem a urina, que é coletada pela pelve renal, a porção superior do ureter. O ureter, então, conduz a urina até a bexiga urinária.

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UNIDADE

Como vimos, a produção da urina ocorre nos néfrons. Os néfrons são constituídos pelas seguintes estruturas: cápsula glomerular, túbulo proximal, alça néfrica, túbulo distal e ducto coletor. Cada uma delas realiza um processo distinto associado à produção da urina, como será apresentado a seguir. A produção da urina é iniciada com a filtração do sangue conduzido aos rins pela artéria renal e suas ramificações (arteríolas). Nos rins, o sangue trazido pelas ramificações da artéria renal passa por uma rede de capilares sanguíneos, denominada glomérulo. O glomérulo é envolto por uma estrutura oca, chamada cápsula glomerular (1), que recolhe a solução resultante da filtração do sangue conduzido pelo glomérulo. Essa solução é denominada filtrado glomerular e é composta por água e substâncias dissolvidas, com exceção de células e proteí nas presentes no sangue, que ficam retidas e não são filtradas. O filtrado glomerular recolhido é conduzido 2 ao túbulo proximal (2), onde ocorre a reabsor4 ção de água, sais, íons e alguns nutrientes. 1 A reabsorção continua conforme o filtrado é conduzido à alça néfrica (3), constituída por duas porções: alça descendente e alça ascendente. Essas porções têm características distintas, sendo apenas a alça descendente permeável à água. Nesse sentido, a reabsorção de água é interrompida ao longo da alça ascendente. O filtrado é conduzido, então, ao túbulo distal (4), onde ocorre a reabsorção de sais e a secreção 5 de íons para o filtrado, de forma controlada. O processamento do filtrado é finalizado no ducto coletor (5), que o conduz até a pelve renal, onde passa a ser chamado de urina. As substâncias que foram reabsorvidas pelo organismo, juntamente ao sangue filtrado, são conduzidas pela veia renal para fora dos rins. As substâncias que não foram reabsorvidas (como parte da ureia), juntamente àquelas que foram secretadas no filtrado, serão excretadas do corpo por meio da urina.

PENSE E RESPONDA

LUIS MOURA

Produção da urina

3 Elaborada com base em: SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 593.

Representação da estrutura anatômica de um néfron (imagem sem escala; cores fantasia).

Não escreva no livro.

8 Nos rins de um ser humano saudável e bem hidratado, aproximadamente 1 600 litros de sangue

são filtrados diariamente. Desse processo, formam-se cerca de 180 litros de filtrado inicial, que resultam, em média, na produção de 1,5 a 2 litros de urina por dia. Agora, ao refletir sobre essa informação, você acha que está se hidratando adequadamente ao longo do dia?

9 A cor da urina pode ser um indicativo de saúde. Faça uma pesquisa e entenda o que cada cor pode significar.

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Integração dos sistemas e a respiração celular

Sistema digestório

Sistema respiratório

Sistema urinário

A glicose é uma das moléculas necessárias à respiração celular. Para ser utilizada nesse processo, é preciso que esteja disponível no sangue. Isso ocorre por meio da digestão dos alimentos e da absorção dos nutrientes, realizadas pelo sistema digestório.

Para que o gás oxigênio (O2) seja utilizado durante a respiração celular, é preciso que ele seja obtido do ambiente e transportado para as células. O sistema respiratório é responsável pela captação do gás oxigênio do ambiente e sua disponibilização no sangue, assim como pela captação do gás carbônico (CO2) produzido durante a respiração celular, que é retirado do sangue e eliminado no ambiente.

Parte da água produzida durante a respiração celular será filtrada pelos rins e eliminada na forma de urina pelo sistema urinário; outra parte se mantém no corpo para auxiliar na manutenção das atividades do organismo.

EDITORIA DE ARTE

Os sistemas do corpo humano atuam de maneira integrada para garantir o funcionamento adequado do organismo. A respiração celular evidencia essa interação, pois envolve a participação de diversos sistemas para a obtenção de reagentes e a eliminação de produtos resultantes da reação. O esquema a seguir mostra como cada sistema contribui para esse processo.

Sistema cardiovascular O sistema cardiovascular recebe a água produzida durante a respiração celular. Além disso, promove o transporte do gás oxigênio para as células e do gás carbônico produzido durante a respiração celular para os pulmões. Também distribui os nutrientes absorvidos pelo sistema digestório para as células. O esquema simplifica a integração entre alguns sistemas do corpo e é específico para a respiração celular. Veja mais informações nas Orientações para o professor.

C6H12O6 + 6 O2 H 6 CO2 + 6 H2O Glicose

Oxigênio

Gás carbônico

Água

Elaborado com base em: SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 788.

Representação da integração entre a respiração celular e os diferentes sistemas do corpo humano. Não escreva no livro.

1. Quais são os componentes do sangue? Indique suas respectivas funções.

2. Explique como ocorre a circulação sanguínea no corpo humano.

3. Com relação ao sistema imunológico, diferencie

defesa específica de defesa inespecífica e cite exemplos.

4. Onde e como ocorre a produção de urina? 5. A impressão 3D possibilita a criação de obje-

tos tridimensionais a partir de modelos digitais. Essa tecnologia vem sendo implementada na Medicina, podendo auxiliar na determinação de

diagnósticos e o planejamento de cirurgias. Em fevereiro de 2021, foi realizada em Niterói (RJ) uma cirurgia cardíaca em um bebê que apresentava um estreitamento da artéria aorta. Graças à impressão de um modelo 3D do coração do paciente, os médicos puderam estudar sua condição e planejar, de forma mais assertiva, a cirurgia a ser realizada, que foi considerada um sucesso.

Modelo de coração feito por impressora 3D.

MAGEPOINTFR/ DEPOSITPHOTOS/FOTOARENA

AT¡v¡DaDeS

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Considerando seus conhecimentos sobre o sistema cardiovascular, responda. a) Qual é a função da artéria aorta? b) Que problemas poderiam ser ocasionados ao organismo do bebê, caso a cirurgia não tivesse sido realizada? Se necessário, realize uma pesquisa para elaborar sua resposta. c) De que maneira a impressão 3D auxiliou na resolução do caso desse paciente?

6. Entre agosto e setembro de 2024, cidades de di-

versos estados brasileiros tiveram o céu coberto por fumaça oriunda de queimadas provocadas na Amazônia e no Pantanal, levantando um alerta para possíveis riscos à saúde provocados pela inalação de fumaça. Um dos componentes da fumaça é o monóxido de carbono (CO), um gás que tem alta afinidade pela hemoglobina, se ligando fortemente a ela. Considerando seus conhecimentos sobre o assunto, responda. a) O que é a hemoglobina e qual sua função no organismo?

elaborem ações que podem ser realizadas para aumentar a taxa de cobertura delas. d) Com o intuito de promover a saúde da população, elaborem panfletos a respeito da importância da vacinação e distribuam-nos à comunidade.

8. A hemodiálise é realizada por pacientes cujos

rins deixaram de funcionar adequadamente. Nessa técnica, é realizado um procedimento cirúrgico que une uma artéria e uma veia no braço do paciente (1), onde são inseridos cateteres (tubos) para possibilitar a passagem de sangue. Impulsionado por uma bomba, um dos cateteres conduz o sangue do paciente (2) até um filtro constituído de uma membrana semipermeável (3). Essa membrana filtra impurezas, mantendo células e outros elementos no sangue. Essa filtragem é auxiliada por uma solução de água ultrapura que vem do filtro, atravessa a membrana e carrega consigo as impurezas do sangue, as quais são posteriormente descartadas (4). O sangue filtrado então retorna ao corpo do paciente pelo outro cateter (5). SELMA CAPARROZ

b) Se uma pessoa inalar uma quantidade expressiva de monóxido de carbono, ela pode ter dificuldade em respirar e apresentar falta de ar. Explique por que isso ocorre.

7. Cobertura vacinal refere-se ao percentual da

população que foi vacinada, considerando determinada infecção ou doença. Nesse sentido, quanto mais pessoas imunizadas por determinada vacina, maior a cobertura vacinal. A respeito do assunto, responda às questões a seguir. a) Forme um grupo com seus colegas e escolham uma vacina para uma doença específica. Posteriormente, obtenham informações na Unidade Básica de Saúde (UBS) mais próxima do bairro em que residem e peçam informações sobre a cobertura da vacina escolhida por vocês, nos últimos anos. Pesquisem a respeito da meta mínima recomendada pelo Ministério da Saúde para aquela vacina e anotem as informações obtidas/pesquisadas no caderno. b) Comparem os dados obtidos por cada grupo no item (a) e verifiquem se existem vacinas que estão acima ou abaixo da meta recomendada pelo Ministério da Saúde. c) Caso existam vacinas que estão abaixo da meta recomendada pelo Ministério da Saúde,

UNIDADE

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2 5

Elaborada com base em: ENTENDA como é feita a hemodiálise. G1, [s. l.], 29 dez. 2019. Disponível em: Disponível em: https:// g1.globo.com/ciencia-e-saude/viva-voce/noticia/2019/12/29/ entenda-como-e-feita-a-hemodialise.ghtml. Acesso em: 26 ago. 2024.

Representação de uma hemodiálise. Com base nas informações apresentadas e em seus conhecimentos, faça o que se propõe a seguir. a) O filtro utilizado na máquina de hemodiálise exibe permeabilidade seletiva. O que isso significa?

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b) Qual das etapas descritas corresponderia à eliminação de urina? Explique sua resposta. c) Faça uma pesquisa sobre as dificuldades em realizar hemodiálise e a importância desse procedimento para pessoas com quadro clínico de insuficiência renal. Escreva um texto com as informações obtidas e converse com os colegas.

9. Considere as seguintes informações sobre determinada doença infecciosa. • É transmitida pelo contato com secreções contaminadas eliminadas durante a fala ou o espirro; • Seu agente causador possui como portas de entrada as mucosas da boca, nariz e olhos. • Se uma pessoa contaminada espirrar próximo a uma pessoa sadia em um ambiente fechado, é possível que ela desenvolva a doença. Com base em seus conhecimentos sobre imunidade, responda. a) Para ocorrer a infecção, quais barreiras do corpo humano devem ser atravessadas pelo agente causador da doença? b) Caso o agente infeccioso atinja a corrente sanguínea de uma pessoa que não teve contato prévio com ele, como ocorrerá a defesa específica de seu organismo contra esse agente? c) Ao vivenciar a situação expressa no item (b), a pessoa passa a apresentar imunidade contra esse agente causador. Que tipo de imunidade é essa? Explique sua resposta.

10. A poliomielite, também conhecida como paralisia infantil, é uma doença caracterizada pelo desenvol-

vimento de paralisia ou redução da força de alguns músculos, principalmente dos membros inferiores. Ela é causada por um vírus que pode ser transmitido pela ingestão de água ou alimentos contaminados, além do contato com secreções orais e nasais de pessoas infectadas. A doença foi erradicada no Brasil por meio da vacinação, como representado no gráfico a seguir.

ORACICART

Coeficiente de incidência de poliomielite no Brasil (1968-2024) 4 3,5 Campanhas de vacinação

3 2,5 2 1,5 1

Início da vacinação

2020 2021 2022 2023 2024

0,5 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994

Taxa de incidência 100 mil

Fonte: BRASIL. Ministério da Saúde. Coeficiente de incidência de poliomielite e cobertura vacinal com a VOP, em campanhas, Brasil, 1968-2024. Brasília, DF: MS, 2024. Disponível em: https://www.gov.br/ saude/pt-br/assuntos/saudede-a-a-z/p/poliomielite/ situacao-epidemiologica/ incidencia-de-poliomielitee-cobertura-vacinal-emcampanhas.pdf. Acesso em: 13 out. 2024.

Ano

Considerando seus conhecimentos sobre imunização, responda às questões a seguir. a) Qual é a importância das campanhas de vacinação? Justifique sua resposta utilizando dados do gráfico. b) Para que não se registrem novos casos de poliomielite no Brasil, é preciso que a taxa de cobertura vacinal seja de 95% ou mais, conforme a recomendação da Organização Mundial da Saúde (OMS). No entanto, entre os anos de 2016 e 2023, a cobertura vacinal dessa doença ficou abaixo dessa recomendação. Quais as implicações desses dados? c) De modo geral, as pessoas têm deixado de se vacinar. Que fatores contribuem para isso? Faça uma pesquisa sobre o assunto e proponha ações para reverter esse quadro.

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Sa¡ba ma¡s

UNIDADE

Grupos sanguíneos e sistema ABO

Ao longo da história, houve diversas tentativas de cura para doenças por meio de transfusões sanguíneas. Muitas delas, contudo, não obtiveram sucesso, provocando a morte dos pacientes que receberam sangue. A compatibilidade e a incompatibilidade entre o sangue de diferentes indivíduos só passaram a ser conhecidas em 1900, com os estudos do imunopatologista austríaco Karl Landsteiner (1868-1943), que verificou a existência de grupos sanguíneos, classificados nos tipos A, B, ABO e O. O sistema ABO, como ficou conhecido, está relacionado aos antígenos presentes na superfície das hemácias e aos anticorpos contra esses antígenos presentes no plasma sanguíneo. Veja no quadro a seguir os antígenos e os anticorpos apresentados por cada tipo sanguíneo.

Representação dos antígenos presentes nas hemácias e dos anticorpos presentes no plasma de acordo com os tipos sanguíneos do sistema ABO (imagens sem escala; cores fantasia).

Tipo A

Tipo B

Tipo AB

Tipo O

Antígeno A

Antígeno B

Antígenos A e B

Sem antígenos

Anticorpo anti-B

Anticorpo anti-A

Sem anticorpos

Anticorpos anti-A e anti-B

ALEX SILVA

Grupos sanguíneos do sistema ABO

Como indicado no quadro, o tipo sanguíneo é determinado pelo antígeno presente na superfície das hemácias. Os anticorpos, por sua vez, são produzidos contra os antígenos não apresentados pelas hemácias de seu tipo sanguíneo. Assim, pessoas com o tipo sanguíneo A possuem antígenos A e produzem anticorpos anti-B; pessoas com o tipo sanguíneo B possuem antígenos B e produzem anticorpos anti-A; pessoas com o tipo sanguíneo AB possuem antígenos A e B e não apresentam anticorpos; e pessoas com o tipo sanguíneo O não apresentam antígenos, mas produzem anticorpos anti-A e anti-B. A presença de anticorpos contra os antígenos presentes na superfície das hemácias desencadeia respostas específicas de combate a eles. Assim, faz-se necessário observar os tipos sanguíneos compatíveis para a realização de transfusões sanguíneas. AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. O que pode acontecer caso uma pessoa com sangue tipo A receba doação de uma pessoa com sangue tipo B?

2. Existem outros fatores relacionados ao tipo sanguíneo, tais como o fator Rh. Faça uma pesquisa sobre esse fator e escreva em seu caderno os resultados encontrados.

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27 TEMA

Não escreva no livro.

1 Você já realizou

algum procedimento médico em que foi necessária a aplicação de uma anestesia? Compartilhe as suas vivências com os colegas.

2 A anestesia age sobre

os tecidos nervosos. Como você acha que eles são afetados pela aplicação de anestésicos durante um procedimento cirúrgico?

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Boa parte dos procedimentos cirúrgicos e alguns tipos de exames são realizados apenas após a anestesia do paciente, para que ele não sinta dor e permaneça confortável durante o processo. Dependendo da situação, a anestesia pode ter efeito no corpo todo (anestesia geral); em apenas uma região do corpo, como nos membros inferiores (regional); ou em um local específico, como na gengiva (local). A aplicação de anestésicos de efeito geral ou regional é feita por um médico especialista, denominado anestesista. Ele é responsável por selecionar o tipo e a dosagem adequada do anestésico, levando em consideração a saúde do paciente e o procedimento. Além disso, esse profissional monitora os sinais vitais do paciente durante o processo, intervindo caso necessário. O sistema nervoso recebe estímulos e envia respostas ao corpo, como no caso da dor. A dor tem um papel importante de proteção. Ela serve como um sinal de alerta para que o corpo reaja a lesões ou condições perigosas, permitindo que a pessoa se afaste da causa da dor ou busque tratamento. Neste Tema, serão estudados o funcionamento do sistema nervoso na transmissão dessas informações e as principais estruturas que o compõem.

100Y DESIGN/SHUTTERSTOCK.COM

Anestesista.

BAANTAKSINSTUDIO/SHUTTERSTOCK.COM

PENSE E RESPONDA

Sistema nervoso

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UNIDADE

Neurônios e o tecido nervoso O sistema nervoso é responsável pela coordenação dos movimentos e participa do controle das atividades dos órgãos do corpo. Para tanto, células especializadas desse sistema transmitem informações a outras células por meio de sinais elétricos de baixa intensidade, denominados impulsos nervosos. As células especializadas na transmissão de impulsos nervosos são os neurônios, constituídos basicamente pelo corpo celular, pelos dendritos e pelo axônio. No corpo celular dos neurônios está localizado o núcleo e grande parte das organelas dessas células. Dele, partem extensões curtas e altamente ramificadas denominadas dendritos. Juntamente ao corpo celular, os dendritos recebem os impulsos nervosos que são enviados aos neurônios. O envio desses impulsos a outras células é realizado pelo axônio, um prolongamento extenso com as extremidades ramificadas que terminam em estruturas em formato de bulbo, denominadas botões terminais. Nos vertebrados, os axônios possuem um revestimento membranoso denominado bainha de mielina, cuja constituição é majoritariamente lipídica. Ela atua como isolante elétrico, possibilitando uma maior velocidade na condução de impulsos nervosos. Os neurônios que apresentam essa estrutura são chamados de neurônios mielínicos. Dendritos

Botões terminais

Axônio

LUIS MOURA

Corpo celular

Bainha de mielina Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 561 do pdf.

Além dos neurônios, o tecido nervoso é constituído por células de suporte denominadas gliócitos (ou células da glia). Essas células produzem a bainha de mielina, fornecem nutrientes aos neurônios e regulam a matriz extracelular que compõe o tecido nervoso.

EARTH PHAKPHUM/SHUTTERSTOCK.COM

Representação da estrutura de um neurônio mielínico (imagem sem escala; cores fantasia).

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Transmissão de impulsos nervosos Diversos estímulos ambientais, como a pressão, o calor, o odor e a luminosidade, assim como estímulos internos, como a temperatura corporal, a pressão sanguínea, a sede e a fome, são identificados por receptores específicos localizados pelo corpo. Os receptores enviam esses estímulos aos neurônios, os quais transmitem essas informações por meio de impulsos nervosos até um centro de integração, como o cérebro. O cérebro interpreta essas informações e envia respostas, que também serão transmitidas pelos neurônios, por meio de impulsos nervosos, a órgãos ou músculos. Os órgãos ou os músculos, então, executarão essa resposta. No caso dos músculos, por exemplo, a resposta é a contração muscular. Os impulsos nervosos, portanto, são transmitidos de um neurônio a outro neurônio, ou a outras células, como as que constituem os músculos e os órgãos. No geral, essa transmissão ocorre do axônio de um neurônio aos dendritos de outro neurônio, por meio da sinapse, região de interação entre um neurônio e outra célula. Nessa região, mensageiros químicos denominados neurotransmissores são liberados pelo neurônio transmissor à célula receptora do estímulo. Neurônio receptor

Impulso nervoso

MAAL ILUSTRA

Neurônio transmissor Axônio Núcleo

Dendritos

Sinapse

Corpo celular

Neurotransmissor

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1072.

Representação da condução de um impulso nervoso, com detalhe para uma sinapse (imagem sem escala; cores fantasia).

Neurônio

Face interna da membrana plasmática

Representação da distribuição de cargas elétricas entre as faces da membrana plasmática de um neurônio em repouso (imagem sem escala; cores fantasia).

Face externa da membrana plasmática

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 209, 213.

Meio intracelular

LÁPIS 13B

Um neurônio em repouso, ou seja, que não está transmitindo um impulso nervoso, apresenta a face externa da membrana carregada positivamente e a face interna carregada negativamente. Essa diferença de cargas elétricas entre as faces da membrana plasmática de um neurônio em repouso é denominada potencial de repouso, e é decorrente de uma maior concentração resultante de macromoléculas carregadas negativamente no interior da célula.

Meio extracelular

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Quando chega um estímulo ao neurônio, canais transportadores de íons de sódio (Na ) são abertos. Como o meio extracelular apresenta uma maior concentração de íons de sódio, ocorre o transporte passivo desse íon para o interior da célula. Isso faz com que ocorra uma mudança da voltagem da membrana, resultando em uma face interna cada vez menos negativa, iniciando a despolarização.

ALEX SILVA

Axônio

1 Potencial de ação

_ + +

Na+

Membrana plasmática

Potencial de ação

UNIDADE

Professor, se desejar, retome o conteúdo de transporte de substâncias pela membrana plasmática abordado no Tema 2.

K+

Na+

K+

+ _

Citosol

Potencial de ação

Na+

Se o estímulo for forte o suficiente, ocorre a formação de um potencial de ação, caracterizado pela alteração momentânea na polaridade da membrana, cuja face interna torna-se positiva e a face externa, negativa, ficando despolarizada.

2 A despolarização de uma região da membrana promove a abertura de canais de sódio (Na+) adjacentes, resultando na despolarização de áreas vizinhas da membrana. Assim, o potencial de ação se espalha pelo axônio, ou seja, ocorre a transmissão de um impulso nervoso.

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1069.

Após pouco tempo, os canais de sódio se fecham e os canais transportadores de íons de potássio (K+) se abrem. Como o meio intracelular apresenta uma maior concentração de íons de potássio, ocorre o transporte passivo desse íon para o meio extracelular. Com isso, a face interna da membrana torna-se cada vez mais negativa até retornar ao potencial de repouso. Ou seja, ocorre a repolarização da membrana.

Representação da transmissão de um impulso nervoso por um neurônio (imagem sem escala; cores fantasia). ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

Utilize o simulador a seguir para aprofundar seus estudos sobre a transmissão de impulsos nervosos. Neurônio. Publicado por: Phet. Disponível em: https://phet.colorado.edu/sims/html/neuron/latest/neuron_all.html?locale=pt_BR. Acesso em: 27 ago. 2024.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 Alguns anestésicos inativam os canais de sódio da membrana dos neurônios. Considerando essa informação, explique por que os anestésicos bloqueiam o envio de informações que sinalizam a dor ao cérebro.

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Parte central do sistema nervoso

Nervos cranianos

Encéfalo

SELMA CAPARROZ

Gânglios fora da parte central

Medula espinal

Nervos espinais

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1082.

Representação do sistema nervoso humano (imagem sem escala; cores fantasia).

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 654 do pdf.

Representação do encéfalo humano (imagem sem escala; cores fantasia.)

Hipotálamo

Cérebro

Tálamo

Diencéfalo

Cerebelo

MANZI

O sistema nervoso do ser humano é dividido estruturalmente em duas partes: parte central e parte periférica. A parte central do sistema nervoso é formada pelo encéfalo e pela medula espinal e realiza a função de receber e interpretar os estímulos captados por diferentes regiões do corpo humano, além de produzir respostas a eles. A medula espinal tem formato tubular e se estende desde as vértebras do pescoço até a região lombar, protegida pela coluna vertebral. Ela recebe e direciona informações entre o encéfalo e os órgãos e músculos do corpo. O encéfalo humano é protegido pelo crânio e pode ser dividido em cérebro, diencéfalo, cerebelo e tronco encefálico. O cérebro é a porção anterior do encéfalo. Ele é responsável por receber e interpretar impulsos provenientes de várias partes do corpo, controlar o movimento dos músculos esqueléticos e conectar ambas as funções. Além disso, o cérebro relaciona-se às emoções, à memória e à aprendizagem. O diencéfalo é subdividido em tálamo e hipotálamo. O tálamo recebe informações do corpo, as classifica e as redireciona ao cérebro, onde serão processadas. O hipotálamo, por sua vez, constitui um centro de controle e de regulação da temperatura corporal, da sede, da fome, da ansiedade, dos comportamentos sexuais e do ciclo de sono. O cerebelo atua na coordenação dos movimentos, no equilíbrio e na manutenção da postura. Ele também auxilia na aprendizagem de habilidades motoras.

Parte periférica do sistema nervoso

Organização do sistema nervoso

Ponte

Bulbo

Mesencéfalo

Tronco encefálico

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MAAL ILUSTRA

O tronco encefálico é subdividido em mesencéfalo, ponte e bulbo. O mesencéfalo recebe e integra vários tipos de informações provenientes do corpo e as envia para regiões específicas do encéfalo. Também coordena alguns tipos de reflexos visuais. A ponte e o bulbo auxiliam na coordenação dos movimentos do corpo. Outra função do bulbo refere-se ao controle dos batimentos cardíacos, da atividade dos vasos sanguíneos, da deglutição e da digestão. A ponte também pode participar dessas atividades, como na regulação da respiração. A parte periférica do sistema nervoso encaminha as informações provenientes do corpo à parte central do sistema nervoso, além de encaminhar respostas a órgãos e músculos. Ela é constituída, principalmente, por nervos e gânglios. Os nervos são conjuntos de axônios de neurônios envolvidos por tecido conjuntivo. Eles conduzem impulsos nervosos à parte central do sistema nervoso e/ou aos diferentes órgãos do corpo humano.

UNIDADE

Medula espinal Nervo

Axônio Dendritos Vasos sanguíneos Corpo celular

Neurônio

Elaborada com base em: TORTORA, Gerard Joseph; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010. p. 456, 461.

Representação da estrutura de um nervo (imagens sem escala; cores fantasia). Os gânglios são constituídos por corpos celulares de neurônios não localizados na parte central do sistema nervoso. Eles também atuam na conNão PENSE E dução de impulsos nervosos para os órgãos do corpo e para a parte central escreva RESPONDA no livro. do sistema nervoso. A parte periférica do sistema nervoso pode ser dividida em dois compo- 4 Ao tocar uma superfície quente, nentes: parte somática e divisão autônoma do sistema nervoso. automaticamente A parte somática é responsável por conduzir impulsos nervosos para os afastamos a mão músculos esqueléticos, de ação voluntária. Ela também está relacionada aos dela. Com base atos reflexos, que são movimentos involuntários e rápidos gerados de forma nesse exemplo, independente do cérebro. Nesse caso, os impulsos nervosos são conduzidos justifique a imà medula espinal, onde são integrados e encaminhados até os músculos, p o r t â n cia d o s sinalizando sua contração ou relaxamento. atos reflexos para A divisão autônoma é responsável por conduzir impulsos nervosos para a sobrevivência. os músculos lisos e cardíaco, de ação involuntária, e para as glândulas.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

para o interior da célula. Isso faz com que a face interna da membrana fique cada vez menos negativa.

1. O sistema nervoso humano é dividido em parte

central e parte periférica. Quais são as estruturas que fazem parte de cada uma dessas divisões e quais são as suas funções?

2. Em seu caderno, faça um desenho de um

B. Um neurônio apresenta a face externa da membrana carregada positivamente e a face interna carregada negativamente.

3. Em uma competição de natação, os atletas se

C. Após pouco tempo, os canais de sódio se fecham e os canais transportadores de íons de potássio (K+) se abrem, e esse íon é transportado para o meio extracelular. Com isso, a face interna da membrana torna-se cada vez mais negativa, ocorrendo a repolarização da membrana.

Explique como o sistema nervoso coordena a ação dos nadadores diante do estímulo sonoro que indica o início da prova.

D. Se o estímulo for forte o suficiente, ocorre a formação de um potencial de ação, caracterizado pela alteração momentânea na polaridade da membrana, tornando-a despolarizada.

neurônio. Identifique suas estruturas e represente, através de setas, o caminho seguido pelas informações nervosas recebidas e transmitidas por essa célula. posicionam nas raias da piscina e aguardam o sinal sonoro que indica o início da prova. Quando o sinal é disparado, os atletas prontamente mergulham na água e começam a nadar.

4. O gráfico a seguir representa o que ocorre com

5. A esclerose múltipla é uma das doenças mais co-

o potencial da membrana plasmática ao longo de um potencial de ação.

Gráfico potencial de membrana x Tempo

+50

SONIA VAZ

Potencial de membrana (mV) Potencial de ação

Tempo 2

–50

Limiar 1

–100

1 Potencial de repouso

Fonte: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 1068.

Em seu caderno, associe corretamente os momentos 1 a 4 às afirmativas A a D, indicadas a seguir. A. Quando chega um estímulo ao neurônio, canais transportadores de íons de sódio (Na+) são abertos, e esse íon é transportado

muns que acometem o sistema nervoso central. Ela é caracterizada pela destruição da bainha de mielina, o que pode dificultar ou interromper a transmissão dos impulsos nervosos, resultando na dificuldade contínua de andar e de se equilibrar. Nos locais em que ocorre a desmielinização formam-se placas de tecido rígido, similares a cicatrizes (esclerose), que podem aparecer em diferentes áreas do cérebro e da medula espinal (múltipla). Suas causas são desconhecidas, mas sabe-se que os indivíduos apresentam predisposição genética para ela. A respeito do assunto, responda às questões a seguir. a) O que é a bainha de mielina e qual é a sua função? b) Relacione a desmielinização aos sintomas provocados pela esclerose múltipla. c) A esclerose múltipla é uma doença autoimune. Você sabe o que isso significa? Realize uma pesquisa a respeito de doenças autoimunes e como ocorre o tratamento delas, sobretudo da esclerose múltipla. Produza um pequeno texto organizando as informações encontradas e compartilhe seu texto com os colegas.

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Sa¡ba ma¡s

UNIDADE

Doença de Alzheimer

“A convivência é desafiadora, porque é uma mistura de vários sentimentos, entre eles a tristeza. [...] Quando eu converso com meu pai, a memória não dura um minuto — ele logo esquece. [...] Gosto de pensar que, mesmo que ele não lembre que fui até a casa dele, aquele momento juntos o deixa muito feliz. Quando você pergunta se ele está bem, ele responde que sim porque eu estou lá com ele, porque as netas estão lá. Pede abraço, pede carinho. A parte física, o amor, o afeto é o que tem valor para ele, muito mais do que qualquer memória. O poder está na sensação e no presente, mesmo que ele não se lembre daquele momento no futuro. Já me perguntei se vê-lo e fazermos programas juntos tem algum impacto, ou se como ele esquece não tem importância. Mas tem. É maior do que só aquilo que fica na consciência. [...]”

X10/SHUTTERSTOCK.CO M

STELZER, Manuela; ALGAVE, Andressa. Cuidar de quem está esquecendo. Gama, São Paulo, 22 ago. 2021. Disponível em: https://gamarevista.uol.com.br/semana/ o-que-voce-lembra/cuidar-de-quem-esta-com -alzheimer/. Acesso em: 14 out. 2024.

Escutar e ser afetuoso são atos de respeito com os idosos. AT¡v¡DaDeS

ART_PHOTO/SHUTTERST OCK.COM

Ao longo da vida, ocorrem diversas transformações no corpo humano. Algumas delas são consequência do processo natural de envelhecimento, como a perda de elasticidade da pele, que resulta em rugas; a redução da densidade dos ossos, que os torna frágeis e suscetíveis a fraturas; a redução da força muscular e o enrijecimento das articulações, que podem restringir a realização de movimentos; a redução da visão e da audição; além da redução de funções relacionadas ao sistema nervoso, como a memória. A perda de memória é natural ao envelhecimento, mas pode ser um alerta para a doença de Alzheimer. Essa doença se caracteriza pela perda progressiva de neurônios em certas regiões do cérebro associadas à linguagem, ao raciocínio, à memória e ao pensamento abstrato (ideias complexas que envolvem generalizações, metáforas, símbolos, hipóteses, entre outros). Como consequência, as pessoas com essa doença apresentam perda de memória, dificuldade na compreensão, no aprendizado e na realização de atividades diárias, tornando-se cada vez mais dependentes de auxílio externo. Leia o depoimento a seguir de um filho cujo pai tem a doença de Alzheimer.

Não escreva no livro.

1. A doença de Alzheimer afeta que parte do sistema nervoso? 2. Como é sua convivência com idosos? Em grupo, conversem sobre esse assunto e, em seguida,

elaborem um vídeo para promover o respeito e a valorização do idoso. Compartilhem o vídeo nas redes sociais da turma.

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28 TEMA

Genética mendeliana

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Ilustração da planta e da espiga do teosinto, um ancestral do milho (A), e de uma espiga de milho atual (B) que compara seus tamanhos ao de uma mesma moeda.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

1 Que diferenças

visuais você consegue identificar entre o teosinto e a espiga de milho atual ilustrados anteriormente?

2 Como você expli-

caria essas diferenças? Converse com os colegas.

NICOLLE RAGER FULLER/NATIONAL SCIENCE FOUNDATION/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

O milho é um dos cereais amplamente consumidos no mundo, principalmente devido ao seu alto teor nutritivo e à grande produtividade. Contudo, as características do milho atual são diferentes das que eram no passado, como mostra a ilustração a seguir.

Há cerca de 10 mil anos, os seres humanos já haviam estabelecido moradias fixas, cultivavam plantas e criavam animais. Uma prática comum desde essa época era selecionar e plantar os frutos com qualidades desejáveis, descartando aqueles que não as possuíam. Com o passar do tempo, as espécies vegetais cultivadas foram sendo gradualmente modificadas, de modo que algumas características de interesse humano, como o sabor do fruto, a produtividade da planta e a resistência a pragas, predominassem entre os plantios. Um exemplo disso é o milho, cujo cultivo se iniciou há aproximadamente 9 mil anos em uma região onde hoje se encontra o México. No início, plantava-se uma forma selvagem de milho, chamada de teosinto, com características bem distintas do milho atual. Ao cultivar uma planta com espigas maiores e uma maior quantidade de grãos, essas características eram transmitidas para a geração seguinte, o que mostra o papel fundamental da hereditariedade nesse processo. Esse será o foco deste Tema.

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Introdução aos estudos de Mendel

LUIZ RUBIO

A hereditariedade compreende a transmissão de características entre gerações, ou seja, dos progenitores aos seus descendentes. Apesar de os primeiros estudos sobre a hereditariedade terem sido desenvolvidos somente no século XIX, os seres humanos já possuíam noções práticas sobre a transmissão de características hereditárias havia tempos. O exemplo do milho, apresentado anteriormente, é uma evidência disso, já que as características das espigas que eram selecionadas foram herdadas pelas gerações seguintes. Os primeiros entendimentos científicos sobre os princípios básicos da hereditariedade foram realizados pelo monge austríaco Gregor Mendel (1822-1884). Mendel realizou experimentos envolvendo ervilhas da espécie Pisum sativum, conhecidas popularmente como ervilhas-de-jardim, entre os anos de 1856 e 1864. Seus estudos se voltaram à compreensão dos mecanismos de transmissão de sete características das ervilhas-de-jardim: textura da semente, cor da semente, cor das flores, formato da vagem, cor da vagem, posição das flores e altura das plantas. Cada uma dessas características apresenta duas variações, indicadas no quadro a seguir.

Textura da semente Lisa

Rugosa

Amarela

Verde

Púrpura

Branca

Lisa

Rugosa

Verde

Amarela

Cor da semente

Cor das flores

Formato da vagem

Cor da vagem

Posição das flores Axial (ao longo do caule)

Terminal (na ponta do caule)

Alta

Baixa

Altura das plantas

UNIDADE

Em seus experimentos, Mendel realizou diversos cruzamentos entre ervilhas-de-jardim distintas, analisando a proporção em que as variações dessas características apareciam entre os descendentes. Um dos motivos do sucesso de seus estudos foi a escolha dessa espécie de ervilha, que é de fácil cultivo, tem crescimento rápido e produz muitos descendentes, o que permitiu a realização de análises estatísticas. Além disso, ele optou por analisar características que apresentam poucas variações e são de fácil identificação.

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 270.

Representação das variações das características das ervilhas-de-jardim estudadas por Mendel (imagens sem escala; cores fantasia).

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A primeira lei de Mendel

Estigma

Primeiro cruzamento realizado por Mendel (geração P)

Fecundação cruzada

Antera

Ovário

LUIS RUBIO, RAFAEL HERRERA

Autofecundação: fecundação entre os gametas masculino e feminino de um mesmo indivíduo.

Para a realização de seus experimentos, Mendel selecionou plantas de linhagens puras. Ou seja, plantas que produziam descendentes que sempre apresentavam os mesmos traços de seus genitores. Por exemplo, ao considerar a altura das ervilhas-de-jardim, podemos observar duas variações: plantas altas e plantas baixas. Assim, plantas altas puras são aquelas que sempre produzem descendentes altos, e plantas baixas puras sempre produzem descendentes baixos. As plantas puras selecionadas por Mendel compreendem a geração P (geração parental). Para realizar os cruzamentos, ele removeu as anteras das flores antes que liberassem grãos de pólen, evitando a ocorrência da autofecundação. Em seguida, realizou manualmente a fecundação cruzada entre diferentes indivíduos da geração P: depositava os grãos de pólen de uma planta no estigma das flores de outra planta, como representado na ilustração a seguir. Com isso, ele tinha controle sobre a reprodução das ervilhas.

x Planta receptora de pólen

Alta

Baixa

Planta doadora de pólen

Elaborada com base em: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Localizável em: p. 71 do pdf.

Representação da fecundação cruzada, realizada manualmente por Mendel, entre ervilhas-de-jardim puras altas e baixas (imagens sem escala; cores fantasia). Mendel verificou que, após esses cruzamentos iniciais, todos os descendentes, chamados de geração F1, apresentavam apenas uma das variações das características analisadas. No caso da altura das plantas, os cruzamentos entre plantas altas puras e baixas puras resultavam apenas em descendentes altos. Na sequência, Mendel permitiu que os indivíduos da geração F1 realizassem a autofecundação. Em seguida, verificou que os descendentes da geração F1, chamados de geração F2, apresentavam ambas as variações das características analisadas. No caso da altura das plantas, foram observadas plantas altas e plantas baixas, em uma proporção aproximada de 75% altas e 25% baixas. Essa proporção de 3 : 1 também foi observada para as demais características analisadas.

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Veja na imagem a seguir os cruzamentos realizados por Mendel para estudar a característica altura das ervilhas-de-jardim. Resultado da autofecundação (geração F2)

Fecundação cruzada (geração P)

UNIDADE

x Alta

Baixa

Alta

Baixa

LUIS RUBIO, RAFAEL HERRERA

Foram produzidas plantas altas e baixas em uma proporção de 3 : 1.

Elaborada com base em: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Localizável em: p. 72 do pdf.

Autofecundação (geração F1) Alta

Representação dos cruzamentos realizados por Mendel entre ervilhas-de-jardim para estudar a transmissão da altura dessas plantas (imagens sem escala; cores fantasia). Ao analisar seus resultados, Mendel propôs a existência de fatores hereditários responsáveis por conferir as características das plantas que estava estudando e chegou às seguintes conclusões: • os fatores hereditários são transmitidos dos parentais aos descendentes por meio da reprodução; • os fatores estão presentes em pares: um dos fatores é herdado de um dos parentais, e o outro fator, do outro parental; • os fatores podem existir sob duas formas: dominante (que se manifesta mesmo na presença do fator recessivo) e recessivo (que se manifesta apenas quando não há o fator dominante). Para compreender as conclusões de Mendel, analise novamente o exemplo da altura das ervilhas-de-jardim. Para essa característica, existem duas variações de fatores: o fator planta alta e o fator planta baixa. Na geração P, foi realizado o cruzamento entre plantas puras. Por serem puras, essas plantas apresentavam um par de fatores idênticos: plantas altas puras apresentavam dois fatores de planta alta; enquanto as plantas baixas puras apresentavam dois fatores de planta baixa. Na geração F1, todos os descendentes eram altos. Mesmo sendo altos, eles possuíam ambos os fatores: um fator planta alta (herdado de um dos parentais) e um fator planta baixa (herdado do outro parental). Mas, nesse caso, o fator planta alta seria dominante em relação ao fator planta baixa e, por isso, se manifestava. Como o fator planta baixa é recessivo, não se manifestava na presença do fator dominante. A presença de ambos os fatores na geração F1 justifica o reaparecimento de indivíduos baixos na geração F2, que era constituída tanto por plantas altas quanto por plantas baixas.

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Atualmente, sabe-se que os fatores hereditários descritos por Mendel são os genes, segmentos do DNA que carregam informações genéticas para as características herdáveis. Como já estudamos, organismos diploides apresentam cromossomos homólogos. Em cromossomos homólogos, os genes estão localizados em uma mesma posição e podem se apresentar sob diferentes formas, denominadas alelos. Quando os alelos que codificam uma característica são os mesmos nos dois cromossomos homólogos, o indivíduo é chamado de homozigoto, e quando são diferentes, é chamado de heterozigoto. Os alelos podem ser identificados por meio de letras. Por convenção, alelos dominantes são indicados por letras maiúsculas, e alelos recessivos, por letras minúsculas. No exemplo estudado, a altura das ervilhas-de-jardim está relacionada a um gene, que apresenta duas variações: um alelo para planta alta (dominante), que será identificado por B, e um alelo para planta baixa (recessivo), que será identificado por b.

Genótipo e fenótipo

Célula Cromossomos

ALEX ARGOZINO

Genes e alelos

Núcleo

Alelo de um gene

Cromossomos homólogos Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 271.

Representação dos alelos de um gene em cromossomos homólogos (imagens sem escala; cores fantasia).

A constituição de alelos de um indivíduo, seja para uma característica ou para todo o conjunto de genes, corresponde ao genótipo. No exemplo estudado, as plantas puras da geração P possuíam alelos idênticos (sendo homozigotas). No caso, as plantas altas puras possuíam dois alelos dominantes B (genótipo BB) e as plantas baixas puras possuíam dois alelos recessivos b (genótipo bb). Já as plantas da geração F1 apresentavam alelos diferentes (sendo heterozigotas). No caso, um alelo B e um alelo b (genótipo Bb). O genótipo determina, em parte, o fenótipo, que compreende as características observáveis em um indivíduo. No Genótipo Fenótipo exemplo, os genótipos BB e Bb manifestam o fenótipo planta alta, enquanto o genótipo bb manifesta o fenótipo planta baixa. BB (homozigoto Planta alta dominante) É importante destacar que o fenótipo também é influenciado pelo ambiente em que o indivíduo se desenvolve. Por Bb (heterozigoto) Planta alta exemplo, apesar de uma ervilha-de-jardim possuir o genótipo para planta alta, ela não necessariamente será alta, uma bb (homozigoto vez que seu desenvolvimento pode ser comprometido caso Planta baixa recessivo) cresça em um meio com quantidades insuficientes de água, luz ou nutrientes.

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UNIDADE

A primeira lei de Mendel e a meiose

Célula de ervilha-de-jardim heterozigota para altura (Bb).

b Duplicação dos cromossomos durante a meiose I.

SELMA CAPARROZ

Os alelos são transmitidos durante a reprodução. No caso de organismos que se reproduzem de forma sexuada, essa transmissão ocorre por meio dos gametas, que, em organismos diploides, são gerados através da meiose. Nesse processo, há a separação dos cromossomos homólogos, o que significa que apenas um dos alelos de um mesmo gene vai para cada um dos gametas formados. Por isso, os gametas apresentam apenas um dos alelos de seu parental. Nesse sentido, considerando a altura das ervilhas-de-jardim, tem-se que plantas altas homozigotas (BB) produzem somente gametas com alelo B e plantas baixas homozigotas (bb) produzem apenas gametas com alelo b. Plantas altas heterozigotas (Bb) produzem dois tipos de gametas, com alelo B e com alelo b, em proporções iguais. Analise o esquema a seguir que representa a produção de gametas de uma ervilha-de-jardim heterozigota para altura (Bb).

Células-filha produzidas ao final da meiose I.

Células-filha produzidas ao final da meiose II.

Elaborada com base em: PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 106 do pdf.

Representação da meiose de uma célula reprodutiva de ervilha-de-jardim heterozigota (Bb) para a característica altura (imagens sem escala; cores fantasia). A partir do esquema, é possível observar que os alelos são separados durante a formação dos gametas na meiose, em proporções iguais. Isso define a primeira lei de Mendel, também conhecida como lei da segregação. Ao analisar os cruzamentos realizados por Mendel para o estudo da altura das ervilhas-de-jardim, percebe-se que, na geração P, foram realizados cruzamentos entre plantas altas homozigotas (BB), que produzem gametas B, e plantas baixas homozigotas (bb), que produzem gametas b. A fecundação desses gametas (B x b) resulta apenas em plantas altas heterozigotas (Bb).

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Elaborado com base em: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Localizável em: p. 74 do pdf.

Fecundação cruzada x

Alta

Geração P

Gameta

Baixa

Geração F1

EDITORIA DE ARTE

Na geração F1, Mendel permitiu a ocorrência da autofecundação das plantas altas heterozigotas (Bb), que produzem gametas B e b. Neste caso, a fecundação poderia ocorrer entre dois gametas B (B x B), e resultar em uma planta alta homozigota (BB); entre um gameta B e um gameta b (B x b), e resultar em uma planta alta heterozigota (Bb); ou entre dois gametas b (b x b), e resultar em uma planta baixa homozigota (bb). O quadro a seguir representa essas informações. Na geração F2, observe que a proporção de genótipos dos descendentes é de 1 : 2 : 1 (proporção genotípica). Já a proporção dos fenótipos dos descendentes é de 3 : 1.

Alta

Gameta Autofecundação

Bb Gametas

Geração F2

Representação dos cruzamentos realizados por Mendel entre ervilhas-de-jardim para estudar a altura das plantas, ilustrando a transmissão dos alelos entre as gerações e os possíveis genótipos obtidos.

Alta

Baixa

Alta

Baixa

Proporção genotípica em F2

1 BB

2 Bb

Proporção fenotípica em F2

3 Altas

1 baixa

1 bb

Tipos de dominância As características das ervilhas-de-jardim estudadas por Mendel são exemplos de dominância completa. Nesse tipo de dominância, a presença do alelo dominante determina o fenótipo do indivíduo, uma vez que inibe a expressão do alelo recessivo (por exemplo, o genótipo heterozigoto Bb resulta em ervilhas-de-jardim altas). O fenótipo codificado pelo alelo recessivo somente se manifestará quando o genótipo for homozigoto recessivo (por exemplo, apenas o genótipo bb resulta em ervilhas-de-jardim baixas). Atualmente, também são conhecidos outros tipos de dominância, como a incompleta e a codominância, que serão estudados a seguir.

Dominância incompleta A dominância incompleta ocorre quando os indivíduos heterozigotos possuem um fenótipo intermediário em relação aos homozigotos. Esse padrão de dominância pode ser evidenciado na cor das flores da planta chamada popularmente de maravilha (Mirabilis jalapa). No caso, indivíduos homozigotos podem apresentar flores vermelhas (F V F V ) ou brancas (F B F B ), enquanto indivíduos heterozigotos apresentam flores rosadas (F V F B ).

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UNIDADE

SCISETTI ALFIO/SHUTTERSTOCK.COM

Isso ocorre porque indivíduos de flores vermelhas (F V F V ) apresentam duas cópias funcionais do alelo F V , responsável pela produção adequada de pigmento vermelho, enquanto indivíduos de flores brancas (F B F B ) apresentam duas cópias do alelo F B , que não codifica a produção de pigmentos. Já os indivíduos heterozigotos (F V F B ) apresentam apenas uma cópia funcional do alelo F V , tendo uma produção reduzida de pigmento vermelho, o que resulta em flores rosadas. O esquema a seguir representa o cruzamento entre flores vermelhas e brancas.

Flores de maravilha de cor branca, vermelha e rosadas. Flores vermelhas

Gameta

Flores brancas

F VF V

F BF B

Gameta

Flores rosadas

Codominância A codominância ocorre quando os indivíduos heterozigotos expressam, de forma simultânea, o fenótipo de ambos os homozigotos. Isto é, ambos os alelos são expressos ao mesmo tempo. Esse padrão de dominância pode ser evidenciado na cor da pelagem de bovinos da raça Shorthorn. No caso, os homozigotos podem ter pelagem vermelha (P V P V ) ou branca (P B P B ). Já os heterozigotos (P V P B ) apresentam pelagem malhada, com pelos vermelhos e brancos. Isso ocorre porque o alelo P V é responsável por codificar a pelagem vermelha, enquanto o alelo P B codifica a pelagem branca, sendo ambos funcionais, mesmo em heterozigose. O esquema a seguir representa o cruzamento entre indivíduos de pelagem vermelha e de pelagem branca.

Bovinos da raça Shorthorn de pelagem vermelha, branca e malhada. Pelagem vermelha

Pelagem branca

P P

PBPB

V V

Gameta

WAYNE HUTCHINSON/ALAMY/FOTOARENA

F VFB

Gameta

Pelagem malhada P VPB

Probabilidade genética A probabilidade expressa a razão entre o número de vezes em que um evento pode ocorrer e o número total de possíveis desfechos. Por exemplo, considere um dado de seis faces. A probabilidade de lançar um dado e obter o número 5 voltado para cima é de 1 evento em 6 possíveis desfechos (que, nesse caso, equivalem às seis faces do dado). Ou seja, a probabilidade é de 1 . 6 1 evento

ARTUR FUJITA

1 6 Probabilidade de se obter o número 5 voltado para cima.

6 possíveis desfechos

Ao lançar um dado, a probabilidade de se obter o número 5 voltado para cima é de

1 . 6

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PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 Considere que uma pessoa tenha três botões de mesmo tamanho em seu bolso, sendo dois azuis e um verde. Qual a probabilidade de a pessoa retirar, aleatoriamente, um botão azul de seu bolso?

Mas como aplicar a probabilidade aos cruzamentos genéticos? Para isso, é possível utilizar o quadrado de Punnett, uma ferramenta desenvolvida no início do século XIX pelo geneticista inglês Reginald Crundall Punnett (1875-1967). O quadrado de Punnett é construído da seguinte forma: nas margens, registra-se o alelo presente nos possíveis gametas formados pelos genitores, e em seu interior registra-se a combinação entre esses alelos. Analise o exemplo a seguir feito para o cruzamento entre ervilhas-de-jardim altas heterozigotas (Bb x Bb), como na geração F1 estudada por Mendel. EDITORIA DE ARTE

Gametas produzidos por um parental.

Gametas produzidos pelo outro parental.

Possíveis genótipos observados entre os descendentes (cada um dos quatro quadrados possui a mesma probabilidade de ocorrer, sendo 25% para cada).

Representação do quadrado de Punnett para um cruzamento entre ervilhas-de-jardim altas heterozigotas (Bb). Nesse cruzamento, observa-se que existem quatro possíveis desfechos Não para os genótipos dos descendentes. Um desses desfechos é o genótipo PENSE E escreva RESPONDA BB, resultado da fecundação de dois gametas B (B x B), cada um oriundo no livro. de um parental diferente. Dois desfechos possíveis levam ao genótipo Bb, 4 Considere que resultantes da fecundação de um gameta B de um parental e de um gameta Mendel tenha reb de outro parental (B x b), e vice-versa (b x B). O último desfecho possíalizado o cruzamento entre uma vel é o genótipo bb, resultado da fecundação de dois gametas b (b x b), de ervilha-de-jardim parentais diferentes. alta homozigota Sendo assim, é possível dizer que, entre os descendentes desse cru(BB) e uma ervizamento, a probabilidade de o genótipo BB ocorrer é de 1 (ou 25%); do 4 lha-de-jardim alta genótipo Bb, de 2 (ou 50%); e do genótipo bb, de 1 (ou 25%). Essa foi a 4 4 heterozigota (Bb). proporção genotípica da geração F2 estudada anteriormente, de 1 : 2 : 1. Determine a proA partir dessas informações, também se pode fazer previsões sobre os babilidade de se possíveis fenótipos dos descendentes. Nesse exemplo, a probabilidade de os obter um descendescendentes serem altos (genótipos BB e Bb) é de 3 (ou 75%) e de serem dente alto hetero4 baixos (genótipo bb) é de 1 (ou 25%). Essa foi a proporção fenotípica da zigoto (Bb) nesse 4 geração F2 estudada anteriormente, de 3 : 1. cruzamento utiliOutra maneira de prever os desfechos possíveis de um cruzamento zando o quadrado genético é utilizar duas regras de probabilidade: a regra da multiplicação e de Punnett. a regra da adição.

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10/11/2024 19:41

Não

ARTUR FUJITA

PENSE E escreva A regra da multiplicação (“regra do e”) diz respeito à probabilidade de dois RESPONDA no livro. ou mais eventos independentes ocorrerem juntos. Ela é calculada a partir da multiplicação das probabilidades independentes de ocorrência desses eventos. 5 Considere que uma pessoa tenha uma Vamos retornar ao exemplo do dado. Para calcular a probabilidade de moeda em mãos realizar dois lançamentos que resultem, ambos, na face que indica o número e faça dois lança5 para cima, é preciso multiplicar a probabilidade independente de cada um mentos. Qual é a desses eventos ocorrer. No caso, a probabilidade de obter o número 5 no probabilidade de primeiro lançamento é de 1 , assim como a probabilidade de obter o mesmo ambos os lança6 número no segundo lançamento. Por isso, para determinar a probabilidade mentos resultade ambos os eventos ocorrerem juntos, é preciso multiplicar suas probabirem na face coroa lidades independentes ( 1 x 1 ), o que equivale a 1 . da moeda voltada 6 6 36 para cima?

UNIDADE

1 6 Probabilidade de se obter o número 5 voltado para cima no primeiro lançamento.

1 6 Probabilidade de se obter o número 5 voltado para cima no segundo lançamento.

1 36 Probabilidade de se obter o número 5 voltado para cima em dois lançamentos seguidos.

Ao lançar um dado duas vezes seguidas, a probabilidade de se obter o número 5 voltado para cima em ambos os lançamentos, juntos, é de 1 . 36

Considere novamente o cruzamento entre ervilhas-de-jardim altas heterozigotas (Bb x Bb). Como seria possível determinar a probabilidade de se obter um descendente com genótipo bb, a partir deste cruzamento? Para isso, é preciso considerar os gametas envolvidos na fecundação. Nesse caso, a fecundação deve ocorrer entre dois gametas que apresentem o alelo b. Portanto, para obter um descendente com genótipo bb, é preciso multiplicar a probabilidade de cada parental produzir um gameta com alelo b de forma independente. A probabilidade de se produzir um gameta com alelo b é a mesma para ambos os parentais, e equivale a 1 . Assim, ao multiplicá-las ( 1 x 1 ), 2 2 2 tem-se que a probabilidade de se obter um descendente com genótipo bb é de 1 . 4

Alta

EDITORIA DE ARTE

Bb b 1 2

B x

Probabilidade de se obter um gameta com o alelo b em um parental.

Baixa b 1 2

Probabilidade de se obter um gameta com o alelo b no outro parental.

bb =

1 4

Probabilidade de se obter um descendente com o genótipo bb.

Representação da regra da multiplicação de probabilidades para descobrir a probabilidade de se obter um descendente homozigoto recessivo (bb) em um cruzamento entre ervilhas-de-jardim heterozigotas (Bb).

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ARTUR FUJITA

A regra da adição (“regra do ou”) diz respeito à probabilidade de um evento ocorrer entre dois ou mais eventos. Ela é calculada a partir da adição das probabilidades independentes de ocorrência desses eventos. No exemplo do dado, a probabilidade de realizar um lançamento e se obter, por exemplo, o número 5 ou o número 6 é de 2 , pois é preciso somar suas probabilidades independentes 1 + 1 . 6 6 6 ou

1 6

Probabilidade de se obter o número 5 voltado para cima.

2 1 = 3 6

Probabilidade de se obter o número 6 voltado para cima.

Probabilidade de se obter o número 5 ou o número 6 voltados para cima.

Ao lançar um dado, a probabilidade de se obter o número 5 ou o número 6 voltados para cima é de 2 . 6

Retomando mais uma vez o cruzamento entre ervilhas-de-jardim altas heterozigotas (Bb x Bb): como seria possível determinar a probabilidade de se obter um descendente homozigoto, a partir desse cruzamento? Neste caso, é preciso considerar que os descendentes altos podem ter genótipo BB (homozigoto dominante) ou bb (homozigoto recessivo). Sendo assim, é preciso somar a probabilidade de ocorrência desses eventos de forma independente. Nesse cruzamento, a probabilidade de se obter um descendente com genótipo BB é de 1 , 4 assim como a probabilidade de se obter um descendente com genótipo bb. Ao somá-las 1 + 1 , temos 4 4 2 que a probabilidade de se obter um descendente homozigoto é de ou 50%. 4 1 4 Probabilidade de se obter um descendente com o genótipo BB.

PENSE E RESPONDA

1 4 Probabilidade de se obter um descendente com o genótipo bb.

2 1 = 2 4 Probabilidade de se obter um descendente com o genótipo homozigoto (BB ou bb). Não escreva no livro.

6 Considere que uma pessoa tenha quatro botões de mesmo tamanho em seu bolso, sendo dois

azuis, um verde e um amarelo. Qual é a probabilidade de a pessoa retirar um botão verde ou um botão amarelo de seu bolso?

7 No cruzamento entre ervilhas-de-jardim altas heterozigotas (Bb x Bb), qual é a probabilidade de se obter um descendente alto?

Heredogramas

As características humanas condicionadas por um par de alelos estão presentes em autossomos, e não em cromossomos sexuais.

Algumas características humanas são condicionadas por um par de alelos, e, por isso, sua transmissão ocorre conforme a primeira lei de Mendel. Para estudá-las, é possível elaborar heredogramas. Os heredogramas são representações semelhantes a uma árvore genealógica, que ilustram como ocorre a transmissão de uma ou mais características genéticas entre ancestrais e descendentes de uma família.

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UNIDADE

Os símbolos comumente utilizados em um heredograma estão representados a seguir. Pessoa afetada

Sexo masculino

Falecido

Gêmeos monozigóticos

Família

Gêmeos dizigóticos

Irmandade

Casamento

Sexo feminino Sexo não identificado

Casamento consanguíneo

EDITORIA DE ARTE

Pessoa não afetada

Elaborada com base em: PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 233-234 do pdf.

Como exemplo de heredograma, vamos estudar a ocorrência do albinismo em uma família hipotética. O albinismo se caracteriza pela ausência do pigmento melanina no corpo e está relacionado a um gene, que conta com dois alelos: A e a. Por ser uma condição homozigota recessiva, o genótipo de uma pessoa albina é aa, enquanto os possíveis genótipos de pessoas não albinas são AA e Aa.

WAVEBREAK MEDIA PREMIUM/ ALAMY/FOTOARENA

Alguns símbolos utilizados em heredogramas. EDITORIA DE ARTE

Homem albino.

A partir da análise do heredograma apresentado, é possível fazer algumas afirmações. • Há três indivíduos do sexo biológico masculino (1, 3 e 5) e cinco indivíduos do sexo biológico feminino (2, 4, 6, 7 e 8). • Os indivíduos 2, 3 e 7 são albinos, e, portanto, possuem genótipo aa. • Os indivíduos 1, 4, 5, 6 e 8 não são albinos, e, portanto, possuem o alelo A em seu genótipo. Como ainda não conhecemos seus genótipos, podemos representá-los por A? (o ponto de interrogação significa que o outro alelo ainda não é conhecido). • Os indivíduos 1 e 2 tiveram três filhos (3, 4 e 5), sendo que um deles é albino (3). Portanto, obrigatoriamente, os genitores devem carregar o alelo a em seu genótipo. Isso significa que o genótipo do indivíduo 1 é Aa. • Os indivíduos 5 e 6 tiveram duas filhas (7 e 8), sendo que uma delas é albina (7). Seguindo o mesmo raciocínio, pode-se afirmar que os genitores carregam o alelo a em seu genótipo. Mas, como eles não são albinos, têm genótipo Aa. Com isso, observa-se a composição da família conforme quadro a seguir. PENSE E RESPONDA

Indivíduo

Genótipo

Fenótipo

Não albino

Albino

Não albino

Albino

Não albino

Não escreva no livro.

8 Qual é a probabilidade de o indivíduo 8 ser homozigoto dominante? E de ser heterozigoto?

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A segunda lei de Mendel Além de estudar a transmissão das sete características de ervilhas-de-jardim de forma isolada, Mendel também analisou como ocorria a transmissão de duas características simultaneamente. Como exemplo, será analisada a cor e a textura da semente. Sobre essas características, Mendel sabia que a cor amarela era dominante sobre a cor verde, assim como a textura lisa era dominante sobre a textura rugosa, pois já havia estudado esses aspectos separadamente. Para avaliar a transmissão simultânea da cor e da textura das sementes das ervilhas-de-jardim, Mendel conduziu o seguinte experimento: realizou a fecundação cruzada entre plantas de linhagens puras (geração P) para ambas as características. Ou seja, promoveu o cruzamento entre plantas com sementes amarelas lisas e plantas com sementes verdes rugosas. Ele observou que os descendentes produzidos na geração F1 apresentavam apenas as variações dominantes das características estudadas, no caso, todas as plantas possuíam sementes amarelas lisas. Então, na sequência, Mendel permitiu que os indivíduos da geração F1 realizassem a autofecundação e verificou que os descendentes produzidos na geração F2 apresentavam as variações dominantes e recessivas das características analisadas. No exemplo considerado, foram observadas plantas com sementes amarelas lisas, verde lisas, amarelas rugosas e verdes rugosas em uma proporção de 9 : 3 : 3 : 1, respectivamente. Observe na imagem a seguir os resultados observados nesses cruzamentos. Geração F1

Geração F2 LUIZ RUBIO

Geração P

x Amarela lisa

Verde rugosa

Amarela lisa

Fecundação cruzada entre plantas de ervilhas amarelas lisas e plantas de ervilhas verdes rugosas.

Autofecundação

Amarela lisa 9

Verde lisa :

Amarela rugosa :

Verde rugosa :

Proporção aproximada Foram produzidas plantas com ervilhas amarelas lisas, verdes lisas, amarelas rugosas e verdes rugosas em uma proporção de 9 : 3 : 3 : 1. Elaborada com base em: PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 117 do pdf.

Representação dos cruzamentos realizados por Mendel entre ervilhas-de-jardim para estudar a transmissão simultânea da cor e da textura das sementes dessas plantas (imagens sem escala; cores fantasia). Como esses resultados podem ser explicados? Considere que o gene que confere a cor das sementes possui um alelo V para a cor amarela e um alelo v para a cor verde. Nesse sentido, as sementes amarelas podem apresentar os genótipos VV e Vv, enquanto as sementes verdes apresentam o genótipo vv. Considere também que o gene que confere a textura das sementes possui o alelo R para a textura lisa e o alelo r para a textura rugosa. Sendo assim, as sementes lisas podem apresentar os genótipos RR e Rr, enquanto as sementes rugosas apresentam o genótipo rr. Como as plantas da geração P eram puras, elas possuíam genótipos homozigotos: as sementes amarelas lisas apresentavam genótipo VVRR e as sementes verdes rugosas apresentavam genótipo vvrr. Na geração P, os gametas produzidos pelas sementes amarelas lisas puras possuem os alelos VR, enquanto os gametas produzidos pelas sementes verdes rugosas puras possuem os alelos vr. Assim, a fecundação desses gametas (VR x vr) resulta em indivíduos com sementes amarelas lisas de genótipo heterozigoto VvRr.

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Na geração F1, as plantas com sementes amarelas lisas heterozigotas VvRr podem produzir quatro tipos de gametas distintos: VR, Vr, vR e vr. As diversas possibilidades de combinação entre esses gametas resultam em diferentes genótipos e fenótipos na geração F2. Analise o esquema a seguir.

UNIDADE

ILUSTRAÇÕES: LUIZ RUBIO

Fecundação cruzada Amarela lisa

Verde rugosa

VVRR

vvrr

Geração P

Gameta

Geração F1

VINOKUROV ALEXANDR/SHUTTERSTOCK.COM

Amarela lisa Autofecundação VvRr

Gametas

Amarela lisa

VR VVRR

VVRr

VvRR

VvRr

Amarela lisa

Amarela rugosa

Amarela lisa

Amarela rugosa

VVRr

VVrr

VvRr

Vvrr

Amarela lisa

Verde lisa

VvRR

VvRr

vvRR

vvRr

Amarela lisa

Amarela rugosa

Verde lisa

Verde rugosa

VvRr

Vvrr

vvRr

vvrr

Elaborado com base em: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Localizável em: p. 77 do pdf.

Geração F2

Representação dos cruzamentos realizados por Mendel entre ervilhas-dejardim para estudar a cor e a textura das sementes, ilustrando a transmissão dos alelos entre as gerações e os possíveis genótipos obtidos (imagens sem escala; cores fantasia).

1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1 Proporção genotípica VVRR VVRr VvRR VvRr VVrr Vvrr vvRR vvRr vvrr em F2 Proporção fenotípica em F2

9 : 3 : 3 : 1 Amarelas Amarelas Verdes Verdes lisas rugosas lisas rugosas

Na geração F2, observe que a proporção genotípica dos descendentes é de 1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1. Já a proporção fenotípica é de 9 : 3 : 3 : 1, que foi a proporção observada por Mendel.

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A segunda lei de Mendel e a meiose Com base nesses resultados, Mendel propôs que os fatores hereditários de características diferentes se separam de forma independente na meiose. Em outras palavras, genes diferentes se distribuem independentemente entre os gametas formados. Essa conclusão constitui a segunda lei de Mendel, também conhecida como lei da segregação independente. Como visto no estudo da transmissão da cor e da textura das sementes das ervilhas-de-jardim, as plantas amarelas lisas heterozigotas (VvRr) produzem gametas com diferentes combinações, como VR, Vr, vR e vr. Essas combinações são produzidas de forma independente, como representado no esquema a seguir. V

Célula de ervilha-de-jardim heterozigota para cor e textura da semente (VvRr).

v R

Duplicação dos cromossomos durante a meiose I.

Elaborada com base em: PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 118 do pdf.

Possibilidades de separação cromossômica.

SELMA CAPARROZ

v R

v r

V R

v r

v R

V R

Células-filha produzidas ao final da meiose I.

V r

Células-filha produzidas ao final da meiose II.

Representação da meiose de uma célula de ervilha-de-jardim com genótipo heterozigoto (VvRr) para as características de cor e de textura da semente (imagens sem escala; cores fantasia).

Genética além de Mendel Até o momento, as características hereditárias analisadas contavam com dois alelos. Mas existem genes que apresentam mais de dois alelos, ao que se denomina alelos múltiplos ou polialelia. É importante destacar que, em casos de alelos múltiplos, o genótipo de cada indivíduo se mantém com apenas dois alelos. Além disso, seu mecanismo de herança não é diferente das características codificadas por dois alelos – a diferença é que existe uma maior possibilidade de genótipos e fenótipos. Como exemplo, serão analisados os tipos sanguíneos de seres humanos. Como já estudado anteriormente nesta Unidade, entre os seres humanos existem quatro tipos sanguíneos: A, B, AB e O. Esses tipos sanguíneos são determinados por três alelos: o alelo IA, que codifica o antígeno A; o alelo IB, que codifica o antígeno B, e o alelo i, que não codifica antígenos. As relações de dominância entre esses alelos são distintas, de tal forma que o alelo IA e o alelo IB são ambos dominantes em relação ao alelo i, mas são codominantes entre si.

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Dessa forma, tem-se seis possíveis genótipos para o sistema ABO, representados no quadro ao lado. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

9 Considere que uma mulher com tipo sanguíneo AB se case

Possíveis genótipos

Fenótipo (Tipo sanguíneo)

IAIA ou IA i

I B I B ou I B i

IA I B

com um homem com tipo sanguíneo O. Qual é a probabilidade de o casal ter um filho com tipo sanguíneo A?

Não escreva no livro.

1. O que é hereditariedade? 2. Mendel realizou estudos sobre a hereditariedade com ervilhas-de-jardim (Pisum sativum). Quais são as características dessa planta que contribuíram para o sucesso de seus estudos?

3. Explique o que é dominância completa, dominância incompleta e codominância.

4. Uma das características analisadas por Mendel

foi a cor das pétalas das flores de ervilhas-de-jardim, que poderiam ser brancas ou púrpuras. Analise os resultados dos cruzamentos realizados por Mendel para a análise dessa característica, representados no esquema a seguir.

LUIZ RUBIO

Geração P

Geração F1

Fecundação cruzada Autofecundação entre plantas puras com flores púrpuras e plantas puras com flores brancas.

Geração F2

Foram produzidas plantas com flores púrpuras e plantas com flores brancas em proporção de 3 : 1.

Elaborada com base em: PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 128 do pdf.

Resultados dos cruzamentos realizados por Mendel (imagens sem escala; cores fantasia).

c) Considere que, na geração F1, Mendel tenha realizado dois cruzamentos seguidos entre plantas de flores púrpuras. Qual é a probabilidade de se obter uma planta de flor púrpura no primeiro cruzamento e uma planta de flor branca no segundo cruzamento? d) Caso Mendel tivesse realizado um cruzamento entre plantas de flores brancas, qual seria a probabilidade de os descendentes apresentarem flores púrpuras? Explique sua resposta.

5. A anemia falciforme é uma condição genética

caracterizada pela alteração do formato regular das hemácias. Nessa condição, as hemácias possuem formato de foice, o que dificulta o transporte de gás oxigênio pelo organismo. Sabendo que a doença se manifesta com genótipo homozigoto recessivo, analise o heredograma e responda às questões a seguir. (Utilize A ou a para as representações.) 1

EDITORIA DE ARTE

AT¡v¡DaDeS

UNIDADE

2 3

5 6

a) Qual das variações é dominante e qual delas é recessiva? Explique sua resposta.

a) Qual é o genótipo dos indivíduos 1, 2, 3 e 4?

b) Considere a letra “A” para representar os alelos que codificam a característica cor das pétalas das ervilhas-de-jardim. Indique os genótipos dos indivíduos que constituem as gerações P, F1 e F2. Em sua resposta, utilize o quadrado de Punnett.

c) Considere que o indivíduo 5 seja heterozigoto. Qual a probabilidade de seu filho (indivíduo 6) possuir anemia falciforme?

b) Considere que o indivíduo 5 seja homozigoto. Qual é a probabilidade de seu filho (indivíduo 6) possuir anemia falciforme?

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roxa (genótipo PP), rajada (genótipo Pp) e branca (genótipo pp). Roxa

Branca

ORLIO/SHUTTERSTOCK.COM

Rajada

ocorra aglutinação na presença de ambos os soros (anti-A e anti-B), isso é um indicativo da presença dos antígenos A e B na parede das hemácias do paciente. Portanto, seu sangue é do tipo AB. Considere que dois indivíduos (I e II) foram realizar um teste de tipagem sanguínea.

II Soro anti-B

Soro anti-A

Sangue

Soro anti-B

Soro anti-A

Sangue

Diferentes cores de fruto de berinjela. Com base nessas informações e em seus conhecimentos, responda. Aglutinação

Ausência de aglutinação

a) A cor das berinjelas é um exemplo de padrão de dominância completa, de dominância incompleta ou de codominância? Explique sua resposta.

Determinação de tipo sanguíneo (imagens sem escala; cores fantasia).

b) Considere o cruzamento entre uma berinjela-roxa e uma berinjela-branca. Qual é a probabilidade de se produzir descendentes rajados?

a) Qual é o tipo sanguíneo do indivíduo I? E do indivíduo II? Explique sua resposta. b) Quais são os possíveis genótipos dos indivíduos I e II?

c) Considere o cruzamento entre uma berinjela-rajada e uma berinjela-branca. Qual é a probabilidade de se produzir descendentes de cor roxa?

c) Considere que os indivíduos I e II desejam ter filhos biológicos e que um dos indivíduos seja heterozigoto para seu tipo sanguíneo. Qual é a probabilidade de um filho deste casal ser do tipo sanguíneo O? Explique sua resposta.

d) Considere que um agricultor queira produzir apenas berinjelas de cor roxa em sua safra. Quais plantas parentais ele deve adquirir para atingir seu objetivo? Explique sua resposta.

7. A determinação do tipo sanguíneo de uma

pessoa pode ser feita por meio de um simples procedimento laboratorial. No caso, pingam-se duas gotas de sangue do paciente sob uma lâmina de vidro. Em uma das gotas de sangue, pinga-se uma gota de soro anti-A e na outra, soro anti-B. O resultado é determinado por meio da ocorrência da aglutinação das hemácias (uma reação entre o anticorpo presente no soro e o antígeno presente na superfície das hemácias, formando aglomerações de massas celulares). Por exemplo, caso

MAAL ILUSTRA

6. Os frutos da berinjela podem ser de três cores:

Ausência de aglutinação

8. Considere o estudo da transmissão simultânea de duas características de ervilhas-de-jardim: altura das plantas e cor das sementes.

a) Quais são os genótipos e os fenótipos dos descendentes do cruzamento entre uma planta alta com sementes amarelas (BBVv) e uma planta baixa com sementes verdes (bbvv)? Indique a proporção entre os fenótipos observados. b) Quais são os genótipos e os fenótipos dos descendentes do cruzamento entre uma planta alta com sementes amarelas (BbVv) e uma planta baixa com sementes amarelas (bbVv)? Indique a proporção entre os fenótipos observados.

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PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

1E A imagem desta página retrat a uma população. Em sua opinião, que ideia o artista conseguiu passar a partir de sua pintura?

UNIDADE

TEMA

Interações gênicas e herança quantitativa Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Até o momento, você estudou mecanismos de herança relacionados a um único gene, que codifica apenas uma característica. Foram analisados alguns exemplos que possuem dois alelos, como a altura, a cor e a textura da semente das ervilhas-de-jardim estudadas por Mendel. Também foram observadas outras situações que envolvem mais de dois alelos, como o sistema ABO, que determina os tipos sanguíneos humanos. Contudo, parte das características exibidas pelos seres vivos, incluindo os seres humanos, é determinada por mais de um gene e pelas interações que estabelecem uns com os outros. No caso dos seres humanos, a cor da pele e a cor dos olhos são exemplos. Essas características, combinadas a outras, são responsáveis pela diversidade notada, por exemplo, na população brasileira. Neste Tema, ampliaremos nossos estudos sobre a hereditariedade, compreendendo outros mecanismos de herança.

tração que, para você, represente a população brasileira. Explique-a a um colega e converse sobre o assunto.

MELITAS/SHUTTERSTOCK.COM

2 Faça uma ilus-

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Interações gênicas Interação gênica refere-se a quando uma única característica fenotípica é determinada pela interação entre dois ou mais genes. Os casos de interação gênica resultam em novos fenótipos, diferente do que seria esperado nos estudos de Mendel, como será analisado nos exemplos a seguir.

Interação não epistática A interação não epistática ocorre quando os genes atrelados a determinada característica não interferem na manifestação um do outro. Ou seja, manifestam-se de forma independente. Como exemplo, tem-se a crista de galinhas-domésticas, característica estudada por Reginald Punnett e pelo biólogo inglês William Bateson (1861-1926). Entre as galinhas-domésticas, existem quatro tipos de crista: noz, rosa, ervilha e simples. Essa característica é determinada por dois genes, os genes R e E. A presença do alelo dominante R condiciona a crista rosa, enquanto a presença do alelo dominante E condiciona a crista ervilha. Contudo, quando ambos os alelos dominantes, R e E, estão presentes, manifesta-se a crista noz. Já quando apenas os alelos recessivos estão presentes, r e e, manifesta-se a crista simples. Analise a representação a seguir dos possíveis genótipos e fenótipos para a crista de galinhas-domésticas. Note que em alguns genótipos, foi indicado um traço no lugar de um alelo. O traço indica que o alelo dominante ou o alelo recessivo do respectivo gene pode constituir aquele genótipo. Por exemplo, galinhas de crista rosa possuem genótipo R_ee, isto é, RRee ou Rree.

Genótipo

R_E_

R_ee

rrE_

WIKIPEDIA/WIKIMEDIA COMMONS 4.0/FREYJA IMSLAND/DAVID GOURICHON

Crista simples WIKIPEDIA/WIKIMEDIA COMMONS 4.0/FREYJA IMSLAND/DAVID GOURICHON

Fenótipo

Crista ervilha WIKIPEDIA/WIKIMEDIA COMMONS 4.0/FREYJA IMSLAND/DAVID GOURICHON

Crista rosa WIKIPEDIA/WIKIMEDIA COMMONS 4.0/FREYJA IMSLAND/DAVID GOURICHON

Crista noz

rree

Elaborada com base em: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Localizável em: p. 116-117 do pdf.

Representação dos tipos de crista de galinhas-domésticas (noz, rosa, ervilha e simples) e seus respectivos genótipos. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 Determine os possíveis genótipos que manifestam a crista noz e a crista ervilha. Para facilitar a compreensão, serão estudados alguns cruzamentos. Na geração P, considere o cruzamento entre indivíduos de crista rosa (RRee) com indivíduos de crista ervilha (rrEE). Na geração F1, todos os descendentes apresentam crista noz (RrEe), que é um fenótipo diferente dos parentais. Então, ao realizar o cruzamento entre galos e galinhas de crista noz (RrEe) da geração F1, todos os fenótipos aparecem entre os descendentes que compõem a geração F2, em proporções diferentes.

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RREE

RREe

RrEE

RrEe

RREe

RRee

RrEe

Rree

RrEE

RrEe

rrEE

rrEe

RrEe

Rree

rrEe

rree

Analise o esquema a seguir. Crista ervilha

x RRee

Crista noz

Geração F1

Crista noz

Crista ervilha

Crista rosa

Crista simples

Crista noz

Crista rosa

Crista ervilha

Crista simples

RREE, RREe, RrEE e RrEe

RRee e Rree

rrEE e rrEe

rree

RrEe rE

Gametas

RrEe RE

Legenda Crista noz

Gameta

Geração F2

Gameta

rrEE

RAFAEL HERRERA

Geração P

Crista rosa

UNIDADE

Proporção fenotípica em F2

9 crista noz

Elaborado com base em: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Localizável em: p. 117 do pdf.

Representação de cruzamentos entre galinhas e galos com diferentes tipos de crista (imagens sem escala; cores fantasia).

3 crista rosa

3 : 1 crista crista ervilha simples

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

4 Considere o cruza-

mento entre uma galinha de crista noz (RREe) e um galo de crista simples (rree). Quais são os possíveis genótipos e fenótipos apresentados pelos descendentes desse cruzamento?

Na geração F2, entre os 16 eventos possíveis de combinação dos gametas produzidos em F1, note que: 9 eventos determinam a crista noz, 3 eventos determinam a crista rosa, 3 eventos determinam a crista ervilha e 1 evento determina a crista simples. Ou seja, nessa geração, a proporção fenotípica de 9 : 3 : 3 : 1, encontrada por Mendel ao estudar a transmissão concomitante de duas características das ervilhas-de-jardim, é mantida. No entanto, é importante lembrar que os estudos de Mendel foram realizados a partir de características determinadas por um único gene. Já a crista das galinhas é uma característica determinada por dois genes distintos que 5 É possível que os não alteram a manifestação um do outro. descendentes do cruzamento entre galos e galinhas de crista rosa de geA interação epistática, ou interação com epistasia, ocorre quando os nótipo Rree apregenes atrelados a determinada característica interferem na manifestação sentem crista simum do outro, de tal forma que os alelos de um deles podem esconder (masples? Explique sua carar) o efeito do outro. Essa interação pode ser de dois tipos: recessiva ou resposta. dominante.

Interação epistática

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Na epistasia recessiva, a presença do alelo recessivo em homozigose de um dos genes esconde o efeito do outro gene. Como exemplo, será estudada a cor da pelagem de cães labradores. Há três cores para a pelagem desses cães: preto, marrom e amarelo. Essa característica é determinada por dois genes, os genes P e A. Neste caso, o gene P está relacionado ao tipo de pigmento produzido: a presença do alelo dominante P condiciona a cor preta, enquanto a presença do alelo recessivo p condiciona a cor marrom. Já o gene A está relacionado ao depósito do pigmento na base do pelo: o alelo dominante A possibilita que o pigmento (preto ou marrom) se deposite, enquanto o alelo recessivo a impede a deposição do pigmento, desde que em homozigose. Neste caso, o alelo recessivo a é epistático e sua presença em homozigose (genótipo aa) suprime o efeito dos alelos P e p. Assim, o genótipo aa manifesta a cor amarela. Analise a representação a seguir dos possíveis genótipos e fenótipos para a cor da pelagem de cães labradores.

Genótipo

P_A_

ERIC ISSELEE/SHUTTERSTOCK.COM

Fenótipo

Pelagem amarela TRAPEZASTUDIO/SHUTTERSTOCK.COM

Pelagem marrom

ERIC ISSELEE/SHUTTERSTOCK.COM

Pelagem preta

ppA_

PENSE E RESPONDA

Elaborada com base em: PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 193-194 do pdf.

Representação da cor da pelagem de labradores (preto, marrom e amarelo) e seus respectivos genótipos.

P_aa e ppaa Não escreva no livro.

6 Determine os possíveis genótipos que manifestam a pelagem preta, marrom e amarela em cães labradores.

Pelagem Pelagem Agora serão analisados alguns cru- Geração x preta amarela P zamentos envolvendo cães labradores. PPAA ppaa Na geração P, considere o cruzamento entre cães de pelagem preta (PPAA) e Pelagem Pelagem Geração x Pelagem preta preta preta de pelagem amarela (ppaa). Na geração F1 PpAa PpAa F1, todos os descendentes apresentam pelagem preta (PpAa). Ao realizar o cruPelagem preta PA Pa pA pa Pelagem marrom zamento entre cães de pelagem preta PA PPAA PPAa PpAA PpAa Pelagem amarela (PpAa), todos os fenótipos aparecem Pa PPAa PPaa PpAa Ppaa Geração entre os descendentes que compõem a F2 pA PpAA PpAa ppAA ppAa geração F2, em proporções diferentes. pa PpAa Ppaa ppAa ppaa Analise o esquema a seguir. 9 : 3 : 4 Proporção Note que a proporção fenotípica Pelagem Pelagem Pelagem fenotípica em F2 preta marrom amarela obtida em F2 para a cor da pelagem de labradores é de 9 : 3 : 4 (9 eventos para Elaborado com base em: PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 194 do pdf. cor preto, 3 eventos para cor marrom e 4 eventos para cor amarela). Essa proporção Representação de cruzamentos entre cães labradores com diferentes cores de pelagem. é característica de epistasia recessiva.

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09/11/2024 14:14

UNIDADE

Genótipo

W_Y_ e W_yy

Abóbora verde

wwY_

Elaborada com base em: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Localizável em: p. 121 do pdf.

ERMAK OKSANA/SHUTTERSTOCK.COM

Fenótipo

Abóbora amarela BAIBAZ/SHUTTERSTOCK.COM

Abóbora branca

CHASE D'ANIMULLS/SHUTTERSTOCK.COM

Na epistasia dominante, apenas uma cópia do alelo dominante de um dos genes é suficiente para mascarar o efeito do outro gene. Como exemplo, será estudada a cor da casca das abóboras-morangas, que podem ser: branca, amarela ou verde. Essa característica é determinada por dois genes, os genes W e Y. O alelo dominante W resulta em abóboras brancas, enquanto o alelo recessivo w em homozigose (genótipo ww) resulta em abóboras coloridas. As abóboras coloridas serão amarelas quando apresentarem o alelo dominante Y; ou verdes quando apresentarem o alelo recessivo y em homozigose (genótipo yy). Neste caso, o alelo W é epistático dominante, pois a presença de apenas uma cópia desse alelo esconde o efeito dos alelos Y e y, determinando que as abóboras sejam brancas. As cores amarela e verde, determinadas pelos alelos Y e y, respectivamente, só se manifestam na ausência do alelo W. Analise a representação a seguir dos possíveis genótipos e fenótipos para a cor da casca de abóboras-morangas.

Representação da cor da casca de abóboras-morangas (branca, amarela e verde) e seus respectivos genótipos.

wwyy

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

7 Determine os possíveis genótipos que manifestam as cores branca e amarela da casca de abóboras-morangas.

Geração P

Agora analise alguns cruzamentos. Na geração P, considere o cruzamento entre abóboras brancas (WWYY) e abóboras verdes (wwyy). Todos os descendentes desse cruzamento, que constituem a geração F1, possuem casca branca (WwYy). Ao realizar o cruzamento entre essas abóboras brancas, todos os fenótipos aparecem entre os descendentes que compõem a geração F2, em proporções diferentes, como mostra o esquema a seguir. Note que a proporção fenotípica obtida em F2 para a cor da casca de abóboras-morangas é de 12 : 3 : 1 (12 eventos para a cor branca, 3 eventos para a cor amarela e 1 evento para a cor verde). Essa proporção é característica de epistasia dominante.

Abóbora branca WWYY Geração F1

Abóbora verde wwyy

Abóbora branca

Abóbora Pelagem branca preta

WwYy

WWYY

WWYy

WwYY

WwYy

WWYy

WWyy

WwYy

Wwyy

WwYY

WwYy

wwYY

wwYy

WwYy

Wwyy

wwYy

wwyy

Proporção fenotípica em F2

Abóbora branca

Abóbora amarela

Abóbora branca Abóbora amarela Abóbora verde Geração F2

Abóbora verde

Elaborado com base em: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Localizável em: p. 121 do pdf.

Representação de cruzamentos entre abóboras com cascas de diferentes cores.

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Herança quantitativa Até o momento, os mecanismos de herança estudados dizem respeito a características qualitativas, isto é, características que apresentam fenótipos facilmente distinguíveis. Por exemplo, a cor das sementes das ervilhas-de-jardim pode ser amarela ou verde. Já a cor da pelagem de labradores pode ser preta, marrom ou amarela. Contudo, muitas características exibidas pelos seres vivos possuem fenótipos continuamente variáveis, difíceis de serem distinguidos. Por exemplo, considere a altura dos seres humanos. Existe uma variação contínua na altura das pessoas, não sendo possível dividi-las em categorias como alta e baixa, ou mesmo alta, média e baixa. Características como essas, cujas variações são graduais e contínuas, são denominadas quantitativas. Existem alguns aspectos relacionados às características quantitativas. Um deles é que elas normalmente são influenciadas por muitos genes distintos. Como consequência, há várias possibilidades de genótipos, cada um produzindo um fenótipo ligeiramente distinto. Outro aspecto é que boa parte delas é influenciada por fatores ambientais. Por conta disso, um mesmo genótipo pode produzir diferentes fenótipos, o que torna a gama de fenótipos produzidos ainda mais variável. Por exemplo, considere novamente a altura dos seres humanos. Apesar de ser determinada pelo genótipo, a altura que uma pessoa irá atingir ao longo de seu desenvolvimento envolve outros aspectos, como a qualidade da alimentação e do sono, os níveis hormonais, entre outros. Portanto, quando se trata de características quantitativas, é muito difícil determinar o genótipo de um ser vivo com base apenas na observação de seu fenótipo. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

8 Faça um levantamento da altura dos estudantes da turma e registre-o no caderno. Converse com os colegas sobre os resultados encontrados.

BENTINHO

Muitas características humanas são determinadas por múltiplos genes e são influenciadas por fatores ambientais.

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UNIDADE

Um dos primeiros estudos realizados sobre herança quantitativa foi conduzido pelo botânico sueco Nils Herman Nilsson-Ehle (1873-1949), a respeito dos mecanismos de herança da cor do grão do trigo, que varia do branco ao vermelho intenso. Nilsson-Ehle concluiu que essa característica é determinada por três genes, A, B e C, cada qual com dois alelos: um dos alelos contribuiria para a cor vermelha, e o outro alelo para a cor branca. Ele verificou que quanto mais alelos contribuintes para o vermelho (alelos A+, B+ e C+) estivessem presentes no genótipo, mais intensa seria a cor vermelha do grão do trigo. Assim, um dos extremos seria o vermelho intenso, condicionado pelo genótipo A+A+B+B+C+C+, com seis alelos contribuintes para o vermelho. O outro extremo seria o branco, condicionado pelo genótipo A_A_B _ B _ C_C_, sem nenhum alelo contribuinte para o vermelho. Analise o quadro a seguir que representa a cor dos grãos de trigo conforme o número de alelos contribuintes para o vermelho presentes no genótipo. Número de alelos contribuintes para o vermelho

Cor dos grãos de trigo

Ao realizar o cruzamento entre trigos de grão vermelho intenso (A+A+B+B+C+C+) e de grão branco (A_A_B _ B _ C_C_), Nilsson-Ehle observou que todos os descendentes da geração F1 apresentavam grãos vermelho-intermediários (A+A_B +B _ C+C_), com três alelos contribuintes para o vermelho. Então, ao realizar o cruzamento entre esses indivíduos, notou que, entre os descendentes da geração F2 , existiam indivíduos com grãos vermelhos de diferentes intensidades, devido à quantidade variável de alelos contribuintes para essa cor e indivíduos com grãos brancos, como representado no quadro a seguir. A+B_C+

A+B+C+

A_B+C+

A+B+C _

A+B_C _

A _B+C _

A _B _C+

A _B _C _

A+B+C+

A+A+B+B+C+C+ A+A+B+B _C+C+ A+A+B+B+C+C _ A+A _B+B+C+C+ A+A+B+B _C+C _ A+A _B+B+C+C _ A+A _B+B _C+C+ A+A _B+B _C+C_ 3 6 5 5 5 4 4 4

A+B _C+

A+A+B+B _C+C+ A+A+B _B _C+C+ A+A+B+B _C+C _ A+A _B+B _C+C+ A+A+B _B _C+C _ A+A _B+B _C+C _ A+A _B _B _C+C+ A+A _B _B _C+C _ 5 4 4 4 3 3 3 2

A+B+C _

A+A+B+B+C+C _ A+A+B+B_C+C _ A+A+B+B+C _C _ A+A _B+B+C+C _ A+A+B+B_C _C _ A+A _B+B+C _C _ A+A _B+B _C+C _ A+A _B+B _C _C _ 5 4 4 4 3 3 3 2

A_B+C+

A+A_B+B+C+C+ 5

A+B _C _

A+A+B+B _C+C _ A+A+B _B _C+C _ A+A+B+B _C _C _ A+A_B+B _C+C _ A+A+B _B _C _C _ A+A_B+B _C _C _ A+A_B _B _C+C _ A+A_B _B _C _C _ 4 3 3 3 2 2 2 1

A_B+C _

A+A_B+B+C+C _ A+A_B+B-C+C _ A+A_B+B+C _C _ A_A_B+B+C+C _ A+A_B+B _C _C _ A_A_B+B+C _C _ A_A_B+B _C+C _ A_A_B+B _C _C _ 4 3 3 3 2 2 2 1

A_B _C+

A+A_B+B _C+C+ A+A_B _B _C+C+ A+A_B+B _C+C_ A_A_B+B-C+C+ A+A_B _B _C+C _ A_A_B+B _C+C _ A_A_B _B _C+C+ A_A_B _B _C+C _ 3 4 3 3 2 2 2 1

A_B _C _

A+A_B+B _C+C _ A+A_B _B _C+C _ A+A_B+B _C _C _ A_A_B+B _C+C _ A+A_B _B _C _C _ A_A_B+B _C _C _ A_A_B _B _C+C _ A_A_B _B _C _C _ 3 2 2 2 1 1 1 0

A+A_B+B_C+C+ A+A_B+B+C+C _ A_A_B+B+C+C+ A+A_B+B_C+C _ A_A_B+B+C+C _ A_A_B+B_C+C+ A_A_B+B_C+C _ 4 4 4 3 3 3 2

Proporção fenotípica em F2

Cor dos grãos de trigo Elaborado com base em: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Localizável em: p. 679 do pdf.

Representação de cruzamentos entre trigos de grãos vermelho-intermediários (A+A_B+B_C+C_).

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PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

9 Retome o registro da altura dos colegas da turma

e construa um gráfico a partir desses resultados. Analise o gráfico junto a um colega.

ORACICART

Herança da cor dos grãos de trigo

Número de indivíduos em F2

Na geração F2, foram obtidos 27 genótipos distintos para sete padrões de cor, manifestados em uma proporção fenotípica de 1 : 6 : 15 : 20 : 15 : 6 : 1. Esses resultados podem ser expressos em um gráfico, indicado a seguir.

20 15 10 5 0

Outro exemplo de característica quantitativa é a Número de alelos contribuintes para o vermelho cor da pele dos seres humanos. Ela está relacionada a diversos genes e é influenciada por fatores ambientais, Fonte: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: como a exposição ao Sol. Como resultado, é possíGuanabara Koogan, 2017. Localizável em: p. 679 do pdf. vel perceber a existência de uma ampla variação de Representação da proporção fenotípica cores de pele entre a população mundial. No Brasil, a observada na geração F2 dos cruzamentos diversidade de cores de pele das pessoas evidencia a realizados por Nilsson-Ehle em seus estudos miscigenação iniciada no passado, entre descendentes sobre a herança da cor dos grãos de trigo. de ameríndios, africanos e europeus, e que ocorre ainda /SHUTTERSTOCK.COM MEDIA hoje devido aos fluxos migratórios. EK O ME Desde 1991, o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) adota cinco categorias de cor. São elas: branca (pessoas que se declaram brancas), preta (pessoas que se declaram pretas), amarela (pessoas que se declaram de origem oriental), parda (pessoas que se declaram pardas ou que se identificam com a mistura de duas ou mais categorias) e indígena (incluem indígenas que vivem em terras indígenas ou fora delas). O critério considerado pelo IBGE é a autoidentificação, ou seja, como cada pessoa reconhece a sua cor. Esse reconhecimento é individual e pode envolver muitos fatores além da cor da pele, como origem familiar, traços físicos, pertencimento comunitário, entre outros. Analise o gráfico a seguir que mostra os resultados do Censo A cor da pele dos seres Demográfico de 2022 para a cor da população brasileira. humanos exibe grande variação. 0,4% 10,2%

43,5% Branca

0,6%

Preta

Amarela

45,3% Parda

ORACICART

Proporção da população brasileira, por cor autodeclarada (2022)

Indígena

Fonte: INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Cor ou raça. Rio de Janeiro: IBGE Educa, c2024. Disponível em: https://educa. ibge.gov.br/jovens/conheca-o-brasil/populacao/18319-cor-ou-raca.html. Acesso em: 15 out. 2024.

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AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

Ao realizar o cruzamento entre camundongos agutis (DDAA) e albinos (ddaa) são produzidos apenas descendentes agutis (DdAa). Então, ao realizar o cruzamento entre camundongos agutis (DdAa), são obtidos todos os fenótipos, em diferentes proporções. Considerando seus conhecimentos sobre o assunto, responda às questões a seguir.

1. Algumas características dos seres vivos são

determinadas pela interação entre diferentes genes. O que isso quer dizer?

2. O que é um alelo epistático? 3. Analise as afirmativas a seguir sobre características quantitativas. Identifique as afirmativas verdadeiras e corrija as falsas em seu caderno.

I - Características quantitativas possuem fenótipos facilmente distinguíveis.

a) Quais os genótipos e fenótipos dos descendentes produzidos pelo segundo cruzamento? Indique a proporção entre os fenótipos observados.

II - Características quantitativas são influenciadas por um único gene.

b) Considerando a proporção fenotípica indicada no item (a), identifique se essa característica é um exemplo de epistasia dominante ou recessiva. Em sua resposta, identifique o alelo epistático.

III - Características quantitativas normalmente possuem muitos genótipos. No entanto, a variação fenotípica é baixa. IV - Geralmente, as características quantitativas são influenciadas por fatores ambientais.

c) Agora considere o cruzamento entre camundongos agutis (DdAA) e albinos (ddaa). Qual a probabilidade de se obter um descendente preto neste cruzamento? Explique sua resposta.

4. Considere que uma pessoa tutora de um cão

5. Considere o cruzamento entre um galo com

7. Considere que um geneticista esteja estudando o mecanismo de herança da altura de duas espécies de plantas, I e II. Analise os gráficos a seguir que representam os fenótipos observados entre os indivíduos de sua amostragem.

crista noz (RrEe) e uma galinha com crista ervilha (rrEe). Determine os possíveis genótipos e fenótipos que podem ser obtidos entre os descendentes. Em sua resposta, indique a proporção dos fenótipos.

Planta I

Albino

Fenótipo

Genótipo

D_A_

ddA_

D_aa e ddaa

Número de indivíduos

ROSA JAY/SHUTTERSTOCK.COM

Preto

VASILIY KOVAL/ SHUTTERSTOCK.COM

Aguti

VASILIY KOVAL/ SHUTTERSTOCK.COM

aguti, preta ou albina. Essa característica é determinada por dois genes, D e A, que interagem de forma epistática. Analise os genótipos e os respectivos fenótipos produzidos para essa característica.

Número de indivíduos

6. A cor da pelagem dos camundongos pode ser

Planta II ORACICART

labrador de pelagem amarela gostaria de saber os possíveis genótipos desse animal. Como você responderia à sua dúvida?

UNIDADE

Alta

Baixa

Alta

PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 997 do pdf.

Considerando seus conhecimentos sobre o assunto, responda: a altura de qual das espécies de plantas pode ser considerada uma característica quantitativa? Explique sua resposta.

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Sa¡ba ma¡s

Existem raças humanas?

Entre o século 17 e o começo do século 20, uma das pseudociências mais populares no Ocidente era o racismo científico. Tamanho do nariz e da testa, formato da cabeça, cor da pele – todas essas características físicas eram usadas para justificar e embasar uma hierarquia violenta entre as supostas diferentes “raças”. [...] A ideia de “raças humanas” foi muitas vezes sustentada por características fenotípicas observáveis, interpretadas como evidências de distinções biológicas fundamentais entre grupos humanos. Fenótipos referem-se às expressões observáveis de um genótipo, incluindo características físicas como a cor da pele, tipo de cabelo, formato do rosto e estrutura corporal. Entretanto, as diferenças fenotípicas resultam da interação complexa entre os genes e o ambiente, e não de marcadores raciais fixos. As características físicas das populações humanas foram moldadas, em parte, pela seleção natural em resposta a variáveis ambientais. A variação na cor da pele é uma resposta adaptativa aos níveis de radiação ultravioleta. Em regiões próximas ao equador, onde a exposição solar é elevada, pessoas com pele mais escura possuem uma vantagem protetora contra danos solares. Em contrapartida, em áreas com menor exposição solar, a pele mais clara facilita a produção de vitamina D. Essas adaptações não implicam que um grupo seja superior ou inferior a outro, mas sim que a variabilidade é uma resposta à diversidade de condições ecológicas ao longo da evolução humana. [...] Estimativas mostram que mais de 85% da variabilidade genética da população humana é encontrada dentro de grupos considerados da mesma “raça”. A maioria da diversidade genética da espécie Homo sapiens é encontrada dentro de grupos tradicionais de “raça”, e não entre eles. [...] [...] O uso da raça como uma forma de classificação tem consequências sociais profundas, fomentando discriminação, racismo e divisões sociais. Perpetuar a ideia de “raças” [...] não só carece de sentido biológico, mas também contribui para a perpetuação de injustiças sociais. A perspectiva de considerar a humanidade como uma única espécie, com uma história evolutiva compartilhada, promove uma visão mais inclusiva e solidária, essencial para construir sociedades mais justas e equitativas. PENA, Sérgio D. J. Entenda por que não existem raças humanas. [Entrevista cedida a] Eduardo Lima. Superinteressante, São Paulo, 29 set. 2024. Disponível em: https://super.abril.com.br/ciencia/entrevista-entenda-por-que-nao-existemracas-humanas. Acesso em: 14 out. 2024.

AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

seres humanos em raças. De acordo com o texto, por que essa variação fenotípica não é relevante para sustentar essa classificação?

2. A população brasileira exibe grande diversidade, não somente em traços físicos, mas em compo-

nentes culturais, como costumes, tradições, pratos típicos, vestimentas, entre outros. Em grupo, façam uma campanha no formato de vídeo para representar e valorizar a diversidade humana existente em nosso país. Compartilhem a campanha nas redes sociais da turma.

HALYNAROM/SHUTTERSTOCK.COM

1. No passado, foram utilizadas características quantitativas, como a cor da pele, para classificar os

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UNIDADE

TEMA

Genética Molecular Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Um dos mais importantes projetos científicos já realizados foi o de decifrar o código genético do ser humano. Sobre isso, leia o trecho a seguir. Considerado um dos mais importantes projetos científicos de todos os tempos, o sequenciamento do genoma humano foi concluído em 14 de abril de 2003. Os pesquisadores decifraram três bilhões de letras do DNA com uma precisão de 99,99%. Com esses dados, os cientistas podem até mesmo prever o desenvolvimento de doenças genéticas e promover avanços no diagnóstico e tratamento do câncer. Não escreva no livro.

1 Por que você acha que o projeto científico citado no texto é considerado um dos mais importantes de todos os tempos?

2 Qual é o principal

objeto de estudo desse projeto?

[...] HISTÓRIA Hoje: sequenciamento do genoma humano completa 20 anos. Rádio Agência, Brasília, DF, 14 abr. 2023. Disponível em: https://agenciabrasil.ebc.com.br/radioagencia-nacional/geral/audio/2023-04/ historia-hoje-sequenciamento-do-genoma-humano-completa-20-anos. Acesso em: 13 out. 2024.

O Projeto Genoma Humano envolveu pesquisas relacionadas à área de Genética Molecular. De maneira geral, esse campo de estudos investiga a estrutura do material genético (DNA e RNA) e seu funcionamento em nível molecular. Essa é uma área de grande importância, pois possibilita avanços científicos e tecnológicos em áreas importantes da sociedade, como a medicina, a agricultura, a pecuária e a indústria. A Genética Molecular melhora a qualidade de vida da população, e será o foco deste Tema.

3 Você sabe o que são as letras do DNA citadas no texto?

CAVAN IMAGES/ALAMY/FOTOARENA

PENSE E RESPONDA

O sequenciamento do genoma humano é um marco na Ciência.

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O DNA

Em células procarióticas, o DNA encontra-se disperso no citoplasma.

O material genético dos seres vivos é constituído por DNA, sigla para ácido desoxirribonucleico. Em células eucarióticas, as moléculas de DNA estão organizadas no interior do núcleo celular e são responsáveis por carregar as informações genéticas para formar grande parte das moléculas que são sintetizadas em uma célula. O DNA é um tipo de ácido nucleico, uma molécula longa formada por unidades menores chamadas de nucleotídeos. Cada nucleotídeo do DNA (ou, desoxirribonucleotídeo) é constituído por uma molécula de desoxirribose (um açúcar formado por cinco carbonos), à qual se liga uma molécula de fosfato e uma base nitrogenada. As bases nitrogenadas são compostos que possuem nitrogênio e podem ser de dois tipos: purinas, que são a adenina (A) e a guanina (G), e pirimidinas, que são a citosina (C) e a timina (T). Devido às bases nitrogenadas, o DNA pode apresentar quatro tipos de nucleotídeos diferentes: adenina, guanina, citosina e timina. Com base em estudos a respeito das características químicas da molécula de DNA e na análise da imagem do DNA produzida pela química e física britânica Rosalind Franklin (19201958), o biólogo estadunidense James Watson (1928-) e o físico britânico Francis Crick (1916-2004) descreveram a estrutura tridimensional da molécula de DNA. Esta é formada por duas cadeias ou fitas de nucleotídeos, que se organizam em uma espiral. Por conta desse arranjo, a estrutura tridimensional da molécula de DNA é chamada de dupla-hélice. Os nucleotídeos de uma mesma fita estão unidos por meio de ligações fosfodiéster, estabelecidas entre a desoxirribose de um nucleotídeo e o fosfato de outro. As duas fitas de nucleotídeos, por sua vez, estão unidas entre si por ligações estabelecidas entre as bases nitrogenadas dos nucleotídeos de cada fita, do tipo ligações de hidrogênio. A ligação dos pares de bases nitrogenadas de fitas diferentes ocorre de forma complementar, de modo que uma base purina se liga a uma base pirimidina. Nucleotídeo O

P -O

O ALEX SILVA

base nitrogenada desoxirribose

C H2

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 317.

CH2

O P

-O

fosfato

Ligação fosfodiéster

Ligação de hidrogênio

C H2

P O

CH2 O O

P O

Representação de parte de uma molécula de DNA, com destaque para um nucleotídeo. (imagens sem escala; cores fantasia).

Especificamente, devido às suas características químicas, pode ocorrer a união entre uma adenina (A) e uma timina (T), representada por T–A, por meio de duas ligações de hidrogênio; e entre uma citosina (C) e uma guanina (G), representada por C–G, por meio de três ligações de hidrogênio.

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DiAlOGOS DA NATUREZA

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

Ligações de hidrogênio: uma interação intermolecular

UNIDADE

As ligações de hidrogênio são um tipo de interação estabelecida entre moléculas que apresentam, ao menos, um átomo de hidrogênio ligado a um átomo de flúor, de oxigênio ou de nitrogênio, que são elementos mais eletronegativos. Esse tipo de interação se estabelece pela atração entre a carga parcial positiva no átomo de hidrogênio (de uma das moléculas) e a carga parcial negativa no átomo de flúor, oxigênio ou nitrogênio (de outra molécula). Nas células, as ligações de hidrogênio estão presentes na dupla-hélice do DNA, mantendo as duas fitas unidas entre si; nas proteínas, mantendo sua estrutura tridimensional; entre outros exemplos.

Duplicação do DNA Uma das etapas do ciclo celular é a duplicação do material genético celular. Dessa forma, o material genético pode ser transmitido igualmente às células-filhas. A duplicação, ou replicação, do DNA também foi descrita por Watson e Crick, em seus estudos referentes a esta molécula. Esses pesquisadores propuseram que, antes da duplicação, as duas fitas de DNA seriam destorcidas e separadas. Então, cada fita serviria de molde para a formação de uma nova fita complementar, ao passo que, ao final, seriam obtidas duas fitas novamente, sendo uma delas recém-sintetizada e a outra a que havia funcionado como molde. Por isso, a duplicação do DNA é um processo semiconservativo.

G C

DNA original

1. As ligações de hidrogênio existentes entre as bases nitrogenadas de cada fita são rompidas por enzimas específicas, permitindo a abertura da dupla fita de DNA.

G T

Desoxirribonucleotídeos livres

C T

A C C

G G

2. Cada fita funciona como molde para a formação de uma nova fita complementar. Nesse processo, novos desoxirribonucleotídeos são adicionados à fita que está sendo sintetizada de acordo com a complementaridade dos pares de bases nitrogenadas (A–T e C–G). A fita recém-sintetizada é unida à fita molde por meio das ligações de hidrogênio estabelecidas entre as bases complementares.

G G

Fita molde A

T T

ALEX ARGOZINO

DNA duplicado

A A

A T

T T

A T

3 A

C C

Fita recém-sintetizada

C C

Elaborada com base em: GRIFFITHS, Anthony J. F. et al. Introdução à genética. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 502 do pdf.

3. Ao final do processo, são formadas duas moléculas de DNA idênticas à molécula de DNA de origem. As moléculas de DNA sintetizadas apresentam duas fitas: uma proveniente da molécula de DNA original e outra recém-sintetizada.

Representação da duplicação semiconservativa do DNA (imagem sem escala; cores fantasia).

Alguns experimentos subsequentes de outros pesquisadores corroboraram o modelo explicativo de Watson e Crick para a duplicação semiconservativa do DNA. Com o tempo, os mecanismos moleculares e bioquímicos associados a esse processo também passaram a ser conhecidos.

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O RNA Em células procarióticas, o RNA é encontrado disperso no citoplasma. O RNA, sigla para ácido ribonucleico, é encontrado no núcleo e no citoplasma das células eucarióticas. Ele também é um tipo de ácido nucleico, formado por nucleotídeos. Cada nucleotídeo do RNA (ou, ribonucleotídeo) é constituído por uma molécula de ribose (um açúcar formado por cinco carbonos), à qual se liga uma molécula de fosfato e uma base nitrogenada. No RNA, as bases nitrogenadas são as mesmas do DNA, com exceção da uracila (U) em vez da timina (T). Desta forma, as moléculas de RNA podem apresentar quatro tipos de nucleotídeos distintos: nucleotídeo de adenina, nucleotídeo de guanina, nucleotídeo de citosina e nucleotídeo de uracila. Diferentemente do DNA, as moléculas de RNA são fitas únicas, ou seja, são formadas por uma única cadeia de ribonucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster. O RNA é importante para a síntese de proteínas, processo desempenhado pelos ribossomos no interior das células. A este processo, estão relacionados três tipos de RNA: o RNA ribossômico (RNAr), o RNA mensageiro (RNAm) e o RNA transportador (RNAt). O RNAr é um dos componentes dos ribossomos. Cada ribossomo é constituído por duas subunidades, uma maior e uma menor. Cada subunidade, por sua vez, é formada por proteínas associadas a uma ou mais moléculas de RNAr.

ALDONA/ISTOCKPHOTO/GETTY IMAGES

Subunidade maior

Subunidade menor

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 103.

Representação de um ribossomo (imagem sem escala; cores fantasia).

Durante a síntese proteica, o RNAm e o RNAt se associam aos ribossomos. O RNAm contém as informações necessárias à síntese de uma proteína, sendo utilizado pelos ribossomos como molde para esse processo. O RNAt é responsável por transportar os aminoácidos correspondentes às informações contidas no RNAm até os ribossomos, os quais irão adicionar os aminoácidos de modo ordenado à molécula de proteína que está sendo formada.

Síntese proteica

EDITORIA DE ARTE

As proteínas desempenham diversas funções às células e ao organismo. A informação genética necessária para a síntese das proteínas se encontra nos genes, que são segmentos específicos do DNA. De modo geral, na síntese proteica, os genes são transcritos em moléculas de RNAm, as quais, por sua vez, são traduzidas em proteínas. Ou seja, a síntese de proteínas pode ser resumida em dois processos: a transcrição e a tradução. Transcrição DNA

Tradução Proteína

RNA Ocorre no núcleo

Ocorre no citoplasma

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 337.

Representação da transcrição e da tradução na síntese proteica.

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UNIDADE

Transcrição

INÍCIO

ALONGAMENTO

DEE-SIGN/SHUTTERSTOCK.COM

A transcrição é a síntese de moléculas de RNA a partir de informações contidas em moléculas de DNA. Esse processo ocorre em três etapas: iniciação, alongamento e término. Na iniciação, um complexo de enzimas se liga a uma sequência de nucleotídeos específica do DNA, localizada próximo ao início da sequência de transcrição de um gene. Após a ligação, a enzima rompe as ligações de hidrogênio entre as fitas do DNA, separando-as. Apenas uma das fitas será utilizada como molde para a transcrição. O complexo enzimático se move ao longo da fita molde de DNA, adicionando ribonucleotídeos complementares (A–U e C–G) na fita de RNA que está sendo sintetizada. Conforme o complexo enzimático se desloca, as fitas de DNA são ligadas novamente. O alongamento da fita de RNA continua até o complexo encontrar uma sequência que sinaliza o término da transcrição. A sequência de término leva ao desligamento do complexo enzimático e libera a fita de RNA recém-sintetizada.

TÉRMINO

Fita molde de DNA 3’

5’ Complexo de enzimas

Transcrito de RNA

5’ Transcrito de RNA completo

3’

Complexo de enzimas Direção da transcrição

Fita molde DNA 3’

Ribonucleotídeos livres

5’

5’ RNA transcrito

Direção da transcrição REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 337, 342.

Etapas da transcrição com destaque à etapa de alongamento (imagens sem escala; cores fantasia). Ainda no interior do núcleo, a fita de RNA recém-sintetizada passa por algumas modificações, juntas denominadas por processamento, para formar moléculas de RNA maduras. Por meio da transcrição e do processamento, podem ser formadas moléculas de RNAr, RNAt e RNAm maduras. As moléculas de RNAr são unidas a proteínas que formam as subunidades dos ribossomos, as quais são transportados ao citoplasma celular. As moléculas de RNAt e de RNAm são transportadas ao citoplasma, sendo o RNAm utilizado como molde na tradução.

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Tradução A tradução consiste na decodificação das informações genéticas presentes em uma molécula de RNAm, resultando na síntese de proteínas. A decodificação é feita a partir da sequência de nucleotídeos presentes na molécula de RNAm. De modo geral, existe uma correspondência entre a sequência de três ribonucleotídeos consecutivos (chamada de códon) e os aminoácidos que podem ser por ela codificados. Essa correspondência é conhecida como código genético, que é universal, isto é, é o mesmo para todos os seres vivos conhecidos no planeta. Cada códon pode codificar um aminoácido. Assim, a sequência de códons de um gene codifica uma sequência específica de aminoácidos, que serão unidos para formar uma proteína também específica. Contudo, um mesmo aminoácido pode ser codificado por diferentes códons. A tradução é iniciada pelo códon AUG, conhecido como códon de início, que codifica o aminoácido metionina. A tradução é finalizada pelos códons UAA, UAG e UGA, conhecidos como códons de término. Os códons de término não codificam aminoácidos e, por isso, interrompem o processo de tradução. O quadro a seguir apresenta o código genético. Note que ele é constituído por 64 códons distintos, que podem codificar 20 aminoácidos diferentes. Segunda base nitrogenada do códon

UUU

Primeira base nitrogenada do códon

UUC UUA UUG

C UCU

Fen

UCC

CUU C

CUC CUA

UAC

UCG

UAG

Códon de término

UGG

Trp

CCU

CAU

CCA

Pro

CAC CAA CAG

AUU

ACU

AAU

Ile

ACC

AUA

ACA Met (Códon de início)

GUU GUC GUA

AAC AAA AAG

GCU

GAU

GCA

GUG

Tre

ACG

GCC

Val

Códon de término

CCG

AUC

UGC

Cis

UGA

CUG

AUG

Ser

UAU

Tir Códon de término

CCC

Leu

UAU

UAA

UCA

Leu

Ala

GCG

GAC GAA GAG

CGU

His

CGC CGA

Gln

Arg

A G

CGG AGU

Asn

AGC AGA

Lis

AGG

Ser

C A

Arg

G U

GGU

Asp

GGC GGA

Glu

Gli

A G

GGG

Ala – alanina

Cis – cisteína

Gln – glutamina

Lis – lisina

Tir – tirosina

Arg – arginina

Fen – fenilalanina

His – histidina

Met – metionina

Tre – treonina

Asn – asparagina

Gli – glicina

Ile – isoleucina

Pro – prolina

Trp – triptofano

Asp – aspartato

Glu – glutamato

Leu – leucina

Ser – serina

Val - valina

Código genético.

Terceira base nitrogenada do códon

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 339.

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Local de ligação do aminoácido

DEE-SIGN/SHUTTERSTOCK.COM

Em células eucarióticas, a tradução ocorre no citoplasma. O RNAm atua como molde para a codificação dos aminoácidos. O transporte dos aminoácidos codificados é feito por moléculas de RNAt, que são específicas aos códons presentes no RNAm. A adição dos aminoácidos transportados à cadeia polipeptídica é feita pelos ribossomos. Existem diversos tipos de RNAt, cada qual capaz de transportar um aminoácido em específico. Isso porque, em sua molécula, há uma sequência de ribonucleotídeos complementares ao códon, denominada anticódon. Desta forma, durante a tradução, o códon do RNAm e o anticódon do RNAt se ligam pela complementaridade de suas bases nitrogenadas, garantindo que o aminoácido correto seja adicionado ao polipeptídio que está sendo sintetizado pelo ribossomo.

Ligação de hidrogênio

Anticódon PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

4 Analise a molécula de RNAt exemplificada na ilustração e identifique qual aminoácido ela pode transportar.

UNIDADE

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 346.

Representação de uma molécula de RNAt. Em sua forma tridimensional, o RNAt se assemelha a um trevo. Em uma de suas extremidades, liga-se o aminoácido transportado (imagem sem escala; cores fantasia).

A tradução pode ser dividida em três momentos: iniciação, alongamento e término. 1

Primeiro aminoácido

Met

RNAt Subunidade menor

Anticódon – UAC RNAm 5’ AUG Códon de início

Sítio P Subunidade maior 3’ UAG Códon de término

Met

Sítio E 5’

Sítio A

Direção de deslocamento do ribossomo

SELMA CAPARROZ

A tradução é iniciada a partir da ligação da subunidade menor do ribossomo à molécula de RNAm, próximo ao códon de início (AUG). A subunidade menor se desloca até encontrar o códon de início. Quando isso ocorre, há a ligação entre ele e o anticódon do RNAt que carrega a metionina, o primeiro aminoácido da cadeia polipeptídica que será sintetizada. Com isso, há a associação da subunidade maior à menor, formando o ribossomo completo.

3’ AUG

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 348.

Representação da fase de iniciação da tradução de uma molécula de RNAm (imagens sem escala; cores fantasia).

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Fen

Ligações peptídicas

2 Met Fen Arg

Sítio P

Met

SELMA CAPARROZ

O ribossomo completo se desloca em uma mesma direção ao longo da cadeia polipeptídica, iniciando o alongamento, ou seja, a adição dos aminoácidos subsequentes. O ribossomo apresenta sítios de ligação para os RNAt, tais como o sítio A e o sítio P. Conforme o ribossomo se desloca, há a leitura de um novo códon no sítio A (1), onde o RNAt correspondente se liga ao códon lido. No sítio P, há a adição do aminoácido transportado à cadeia polipeptídica em produção (2). No sítio E, ocorre o desligamento do RNAt (3). Assim, conforme o ribossomo se desloca, há a exposição de um novo códon no sítio A.

Sítio A

Direção de deslocamento do ribossomo

Gli Tri

Sítio E 5’

5’

3’ AUG

3’

Sítio E

Sítio A

Representação da fase de alongamento da tradução de uma molécula de RNAm (imagens sem escala; cores fantasia).

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 350.

Sítio P

A tradução é finalizada quando o sítio A do ribossomo é ocupado por um códon de término (UAG, UAA ou UGA). Quando isso ocorre, uma proteína denominada fator de liberação se liga ao códon de término, promovendo a saída do último RNAt, a liberação da cadeia polipeptídica formada e a dissociação das subunidades do ribossomo e da molécula de RNAm. SELMA CAPARROZ

Met

Gli

Arg Val Fen Ile Ser

5’

Fator de liberação

UAG

3’

5’

Códon de término

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 351.

Proteína sintetizada 3’

Subunidade menor

Representação da fase de término da tradução de uma molécula de RNAm (imagens sem escala; cores fantasia).

Após o término da tradução, de modo geral, a cadeia polipeptídica formada passa por uma série de modificações para se tornar uma proteína funcional. Uma dessas modificações é o enovelamento da cadeia, assumindo uma conformação específica tridimensional. Em alguns casos, ocorre a associação entre duas ou mais cadeias enoveladas para formar uma proteína ativa. As proteínas ativas, então, podem permanecer no citoplasma celular ou serem direcionadas a outras regiões da célula, como o núcleo, ou a outras organelas.

DESIGNUA/DREAMSTIME/ GLOW IMAGES

Tri Lis

Subunidade maior

Elaborada com base em: NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. p. 92.

Representação do enovelamento de uma cadeia polipeptídica e sua associação a outras cadeias enoveladas para formar uma proteína (imagens sem escala; cores fantasia).

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Mutação gênica Uma mutação corresponde a uma alteração da sequência de nucleotídeos que formam o material genético. Quando essa alteração ocorre na sequência de um gene, ela é denominada mutação gênica. Os mecanismos relacionados à mutação são distintos e incluem a inserção, a deleção ou a substituição de um ou mais nucleotídeos que formavam determinada sequência genética original. As mutações podem ocorrer espontaneamente, devido a erros na replicação do DNA, por exemplo. No geral, os erros são corrigidos por mecanismos celulares específicos. Mas quando há uma falha na correção, é possível que ocorra uma mutação. A ocorrência das mutações também pode ser induzida a partir da interação de alguns agentes com o DNA. Esses agentes mutagênicos podem ser alguns compostos químicos, a radiação ultravioleta (UV) e as radiações ionizantes, como os raios X e os raios gama. De modo geral, a exposição excessiva a eles aumenta a possibilidade de ocorrência de mutações. Em parte dos casos, as mutações podem ser silenciosas e não produzir efeitos no organismo. Um exemplo de mutação silenciosa é quando ocorre uma alteração pontual em um dos nucleotídeos de um códon e, ainda assim, o aminoácido codificado não é alterado. Nesse caso, a proteína resultante continua sendo funcional. Já em outros casos, as mutações podem provocar efeitos no organismo. Um exemplo é quando a alteração dos nucleotídeos modifica a sequência de aminoácidos, resultando em uma alteração estrutural e funcional da proteína codificada. Esse é o caso das mutações que afetam proteínas envolvidas no controle do ciclo celular. O mau funcionamento dessas proteínas pode favorecer a divisão celular descontrolada e resultar no desenvolvimento de tumores. Analise o exemplo a seguir, no qual o aminoácido a ser codificado é a serina (Ser). Condições normais TCA

DNA

Mutação silenciosa

TCG

AGT Fita molde

Mutação não silenciosa

TTA

AGC Fita molde

AAT Fita molde

RNAm

UCA

UCG

UUA

Proteína

Ser

Leu

Em condições normais, certo gene codifica uma determinada proteína.

UNIDADE

Quando há uma mutação silenciosa, o códon é alterado, mas o aminoácido codificado por ele continua sendo o mesmo que em condições normais. Não há alteração na proteína sintetizada.

Quando há uma mutação que não é considerada silenciosa, o códon e o aminoácido codificado por ele são alterados. A proteína sintetizada é mutante.

Elaborada com base em: PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 740 do pdf.

Representação da síntese de uma proteína em condições normais (A), quando há uma mutação silenciosa (B) e quando há uma mutação não silenciosa (C). PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

5 Considere que, a partir de uma condição normal, tenha ocorrido a substituição da timina (T) pela

adenina (A) na fita molde de DNA apresentada na ilustração. Analise a tabela de código genético na página 356 e responda: essa mutação é silenciosa? Justifique sua resposta.

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DiAlOGOS DA NATUREZA

Este assunto permite um trabalho em conjunto com os componentes curriculares de Física e Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

Radiações ionizantes: aplicações e perigos

XRAY COMPUTER/SHUTTERSTOCK.COM

As radiações ionizantes são ondas eletromagnéticas altamente energéticas e possuem alto poder de penetração nos materiais, sendo amplamente utilizadas na medicina. Um exemplo é o uso dos raios X no exame de radiografia. A radiografia é um exame não invasivo que possibilita visualizar algumas estruturas internas. Nesse exame, o paciente recebe baixas doses de raios X, que atravessam os tecidos e incidem em um filme fotográfico. As estruturas menos densas permitem a passagem do raio X, que sensibiliza regiões do filme deixando-as em cor escura. Estruturas mais densas, como os ossos, dificultam a passagem dos raios X. Assim, há menor sensibilização do filme nessas regiões, que ficam em cor clara. Equipamento emissor de raios X

BENTINHO

Raio X emitidos em direção à paciente.

Filme fotográfico

Representação de um exame de radiografia. No detalhe, imagem de uma radiografia do tórax humano de um adulto (imagens sem escala; cores fantasia).

Por muito tempo, os efeitos danosos das radiações ionizantes não eram conhecidos pela comunidade científica. Quando a radiografia começou a ser realizada, equipamentos de proteção ainda não eram utilizados. Por conta disso, diversos profissionais foram prejudicados, tendo desenvolvido lesões e problemas de saúde pela exposição excessiva aos raios X. Atualmente, os profissionais que trabalham com o exame devem utilizar equipamentos específicos para protegê-los, como coletes e aventais feitos de chumbo, ou permanecer atrás de um anteparo feito desse material, que impede a passagem de raios X. O chumbo também é utilizado em paredes, portas e janelas das salas nas quais a radiografia é realizada. Essa medida de segurança evita danos à saúde física.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

6 Ao realizar uma radiografia, pode ser necessário que os pacientes utilizem equipamentos de

proteção feitos de chumbo. Você já realizou esse exame? Se sim, converse com seus colegas sobre sua experiência.

7 Justifique a importância de se utilizar equipamentos de proteção durante a realização da radiografia, utilizando em sua resposta o termo “mutações”.

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Não escreva no livro.

que ela é semiconservativa.

2. Com relação à síntese proteica, responda.

7. Analise a ilustração a seguir, que representa alguns processos celulares. Com base nela e em seus conhecimentos, responda às questões.

a) Qual organela é responsável pela síntese proteica?

DNA

b) Quais são os processos envolvidos na síntese proteica? Explique-os brevemente.

3. Quais são os três tipos de RNA existentes?

RNAm

Explique suas funções.

4. O que é código genético? Explique por que ele

Aminoácidos

é universal.

5. Defina o que são genes, códon e anticódon. 6. O quadro a seguir apresenta uma fita molde de DNA, uma fita de RNAm e uma cadeia de aminoácidos incompletas. Analise-o e, em seu caderno, faça o que se pede.

Fita molde de DNA Fita de RNAm

AAT GCA TTA GAA CAG CTC AUG UUA CGU AAU

Cadeia de Met aminoácidos

Arg

TAT ATT

GUC GAG AGA AUA Leu Val Glu Arg Ile

a) Que processos estão representados entre as linhas do quadro? b) No caderno, copie e complete as lacunas existentes na fita molde de DNA, na fita de RNAm e na cadeia de aminoácidos. c) Em qual das fitas são encontrados os códons para a codificação de aminoácidos? Em sua resposta, identifique o códon de início e o códon de parada. d) Considere que, após estar completa, o quinto nucleotídeo da sequência da fita molde de DNA foi substituído pela timina (T). Em seu caderno, registre a sequência mutante da fita molde de DNA, a fita de RNAm transcrita e a cadeia de aminoácidos sintetizada nessa condição. Analisando seus registros, explique o efeito dessa mutação.

RNAt

li p Po

e tí

RNAm

123RF/EASY MEDIABANK

1. Explique como ocorre a replicação do DNA e por

2 Ribossomo

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 84.

a) Explique o processo representado em 1. b) Explique o processo representado em 2.

8. Observe as fitas de RNA mensageiro a seguir e responda. AUG C CU UC U UAU UGU AAU UAA

RNAm1 RNAm1 RNAm1

AUG C CU UC U UAU UGU AAU UAA

RNAm2 RNAm2 RNAm2

AUG ACU C AU GGU CGU AUU UGA

RNAm3 RNAm3 RNAm3

AUG ACG C A C GGG CGG AUA UAG

ALEX SILVA

AT¡v¡DaDeS

UNIDADE

AUG C CU UC U UAU UGU AAU UAA

AUG ACU C AU GGU CGU AUU UGA AUG ACU C AU GGU CGU AUU UGA

AUG ACG C A C GGG CGG AUA UAG AUG ACG C A C GGG CGG AUA UAG

a) Em seu caderno, faça a tradução das fitas de RNAm, indicando as cadeias polipeptídicas formadas. b) Quantas cadeias polipeptídicas diferentes foram formadas a partir das três moléculas de RNAm apresentadas? Explique por que esse número de cadeias foi formado.

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ORGAN¡ZANDO AS ¡De¡AS Analise o esquema a seguir, que apresenta e relaciona os principais conceitos estudados nesta Unidade.

E RESPIRAÇÃO

Sangue

Plasma

Esôfago

Parte central

Plaquetas Intestinos Ânus

Faringe

Brônquios

Cavidade Laringe nasal

Traqueia

Narinas

Hemácias

Tradução

MOLECULARES

Leis de Mendel

Dominância incompleta

Codominância

OUTRAS FORMAS DE HERANÇA

Proteína

6 ESTUDOS

Transmissão de impulsos nervosos

Imunidade

Mutação

DNA

Urina

CORPO HUMANO E GENÉTICA

Semiconservativa

RNA

Gânglios Nervos

Encéfalo Medula espinal

Sistema urinário

Leucócitos

Parte periférica

Pulmões

Sistema respiratório

Transcrição

Sistema nervoso

Vasos sanguíneos

Coração

Estômago

Duplicação

E REGULAÇÃO

Sistema cardiovascular

Sistema digestório Boca

3 COORDENAÇÃO

CIRCULAÇÃO, IMUNIDADE E EXCREÇÃO

ALEX ARGOZINO

1 DIGESTÃO

Dominância completa

Características determinadas por vários genes

Interações gênicas Não epistáticas Epistasia recessiva

Epistasia dominante

Imagens ilustrativas sem escala; cores fantasia.

Dois alelos

Herança quantitativa

Epistáticas

Tipos de dominância

Variações graduais

Alelos múltiplos

Características determinadas por um gene

HERANÇA 4 MONOGÊNICA Não escreva no livro

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UNIDADE

Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

AT¡v¡DADeS COMPleMeNTAReS Não escreva no livro

Tema 25 - Sistemas digestório e respiratório

Está correta, de cima para baixo, a seguinte sequência:

1. Leia o trecho a seguir e, considerando seus

a) Explique como ocorrem os movimentos respiratórios citados no texto. b) O dispositivo desenvolvido pela estudante está associado a uma plataforma digital com jogos lúdicos. Em sua opinião, quais são as vantagens de associar jogos digitais ao tratamento de doenças?

2. (UECE) No que concerne aos tecidos animais, escreva V ou F conforme seja verdadeiro ou falso o que se afirma nos itens a seguir.

( ) O tecido epitelial reveste os órgãos, a superfície externa e as cavidades internas do corpo. ( ) O tecido conjuntivo apresenta variadas funções como preenchimento, sustentação, isolamento térmico e reserva energética. ( ) As células que compõem o tecido muscular são alongadas e apresentam propriedades contráteis. ( ) As células do tecido nervoso possuem formato diferenciado e sua característica principal é a passagem de informação entre neurônios.

c) F, V, F, V.

b) V, F, V, F.

d) F, F, F, F.

3. (Enem/MEC) Um pesquisador colocou a mesma

Água (%)

Proteínas (%)

Lipídios (%)

Carboidratos (%)

quantidade de solução aquosa da enzima digestiva pepsina em cinco tubos de ensaio. Em seguida, adicionou massas iguais dos alimentos descritos no quadro. Os alimentos foram deixados em contato com a solução digestiva durante o mesmo intervalo de tempo.

Alimento

ASSIS, Desirèe. Estudante participa de feira de ciências nos EUA com equipamento capaz de diagnosticar doenças respiratórias. G1, [s. l.], 25 maio 2024. Disponível em: https://g1.globo.com/sp/ sao-jose-do-rio-preto-aracatuba/noticia/2024/05/25/adolescenteparticipa-de-feira-de-ciencias-nos-eua-com-equipamento-capazde-diagnosticar-doencas-respiratorias.ghtml. Acesso em: 9 out. 2024.

a) V, V, V, V.

Tubo de ensaio

conhecimentos sobre o sistema respiratório, responda ao que se pede. Uma estudante de 16 anos de uma escola estadual […], no interior de São Paulo, participou da maior feira de ciências do mundo, em Los Angeles (EUA), […] com um equipamento capaz de diagnosticar e apoiar o tratamento de doenças respiratórias. O projeto, agora apresentado mundialmente, envolve [...] um sistema biomédico multiplataforma capaz de fazer a análise da musculatura pulmonar dos pacientes através de [...] um teste em que é preciso inspirar e expirar. Ele promove o fortalecimento da musculatura respiratória, aliando os exercícios a jogos digitais lúdicos. [...] [...]

Leite em pó

3,6

26,5

24,8

40,1

Manteiga

15,1

0,6

82,3

0,91

III

Aveia em flocos

12,3

12,7

4,8

68,4

Alface

96,3

0,9

0,1

2,1

Fubá de milho-cozido

74,7

2,0

1,1

21,9

A maior quantidade de produtos metabolizados ao final do teste foi obtida no tubo a) I.

c) III.

b) II.

d) IV.

e) V.

4. (UERJ) Quadros de pneumonia podem ocor-

rer quando, além do ar, algum corpo estranho entra nas vias respiratórias. Uma explicação para a possibilidade de entrada desses corpos estranhos é a comunicação entre o sistema respiratório e o seguinte sistema: a) nervoso

c) digestório

b) excretor

d) circulatório

Tema 26 - Sistema cardiovascular, imunidade e sistema urinário

5. (UEA-AM) A figura ilustra o fluxo de hemácias e glóbulos brancos em uma vênula (vaso sanguíneo) humana.

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DR_MICROBE/ALAMY/FOTOARENA

a) 1 representa a filtração, 2 representa a reabsorção e 3 representa a secreção. b) 1 representa a filtração, 2 representa a reabsorção e 3 representa a excreção. c) 1 representa a filtração, 2 representa a secreção e 3 representa a reabsorção.

Considerando que as células sanguíneas da figura estão retornando ao coração, elas passarão a) pelos capilares até chegar ao átrio cardíaco. b) pelas veias até chegar ao átrio cardíaco. c) pelas arteríolas até chegar ao átrio cardíaco. d) pelos capilares até chegar ao ventrículo cardíaco. e) pelas artérias até chegar ao ventrículo cardíaco.

6. (UEG-GO) Durante o ano de 2020, um dos as-

suntos mais comentados pela população humana refere-se às vacinas. Ressalta-se que as vacinas são substâncias feitas a partir de bactérias ou vírus causadores de doenças e têm como principal função estimular o nosso sistema imunológico a manter o nosso corpo livre de doenças infecciosas. Pode-se dizer que as vacinas são uma forma de imunização a) ativa, isto é, o nosso próprio organismo produz os anticorpos para sua defesa.

b) reativa, isto é, o nosso próprio organismo produz os antígenos para sua defesa. c) indireta, isto é, o nosso próprio organismo produz os anticorpos para sua defesa. d) passiva, isto é, o nosso próprio organismo produz os anticorpos para sua defesa. e) direta, isto é, é o nosso próprio organismo produz os anticorpos e antígenos para sua defesa.

7. (Unimontes-MG) A imagem a seguir apresenta, UNIMONTES

de maneira simplificada, uma parte do sistema urinário. Analise-a.

d) 1 representa a reabsorção, 2 representa a filtração e 3 representa a excreção.

Tema 27 - Sistema nervoso

8. (UECE) O sistema nervoso humano é dividido em sistema nervoso central (SNC) e sistema nervoso periférico (SNP). A respeito das funções desses sistemas, escreva V ou F conforme seja verdadeiro ou falso o que se afirma nos itens a seguir. ( ) O SNP, constituído do encéfalo e da medula espinal, integra e processa as informações que o restante do organismo envia ou recebe. ( ) O SNC é responsável pela elaboração dos pensamentos, das memórias e das emoções. ( ) O SNC é formado por nervos e gânglios, cuja função é manter o fluxo de informações entre o SNP e o restante do corpo. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) V, V, V.

c) V, F, V.

b) F, V, F.

d) F, F, F.

9. (Enem/MEC) Um dos exames clínicos mais tra-

dicionais para medir a capacidade reflexa dos indivíduos é o exame do reflexo patelar. Esse exame consiste na estimulação da patela, um pequeno osso localizado na parte anterior da articulação do joelho, com um pequeno martelo. A resposta reflexa ao estímulo é caracterizada pelo levantamento da perna em que o estímulo foi aplicado. Qual região específica do sistema nervoso coordena essa resposta? a) Ponte.

d) Hipotálamo.

b) Medula.

e) Neuro-hipófise.

c) Cerebelo.

10. (UEA-AM) No organismo humano existem Com base na imagem e conhecimentos associados, é CORRETO afirmar:

bilhões de neurônios responsáveis por gerar e conduzir impulsos nervosos elétricos. São esses impulsos que comandam diversas ações sensoriais, motoras, integradoras e

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que também regulam a homeostase do corpo humano. A geração e a condução do impulso nervoso nos neurônios dependem diretamente dos transportes dos íons a) cálcio e potássio.

d) sódio e potássio.

b) cálcio e iodo.

e) ferro e iodo.

c) sódio e ferro.

c) F1: 75% de plantas com sementes lisas e 25% de plantas com sementes rugosas. F2: 100% de plantas com sementes lisas. d) F1: 75% de plantas com sementes lisas e 25% de plantas com sementes rugosas. F2: 50% de plantas com sementes lisas e 50% de plantas com sementes rugosas.

UNIDADE

13. (UEMG) O cruzamento entre animais com cauda

Tema 28 - Genética mendeliana

11. Considere o heredograma a seguir que mostra

a transmissão de uma doença hereditária ao longo de uma família. Em seu caderno, indique V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas, corrigindo-as. 1

longa foi feito repetidas vezes entre si, originando sempre descendentes com cauda longa. Os descendentes, quando cruzados entre si, também somente originaram filhotes de cauda longa. De acordo com os princípios da genética mendeliana, isso se dá porque a) o caráter é dominante. b) o genótipo dos descendentes difere do dos pais.

c) os animais cruzados eram heterozigotos. 3

I. Os indivíduos 2, 4, 5 e 8 são afetados pela doença.

d) os animais cruzados eram homozigotos.

Tema 29 - Interações gênicas e herança quantitativa

14. (UFRR) Considerando o cruzamento entre dois

IV. O genótipo dos indivíduos 2, 4, 5 e 8 é heterozigoto.

cães labradores, sabendo que a pelagem é um exemplo de epistasia recessiva e que somente dois genes condicionam as três pelagens típicas dessa raça: preta, chocolate e dourada, é correto afirmar que o cruzamento de cães pretos duplo-heterozigoto (BbEe) produz descendentes na proporção

V. A probabilidade de os indivíduos 1 e 2 terem outro filho com a doença genética é de 50%.

a) 9 pretos: 3 chocolates: 1 dourado. b) 9 pretos: 3 chocolates: 4 dourados.

VI. A probabilidade de os indivíduos 6 e 7 terem outro filho com a doença genética é de 75%.

c) 3 pretos: 1 dourado.

II. A doença é ocasionada pela presença de um alelo dominante. III. O genótipo dos indivíduos 1, 6 e 7 é homozigoto dominante.

12. (UFT-TO) Gregor Mendel realizou os experimen-

tos primordiais da genética. Em um dos experimentos, Mendel fez o cruzamento de duas plantas de ervilha de linhagens puras, uma possuía sementes lisas com traço dominante e a outra possuía sementes rugosas com traço recessivo. Quais fenótipos foram observados nas plantas das gerações F1 e F2, e em quais proporções? Alternativas a) F1: 100% de plantas com sementes lisas. F2: 75% de plantas com sementes lisas e 25% de plantas com sementes rugosas.

b) F1: 100% de plantas com sementes lisas. F2: 50% de plantas com sementes lisas e 50% de plantas com sementes rugosas.

d) Cães pretos, chocolates e dourados nas mesmas proporções. e) Somente cães pretos.

Tema 30 - Genética Molecular

15. (UERJ) A aglutinina do trigo é uma molécula capaz de bloquear os poros nucleares das células. Admita que essa substância seja introduzida em uma célula eucarionte. O processo que será interrompido no interior dessa célula é: a) duplicação de cromossomos b) transporte de elétrons c) síntese de proteínas d) fabricação de RNAm

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Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

InTEGranDO COm...

CIÊNCIAS HUMANAS E SOCIAIS APLICADAS E FÍSICA

Interação entre o cérebro e a máquina Imagine uma pessoa que pode controlar o computador ou movimentar objetos com a mente. Digitar, jogar e movimentar braços e pernas robóticas por meio de pensamentos são situações que ilustram o que a interface cérebro-máquina (ICM) é capaz de fazer. Esse conceito, também conhecido como interface cérebro-computador (ICC), refere-se à conexão direta entre o cérebro humano e dispositivos externos. A ICM possui dois princípios: transformar o pensamento em ação e a sensação em percepção. Para exemplificar, analise o esquema a seguir. são implantados diretamente no cérebro, ou 1 Sensores colocados sobre o couro cabeludo. A pessoa então pensa em realizar uma ação.

como o eletroencefalograma (EEG) medem 2 Equipamentos as flutuações de voltagem resultantes da corrente elé-

ALEX SILVA

trica gerada pelos neurônios.

sinais elétricos são interpretados por algoritmos 3 Esses capazes de traduzi-los em comandos que são enviados às

receber os comandos, a máquina (computador, prótese) 4 Ao executa a ação inicialmente pensada.

o cérebro, ou

ão.

ma (EEG) medem as orrente elétrica gerada

Elaborado com base em: CARMENA, José M.; MILLÁN, José del R. Interfaces cérebro-máquina: seu cérebro em ação. São Paulo: Unesp Para Jovens, 24 maio 2023.

AGES

Diversos são os benefícios da ICM. Pessoas que, por algum motivo, perderam a capacidade de movimentar membros, podem utilizar próteses ou cadeiras de rodas controladas pela mente para recuperar parte de sua autonomia. Pessoas que possuem doenças que danificam o sistema nervoso, sejam por fatores genéticos ou não, também podem melhorar a qualidade de vida a partir de novas maneiras de interação com o ambiente ao seu redor.

IM TTY

Representação de uma interface cérebro-máquina (imagem sem escala; cores fantasia).

O/GE PHOT

ótese está segurando algo.

Por exemplo, sentir o toque quando a prótese está segurando algo.

M ETHA

ensoriais para que o cérebro

pode então fornecer dados sensoriais para 5 Aquemáquina o cérebro os interprete como sensação.

Pensamento em ação Sensação em percepção

dos por algoritmos e são enviados às máquinas.

mputador, prótese) executa

máquinas.

Exemplo de interface cérebro-máquina, onde é possível controlar um objeto a partir de sinais cerebrais, que passam por um computador.

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UNIDADE

Por outro lado, existem questões importantes a serem debatidas. Se a tecnologia envolvida permite traduzir os sinais emitidos pelo cérebro em informações, ela poderá influenciar esses sinais, ao ponto de modificar o pensamento de uma pessoa? Ou até mesmo obter informações? Essas questões trazem preocupações sobre a privacidade, a autonomia do ser humano e os limites da utilização da tecnologia. Portanto, além de aspectos técnicos e clínicos, é fundamental considerar aspectos éticos, garantindo que seu uso respeite os direitos individuais e a integridade mental.

20TH CE NTURY ST UDIOS/LI ENTERTAI GHTSTO NMENT/W RM MOTION ALT DISN PICTURES EY STUD IOS /EVERETT COLLECTI ON

STINA RES/VENUS CA SHOW PICTU TION VILLAGE ROAD RETT COLLEC R BROS./EVE NE AR /W NS PRODUCTIO

QUIR KC SHUT RAFT ST U TERS TOCK DIO/ .COM

A tecnologia da interface cérebro-máquina é retratada em alguns filmes. MATRIX Resurrections. Direção: Lana Wachowski. EUA: Warner Bros. Pictures, 2021. Vídeo (148 min).

Agora, faça o que se pede em cada item.

AVATAR: O caminho das águas. Direção: James Cameron. EUA: 20th Century Studios, 2022. Vídeo (192 min). Não escreva no livro.

1. O que é a interface cérebro-máquina (ICM)? Explique os princípios de seu funcionamento.

2. De que maneira o estudo da Biologia e da Física contribui para o princípio de funcionamento da ICM?

3. Em geral, filmes que abordam conceitos relacionados à ICM são do gênero ficção científica. Em sua opinião, a ICM é ficção científica ou realidade?

4. Em sua opinião, a ICM é uma tecnologia que ajuda a reduzir ou a ampliar a desigualdade social? Em grupo, conversem sobre o assunto.

5. Em grupo, conversem sobre os possíveis problemas levantados pelos questionamentos presentes no meio do texto. Anotem os principais pontos analisados e as opiniões obtidas e façam uma redação sobre o assunto.

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UNIDADE

EVOLUÇÃO, SOCIEDADE E BIOTECNOLOGIA A fotografia nesta abertura retrata uma estátua de cera detalhada de um neandertal localizada em um museu na cidade de Mettmann, na Alemanha. Em 2022, o biólogo sueco Svante Pääbo (1955-) recebeu o prêmio Nobel de Medicina por ter reconstruído o genoma neandertal. Ele obteve DNA de ossos de neandertais preservados por mais de 40 mil anos, e pôde estabelecer relações entre este material genético e o do humano moderno. Estudos sobre a evolução dos seres vivos são fundamentais para conhecer a história da vida na Terra, incluindo a dos seres humanos. Muitas das técnicas utilizadas para esses estudos envolvem a manipulação de DNA por meio da biotecnologia. Estes serão alguns dos assuntos abordados durante esta Unidade.

Não escreva no livro.

Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

1. Para você, que relação evolutiva existe entre um neandertal e um humano moderno?

2. A biotecnologia é utilizada para o desenvolvimento de

diversos processos e produtos de interesse da Ciência e da sociedade. Cite algum exemplo e explique como isso impacta a vida das pessoas.

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ESIN DENIZ/SHUTTERSTOCK.COM

Estátua de cera de um neandertal, no Museu Neandertal. Mettmann (Alemanha), 2024.

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TEMA Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Ideias evolucionistas Analise as imagens a seguir. A

B VIN

ICIU

TTER /SHU TEO BU

S R. S OM

C RDO UA ED

MENEZES/SHUTT ERS TO C K.

M CO

PENSE E RESPONDA

TTE RS TO C M CO K.

LASENBY/SHU

O U ZA/ S H U T T ERS TO CK .C

STOCK.C OM N BRIA

Algumas espécies de aves encontradas no Brasil. Beija-flor-de-banda-branca (Amazilia versicolor) (A); gavião-de-rabo-branco (Geranoaetus albicaudatus) (B); coleirinho (Sporophila caerulescens) (C); talha-mar (Rynchops niger) (D). Não escreva no livro.

1 O bico das aves presentes nas imagens é especializado na obtenção de determinados alimentos. Em sua opinião, qual dos bicos presentes nas imagens é adaptado para: dilacerar carne de outros animais; capturar peixes; quebrar sementes e grãos; captar néctar de flores?

2 Analise as explicações a seguir sobre a especialização do bico das aves. Em sua opinião, qual das duas explicações está correta, em termos científicos? Converse com seus colegas a respeito. Explicação A: Ao longo do tempo, os bicos das aves foram se modificando em resposta à necessidade de se adaptarem aos alimentos disponíveis nos respectivos ambientes em que vivem. Explicação B: Ao longo do tempo, as aves com variações nos bicos que melhor se adaptavam aos alimentos disponíveis em seus ambientes prosperaram e se reproduziram com mais sucesso.

Existem diversas espécies de seres vivos habitando o planeta, cada qual com suas características que as tornam únicas, como o formato dos bicos das aves presentes nas imagens. Contudo, sabemos que essa diversidade nem sempre foi a mesma desde seus primórdios: várias espécies surgiram e se diversificaram, ao passo que muitas outras foram extintas. Atualmente, é aceito entre os cientistas que as espécies de seres vivos se modificam ao longo do tempo, ao que denominamos evolução. Iniciaremos nossos estudos a respeito da evolução neste Tema.

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UNIDADE

A vida evolui A evolução dos seres vivos é sustentada por uma série de evidências. Uma delas são os fósseis, registros que indicam a presença de vida em tempos passados. Esses registros podem ser organismos inteiros preservados ou restos deles, como ossos e conchas fossilizadas. Os registros também podem ser constituídos por vestígios da atividade dos organismos em vida, como pegadas, ovos e fezes fossilizadas. Grande parte dos fósseis é encontrada em rochas sedimentares, isto é, rochas formadas pelo depósito de sedimentos. Acompanhe o esquema a seguir que representa um dos processos de fossilização. Fóssil de ave encontrado em Wyoming, nos Estados Unidos, com estimativa de ter vivido há cerca de 45 milhões de anos.

SELMA CAPARROZ

BRECK P. KENT/SHUTTERSTOCK.COM

2 Algumas partes do corpo dos seres vivos podem ser mais rapidamente decompostas, como tecidos moles. Partes mais rígidas, como ossos, dentes e conchas, podem ser substituídas por minerais ou deixar impressões nas rochas em formação. Esse processo ocorre concomitantemente ao depósito de sedimentos, ao longo de muitos anos.

MARK HIGGINS/SHUTTERSTOCK.COM

1 No processo de formação de rochas sedimentares, há o depósito de diversas camadas de sedimentos, umas sobre as outras. Camadas de sedimentos também são depositadas sobre o corpo dos seres vivos ou sobre vestígios de sua atividade.

Fóssil de peixe encontrado em Wyoming, nos Estados Unidos, com estimativa de ter vivido há cerca de 55 milhões de anos.

3 Os fósseis formados podem ser encontrados em diferentes camadas das rochas sedimentares. De modo geral, as camadas mais profundas das rochas são as mais antigas.

Elaborado com base em: GROTZINGER, John; JORDAN, Tom. Para entender a Terra. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. p. 203.

Os seres vivos, ou parte deles, também podem ser preservados em resina vegetal fossilizada. Algumas árvores produzem um fluido pegajoso que pode aprisionar insetos, partes de plantas etc. Ao longo do tempo, esse fluido enrijece e forma o âmbar, que preserva o fóssil por milhões de anos. O estudo dos fósseis revela espécies já extintas e nos possibilita entender como os seres vivos se modificaram ao longo do tempo.

NATURAL HISTORY MUSEUM, LONDON/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Representação do processo de fossilização em rochas sedimentares (imagens sem escala; cores fantasia).

Inseto fossilizado, com idade estimada em milhões de anos.

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Faça uma visita virtual ao Museu de Paleontologia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e conheça sua coleção de fósseis. Tour virtual. Publicado por: Museu de Paleontologia Irajá Daminani Pinto. Disponível em: https://www.ufrgs.br/ museupaleonto/?page_id=688. Acesso em: 17 out. 2024.

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DiAlOGOS DA NATUREZA

Este assunto permite um trabalho em conjunto com o componente curricular de Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

Como é possível estimar a idade dos fósseis? Existem diversas maneiras de determinar a idade aproximada de um fóssil. Algumas envolvem isótopos radioativos, como o carbono-14 (C14). Esse isótopo de carbono é encontrado no ambiente na molécula de gás carbônico (CO2). Ele é incorporado pelas plantas por meio da fotossíntese e pelos animais por meio da alimentação. Ao longo de sua vida, os seres vivos mantêm uma certa quantidade de carbono-14 em seu organismo. Quando um organismo morre, ele para de absorver esse isótopo radioativo, e a quantidade desse carbono começa a diminuir lentamente. Ao medir a quantidade de carbono-14 que ainda está presente no fóssil em comparação com o que deveria estar presente em um organismo vivo, os cientistas podem estimar quanto tempo se passou desde que o organismo morreu. Quanto menor for a quantidade desse isótopo na amostra, mais antigo é o fóssil. Contudo, essa técnica consegue determinar idades de fósseis de até 50 mil anos de idade. Para fósseis mais antigos, outras técnicas são requeridas.

CRIS ALENCAR

Os estudos moleculares também fornecem evidências da evolução. Por exemplo, é possível fazer uma análise comparativa do material genético de diferentes espécies. Ao se identificarem sequências similares de um mesmo gene, que é utilizado como um dos parâmetros para comparar as espécies analisadas no estudo, entende-se que essa pode ser uma evidência de que elas são evolutivamente próximas entre si. Evidências da evolução também podem ser obtidas com base no estudo das características semelhantes apresentadas por diferentes organismos. Entre elas, estão as estruturas homólogas, presentes em espécies que compartilham um ancestral comum. Essas estruturas possuem a mesma origem embriológica, mas não necessariamente desempenham a mesma função em cada espécie. Um exemplo de estrutura homóloga são os ossos que compõem os membros anteriores dos mamíferos (o úmero, o rádio, a ulna, os carpos, os metacarpos e as falanges). A presença desses ossos em todos os mamíferos é um indicativo de que eles compartilham um ancestral comum já extinto, que, no passado, apresentava esses mesmos ossos. Contudo, ao longo do tempo, as linhagens evolutivas dos mamíferos acumularam modificações, resultando em membros anteriores com formatos e funções diferentes nas espécies atuais. Por exemplo, os membros anteriores dos seres humanos são utilizados para manipular o ambiente; das baleias, para o nado; dos gatos, para caminhar e saltar; e dos morcegos, para o voo.

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 473.

Úmero

Rádio Ulna Carpos Metacarpos Falanges Ser humano

Baleia

Gato

Morcego

Representação dos ossos que compõem o membro anterior do ser humano, da baleia, do gato e do morcego, que são estruturas homólogas.

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UNIDADE

História da vida na Terra Para os estudos a respeito da história da vida na Terra, usam-se as unidades de medida éons, eras e períodos para determinar o tempo geológico – subdivisões de maior para menor abrangência. Acompanhe o quadro a seguir.

De 4,6 a 4 bilhões de anos atrás

Arqueano

De 4 a 2,5 bilhões de anos atrás

Proterozoico

De 2,5 bilhões a 538 milhões de anos atrás

Cambriano

De 538 a 485 milhões de anos atrás

Ordoviciano

De 485 a 443 milhões de anos atrás

Siluriano

De 443 a 419 milhões de anos atrás

Devoniano

De 419 a 358 milhões de anos atrás

Carbonífero

De 358 a 298 milhões de anos atrás

Permiano

De 298 a 251 milhões de anos atrás

Triássico

De 251 a 201 milhões de anos atrás

Jurássico

De 201 a 145 milhões de anos atrás

Cretáceo

De 145 a 66 milhões de anos atrás

Paleógeno

De 66 a 23 milhões de anos atrás

Neógeno

De 23 a 2,58 milhões de anos atrás

Quaternário

De 2,58 milhões de anos atrás aos dias de hoje

Paleozoico

Fanerozoico

Mesozoico

Cenozoico

Fonte: INTERNATIONAL chronostratigraphic chart. [S. l.]: International Commission on Stratigraphy, c2013-2023. Disponível em: https://stratigraphy.org/chart. Acesso em: 18 out. 2024. ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Você sabia que o mamífero mais antigo já descoberto foi encontrado no Brasil por cientistas brasileiros? Assista ao vídeo no site a seguir para conhecer mais.

Primeiros peixes

MANZI

Hadeano

MANZI

Intervalo de anos (aproximadamente)

Primeiros répteis

Primeiros dinossauros

MANZI

Período

MARCIO L. COSTA

Pré-cambriano

Era

Primeiros mamíferos

MANZI

Éon

Primeiros hominínios.

Representação do tempo geológico e de alguns eventos da história evolutiva da vida na Terra (imagens sem escala; cores fantasia).

Pesquisa de paleontólogo brasileiro descobre o mamífero mais antigo do mundo. Publicado por: Globoplay. Vídeo (7 min). Disponível em: https://globoplay. globo.com/v/10946803/. Acesso em: 23 out. 2024.

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A seguir, serão apresentados alguns eventos que resultaram na diversidade de espécies atualmente encontradas no planeta.

As rochas mais antigas: As mais antigas rochas conhecidas na superfície terrestre datam de aproximadamente 4,2 bilhões de anos.

Os animais mais antigos: Os fósseis mais antigos de animais datam de 558 milhões de anos. UNIVERSAL IMAGES GROUP NORTH AMERICA LLC/ DEAGOSTINI/ALAMY/FOTOARENA

Surgimento da vida: Não se sabe ao certo quando a vida surgiu na Terra. As primeiras evidências são de cerca de 3,5 bilhões de anos atrás, os estromatólitos, rochas sedimentares produzidas pela atividade de colônias de procariontes primitivos.

A vida pluricelular: Não se sabe ao certo quando os primeiros seres pluricelulares tenham surgido no planeta, mas sabe-se que eles já existiam por volta de 1,6 bilhão de anos atrás, data dos mais antigos fósseis encontrados de organismos pluricelulares.

LKONYA/SHUTTERSTOCK.COM

1 2 3

Formação da Terra: Estudos indicam que a Terra teria se formado há cerca de 4,6 bilhões de anos.

Estromatólitos encontrados na Austrália. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

Os animais mais antigos já encontrados, conhecidos como Dickinsonia, possuíam um formato oval e uma estrutura corporal complexa. Possuíam cerca de 1,4 metro de comprimento.

3 Os estromatólitos são indicativos

4 5 6

A fotossíntese: Estruturas microscópicas que se assemelham a células procarióticas foram encontradas em fósseis de cerca de 3,4 bilhões de anos no oeste da Austrália. Elas foram consideradas as evidências mais antigas de seres fotossintetizantes. O aumento da concentração de gás oxigênio na atmosfera: Estudos indicam que a concentração atmosférica de gás oxigênio tenha começado a aumentar por volta de 2,7 bilhões de anos atrás. O aumento de sua concentração atmosférica foi importante para a diversificação dos seres de metabolismo aeróbio. As células eucarióticas: Os fósseis mais antigos de células eucarióticas datam de 1,8 bilhão de anos.

Diversificação animal: No período Cambriano, houve um grande aumento da diversidade de muitos filos de animais, evento conhecido como explosão cambriana, assim como o surgimento dos primeiros peixes. SINCLAIR STAMMERS/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

da existência de vida na Terra em qual era do tempo geológico?

Harpides, fóssil de trilobita, um artrópode que se alimentava enquanto rastejava no fundo do mar. Ele viveu entre 500 e 300 milhões de anos atrás.

A colonização do ambiente terrestre: Já no período Ordoviciano, algas marinhas tornam-se abundantes e o ambiente terrestre passa a ser colonizado por grupos de plantas e invertebrados. A evidência fóssil mais antiga de plantas terrestres data de cerca de 420 milhões de anos. Essas plantas eram avasculares, ou seja, não apresentavam vasos condutores de seiva.

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Concepção artística da planta da espécie Euanthus panii, vivente no período Jurássico (imagem sem escala; cores fantasia).

Diversificação das plantas: Já no Siluriano, a temperatura voltou a se elevar, permanecendo quente e estável durante a maior parte do período. As primeiras plantas terrestres com vasos condutores surgiram no período Siluriano.

Diversificação dos peixes e primeiros tetrápodes: O período Devoniano é conhecido por “Idade dos peixes” devido à grande diversificação dos peixes ósseos. Nele, também ocorreu o surgimento dos insetos e dos primeiros tetrápodes, ou seja, vertebrados terrestres de quatro membros, além das primeiras plantas com sementes.

Florestas de plantas vasculares: No Carbonífero, aparecem extensas florestas de plantas vasculares e os anfíbios tornam-se dominantes. Além disso, surgem os primeiros répteis.

A maior extinção em massa: Ao final do Permiano, houve uma das maiores extinções da história do planeta de organismos aquáticos e terrestres. Acredita-se que mais de 90% das espécies de animais marinhas tenham sido extintas, além de 70% das espécies terrestres, aproximadamente. Não se sabe ao certo o que teria provocado esse evento, mas acredita-se que tenha relação com a acidificação das chuvas, provocada pela emissão de gases vulcânicos. Os primeiros dinossauros teriam surgido no cenário posterior.

Mamíferos e irradiação dos dinossauros: No Triássico, ocorre o surgimento dos mamíferos. Os mamíferos primitivos coexistiram com os dinossauros, os quais se irradiaram no Triássico.

Fóssil (A) e concepção artística (B) de um megazostrodonte, um mamífero primitivo extinto que possuía o tamanho de um camundongo e se alimentava de insetos (imagem sem escala; cores fantasia).

UNIDADE

O surgimento das flores: As primeiras plantas com flores surgiram no Jurássico. Nesse período, os dinossauros se tornaram muito diversificados e dominantes.

A extinção dos dinossauros: Ao fim do Cretáceo, há cerca de 65 milhões de anos, ocorreu outro evento de extinção em massa, responsável pela eliminação dos dinossauros. Uma das hipóteses mais aceitas entre os cientistas é que essa extinção tenha sido ocasionada pela alteração climática provocada por um meteoro que teria atingido o planeta, enchendo a atmosfera de gases, poeira e detritos.

Irradiação da vida: Já no Paleógeno, há uma grande irradiação de mamíferos, aves, plantas com flores e insetos polinizadores, assim como o surgimento de muitos grupos de primatas. No Neógeno, a irradiação desses grupos continua e surgem os primeiros ancestrais que se relacionam com a espécie humana.

Surgimento do gênero Homo e dos seres humanos: No Quaternário, período que vivemos nos dias de hoje, ocorre o surgimento do gênero Homo, e, por conseguinte, de nossa espécie (Homo sapiens). A origem dos Homo sapiens teria ocorrido há cerca de 300 mil anos, na África Oriental.

RICARDO AZOURY/PULSAR IMAGENS; ISMAR INGBER/PULSAR IMAGENS

NATURAL HISTORY MUSEUM, LONDON/SCIENCE PHOTO LIBRARY/ FOTOARENA; MICHAEL LONG/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

A primeira extinção em massa: Ao fim do período Ordoviciano, a temperatura do planeta começou a diminuir significativamente, conforme as camadas de gelo se espalhavam. Acredita-se que o congelamento tenha ocasionado uma das maiores extinções em massa de vida na Terra, visto que boa parte dos seres vivos ocupavam ambientes aquáticos.

MASATO HATTORI/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Fóssil do crânio (A) e reconstrução artística do rosto (B) do ser humano mais antigo encontrado na América do Sul. Esse fóssil é de uma mulher, que foi chamada de Luzia, e data de cerca de 11 500 anos atrás.

Representação de alguns eventos importantes desde a formação da Terra até o surgimento dos Homo sapiens.

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História do pensamento evolutivo Atualmente, a evolução é aceita pela comunidade científica e sustentada por diversas evidências. Contudo, no passado, não se acreditava na evolução dos seres vivos. Por muitos séculos, diversos estudiosos defendiam o fixismo, isto é, que as espécies de seres vivos teriam se originado na forma com que se apresentam e assim permaneceriam, mantendo-se imutáveis. O avanço dos estudos científicos em diferentes áreas das Ciências contribuiu para o entendimento de que os seres vivos não poderiam ser imutáveis, mas se modificariam ao longo do tempo. Gradualmente, houve a concretização do pensamento evolutivo. Desde o século XVIII, diferentes explicações para a evolução dos seres vivos foram propostas. A seguir, estudaremos duas delas: a proposta por Lamarck e a proposta por Darwin e por Wallace.

As ideias evolucionistas de Lamarck O naturalista francês Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet (1744-1829), conhecido como Lamarck, foi o primeiro pesquisador a propor uma explicação a respeito de como se daria a evolução dos seres vivos. Ela foi publicada na obra Philosophie Zoologique, em 1809. Para Lamarck, cada espécie atual teria se originado por geração espontânea e, a partir daí, seguido seu próprio caminho evolutivo, de forma independente. Ao longo desse processo, cada espécie teria se modificado em função das alterações do ambiente que ocupava. Lamarck defendia que o tempo e as condições ambientais eram os principais fatores responsáveis pela transformação progressiva dos seres vivos. O tempo justificaria a complexidade das espécies atuais. Ou seja, de acordo com sua proposição, as espécies mais simples teriam surgido mais recentemente e, portanto, teriam se modificado menos, se comparadas às espécies mais complexas. Essas teriam surgido em tempos mais remotos e se modificado mais. Por sua vez, as condições ambientais imporiam mudanças nos seres vivos. Isto é, os seres vivos se modificariam por influência do ambiente. Lamarck afirmava que as novas características apresentadas pelos seres vivos, se plenamente utilizadas por eles, poderiam ser passadas aos seus descendentes por meio da reprodução. Essa proposição estava embasada no uso e desuso e na herança dos caracteres adquiridos, explicações comuns entre os naturalistas da época. O uso e desuso determinam que as características dos seres vivos tenderiam a ser desenvolvidas ou atrofiadas se fossem muito ou pouco utilizadas, respectivamente. A herança dos caracteres adquiridos, por sua vez, estipula que as características resultantes do uso e do desuso seriam transmitidas às próximas gerações.

S.H.EXCLUSIV/SHUTTERSTOCK.COM

As ideias evolucionistas buscam explicar a diversidade dos seres vivos existentes na Terra.

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ARTERRA/UNIVERSAL IMAGES/GETTY IMAGES

Por exemplo, com base nas ideias de Lamarck, explica-se que as girafas, no passado, não apresentavam pescoço comprido, e para se alimentarem das folhas presentes nas copas das árvores, tinham de esticá-lo. Com o tempo, seu pescoço teria ficado mais longo (uso e desuso). Essa característica teria sido transmitida aos seus filhotes (herança dos caracteres adquiridos), que nasceriam com pescoço mais longo. A cada geração, o pescoço das girafas teria ficado mais longo, resultando no tamanho atual. Atualmente, as ideias de Lamarck não são aceitas pela comunidade científica. Sabe-se que os seres vivos não se originam por geração espontânea e que nem todas as mudanças ocorridas em um organismo durante sua vida são transmitidas às gerações seguintes. Embora suas teorias não sejam mais aceitas, Lamarck desempenhou um papel histórico importante na aceitação da ideia de evolução. Mesmo desacreditadas por pessoas de sua época, suas ideias abriram caminho para novas discusGirafa alimenta-se das folhas de sões sobre a evolução dos seres vivos. uma árvore na savana africana.

UNIDADE

A evolução do pescoço da girafa não foi proposta por Lamarck em sua obra original. Esse exemplo, no entanto, é frequentemente utilizado de forma didática para ilustrar suas ideias evolucionistas.

As ideias evolucionistas de Darwin e Wallace Algumas décadas depois de Lamarck, os naturalistas britânicos Charles Darwin (1809-1882) e Alfred Russel Wallace (1823-1913) propuseram, independentemente, explicações similares para a evolução dos seres vivos. Para eles, a evolução seria explicada pela seleção natural, que estudaremos adiante. Muitas das conclusões de Darwin foram proporcionadas pela viagem de cinco anos de exploração ao redor do mundo, juntamente ao capitão FitzRoy no navio inglês HMS Beagle. Partindo da Inglaterra, em 1831, a expedição passou por diferentes continentes, incluindo a América do Sul, onde Darwin visitou o Brasil. O retorno à Inglaterra ocorreu em 1836.

0°

Círculo Polar Ártico Falmouth (20/2/1836)

AMÉRICA DO NORTE

OCEANO ATLÂNTICO

Trópico de Câncer

CABO VERDE

Is. Galápagos

AMÉRICA DO SUL

I. Tahiti

Trópico de Capricórnio

Valparaíso Patagônia Estr. de Magalhães

3 290

Plymouth (10/2/1831)

Círculo Polar Antártico

I. de Ascensão

Montevidéu Bahia Blanca Is. Falkland (Is. Malvinas)

Cabo Horn

ÁSIA

ÁFRICA

OCEANO ÍNDICO

MADAGASCAR

Salvador

Cidade do Cabo

Rio de Janeiro

Meridiano de Greenwich

Equador

OCEANO PACÍFICO

OCEANO GLACIAL ÁRTICO

EUROPA

AÇORES

SONIA VAZ

A viagem do HMS Beagle pelo mundo (1831 a 1836)

OCEANO PACÍFICO 0° Is. Cocos

OCEANIA

MAURÍCIO

Sydney

Cabo da Boa Esperança

Hobart

NOVA ZELÂNDIA

OCEANO GLACIAL ANTÁRTICO Rota do HMS Beagle Cidades

Representação da rota realizada pelo HMS Beagle entre 1831 e 1836.

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 466. BROWNE, Janet. Charles Darwin: viajando. São Paulo: Aracati: Editora Unesp, 2021. p. 238-239.

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HISTORIC IMAGES/ALAMY/FOTOARENA

Nessa viagem, Darwin visitou diferentes ambientes e observou vários organismos ao redor do mundo, além de coletar diversos exemplares de seres vivos para estudá-los. Entre as espécies coletadas estavam as de aves conhecidas popularmente por tentilhões, encontradas nas ilhas de Galápagos, arquipélago localizado na costa do Equador. Os tentilhões viviam em diferentes ilhas do arquipélago e apresentavam características próprias, como o formato de seu bico.

1. Geospiza magnirostris

2. Geospiza fortis

3. Geospiza parvula

4. Certhidea olivacea

DARWIN, Charles. A naturalist's voyage. Londres: John Murray, 1889. p. 379.

Desenhos das espécies de tentilhões estudados por Darwin.

Os seres vivos possuem alto potencial reprodutivo. No geral, um casal de cada espécie de seres vivos tem o potencial para gerar muitos descendentes. Contudo, não se observam populações extremamente numerosas de cada espécie em um mesmo ambiente.

Os recursos ambientais são limitados, fazendo com que os seres vivos estabeleçam uma competição por eles. Alimento, abrigo e parceiros para reprodução são exemplos de alguns recursos pelos quais os seres vivos buscam. Eles estão disponíveis em quantidades limitadas, não podendo atender a todos os indivíduos presentes em um ambiente. Por isso, eles competem por recursos.

As características dos indivíduos de uma mesma população são distintas. Os indivíduos de uma população podem apresentar diferentes características. Algumas delas podem favorecer sua sobrevivência no ambiente, por serem vantajosas para a competição por recursos. Nesse caso, eles terão mais chances de reproduzir e produzir um maior número de descendentes. Como muitas características são hereditárias, isto é, transmitidas entre as gerações, os descendentes podem herdar as características vantajosas. Com o tempo, elas estarão presentes entre muitos indivíduos da população.

JONEY/SHUTTERSTOCK.COM

Ao retornar à Inglaterra, Darwin consultou um profissional especialista em aves, John Gould (18041881), que, ao analisar os tentilhões coletados, concluiu que pertenciam a espécies distintas. Então, a partir de seus estudos, Darwin supôs que as espécies de tentilhões desse arquipélago teriam surgido a partir de uma espécie ancestral que habitava o continente, no passado. Isto é, há muitos anos, uma população de tentilhões do continente teria colonizado as ilhas de Galápagos, e, devido às diferentes condições ambientais de cada ilha, essas aves acabaram se divergindo e, com o tempo, tornaram-se espécies distintas. O estudo dos tentilhões foi importante para a proposição da ancestralidade comum. Segundo Darwin, todas as espécies existentes e extintas em nosso planeta, compartilhariam um ancestral comum. Este, por sua vez, teria dado origem aos ancestrais das espécies atuais. Para explicar como as espécies teriam se modificado ao longo do tempo, Darwin propôs a teoria da seleção natural, similarmente ao que foi proposto por Wallace. Para tal proposta, foram consideradas as seguintes premissas:

A ideia base da teoria da seleção natural é a de que as características dos indivíduos são selecionadas em decorrência das condições do ambiente em que vivem. Considerando os tentilhões de Galápagos, por exemplo, as condições ambientais de cada ilha teriam selecionado características diferentes entre os tentilhões, como o formato de seus bicos, ao longo do tempo.

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UNIDADE

Assim como Darwin, em seus estudos, Wallace também propôs a ancestralidade comum das espécies e chegou à conclusão de que a seleção natural seria a base para a evolução dos seres vivos. Em 1858, Wallace compartilhou suas conclusões com Darwin, que, em 1859, publicou a obra A origem das espécies com a síntese dessas ideias. Com o avanço dos estudos, a seleção natural foi revista em alguns pontos, mas mantém-se aceita até os dias de hoje. Ela compõe parte da teoria evolutiva mais aceita atualmente. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

STEVE ALLEN/SHUTTERSTOCK.COM

4 Considere um casal de elefantes. Segundo as estimativas

de Darwin, eles poderiam gerar 15 milhões de descendentes em um período de 500 anos – o que não ocorre. Proponha uma explicação para o fato de não observarmos populações numerosas de elefantes, como as estimativas de Darwin, vivendo em certo ambiente.

5 Ainda nesse exemplo, considere que a presença de

trombas maiores seja mais vantajosa para a obtenção de alimentos. O que é esperado que aconteça com a população de elefantes, se essa característica puder ser herdada pelos descendentes?

População de elefantes da espécie Loxodonta africana. Botswana (África), 2020. RIFAH TASNIA TANISHA/SHUTTERSTOCK.COM

AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. A teoria da evolução dos seres vivos é sustentada por diversas evidências. Indique uma delas e explique de que maneira ela auxilia os pesquisadores a compreender como se deu a evolução da vida.

2. A vida na Terra já passou por cinco episódios de extinção em massa. Contudo, existe uma discussão na

comunidade científica de que o planeta pode estar vivenciando a sexta extinção em massa. A respeito do assunto, leia o texto a seguir. [...] Em torno de 30% das espécies de plantas e animais catalogadas pelos biólogos estão ameaçadas de extinção por riscos como a falta de alimentos causada pela destruição de seus hábitats pelos humanos, envenenamento com pesticidas ou pela caça por lucro ou diversão. A última vez que a Terra enfrentou uma extinção em massa da flora e da fauna tão rápida foi há 66 milhões de anos, quando um meteoro enorme atingiu o planeta. [...] Na época geológica chamada [...] de Antropoceno, os humanos são o asteroide. A taxa anual de extinção natural é de dez a 100 espécies por ano. A atividade humana eleva esse número para cerca de 27 mil por ano. [...] COMO a humanidade pode evitar a sexta onda de extinção em massa. G1, [s. l.], 13 mar. 2024. Disponível em: https://g1.globo.com/meio-ambiente/ noticia/2024/03/13/como-a-humanidade-pode-evitar-a-sexta-onda-de-extincao-em-massa.ghtml. Acesso em: 18 out. 2024.

Com base nas informações apresentadas e em seus conhecimentos, faça o que se propõe a seguir. a) O que o autor do texto quis dizer com "os humanos são os asteroides"? b) Quais fatores mencionados no texto são responsáveis pela redução atual da biodiversidade? c) Considerando sua resposta ao item (b), proponha ações que ainda podem ser realizadas de modo a evitar que a biodiversidade do planeta seja prejudicada. d) De acordo com o texto, em quantas vezes as atividades humanas aumentaram a taxa de extinção de espécies, considerando a taxa natural mais alta mencionada?

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3. Em seu caderno, associe corretamente as colunas a seguir. A. Lamarck

I. O ambiente impõe mudanças aos seres vivos. II. As espécies atuais surgiram espontaneamente, de modo independente.

B. Darwin e Wallace

III. As condições ambientais selecionam os seres vivos que possuem características vantajosas. IV. O uso das características promove seu desenvolvimento e o desuso, sua atrofia. V. Os seres vivos que possuem características vantajosas à sua sobrevivência têm maior probabilidade de sobreviver e de se reproduzir. VI. As espécies atuais surgiram de ancestrais que se modificaram ao longo do tempo.

VII. Características adquiridas são transmitidas à geração seguinte. 4. Considerando a resposta à atividade 3, elabore um texto comparativo entre as ideias evolutivas de Lamarck e as de Darwin e Wallace. Considere que os círculos representam indivíduos de uma população e que indivíduos altamente sensíveis à luz tenham baixas chances de sobreviver quando expostos a ela.

Antes da seleção

Após a seleção

População final

ALEX SILVA

Passagem do tempo

5. Analise o esquema a seguir.

Legenda Nível de sensibilidade à luz

Baixo

Alto

a) O que é representado no esquema? b) Na situação (1), é possível dizer que o ambiente em que os indivíduos viviam era sombreado ou ensolarado? E na situação (3)? Justifique sua resposta. c) Apesar de o esquema representar uma situação hipotética, é possível que situações similares aconteçam, devido a fatores naturais ou às atividades humanas. Considere que uma floresta com grande densidade de árvores seja desmatada para que o terreno seja utilizado para o plantio de soja. Relacione essas informações ao esquema, justificando a importância da preservação da natureza.

6. Leia a reportagem a seguir. Fóssil de 120 milhões de anos revela como aves antigas se alimentavam Descoberta de novo estudo diverge de hipóteses anteriores de que uma das aves mais antigas da Terra se alimentava de peixes Um novo estudo [...] mostra que sementes fossilizadas foram encontradas no estômago de um dos primeiros pássaros a viverem na Terra, indicando que eles comiam frutas. A descoberta diverge da hipótese de que essas aves se alimentavam de peixes, que surgiu pelo seu bico conter vários dentes fortes. A ave Longipteryx chaoyangensis viveu há mais de 120 milhões de anos onde hoje é o nordeste da China e foi descoberta em 2000. [...] MARACCINI, Gabriela. Fóssil de 120 milhões de anos revela como aves antigas se alimentavam. CNN Brasil, [s. l.], 16 set. 2024. Disponível em: https://www.cnnbrasil.com.br/tecnologia/fossil-de-120-milhoes-de-anos-revela-como-aves-antigas-se-alimentavam/. Acesso em: 18 out. 2024.

a) Os conhecimentos científicos estão em constante construção e, por isso, podem ser revistos e reformulados. Relacione essa afirmativa ao conteúdo da reportagem. b) De que maneira o estudo dos fósseis contribuiu para o entendimento dos hábitos alimentares da ave Longipteryx chaoyangensis? c) As espécies de aves atuais não apresentam dentes. A ausência de dentes reduz a massa corporal desses animais e é considerada uma adaptação ao voo. Considerando essas informações e seus conhecimentos sobre seleção natural, elabore uma hipótese para explicar a perda dos dentes ao longo da evolução das aves.

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Sa¡ba ma¡s

UNIDADE

Fóssil vivo

Os peixes da espécie Latimeria chalumnae, conhecidos como celacantos, eram considerados extintos pela comunidade científica, já que não eram encontrados na natureza. O que se conhecia eram apenas exemplares fossilizados, datados de milhões de anos atrás. Até que, para a surpresa dos pesquisadores, um exemplar foi capturado por pescadores na África do Sul, em 1938, fazendo com que ficassem conhecidos como “fósseis vivos”. Os celacantos permaneceram ocultos por tanto tempo porque habitam grandes profundidades e possuem hábitos noturnos, período em que costumam se alimentar. Durante o dia, permanecem reclusos em cavernas.

JONNYSEK/ALAMY/FOTOARENA

ATYPEEK DSGN/SHUTTERSTOCK.COM

Com a redescoberta dos celacantos, eles passaram a ser amplamente estudados. As pesquisas revelaram que, mesmo com a similaridade na aparência entre os celacantos atuais e os fósseis, essa espécie se modificou ao longo do tempo. Os fósseis indicam a presença de pulmões bem desenvolvidos, que provavelmente teriam sido funcionais no passado, possibilitando a sobrevivência dos celacantos em águas com baixa quantidade de gás oxigênio dissolvido. Os celacantos atuais, porém, apresentam pulmões de tamanho reduzido, que não realizam função respiratória, a qual é desempenhada pelas brânquias desses peixes.

Celacanto (Latimeria chalumnae). O adulto da espécie pode atingir até 2 metros de comprimento.

Fóssil de celacanto (Latimeria chalumnae) encontrado na Alemanha e datado de 161 a 145 milhões de anos atrás (Jurássico Superior). AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Ao comparar os celacantos atuais com fósseis, os pesquisadores notaram algumas diferenças. Quais diferenças são essas?

2. O que as diferenças encontradas pelos pesquisadores indicam? 381

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TEMA

Teoria sintética da evolução Leia o trecho da reportagem a seguir.

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Resistência a antibióticos pode causar mais de 39 milhões de mortes até 2050, aponta estudo

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

Mais de 39 milhões de pessoas em todo o mundo podem morrer diretamente devido a infecções resistentes aos antibióticos nos próximos 25 anos. Isso é o que aponta um estudo [...] que considera possível evitar essa tragédia. RESISTÊNCIA a antibióticos pode causar mais de 39 milhões de mortes até 2050, aponta estudo. G1, [s. l.], 17 set. 2024. Disponível em: https://g1.globo.com/saude/noticia/2024/09/17/resistencia-a-antibioticospode-causar-mais-de-39-milhoes-de-mortes-ate-2050-aponta-estudo.ghtml. Acesso em: 19 out. 2024.

1 Como é possí-

vel que alguns agentes patogênicos desenvolvam resistência a medicamentos? Apresente a um colega uma hipótese sobre o assunto.

2 Desde 2011, a

ROLLINGCAMERA/SHUTTERSTOCK.COM

venda de antibióticos sem receita médica se tornou proibida no Brasil. Qual é a importância dessa medida?

Um dos grandes desafios de saúde pública atuais é o fato de agentes patogênicos, como bactérias, vírus, protozoários e fungos, não responderem mais aos medicamentos utilizados para combatê-los. Essa resistência antimicrobiana faz com que certas infecções se tornem difíceis de serem tratadas, aumentando os riscos de casos graves e óbitos. Uma das causas para o desenvolvimento da resistência antimicrobiana é o uso de medicamentos de forma excessiva ou incorreta pelas pessoas, em especial os antibióticos. A resistência antimicrobiana está associada a alguns fatores evolutivos que fazem parte da teoria sintética da evolução, atualmente aceita na comunidade científica. Formulada no século XX após o avanço dos estudos evolutivos e sua integração com a Genética, essa teoria é composta de fatores como a mutação, a recombinação, o fluxo gênico, a deriva genética e a seleção natural. Neste Tema, estudaremos mais detalhes sobre cada um desses fatores. Medicamentos devem ser utilizados somente sob prescrição médica.

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UNIDADE

Mutação

SELMA CAPARROZ

Como estudado, as mutações compreendem alterações no material genético. Elas podem ocorrer em sequências específicas, como nos genes, o que pode alterar a proteína que seria codificada. As mutações podem afetar os organismos e as características manifestadas por eles. Por alterarem a sequência de bases nitrogenadas do DNA dos seres vivos, as mutações configuram a origem primária da variabilidade genética entre os indivíduos de uma população. E é sobre essa variabilidade que a seleção natural irá atuar, selecionando os conjuntos genéticos mais vantajosos em determinadas condições ambientais. Acompanhe o seguinte exemplo hipotético. Considere que em uma floresta exista uma população de besouros de cor verde-amarela que se destaca no ambiente em que vivem e, por isso, são facilmente predados por aves. Considere que, em certo momento, tenha nascido um besouro de cor marrom-amarela, em decorrência de uma mutação no gene que configura a cor do élitro (asa de proteção que recobre as asas funcionais) dos besouros. Por conta de sua coloração, esse besouro pode ser confundido com as cores dos troncos e do solo presentes na floresta e não ser predado com facilidade (1). Nesse caso, a cor marrom-amarela consistiu em uma vantagem para a sobrevivência do besouro nesse ambiente. Caso essa característica seja hereditária, ela poderá ser herdada por seus descendentes, por meio da reprodução (2). Com o passar das gerações, poderão existir mais besouros de élitro marrom-amarelo na população (3).

Elaborada com base em: URRY, Lisa A. et al. Campbell biology. 12. ed. Nova York: Pearson, 2020. p. 486.

Passagem tempo Passagemdo do tempo Representação da atuação da seleção natural em uma população de besouros (imagens sem escala; cores fantasia). Um exemplo real da mutação como fator evolutivo é o desenvolvimento da resistência antimicrobiana. A resistência pode surgir em um organismo devido a uma mutação, que lhe confere a capacidade de sobreviver à ação de determinados agentes antimicrobianos, como medicamentos ou pesticidas. Se essa característica for hereditária, ela poderá ser transmitida a seus descendentes, resultando em uma população resistente e difícil de ser controlada. É importante destacar que as mutações nem sempre resultam em novas características, pois podem ser silenciosas e não produzir efeitos nos organismos. Além disso, nem todas as mutações são hereditárias. Neste caso, mesmo que originem novas características, elas não serão transmitidas aos descendentes.

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Recombinação

SELMA CAPARROZ

Como estudado, a meiose ocorre em duas etapas: na primeira etapa (meiose I), o par de cromossomos homólogos é separado entre as células-filhas; na segunda etapa (meiose II), as cromátides irmãs de um mesmo cromossomo são separadas entre as células-filhas. Ao final da divisão meiótica, cada célula-filha apresenta apenas uma cromátide de cada cromossomo. Com isso, cada gameta formado pela meiose apresentará um conjunto de alelos, ou seja, um conjunto genético. Entretanto, é possível produzir novas combinações de alelos entre os gametas formados, evento denominado recombinação. Um dos processos que resulta na recombinação é o crossing-over. O crossing-over compreende a troca de segmentos de DNA entre cromátides de cromossomos homólogos durante a meiose. Essa troca pode alterar os alelos presentes em cada cromossomo, resultando em gametas com novas combinações de alelos. Analise o esquema a seguir da meiose de uma célula 2n, na qual ocorre o crossing-over entre um par de homólogos. Note que cada célula-filha, ao final, carrega diferentes conjuntos genéticos.

Célula-mãe (2n)

Células-filhas (n) Cromossomos homólogos

Crossing-over

Cromossomos recombinantes

Elaborada com base em: PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 76 do pdf.

Representação do crossing-over durante a meiose de uma célula diploide. Nesse processo, segmentos da mesma região de cada cromossomo homólogo podem ser trocados entre si (imagem sem escala; cores fantasia). A união entre gametas recombinantes possibilita que os descendentes formados apresentem novos conjuntos genéticos. Dessa forma, a recombinação aumenta a variabilidade genética existente em uma população.

Fluxo gênico O fluxo gênico consiste na troca de informações genéticas entre diferentes populações de uma mesma espécie. Essa troca ocorre por meio da reprodução sexuada de seus membros. Assim, é possível produzir novas combinações de conjuntos genéticos nos descendentes, o que contribui para aumentar a variabilidade genética existente na população. O fluxo gênico pode ser ocasionado pela imigração, ou seja, pela chegada de novos indivíduos a uma população. Os imigrantes podem apresentar conjuntos genéticos bastante distintos dos indivíduos que já existiam na população, como mostra o exemplo a seguir.

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População A

SIRIO CANÇADO

UNIDADE

População B

KRIACHKO OLEKSII/SHUTTERSTOCK.COM

Considere duas populações de borboletas da mesma espécie: a população A, com apenas borboletas de asas vermelhas, e a população B, com borboletas de asas vermelhas e borboletas de asas amarelas. Se uma borboleta de asas amarelas da população B migrar e se reproduzir com uma borboleta da população A, parte de seus genes será combinada e transmitida aos descendentes, que poderão ter asas amarelas. Com o tempo, essa característica pode se estabelecer na população A, aumentando sua variabilidade genética. Por outro lado, a emigração de indivíduos de uma população pequena pode reduzir sua variabilidade genética, já que as possíveis combinações entre os descendentes diminuem. Assim, a migração livre permite que diferentes populações troquem informações genéticas.

População A

Após algumas gerações Elaborada com base em: FLUXO gênico. São Paulo: Entendendo a Evolução, [202-]. Disponível em: https://evosite.ib.usp.br/evo101/ IIIC4Geneflow.shtml. Acesso em: 21 ago. 2024.

Representação do fluxo gênico entre populações de borboletas distintas (imagens sem escala; cores fantasia).

Deriva genética A deriva genética corresponde à alteração ao acaso da frequência de alguns alelos em uma população, podendo resultar na redução aleatória da variabilidade genética dessa população. Essa alteração não tem relação com as vantagens ou desvantagens apresentadas pelos indivíduos frente às condições ambientais e, portanto, não caracteriza ação da seleção natural. Também não está associada à migração. Os processos que podem resultar na deriva genética podem envolver fenômenos naturais, como queimadas, erupções vulcânicas, terremotos e maremotos, ou atividades humanas. Nesses casos, diversos indivíduos podem ser mortos, independentemente das características apresentadas. A retirada de indivíduos de uma população reduz sua variabilidade genética, o que pode ser um fator negativo para a sobrevivência da população, visto que seus membros podem não ser capazes de sobreviver diante de alterações futuras nas condições ambientais. Por exemplo, considere que entre os indivíduos de uma população de árvores existem aqueles muito resistentes a períodos de seca e aqueles pouco resistentes. Contudo, considere que tenha ocorrido uma queimada na região onde habitam. Esse evento provoca a redução acentuada da população de árvores, pois vários indivíduos dessa população morrem aleatoriamente em decorrência da queimada. Com isso, é possível que sobrevivam, de maneira aleatória, mais ou menos indivíduos com determinada característica. É possível ainda que uma dessas características desapareça dessa população em decorrência da queimada. Por exemplo, é possível que as árvores resistentes à seca desapareçam, afetando a sobrevivência dessa população em épocas de grande estiagem. Para evitar que populações sejam dizimadas e, eventualmente, extintas, é importante manter a variabilidade genética das populações. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 Quais atividades humanas podem afetar uma população, a ponto de reduzir sua variabilidade genética?

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AT¡v¡DaDeS

MAGITE HISTORIC/ALAMY/FOTOARENA

A seleção natural ocorre em função das vantagens, ou desvantagens, na sobrevivência e na reprodução dos indivíduos, conferidas em decorrência de suas características. Nesse sentido, ela não é aleatória, tampouco ocorre ao acaso. A seleção natural atua sobre as características do indivíduo, oriundas de sua constituição genética e da influência ambiental sobre elas. No entanto, sua ação ocorre de acordo com as condições do ambiente. Isso significa que determinadas características podem ser vantajosas sob certas condições ambientais e desvantajosas sob outras. Considere o exemplo dos ratos da espécie Peromyscus A polionotus, encontrados em uma vasta região da América do Norte. A cor da pelagem dessa espécie varia de tons claros a escuros e se relaciona ao tipo do solo das regiões onde esses ratos habitam. Por exemplo, na região costeira do estado da Flórida (EUA), onde o solo é mais claro, encontram-se populações de pelagem clara. Já no interior dos estados da Flórida e do Alabama (EUA), onde o solo tende a ser mais escuro, encontram-se populações de pelagem escura. Um grupo de pesquisadores investigou os fatores que poderiam estar envolvidos na variação dessa característica. A análise do material genético de indivíduos de diferentes B populações evidenciou muitas similaridades, indicando que as populações estariam em contato, trocando informações genéticas. Ou seja, a variação não poderia ser resultado de um baixo fluxo gênico. A partir de outras análises, os pesquisadores concluíram que a seleção natural seria responsável por manter essa variação: em solos mais claros, ratos de pelagem clara são menos predados e possuem mais chances de sobreviver e se reproduzir; em solos mais escuros, são os ratos Rato de pelagem clara (A) e de pelagem de pelagem escura que exibem vantagens. escura (B) da espécie Peromyscus polionotus.

REPRODUÇÃO/U.S. FISH AND WILDLIFE SERVICE

Seleção natural

Não escreva no livro.

1. Quais fatores evolutivos constituem a teoria sintética da evolução? 2. O melanismo é uma mutação genética que eleva a taxa de produção de melanina por um animal, resul-

[...] [...] “Especula-se que em áreas florestais mais densas, onde a luminosidade penetra pouco no interior da mata, animais melânicos podem se beneficiar no quesito camuflagem e ter maior sucesso de caça. Onça-pintada (Panthera onca) melânica.

VL SH ADIS UT LA TE V T RS . J TO IRO CK .CO USEK / M

tando em pele, pelagem ou plumagem mais escura. Dependendo do ambiente em que vive, é possível que o animal melânico tenha vantagens ou desvantagens para sobreviver. Leia a fala de um biólogo sobre o assunto para responder às questões a seguir.

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Porém, em ambientes mais abertos de vegetação mais rala, acredita-se que esses indivíduos terão mais dificuldade em se camuflar na vegetação, sendo assim uma desvantagem”, diz [o biólogo e coordenador científico do Onçafari, Eduardo Fragoso]. [...] BUCHERONI, Giulia. Onça-preta e onça-pintada são a mesma espécie; entenda. G1, [s. l.], 14 set. 2021. Disponível em: https://g1.globo.com/sp/ campinas-regiao/terra-da-gente/noticia/2021/09/14/onca-preta-e-oncapintada-sao-a-mesma-especie-entenda.ghtml. Acesso em: 19 out. 2024.

a) As informações apresentadas se relacionam a dois fatores evolutivos. Quais são eles? Explique sua resposta relacionando ambos os fatores. b) Em sua fala, o biólogo apresentou uma hipótese sobre a sobrevivência de animais melânicos. Considere que essa hipótese tenha sido validada e responda: de que maneira o desmatamento de áreas florestais pode afetar a sobrevivência de animais melânicos?

3. Os corredores ecológicos são faixas de vege-

EDSON GRANDISOLI/ PULSAR IMAGENS

tação que ligam fragmentos de florestas que foram separados pelas atividades humanas, como a agricultura e a construção de rodovias. Os corredores são importantes para que as populações de espécies que habitam os fragmentos possam estabelecer comunicação e se reproduzir. Nesse sentido, os corredores contribuem para a manutenção da biodiversidade.

chamadas Unidades de Conservação (UC). No estado em que você mora, existe um corredor ecológico que liga regiões legalmente protegidas? Para responder a essa questão, realize uma pesquisa em sites e fontes confiáveis. Em sua pesquisa, busque saber o contexto histórico relacionado à determinação desse corredor ecológico, enfatizando as razões pelas quais foi instituído.

UNIDADE

4. A sobrepesca, também chamada de pesca pre-

datória, corresponde à realização da atividade pesqueira de forma desenfreada e excessiva. Nesse caso, muitos indivíduos adultos podem ser capturados, antes ou durante sua fase reprodutiva, fazendo com que não restem adultos suficientes para reestabelecer a população. Com base nas informações apresentadas e em seus conhecimentos, faça o que se propõe a seguir. a) De que maneira a redução progressiva do tamanho da população de peixes no ambiente a torna suscetível aos efeitos da deriva genética? b) Considerando sua resposta ao item (a), justifique a importância da adoção de estratégias de manejo para a atividade pesqueira. Em sua resposta, proponha estratégias que podem ser adotadas por pescadores para garantir que a prática ocorra de forma sustentável. Se necessário, realize uma pesquisa em sites e fontes confiáveis.

5. Analise as afirmativas a seguir. Identifique as afirmativas corretas e, em seu caderno, corrija as falsas.

I. A mutação é a origem primária da variabilidade genética existente em uma população. II. A recombinação reduz, ao acaso, a variabilidade genética existente em uma população.

Corredor de Biodiversidade em Extrema (MG), 2016. A respeito do assunto, responda às questões a seguir. a) Que fator evolutivo está relacionado à importância biológica dos corredores ecológicos? Explique sua resposta. b) Os corredores ecológicos podem fazer parte do manejo de regiões legalmente protegidas,

III. O fluxo gênico não interfere na variabilidade genética de uma população, pois não envolve trocas de informações genéticas. IV. A deriva genética pode reduzir drasticamente a variabilidade genética de uma população, sobretudo em populações pequenas. V. A seleção natural seleciona determinadas características, conferidas por certos conjuntos genéticos, ao acaso.

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Of¡C¡na C¡enT f¡Ca

Há uma sugestão de jogo nas Orientações para o professor.

Evolução em jogo

Aprender jogando é divertido. Como seria possível construir um jogo de tabuleiro de percurso para abordar os fatores responsáveis pela evolução dos seres vivos? Em um grupo de três ou quatro pessoas, façam o que se pede.

Materiais • 2 cartolinas brancas e 5 cartolinas coloridas (de cores diferentes); • 1 dado; • 1 tesoura de pontas arredondadas; • Lápis de cor ou canetas; • Aparelho digital conectado à internet ou o próprio livro; • Outros materiais, conforme o planejamento do grupo.

Procedimentos • Utilizem uma cartolina branca para construir o percurso do tabuleiro. Ele deve ter um número entre 30 e 40 casas. • Construam ou escolham alguma peça que represente o jogador, para ser movimentada durante o jogo. • O jogo pode precisar de cartas. Utilizem a outra cartolina branca para recortar retângulos e escrevam Para que o jogo seja funcional e tenha uma duração adequada, definam o número de jogadores entre três ou quatro.

AT¡v¡DaDe

neles os comandos que, dependendo das regras criadas, podem se repetir. O número de cartas é variável, pois também depende das regras criadas. • O jogo pode ter fichas. Recortem as cartolinas coloridas para formar fichas de cada uma das cores disponíveis. O número de fichas é variável, pois depende das regras criadas. • O jogo precisa ter relação com os fatores evolutivos estudados neste Tema. Assim, vocês podem utilizar o próprio livro ou um aparelho digital para pesquisar informações na internet e usá-las para elaborar perguntas ou regras. Elas podem ser aplicadas, por exemplo, nas cartas ou fichas do jogo. • Criem as regras do jogo. É importante definir o objetivo, quantos participantes podem jogar e como as rodadas podem ser jogadas, considerando todos os itens construídos por vocês (tabuleiro, cartas e fichas) e o dado. Se necessário, é possível incluir novos itens, conforme as regras estabelecidas pela equipe. • Testem o jogo em uma partida e façam ajustes, se necessário. Após pronto, troquem seu jogo com outro grupo e verifiquem se as regras são fáceis de entender. BENTINHO

Representação dos elementos do jogo a ser construído.

Não escreva no livro.

1. Façam uma análise do jogo construído, considerando os seguintes aspectos. • As regras definidas funcionaram? • Quais foram as dificuldades encontradas pelo grupo na elaboração do jogo? • Todas as perguntas foram respondidas com facilidade pelos jogadores? Houve alguma pergunta de maior dificuldade? • O que vocês fariam para melhorar o jogo?

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Não escreva no livro.

1 Segundo o texto, qual é o principal motivo do surgimento da nova espécie?

2 Quais são as dife-

renças entre a jararaca-ilhoa e as jararacas do cont inente em termos de características físicas e comportamentais?

Especiação Leia o texto a seguir.

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Jararaca-ilhoa: entenda como o isolamento criou uma nova espécie 100% brasileira [...] A jararaca-ilhoa (Bothrops insularis) é uma moradora [...] da Ilha da Queimada Grande, conhecida como “Ilha das Cobras", no litoral sul de São Paulo. Por ser encontrada exclusivamente na ilha, possui características diferentes das suas irmãs jararacas continentais. A [...] espécie desenvolveu hábitos alimentares adaptados ao local e caça principalmente nas árvores, abocanhando as aves que migram para a ilha. [...] Por frequentar mais a vegetação, seu corpo parece ter se modificado ao longo de gerações. Ela é menor e mais leve que a jararaca continental, com uma cauda longa, adaptada para agarrar [...]. Sua cabeça é maior e as presas menores comparadas às suas parentes. As jararacas ficaram isoladas na Ilha da Queimada Grande há 11 mil anos [...]. Ao longo desse período, essas jararacas isoladas foram se adaptando e se diferenciando de suas irmãs que ficaram do outro lado do mar. [...] JARARACA-ILHOA: entenda como o isolamento criou uma nova espécie 100% brasileira. São Paulo: Portal do Butantan, 23 jun. 2022. Disponível em: https://butantan.gov.br/bubutantan/jararaca-ilhoa-entendacomo-o-isolamento-criou-uma-nova-especie-100-brasileira. Acesso em: 19 out. 2024.

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PENSE E RESPONDA

UNIDADE

TEMA

3 O título de uma

reportagem científica deve capturar a essência do estudo de maneira compreensível, precisa e atraente. Elabore um novo título para a reportagem que atenda a esses critérios.

A jararaca-ilhoa (Bothrops insularis) ocorre somente na Ilha da Queimada Grande (SP). ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Para conhecer mais sobre a jararaca-ilhoa, assista ao vídeo no site a seguir. A Ilha da Queimada Grande: cobras mais venenosas. Publicado por: National Geographic Brasil. Vídeo (6 min). Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=_ jMTmnQjQbA. Acesso em: 19 out. 2024.

Ao longo do tempo geológico, diversas espécies de seres vivos foram extintas, assim como outras surgiram, como a jararaca-ilhoa (Bothrops insularis). O surgimento de novas espécies a partir de uma ancestral é denominado especiação e pode ocorrer por meio de alguns processos, que serão estudados neste Tema.

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Isolamento reprodutivo Um dos fatores que pode determinar se a especiação ocorreu é o isolamento reprodutivo entre duas populações. Populações reprodutivamente isoladas são aquelas que não são capazes de se reproduzir na natureza, ou, quando o fazem, não geram descendentes férteis, indicando a ausência de fluxo gênico entre as duas populações. Essa incapacidade decorre de mecanismos pré-zigóticos, que podem impedir o encontro dos indivíduos que irão se reproduzir ou a fecundação dos gametas. Mecanismos pós-zigóticos também podem atuar, impedindo a formação do zigoto ou, caso ele se forme, resultar em um adulto estéril. Tipos de isolamento reprodutivo Estéril: incapaz de procriar; infértil. Híbrido: organismo formado pelo cruzamento entre indivíduos de espécies distintas.

Mecanismos pré-zigóticos

Isolamento temporal

Algumas espécies se reproduzem em épocas diferentes. A diferença temporal de seus períodos reprodutivos pode ser em dias, meses, estações ou anos. Por isso, não é possível ocorrer a união entre seus gametas.

Isolamento de hábitat

Algumas espécies podem ocupar diferentes hábitats em uma mesma área. É possível que raramente se encontrem, mesmo que não estejam isoladas fisicamente.

Isolamento comportamental

Algumas espécies apresentam comportamentos específicos para a atração de parceiros reprodutivos; muitas vezes, esses comportamentos auxiliam no reconhecimento de parceiros de mesma espécie. Por esse motivo, não reconhecem indivíduos que não exibam esse comportamento.

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O burro é o híbrido macho formado a partir do acasalamento de uma égua, fêmea da espécie Equus caballus, e de um jumento, macho da espécie Equus asinus.

Isolamento mecânico

Algumas espécies apresentam estruturas reprodutivas diferentes, de tamanho e formato distintos. Assim, são impedidas de se acasalar.

Isolamento gamético

Os gametas masculinos produzidos por uma espécie podem ser incapazes de se unirem aos gametas femininos produzidos por outras espécies. Por exemplo, podem ser produzidas substâncias químicas que impeçam a fecundação dos gametas de diferentes espécies.

Inviabilidade do híbrido

A sobrevivência do híbrido pode ser comprometida pela união do conjunto genético dos parentais de diferentes espécies, tornando seu desenvolvimento inviável.

Infertilidade do híbrido

Mesmo que o híbrido seja capaz de sobreviver e se desenvolva, a maior parte deles é estéril. Isto é, são inférteis, não sendo capazes de se reproduzir e gerar descendentes. É o que ocorre com o burro e com a mula, que são híbridos normalmente estéreis.

Mecanismos pós-zigóticos

Fonte: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 502-503.

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Especiação alopátrica A especiação alopátrica, também chamada de especiação geográfica, ocorre quando uma população de uma espécie é separada fisicamente em duas ou mais populações, que se diversificam ao longo do tempo em decorrência de fatores evolutivos. Essa separação normalmente se dá por uma barreira geográfica, como rios, montanhas ou outros obstáculos. Analise o exemplo a seguir. 3 1 Considere uma população inicial de insetos, na qual seus membros são capazes de se reproduzir e gerar descendentes férteis.

Ao longo do tempo, os processos evolutivos irão atuar de modo diferente em cada uma das populações, fazendo com que se diversifiquem. O acúmulo das diferenças entre as populações pode torná-las duas espécies distintas. Assim, caso a barreira geográfica deixe de existir e os indivíduos se encontrem novamente, não serão capazes de se reproduzir e gerar descendentes férteis.

População inicial

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UNIDADE

População da espécie A

SIRIO CANÇADO

Barreira

Caso essa população seja separada por uma barreira geográfica, os indivíduos das novas populações não poderão se encontrar no ambiente e, portanto, deixam de se reproduzir.

População da espécie B

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 505.

Representação das etapas que envolvem a especiação alopátrica (imagem sem escala; cores fantasia). Nem toda barreira geográfica é capaz de conduzir à especiação alopátrica, visto que os organismos podem transpor essa barreira. Ou seja, os organismos que conseguem atravessá-la ou contorná-la não serão mantidos em populações fisicamente separadas. Por exemplo, é possível que um rio atue como barreira geográfica para pequenos invertebrados terrestres, como formigas, mas não para algumas aves, que são capazes de cruzar as margens do rio voando. Contudo, uma vez isoladas, o fluxo gênico entre essas populações será interrompido, resultando em possibilidades de conjuntos genéticos diferentes para cada uma delas. Além disso, a atuação da seleção natural sobre cada população poderá ser distinta, visto que as condições do ambiente em que cada uma passará a viver possivelmente não serão as mesmas. Também é possível que ocorram mutações entre os indivíduos de cada população. Todos esses processos evolutivos podem fazer com que as populações acumulem diferenças ao longo do tempo, até que sejam incapazes de se reproduzir e compartilhar informações genéticas.

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Especiação simpátrica A especiação simpátrica ocorre quando novas espécies são formadas sem que ocorra isolamento geográfico. Nesse caso, podem ocorrer modificações em alguns indivíduos de uma mesma população, que, com o passar do tempo, podem resultar em novas espécies. Considere o exemplo a seguir. População inicial

População da espécie B

SIRIO CANÇADO

População da espécie A

Considere uma população inicial de insetos, na qual seus membros são capazes de se reproduzir e gerar descendentes férteis.

Dentro dessa população, um grupo de indivíduos, por algum motivo (como ocuparem locais distintos ou consumirem alimentos diferentes), deixa de se reproduzir com outros membros da população inicial, mesmo sem uma barreira geográfica.

3 Ao longo do tempo, os processos evolutivos atuarão de modo diferente em cada uma das populações, fazendo com que se diversifiquem. O acúmulo das diferenças entre as populações pode torná-las duas espécies distintas, isoladas reprodutivamente.

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 505. SPECIATION. Washington, D.C.: National Geographic, c1996-2024. Disponível em: https://education.nationalgeographic.org/resource/speciation/. Acesso em: 19 out. 2024.

Representação das etapas que envolvem a especiação simpátrica (imagem sem escala; cores fantasia). A especiação simpátrica pode ocorrer por meio da poliploidia, condição hereditária em que o indivíduo apresenta dois ou mais conjuntos completos de cromossomos. Nesse caso, podem ocorrer erros acidentais na formação dos 4 A especiação da gametas dos indivíduos, originando gametas com o conjunto total de cromosjararaca-ilhoa, somos da espécie, em vez de metade desse conjunto. Caso esses gametas se descrita na aberunam a outros, forma-se um zigoto que apresenta mais de um conjunto comtura deste Tema, pleto de cromossomos, que, caso seja capaz de se desenvolver, pode originar originou-se por uma nova espécie. especiação alopátrica ou simpátriVamos analisar o seguinte exemplo hipotético. Considere que uma espécie ca? Por quê? apresente 12 cromossomos no total. Os gametas formados normalmente por seus indivíduos apresentarão 6 cromossomos; assim, após a união dos gametas na reprodução sexuada, forma-se um zigoto com 12 cromossomos novamente, que irá se desenvolver em um novo indivíduo. Contudo, se houver erros na formação dos gametas, podem ser formados gametas com o conjunto completo, isto é, com 12 cromossomos. Caso esses gametas se unam a outros, será formado um zigoto com um conjunto cromossômico distinto, que poderá se desenvolver em um novo indivíduo. A poliploidia dificilmente ocorre na natureza, pois zigotos ou indivíduos poliploides têm pouca viabilidade para se desenvolver. Porém, a poliploidia existe entre as plantas e alguns grupos de peixes e de anfíbios, por exemplo. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

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AT¡v¡DaDeS

UNIDADE

Não escreva no livro.

1. O que é especiação? Explique como ela ocorre. 2. Identifique qual mecanismo de isolamento re-

Ammospermophilus leucurus, que apresentam uma mancha branca em sua cauda; enquanto a região Sul é ocupada por esquilos da espécie Ammospermophilus harrisii, que não a apresentam. Os estudos apontam que essas espécies foram originadas de uma população ancestral, que foi geograficamente separada ao longo da formação do cânion.

produtivo está relacionado às situações apresentadas a seguir.

MICHAEL MATTI/ALAMY/FOTOARENA

a) Muitos animais aquáticos liberam seus gametas na água, e a fecundação ocorre no ambiente. De modo geral, apenas gametas de indivíduos machos e fêmeas de uma mesma espécie são capazes de se unir na fecundação. b) Há duas espécies de gambá do gênero Spilogale que são encontradas em áreas geográficas próximas, mas se reproduzem em estações do ano diferentes. A época reprodutiva de uma delas é o verão; da outra, o inverno.

e) Nas conchas dos caracóis do gênero Bradybaena existem aberturas genitais que possibilitam a passagem de gametas durante o acasalamento. A posição das aberturas é específica para cada espécie, impossibilitando a reprodução entre indivíduos de espécies distintas. f) Os atobás-de-pés-azuis, da espécie Sula nebouxii, são encontrados nas Ilhas Galápagos. O acasalamento é proporcionado a partir de uma corte exclusiva da espécie, na qual o macho levanta os pés azuis, chamando a atenção da fêmea.

3. O Grand Canyon é uma formação geológica natural localizada no estado do Arizona, nos Estados Unidos. Ele foi formado ao longo de milhões de anos, devido à atividade erosiva do Rio Colorado. Atualmente, duas espécies de esquilos são encontradas em diferentes regiões do cânion: a região Norte é ocupada por esquilos da espécie

SLOWMOTIONGLI/ISTOCK/ GETTY IMAGES

Esquilo da espécie Ammospermophilus leucurus (A) e esquilo da espécie Ammospermophilus harrisii (B). Segundo as informações do texto, que tipo de especiação originou as espécies de esquilo citadas? Explique-a.

4. Analise os esquemas a seguir e responda: que tipo de especiação está sendo representada em cada um dos exemplos? Explique sua resposta. População inicial Espécie A

Espécie B

EDITORIA DE ARTE

d) A mula é o híbrido fêmea resultante do acasalamento de um jumento macho e de uma égua. Apesar de se desenvolver, não é capaz de gerar descendentes.

Rio Colorado situado no Grand Canyon. Arizona (EUA), 2022. MWP/ISTOCK/GETTY IMAGES

c) Existem duas espécies de cobras do gênero Thamnophis que ocorrem na mesma área geográfica. No entanto, uma das espécies é terrestre; a outra, vive principalmente na água.

População inicial

Espécie A Espécie B

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TEMA Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Evolução humana Leia as manchetes a seguir.

Vendedora que se recusou a atender clientes negros é denunciada por racismo SOUZA, Beto; SALDANHA, Rafael. Vendedora que se recusou a atender clientes negros é denunciada por racismo. CNN Brasil, São Paulo, 23 jul. 2024. Disponível em: https://www.cnnbrasil.com.br/nacional/ vendedora-que-se-recusou-a-atender-clientes-negros-e-denunciada-por-racismo/. Acesso em: 19 out. 2024.

PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

Incidentes racistas no futebol brasileiro aumentam quase 40% em um ano INCIDENTES racistas no futebol brasileiro aumentam quase 40% em um ano. G1, [s. l.], 26 set. 2024. Disponível em: https://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2024/09/26/incidentes-racistas-no-futebolbrasileiro-aumentam-quase-40percent-em-um-ano.ghtml. Acesso em: 19 out. 2024.

1 Com que frequên-

cia você ouve ou lê notícias similares a essas? Converse com seus colegas.

Família de estudante relata racismo e agressão em escola MIYAKE, Rafael. Família de estudante relata racismo e agressão em escola. Dol, Belém, PA, 22 mar. 2024. Disponível em: https://dol.com.br/noticias/para/852779/familia-de-estudante-relata-racismo-eagressao-em-escola?d=1. Acesso em: 19 out. 2024.

2 Você já presenciou

REPRODUÇÃO/PREFEITURA DE ITAITINGA

uma situação envolvendo racismo? Se sim, como você agiu nessa situação? Se não, como você deveria agir?

Os seres humanos são geneticamente tão similares que não há base biológica para existirem raças humanas. O conceito de raça, portanto, não tem embasamento científico, sendo uma construção social criada para hierarquizar os seres humanos, transformando as diferenças existentes entre as pessoas em desigualdade e segregação. Os reflexos dessa construção social são sentidos até os dias de hoje, sendo o racismo um deles, como apresentado pelas manchetes. É nossa responsabilidade combater esse preconceito. Uma das maneiras de desconstruir o racismo é por meio de uma abordagem científica fundamentada em princípios éticos. Estudos evolutivos, baseados em evidências morfológicas e moleculares, comprovam que todos os seres humanos compartilham a mesma origem; ou seja, somos todos parentes. Neste Tema, estudaremos aspectos relacionados à origem e à evolução humana.

Dia Nacional de Combate à Discriminação Racial, comemorado anualmente em 3 de julho. Campanha promovida em Itaitinga (CE), 2023.

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Os hominínios compreendem os representantes da tribo Hominini, que incluem os gêneros: Sahelanthropus, Orrorin, Australopithecus, Ardipithecus, Paranthropus e Homo.

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UNIDADE

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Macaco-japonês (Macaca fuscata) .CO

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Gênero Macaca

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Gênero Gorilla

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Ser humano (Homo sapiens)

EDITORIA DE ARTE

PLUME CREATIV E/G E

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Orangotango-de-sumatra (Pongo abelii)

Gênero Homo

V/SHUTTERSTOCK. COM

Mãos de diferentes espécies de primatas. O polegar opositor é uma característica da maior parte dos primatas.

SERGEY URYADNIKO

TONY MILLS/SHUTTERSTOCK.COM

Os seres humanos, assim como chimpanzés, gorilas, bonobos, orangotangos, lêmures, entre outros, pertencem à ordem Primata. A maior parte dos primatas compartilha uma série de características, como hábitos arbóreos, cinco dígitos nos membros, garras modificadas em unhas, olhos voltados para a frente e sentido da visão desenvolvido, mãos e pés preênseis (que possibilitam segurar e agarrar objetos), além do polegar em oposição aos demais dedos da mão. O polegar opositor, como é denominado, amplifica a possibilidade de manipulação do ambiente. A ordem Primata compreende mais de 500 espécies. Entre as espécies viventes, diversos estudos têm indicado que os chimpanzés (Pan troglodytes) e os bonobos (Pan paniscus) são mais próximos evolutivamente dos seres humanos do que dos demais primatas. Os estudos genéticos, por exemplo, apontam similaridade de 96% entre o DNA de chimpanzés e de seres humanos, e de 98,7% entre o DNA de bonobos e de seres humanos. Essas e outras evidências indicam que essas três espécies de primatas teriam tido um ancestral comum, que teria se diversificado e originado cada uma delas. Nesse sentido, é importante salientar que o pensamento popular de que os seres humanos teriam surgido dos macacos é incorreto e sem fundamento científico. Embora os seres humanos compartilhem semelhanças genéticas com chimpanzés e bonobos, que são espécies viventes, o nosso parentesco evolutivo é ainda mais próximo com outras espécies já extintas. Essas espécies, conhecidas como hominínios, foram descobertas por meio do registro fóssil. A seguir, serão apresentadas algumas dessas espécies no estudo da história evolutiva humana.

COM CK.

BILLYSFA

A ordem Primata

TO RS TE

Fêmea de chimpanzé (Pan troglodytes).

Fêmea de bonobo (Pan paniscus).

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14/11/2024 07:33

História evolutiva do ser humano

Homo sapiens

0 0,5

Paranthropus bolsei

Milhões de anos atrás

1,5

Australopithecus africanus

Australopithecus afarensis

2,5 3

Australopithecus anamensis

3,5

Paranthropus robustus Homo Australopithecus habilis garhi

Homo neanderthalensis

ORACICART

Os seres humanos (Homo sapiens) são a única espécie vivente de hominínio. No entanto, ao longo dos últimos 7 milhões de anos, existiram muitas outras espécies de hominínios, cuja origem e extinção ocorreram em diferentes períodos. Analise o esquema a seguir, que representa a possível cronologia da espécie Homo sapiens e de mais 13 espécies de hominínios já extintas.

Homo rudolfensis Homo erectus

4 4,5

Ardipithecus ramidus

5 5,5 6 6,5 7

Orrorin tugenensis

Sahelanthropus 7,5 tchadensis

Fonte: WHAT does it mean to be human? Human family tree. [S. l.]: Smithsonian: National Museum of Natural History, [202-]. Disponível em: https://humanorigins.si.edu/evidence/human-family-tree. Acesso em: 1 out. 2024.

Linha do tempo de espécies de hominínios. A altura da barra correspondente a cada espécie representa o período estimado em que a espécie viveu no planeta. ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

• Conheça mais detalhes sobre a história evolutiva dos seres humanos e seus ancestrais no livro indicado a seguir.

JOHN R. FOSTER/SCIENCE SOURCE/FOTOARENA

Maria do Carmo Tinoco Brandão e Walter Neves. Como nos tornamos humanos. Curitiba: Editora CRV, 2020.

Fóssil do crânio de Sahelanthropus tchadensis, encontrado no Chade (África), com cerca de 7 a 6 milhões de anos. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

tempo e identifique quais espécies de hominínios coexistiram com a espécie humana.

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JULIUS T CSOTONYI/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

3 Analise a linha do

Os fósseis mais antigos já encontrados de hominínios pertencem à espécie Sahelanthropus tchadensis, com cerca de 6 a 7 milhões de anos, encontrados no Chade (país da África), e à espécie Orrorin tugenensis, com cerca de 6 milhões de anos, encontrados no Quênia (país da África). Estudos sugerem que essas espécies possivelmente já possuíam postura bípede parcial, ou seja, não caminhavam sob as duas pernas, mas seriam capazes de sustentar o corpo nessa posição. Dos hominínios mais antigos, o mais conhecido pertence à espécie Ardipithecus ramidus, de aproximadamente 4,4 milhões de anos atrás. Os fósseis de A. ramidus foram encontrados na Etiópia (país da África). Estudos indicam que essa espécie era amplamente arbórea, mas teria sido capaz de andar de forma bípede. Representação de Ardipithecus ramidus, produzida com base na análise dos fósseis encontrados da espécie (imagem sem escala; cores fantasia).

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Os primeiros fósseis encontrados do gênero Homo datam de cerca de 2,4 milhões de anos e pertencem à espécie Homo habilis, encontrada na África Oriental. Membros dessa espécie já eram capazes de utilizar ferramentas simples de pedra para caçar animais. A espécie Homo erectus, por sua vez, apresentava distribuição ampla, visto terem sido identificados fósseis em diferentes continentes, além da África. Acredita-se que essa espécie teria sido a primeira a usar e a controlar o fogo, o que possibilitou que saísse da África e vivesse em continentes de clima frio, como a Europa e a Ásia. O uso de ferramentas um pouco mais complexas também teria auxiliado em sua dispersão, pois possibilitavam a obtenção de uma maior diversidade de alimentos mais energéticos. Essa espécie teria surgido por volta de 1,9 milhão de anos e perdurado até cerca de 110 mil anos, quando teria sido extinta. A espécie H. erectus, juntamente à espécie H. neanderthalensis (que teria surgido há cerca de 400 mil anos e habitado a Europa e a Ásia) foram as duas espécies de hominínios que coexistiram com o Homo sapiens, a nossa espécie, a única atualmente vivente do gênero Homo. Os fósseis mais antigos de Homo sapiens foram encontrados no Marrocos (país da África) e datam de cerca de 300 mil anos atrás. Isso indica que os ancestrais dos seres humanos se originaram na África. Entretanto, a sofisticação de seus comportamentos (decorrente do grande volume cerebral), tais como a organização social em bandos, a expressão artística, o uso da linguagem e de ferramentas complexas, possibilitou que nossa espécie rapidamente ocupasse diferentes continentes e obtivesse sucesso em sua sobrevivência.

JOHN READER/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Representação de Homo erectus (imagem sem escala; cores fantasia).

QAI PUBLISHING/UIG/FOTOARENA

Pegadas fossilizadas com cerca de 3,6 milhões de anos de hominínios, provavelmente da espécie A. afarensis, encontradas em Laetoli (Tanzânia). As pegadas corroboram a hipótese de que a espécie A. afarensis teria sido bípede.

ENCYCLOPAEDIA BRITANNICA/UIG/ BRIDGEMAN IMAGES/FOTOARENA

Por volta de 4 milhões de anos atrás, surgiu o gênero Australopithecus, que teria sido completamente bípede, isto é, teria postura ereta e caminharia sob duas pernas. As espécies mais conhecidas do gênero são A. afarensis, com cerca de 3,8 a 2,9 milhões de anos, encontrada na África Oriental, e A. africanus, com cerca de 3,3 a 2,1 milhões de anos, encontrada na África do Sul.

UNIDADE

Representação de Homo neanderthalensis (imagem sem escala; cores fantasia).

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Os estudos apontam que a migração dos Homo sapiens para fora da África teria se iniciado há pelo menos 60 mil anos. Acredita-se que essa dispersão tenha sido impulsionada possivelmente pelo resfriamento do planeta. Os primeiros continentes ocupados teriam sido a Europa e a Ásia, seguidos pela Austrália. Conforme confeccionavam novas ferramentas e novos instrumentos, amplificavam sua exploração do ambiente, com a obtenção de plantas e de animais diversos para a alimentação; o armazenamento de bens; a construção de abrigos adequados a diferentes tipos climáticos etc. A ocupação do Ártico teria ocorrido há cerca de 20 mil anos, quando o nível dos oceanos teria baixado devido às condições do planeta. Isso teria possibilitado a consequente ocupação das Américas, há aproximadamente 15 mil anos.

Sociedade humana

JOSE ANTONIO PENAS/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

A agricultura e a domesticação de animais foram fatores que reduziram o hábito de vida nômade dos seres humanos, ou seja, permitiram seu estabelecimento em habitações fixas, já que não precisariam mais migrar em decorrência da escassez de alimentos de uma área já explorada. Com o tempo, as plantas cultivadas e os animais criados passaram a ter outras finalidades além da alimentação. O pelo dos animais caçados, por exemplo, passou a ser utilizado como matéria-prima para a confecção de vestimentas; algumas partes das plantas passaram a ser utilizadas para a fabricação de objetos que auxiliariam na construção de moradias. As habitações fixas possibilitaram que os seres humanos formassem comunidades, onde foi instituída a divisão de trabalhos entre seus membros. As comunidades vizinhas, então, começaram a trocar e a comercializar produtos. Com o tempo, a organização das comunidades passou a incluir regras e leis que determinavam certos tipos de conduta. Essas eram ensinadas às gerações seguintes, desde a infância, contribuindo para a consolidação de hábitos e costumes dentro dos grupos. Com isso, estabeleceu-se a cultura de cada comunidade, isto é, seu conjunto de crenças, conhecimentos, costumes, tradições e padrões de comportamento. As habitações fixas foram estabelecidas a partir do cultivo de plantas e da criação de animais (imagem sem escala; cores fantasia).

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SEB001/SHUT

Atualmente, a sociedade humana é constituída por diversos grupos de indivíduos que ocupam o mesmo território e partilham interesses e aspectos culturais comuns, como o idioma, a religião, tipos de roupas e o modo como interagem com a natureza, por exemplo. Nesse sentido, desde que nasce, o indivíduo interage com outros de seu grupo e passa a conhecer todos esses aspectos, que lhe são ensinados. Entretanto, sua percepção de mundo é individual, ao passo que atribui os próprios significados àquilo que está ao seu redor. Por esse motivo, um indivíduo pode não concordar com os padrões determinados por seu A cultura influencia no modo como as pessoas se vestem. próprio grupo e passar a se identificar com outros. Independentemente de concordar ou não, o respeito deve ser sempre mantido. Mesmo que a cultura se mostre muito diversa entre os diferentes grupos espalhados pelo país e pelo mundo, essa diversidade deve ser igualmente respeitada. O respeito deve ser a base da sociedade humana, independentemente da cultura. Sua omissão pode fazer com que as pessoas se tornem intolerantes em relação àquilo que lhes é diferente, considerando como correto apenas os padrões aceitos por seu grupo. Diversos episódios de intolerância já foram e ainda são vivenciados pela humanidade. Eles não têm razão de existir, pois, além de não terem fundamentos, ferem a dignidade das pessoas.

AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Quais são as principais características dos primatas?

2. Entre os primatas atualmente viventes, quais

deles são mais próximos evolutivamente dos seres humanos?

3. Analise a imagem a seguir e responda às quesDAVID GIFFORD/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

UNIDADE

TERSTOCK.CO M

tões que seguem.

a) O que a imagem representa? b) Considerando os conhecimentos científicos a respeito da evolução da espécie humana, a imagem pode ser considerada correta? Justifique sua resposta.

4. Leia os textos A e B.

Texto A: [...] O colonialismo e a escravidão foram os motores que levaram os europeus a buscar apoio científico para justificar suas ações contra os povos indígenas. Uma das primeiras ferramentas usadas para discriminar as diferentes “raças humanas” foi a craniologia, o estudo das características métricas e morfológicas do crânio humano. Para isso, foram medidos os crânios dos principais grupos populacionais conhecidos. [...] Assim, uma hierarquia social e cultural foi estabelecida entre os grupos humanos. [...] BOVE, Lorenza Coppola. Racismo: como a ciência desmantelou a teoria de que existem diferentes raças humanas. BBC News Brasil, São Paulo, 12 jul. 2020. Disponível em: https://www.bbc. com/portuguese/geral-53325050. Acesso em: 25 ago. 2024.

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[...] A principal conclusão do meu trabalho é: a única maneira de conceitualizar a enorme diversidade genética da humanidade é considerar que todas as mais de 7 bilhões de pessoas que vivem no mundo são únicas em seus genomas e histórias de vidas. Qualquer tentativa de dividir essa diversidade com base na formulação de “raças” ou em critérios de geografia, cor da pele ou religião estará destinada ao fracasso. Somos todos parentes e todos diferentes. [...] PIFFERO, Luiza. “Raças não existem. Trata-se de um conceito inventado”, garante o geneticista Sérgio Pena. Gaúcha ZH, Porto Alegre, 7 jul. 2017. Disponível em: https://gauchazh. clicrbs.com.br/comportamento/noticia/2017/07/racas-naoexistem-trata-se-de-um-conceito-inventado-garante-ogeneticista-sergio-pena-9835374.html. Acesso em: 25 ago. 2024.

Com base nas informações dos textos e em seus conhecimentos, responda às questões a seguir. a) O que diz o Texto A? b) O que diz o Texto B? c) Pode-se dizer que, no Texto A, os conhecimentos científicos da época foram utilizados indevidamente para justificar a discriminação de alguns povos? Justifique sua resposta. d) O Texto B apresenta uma entrevista com o geneticista brasileiro Sérgio Pena (1947-). Em sua opinião, esse texto desmistifica o conteúdo do Texto A? Justifique sua resposta. e) Não há fundamentos científicos para classificar as pessoas em raças, tampouco hierarquizá-las. Mesmo assim, ainda vivenciamos atitudes e falas que buscam, de alguma maneira, legitimar uma falsa hierarquização, refletindo em inúmeros casos de racismo. O racismo precisa ser combatido diariamente e uma maneira de fazê-lo é disseminar informações consistentes, conscientizando a população. Com esse objetivo, forme um grupo com seus colegas e organizem uma campanha na escola de combate ao racismo. Os materiais da campanha podem incluir vídeos e panfletos informativos.

5. A espécie Homo erectus, juntamente à espécie

Homo neanderthalensis, foram as duas espécies de hominínios que coexistiram com a nossa, Homo sapiens. Contudo, apenas o H. sapiens obteve sucesso em sua sobrevivência, sendo a única espécie atualmente vivente do gênero Homo. A respeito do assunto, responda às questões. a) Em qual continente a espécie Homo sapiens se originou? Justifique sua resposta. b) Explique como teria ocorrido a dispersão do Homo sapiens entre os continentes. c) Que características da espécie Homo sapiens foram vantajosas à sua sobrevivência e ocupação por todo o planeta?

6. Uma das hipóteses sobre

a evolução do bipedalismo entre as espécies ancestrais de hominínios é que essa postura confere economia de energia durante a caminhada, em comparação aos não bípedes.

NICOLAS PRIMOLA/ SHUTTERSTOCK.COM

Texto B:

Representação do hominínio do gênero Australopithecus. O gênero teria sido completamente bípede e surgiu por volta de 4 milhões de anos atrás (imagem sem escala; cores fantasia). Com base nas informações apresentadas e em seus conhecimentos, responda às questões a seguir. a) Considerando uma situação hipotética de escassez de alimentos, qual seria a vantagem do bipedalismo? Justifique sua resposta. b) É possível dizer que o bipedalismo pode ter sido um importante fator de sobrevivência para os ancestrais dos seres humanos? Justifique sua resposta.

7. De que maneira o estudo de fósseis e de instrumentos antigos, como ferramentas, auxilia no estudo da história evolutiva humana?

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PENSE E RESPONDA

UNIDADE

TEMA

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

WORLD HISTORY ARCHIVE/ALAMY/FOTOARENA

Sociedade, ambiente e saúde As cenas a seguir retratam situações vividas pela sociedade humana em diferentes épocas. Analise-as.

Não escreva no livro.

podem repres ent a r imp actos em relação à saúde e ao ambiente? Quais seriam esses possíveis impactos? Converse com um colega sobre o assunto.

ART WORLD/ALAMY/FOTOARENA

1 Essas imagens

BARY, Hendrik. Gore Besje. [Entre 1657 e 1675]. Gravura, 25,3 cm x 18,5 cm.

2 Quais contribui-

ções a Ciência (em especial a Biologia) forneceu para a melhora dos impactos que você citou na questão anterior?

3 As contribuições

cientí ficas que você mencionou na questão anterior estão presentes em sua comunidade? Elas são eficientes? Justifique.

Mulher joga o conteúdo de seu penico pela janela.

Acendedor de lampiões no século XIX. Ao fim da tarde, esses profissionais eram responsáveis por acender os lampiões das ruas que funcionavam à base de óleo animal.

Como estudamos, desde que os seres humanos deixaram de ser nômades e passaram a viver em moradias fixas, surgiram as primeiras comunidades. As mudanças iniciais, como o cultivo, a criação de animais e a divisão de trabalho, alteraram o modo de vida dos seres humanos. Ao longo da história, essas transformações continuaram a ocorrer, influenciadas por fatores sociais, políticos, econômicos e culturais, além dos avanços científicos e tecnológicos. Exemplos disso são a eletricidade, que revolucionou setores da sociedade, e os serviços de saneamento básico, que melhoraram a saúde pública. Embora muitas dessas mudanças tenham impulsionado o crescimento econômico e melhorado a qualidade de vida, também geraram desafios, como os impactos ambientais e a desigualdade social. Neste estudo, acompanharemos como a Ciência, com destaque para a Biologia, impulsiona inovações e ajuda a resolver esses problemas.

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Matrizes energética e elétrica Parte das mudanças que ocorrem na sociedade se relacionam às fontes energéticas e suas finalidades. Um exemplo são os lampiões. No passado, a iluminação pública utilizava lampiões movidos a óleo vegetal e óleo animal, principalmente de baleia. A demanda por óleo de baleia resultou na caça extensiva desses animais no passado. Com a produção de energia elétrica em larga escala, a partir da segunda metade do século XIX, a iluminação pública se tornou mais eficiente. Gradualmente, as fontes energéticas utilizadas pelos países mudaram, sendo cada vez mais destinadas à produção de energia elétrica. Nesse contexto, combustíveis fósseis, como o carvão mineral e o petróleo, ganharam maior destaque. O conjunto de fontes energéticas disponíveis para atender toda a demanda energética de uma região corresponde à matriz energética. Elas compreendem fontes não renováveis, como petróleo, Matriz energética mundial e brasileira em 2022 carvão mineral, gás natural e energia nuclear, e Matriz Matriz fontes renováveis, como energia hídrica, energia Fontes de energia energética energética solar, energia eólica e biomassa. mundial brasileira Como exemplo, analise os dados a seguir sobre Petróleo e as matrizes energéticas mundial e brasileira em 2022. Fontes de derivados; gás energia Note que ambas as matrizes energéticas são natural; carvão 86% 53% não mineral; compostas majoritariamente de fontes não renorenováveis nuclear; outras váveis, sendo os combustíveis fósseis as fontes mais utilizadas ao redor do mundo. Hídrica; Fontes de biomassa; Apesar disso, a matriz energética do Brasil é bem energia 14% 47% diferente da mundial. No caso brasileiro, em 2022, renováveis eólica; solar; outras todas as fontes não renováveis somaram 53%. Além disso, o uso de recursos renováveis foi bastante signiMatriz elétrica mundial e brasileira em 2022 ficativo, representando 47%. Em contrapartida, no caso Matriz Matriz mundial, as fontes não renováveis representaram 86% Fontes de energia elétrica elétrica no mesmo período, enquanto as fontes renováveis mundial brasileira foram pouco expressivas, com cerca de 14%. Petróleo e Ao se considerar as fontes de energia disponí- Fontes de derivados; gás veis apenas para o abastecimento elétrico de uma energia natural; carvão 70,6% 12,1% região, tem-se a matriz elétrica. Como exemplo, não mineral; analise os dados a seguir sobre as matrizes elé- renováveis nuclear; outras tricas mundial e brasileira em 2022. Hídrica; Analisando esses dados, percebe-se que as Fontes de biomassa; fontes de energia utilizadas para a geração de energia 29,4% 87,9% eólica; solar; renováveis energia elétrica pelo mundo são essencialmente outras não renováveis (70,6%). Fonte dos dados: BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Secretaria A matriz elétrica brasileira, diferentemente de Nacional de Transição Energética e Planejamento. Resenha muitos outros países, é majoritariamente consenergética brasileira 2024. Brasília, DF: MME: SNTEP, 2024. p. 9, 29. tituída por fontes renováveis (87,9%), sendo a Disponível em:https: //www.gov.br/mme/pt-br/assuntos/secretarias/ sntep/publicacoes/resenha-energetica-brasileira/resenhas/re_2024_ energia hídrica a mais significativa. Ela é utilizada v6_vf.pdf/view. Acesso em: 19 out. 2024. em hidrelétricas para suprir a demanda energéPENSE E RESPONDA Não escreva no livro. tica do país, o qual apresenta recursos hídricos abundantes. 4 Utilize uma ferramenta digital para elaborar gráficos representativos das matrizes energéticas e elétricas mundial e brasileira de 2022.

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Biodigestor localizado em Rio Grande (RS), 2014.

GERSON GERLOFF/PULSAR IMAGENS

O estudo das matrizes energética e elétrica mostra grande dependência mundial em relação às fontes não renováveis, sobretudo aos combustíveis fósseis. Essa dependência levanta diversas preocupações ambientais, como as emissões significativas de gases poluentes que contribuem para as mudanças climáticas. Nos últimos anos, a preocupação ambiental, somada à possibilidade de esgotamento dos recursos naturais, tem incentivado os países a investirem em fontes menos poluentes, como as energias solar e eólica. Nesse contexto, a bioenergia tem se destacado cada vez mais. A bioenergia se refere a toda forma de energia gerada a partir de fontes biológicas renováveis. A matéria-prima para a bioenergia é a biomassa, que compreende a matéria orgânica de origem animal e vegetal. São exemplos os resíduos agrícolas (bagaço de cana), florestais (madeira), dejetos (de origem animal) e rejeitos (industriais e urbanos). A biomassa pode ser queimada produzindo calor, que é utilizado para aquecer a água, gerar vapor e acionar turbinas que produzem eletricidade. Ela também pode ser convertida em biocombustíveis (como etanol e biogás) que alimentam geradores de eletricidade. O biogás compreende uma mistura gasosa, produzida pela decomposição da matéria orgânica realizada por microrganismos em biodigestores. O biogás produzido é armazenado e posteriormente utilizado para alimentar geradores de energia elétrica. Pesquisadora mede a voltagem Outra tecnologia que envolve o conceito de bioenergia é a célula produzida por uma célula de de combustível microbiana (CCM). Nessa tecnologia, microrganismos combustível microbiana. Alguns experimentos mostraram que é são cultivados em recipientes específicos e, ao degradar a matéria possível carregar parcialmente a orgânica, produzem eletricidade. bateria de um celular a partir de CCM.

VINCENT MONCORGE/LOOK AT SCIENCES/ SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Bioenergia

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Este assunto permite um trabalho em conjunto com os componentes curriculares de Física e Química. Mais informações nas Orientações para o professor.

DiAlOGOS DA NATUREZA

Nos últimos anos, pesquisadores têm se dedicado a estudar a produção de energia elétrica a partir da conversão da luz solar por organismos fotossintéticos. O mecanismo é teoricamente simples: algas são espalhadas sob painéis biofotovoltaicos, semelhantes aos painéis solares. Ao oxidarem a água, as algas liberam elétrons, que são captados por eletrodos criando uma corrente elétrica. Entre as vantagens dessa tecnologia estão o uso de fontes renováveis (algas) e a captura de gás carbônico enquanto ocorre a produção de oxigênio, contribuindo para o combate às mudanças climáticas causadas pela intensificação do efeito estufa. Além disso, o funcionamento dessa tecnologia ocorre em condições de baixa luminosidade, o que a torna versátil e promissora para futuras aplicações em ambientes diversos.

SINCLAIR STAMMERS/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Algas produtoras de energia elétrica

Algas verdes (Chlorella vulgaris) (imagem de microscopia óptica; aumento aproximado de 400 vezes).

Saneamento básico Outra mudança importante na sociedade foi a implementação do saneamento básico. Esses serviços e instalações têm como objetivo promover a saúde da população e proteger o ambiente. Entre eles estão: • o abastecimento de água potável, que envolve o tratamento de água e a sua disponibilização às residências; • o esgotamento sanitário, que envolve a coleta, o tratamento e a destinação adequada do esgoto de residências e de indústrias; • o manejo de resíduos sólidos, que envolve a coleta, o tratamento e a destinação adequada dos resíduos provenientes das residências e da limpeza das vias urbanas;

A implementação do saneamento básico ocorreu de forma gradual entre os países. No Brasil, por exemplo, os primeiros registros datam do século XVI. Desde então, há esforços para a ampliação da cobertura de seus serviços de modo a atender toda a população, conforme estipulado pela lei no 11.445, de 2007, que determina sua universalização.

DELFIM MARTINS/PULSAR IMAGENS

• o manejo de águas pluviais, que envolve a drenagem e a destinação adequada da água das chuvas.

Estação de tratamento de água localizada em Natal (RN), 2024.

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UNIDADE

M .CO CK

A universalização do Saneamento básico no Brasil em 2022 saneamento básico ainda é Saneamento básico no Brasil em 2022 uma realidade distante, uma vez que parte da população não tem acesso a esses 64,69% Acesso à coleta de esgoto serviços, como mostram os dados a seguir. 83,88% Acesso à água tratada Entre os serviços apresentados, pode-se perceber 91,71% Acesso à coleta de resíduos sólidos que a coleta de esgoto é o de menor cobertura nacional. Isso significa que, diariamente, 0 20 40 60 80 100 no Brasil, um grande volume de esgoto não tratado tem Fonte: INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Panorama: Censo 2022. Rio de Janeiro: IBGE, 2023. Disponível em: https://censo2022.ibge.gov.br/panorama/. Acesso em: 19 out. 2024. sido despejado no ambiente. De modo geral, o despejo de esgoto não tratado promove a contaminação do ambiente. Ao atingir rios e lagos, o esgoto pode causar a eutrofização, causada pelo excesso de nutrientes na água. Esse processo leva à proliferação de algas e formação de uma camada que bloqueia a luz, reduzindo a taxa de fotossíntese das plantas aquáticas e, por consequência, o gás oxigênio dissolvido na água, levando à morte de inúmeros seres vivos, como plantas, peixes, crustáceos e moluscos. A falta de coleta e tratamento de esgoto também é um problema para a saúde da população brasileira, pois pode KH OR contaminar corpos d’água e, como consequência, KIN S/S HU TT aumentar a incidência de doenças veiculadas ER ST O pela água. A coleta de resíduos é o serviço de maior cobertura no país, atendendo 91,71% da população brasileira. No entanto, ainda enfrentamos problemas com o descarte inadequado de resíduos. Muitas pessoas os descartam em locais indevidos, como terrenos vazios e ruas, o que resulta em seu acúmulo no ambiente. Esse cenário favorece o entupimento de bueiros, provocando enchentes em períodos de chuvas intensas, além da proliferação de animais vetores de doenças, como insetos e ratos.

BENTINHO

Os dados do Censo Demográfico de 2022 apresentados dizem respeito à cobertura dos serviços de saneamento por domicílios brasileiros. Os dados apresentados na atividade 4, da seção Atividades, referem-se ao acesso a serviços de coleta de esgoto por moradores dos domicílios. Por serem parâmetros diferentes, os dados também são distintos.

Bueiro preenchido por resíduos. O acúmulo de resíduos no ambiente pode ser decorrente da ausência do serviço de coleta ou de seu descarte indevido por parte da população.

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Falta de saneamento básico e doenças

A falta de tratamento e a contaminação da água, assim como o acúmulo de resíduos no ambiente, favorecem a disseminação e o contato com agentes etiológicos. Esses agentes são causadores de determinadas doenças, que serão estudadas a partir de agora.

Doenças causadas por vírus O acúmulo de resíduos no ambiente amplia a oferta de abrigo, alimento e locais de reprodução para diversos vetores de doenças, como o mosquito da espécie Aedes aegypti. A reprodução do Aedes aegypti depende de focos de água parada, que podem ser formados em resíduos acumulados no quintal das residências, em terrenos vazios ou na rua. Em seu ciclo de vida, os mosquitos depositam ovos nas paredes de recipientes, os quais poderão entrar em contato com a água que se acumula após a chuva, por exemplo. O contato com a água favorece a eclosão dos ovos, e, após poucos dias, as larvas se desenvolvem em mosquitos adultos. O mosquito Aedes aegypti é transmissor de várias doenças, como a dengue, a febre amarela, a chicungunha e a infecção pelo vírus zika. Essas doenças apresentam sintomas comuns, como febre e dores de cabeça. Outros sintomas podem incluir: • dengue: dores musculares, articulares e/ou atrás dos olhos, fadiga, dor abdominal, vômitos e hemorragia. • febre amarela: dores musculares, vômitos, e, em casos graves, icterícia, hemorragia e insuficiência de órgãos. • chicungunha: inchaço e dores intensas nas articulações, manchas vermelhas pelo corpo, coceira, conjuntivite, vômitos e diarreia.

Icterícia: condição clínica de coloração amarelada da pele e dos olhos.

• infecção pelo vírus zika: inchaço ao redor de articulações e conjuntivite. Em caso de mulheres grávidas, é possível provocar malformações no feto. O combate ao mosquito vetor dessas doenças depende tanto de ações realizadas pelo governo quanto da participação ativa da comunidade para Na presença de qualquer sintoma, é preciso consultar eliminar os focos de água parada. Atitudes individuais, como não descartar um médico, que fará um diagnóstico e determinará o resíduos no ambiente, usar repelente e colocar telas em portas e janelas das tratamento mais adequado. residências, também atuam como medidas preventivas a essas doenças.

• Para saber mais sobre como combater o Aedes aegypti, acesse o site a seguir. Aedes aegypti. Publicado por: Gov.br. Disponível em: https:// www.gov.br/saude/pt-br/ assuntos/saude-de-a-a-z/a/aedes-aegypti. Acesso em: 19 out. 2024.

Campanha de combate ao mosquito Aedes aegypti. Rio Grande do Sul, 2024.

REPRODUÇAO/GOVERNO DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL

ESPAÇOS DE APRENDiZAGEM

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UNIDADE

Doenças causadas por bactérias

KOMSAN LOONPROM/SHUTTERSTOCK.COM

Algumas doenças causadas por bactérias podem ser veiculadas pelo contato com a água contaminada, como a leptospirose e a coléra. Por isso, estão associadas à falta de serviços de saneamento básico. A leptospirose é causada pela bactéria do gênero Leptospira. Sua transmissão ocorre pelo contato da pele e das mucosas com a urina de animais infectados, principalmente ratos. Sua disseminação é propiciada pelas inundações, que ocorrem comumente após chuvas intensas em locais com infraestrutura de esgoto inadequada, facilitando o aumento repentino no número de casos em determinados locais. A doença pode ser assintomática ou sintomática, ocasionando febre, falta de apetite, dor de cabeça, dores musculares, vômitos, diarreia, e em casos mais graves, icterícia, insuficiência renal e hemorragia. A cólera é causada pela bactéria Vibrio cholerae. Sua transmissão ocorre pela ingestão de água ou alimentos contaminados pela bactéria, ou mesmo pelo contato fecal-oral direto, e está associada a hábitos de higiene. Comumente, a doença não manifesta sintomas ou causa um quadro de diarreia leve. Em casos mais graves, pode ocasionar diarreia aquosa, vômitos e dor abdominal. Se não for tratada adequadamente, pode ocorrer desidratação intensa. A cólera pode ser evitada com medidas de higiene, como lavar as mãos, antes e após utilizar o banheiro, antes das refeições e após utilizar transportes públicos. Além disso, é importante a higienização adequada de alimentos e pela ingestão de água tratada, filtrada ou fervida.

Lavar as mãos é um hábito de higiene que contribui para manutenção da saúde.

Doenças causadas por protozoários A amebíase é uma das doenças de veiculação hídrica causadas por protozoários, no caso, pela ameba Entamoeba histolytica. Ela é transmitida pela ingestão de água ou de alimentos contaminados com os cistos das amebas, eliminados junto às fezes dos indivíduos infectados. Quando ingeridos por uma pessoa sadia, os cistos originam formas ativas dos protozoários, que se alojam no trato gastrointestinal, geralmente no intestino grosso. Entre os sintomas comuns, estão febre, cólicas intestinais e diarreia, que pode conter sangue.

Cisto: forma resistente de certos parasitas que permite sua sobrevivência em ambientes desfavoráveis.

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Doenças causadas por vermes Doenças causadas por vermes são popularmente denominadas verminoses. A transmissão de algumas delas está relacionada à falta de serviços de saneamento básico. Um exemplo é a ascaridíase, que é causada pelo nematódeo Ascaris lumbricoides, popularmente chamado de lombriga. Sua transmissão ocorre pela ingestão de água ou alimentos contaminados pelos ovos dos vermes adultos, eliminados junto às fezes de pessoas infectadas. Após a ingestão, os ovos eclodem, os vermes se desenvolvem no interior do organismo e, quando adultos, alojam-se no intestino delgado, provocando dores abdominais e retenção de líquidos. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

5 Em grupo, pesquisem sobre verminoses relacionadas à falta de saneamento básico, como ascari-

díase, esquistossomose, teníase e filariose, destacando as formas de prevenção e a importância do saneamento básico. Escolham uma comunidade com carência de saneamento básico, criem um vídeo criativo que reflita a realidade local e apresentem soluções práticas. Combinem com o professor como exibir o vídeo para essa comunidade.

A Biologia desempenha um papel fundamental no estudo dessas doenças, ao identificar os agentes causadores, seus ciclos de vida e os fatores que potencializam sua transmissão em ambientes sem infraestrutura adequada. Contudo, é preciso exigir do poder público soluções para o saneamento básico, garantindo melhores condições de saúde e qualidade de vida para toda a população.

AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. Defina matriz energética e matriz elétrica. 2. A Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) é uma organização internacional voltada para maximizar o desenvolvimento econômico de mais de 30 países membros. Analise os dados da matriz energética da OCDE em 1973 e em 2022 para responder às questões a seguir. Matriz energética da OCDE em 1973 e em 2022 a) Em 1973, a matriz energética da Fonte de energia 1973 2022 OCDE era composta majoritariaPetróleo e derivados 52,6% 34,9% mente de fontes renováveis ou Gás natural 18,9% 29,9% de fontes não renováveis? E em Carvão mineral 22,5% 13,3% 2022? Nuclear 1,3% 9,0% b) Qual fonte de energia da matriz energética da OCDE teve a maior Outras não renováveis 0,7% alteração em pontos percentuais Hídrica 2,1% 2,3% entre os anos de 1973 e 2022? Biomassa 2,4% 5,8% c) É possível dizer que, após 1973, Eólica 1,8% a OCDE tem investido em fontes Solar 1,2% renováveis de energia? Justifique sua resposta.

d) É possível afirmar que a OCDE tem uma grande dependência de fontes não renováveis de energia? Analise as questões

Outras renováveis

0,2%

1,1%

Fonte: BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Secretaria Nacional de Transição Energética e Planejamento. Resenha energética brasileira 2024. Brasília, DF: MME: SNTEP, 2024. p. 9. Disponível em: https://www.gov. br/mme/pt-br/assuntos/secretarias/sntep/publicacoes/resenha-energeticabrasileira/resenhas/re_2024_v6_vf.pdf/view. Acesso em: 19 out. 2024.

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serviços de saneamento básico? Em grupo, investiguem o acesso ao saneamento no bairro em que vocês moram. Identifiquem eventuais necessidades locais e produzam um relatório a partir das informações encontradas. No relatório, evidenciem a importância do acesso aos serviços de saneamento.

questões.

População acesso ààrede de coleta População comcom acesso rede de coleta de esgoto no Brasil (2010 e 2022) de esgoto no Brasil (2010 e 2022)

4. A dengue é um dos problemas de saúde pú-

blica no Brasil, cujos casos têm aumentado significativamente nos últimos anos. Em 2023, no Brasil, foram registrados mais de 1,5 milhão de casos prováveis, distribuídos ao longo dos meses conforme expresso no gráfico a seguir.

Casos prováveis de dengue no Brasil emCasos2023 prováveis de dengue no Brasil em 2023

60 50

62,5 52,8

40 30 20 10 0

2010

2022

Tempo (anos) Fonte: FERREIRA, Igor et al. Censo 2022: rede de esgoto alcança 62,5% da população, mas desigualdades regionais e por cor e raça persistem. Agência IBGE Notícias, Rio de Janeiro, 26 abr. 2024. Disponível em: https://agenciadenoticias.ibge.gov.br/agencianoticias/2012-agencia-de-noticias/noticias/39237-censo-2022rede-de-esgoto-alcanca-62-5-da-populacao-mas-desigualdadesregionais-e-por-cor-e-raca-persistem. Acesso em: 19 out. 2024.

ORACICART

450 000 400 000 300 000 250 000 200 000

150 000 100 000 50 000 o

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Tempo (meses)

Fonte: BRASIL. Ministério da Saúde. Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde. Dengue: notificações registradas no sistema de informação de agravos de notificação - Brasil. Brasília, DF: MS: DATASUS, 2024. Disponível em: http://tabnet.datasus.gov.br/cgi/tabcgi.exe?sinannet/cnv/ denguebbr.def. Acesso em: 3 out. 2024.

Considerando esses dados e seus conhecimentos sobre a dengue, responda às questões. a) Em quais meses do ano houve maior registro de casos de dengue no ano de 2023? Elabore uma hipótese para explicar esses dados. Depois, faça uma pesquisa em sites e fontes confiáveis para verificar sua hipótese. b) Em grupo, organizem uma campanha contra a dengue. Criem materiais de campanha que possam ser compartilhados com a população, incentivando-a a adotar ações de combate em seu cotidiano.

700 000 600 000

ORACICART

Internações por doenças veiculação Internações por doenças dedeveiculação hídrica no Brasil (2010 e hídrica no Brasil (2010 e 2022)2022)

350 000

Número de internações

Número de casos

ORACICART

3. O bairro onde você mora possui acesso aos

5. Analise os gráficos a seguir para responder às

Proporção de domicílios (%)

socioambientais associadas a esse cenário. Se necessário, realize uma pesquisa em sites e fontes confiáveis.

UNIDADE

603 623

500 000 400 000 300 000

191 418

200 000 100 000 0

2010

2022

Tempo (anos) Fonte: INTERNAÇÕES totais por doenças de veiculação hídrica. São Paulo: Painel Saneamento Brasil, 2022. Disponível em: https://www.painelsaneamento.org.br/localidade/ evolucao?id=0&L%5Bi%5D=INT_VH. Acesso em: 19 out. 2024.

a) O que é possível dizer sobre a população com acesso à coleta de esgoto no Brasil, entre os anos de 2010 e 2022? E sobre as internações por doenças de veiculação hídrica nesse período? b) Relacione os gráficos I e II e justifique a importância do saneamento básico para a saúde da população.

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36 TEMA

A FRI

C A/SH UT TER ST OC K.C

A Ciência e a tecnologia impactam a sociedade de diferentes maneiras. Um exemplo é a biotecnologia, que pode ser entendida como técnicas de manipulação de seres vivos, incluindo microrganismos, plantas e animais, ou de suas partes, voltadas para o desenvolvimento de produtos ou de processos que interessam à sociedade humana. Nesse sentido, a fabricação de pães, queijos e vinhos, realizada a partir da ação fermentadora de microrganismos, representa uma aplicação da biotecnologia.

Pães de fermentação natural. Em um contexto amplo, a fabricação de pães, realizada pela sociedade humana há milhares de anos, utiliza técnicas de biotecnologia. Nesse caso, usa-se leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae para a fermentação.

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Biotecnologia

Respostas e comentários deste Tema estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Com o avanço dos conhecimentos científicos e tecnológicos, as biotecnologias têm sido aprimoradas e passaram a incluir a manipulação do material genético dos seres vivos, permitindo a criação de organismos com características específicas. Essa engenharia genética tem um impacto significativo na produção de alimentos, ao possibilitar o desenvolvimento de cultivos mais resistentes e nutritivos, e na saúde, com inovações em medicamentos e vacinas. Além disso, a biotecnologia também aborda questões ambientais, como a biorremediação, que utiliza microrganismos para despoluir áreas contaminadas. O desenvolvimento de organismos geneticamente modificados, a clonagem de células e de organismos e o uso de células-tronco serão alguns dos assuntos a serem estudados neste Tema. PENSE E RESPONDA

Bactérias Pseudomonas putida (imagem de microscopia óptica, aumento aproximado de 8 700 vezes; colorida artificialmente). A bactéria Pseudomonas putida é naturalmente capaz de degradar alguns compostos químicos que podem contaminar o solo. Modificações realizadas no DNA desse microrganismo ampliam essa capacidade e permitem que ele seja utilizado para recuperar ambientes poluídos. Esse é um exemplo aplicado da biotecnologia. Não escreva no livro.

1 A Ciência e a tecnologia se beneficiam mutuamente. Você concorda? Explique sua resposta por meio de um exemplo.

2 Qual é a relação da Ciência e da tecnologia com a sociedade?

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Engenharia genética De modo geral, a engenharia genética se refere a um conjunto de técnicas e de tecnologias que possibilitam a manipulação do material genético. Entre as diversas biotecnologias que compõem a engenharia genética, estudaremos a tecnologia do DNA recombinante, que possibilita a obtenção de organismos geneticamente modificados (OGMs), a produção de vacinas gênicas e a realização da terapia gênica.

UNIDADE

DNA recombinante Uma molécula de DNA recombinante consiste em uma nova molécula de DNA, obtida a partir da combinação de fragmentos de DNA, geralmente de dois ou mais organismos diferentes, sejam indivíduos de uma mesma espécie, sejam de espécies distintas. A partir de agora, analisaremos como pode ser obtida uma molécula de DNA recombinante e, na sequência, algumas de suas aplicações.

Enzimas que cortam e ligam Para obter uma molécula de DNA recombinante, são utilizadas enzimas capazes de cortar e ligar uma molécula de DNA em regiões específicas. As enzimas que promovem o corte da molécula de DNA são chamadas de enzimas de restrição, enquanto aquelas que ligam segmentos de DNA são chamadas de enzimas DNA ligases. Analise como elas atuam, de forma simplificada, no esquema a seguir. 1 As moléculas de DNA de diferentes organismos são tratadas com uma mesma enzima de restrição. Existem diversas enzimas de restrição, cada qual reconhece e promove cortes em regiões específicas das moléculas de DNA, denominadas sítios de restrição. De modo geral, os sítios de restrição do DNA delimitam sequências curtas de nucleotídeos. Portanto, após o tratamento com a enzima de restrição, são obtidos pequenos fragmentos das moléculas de DNA.

Molécula de DNA do organismo A

Molécula de DNA do organismo B

Sítio de restrição

Enzima de restrição corta o DNA do organismo A

A mesma enzima é utilizada para cortar o DNA do organismo B Enzimas DNA ligase unem os fragmentos de DNA

DNA ligase SIRIO CANÇADO

Formação do DNA recombinante

DNA ligase

tratamento com a mesma enzima O de restrição, de modo geral, pode produzir extremidades adesivas nas moléculas de DNA, ou seja, sequências de bases complementares. Em condições específicas, a complementaridade das extremidades possibilita a combinação de fragmentos de DNA de diferentes origens. Em seguida, os fragmentos são tratados com a enzima DNA ligase, que permite a ligação entre as extremidades complementares dos fragmentos de diferentes origens, formando um DNA recombinante.

Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 413.

Representação da ação de enzimas de restrição e de DNA ligases na obtenção de uma molécula de DNA recombinante. A tesoura e a cola são apenas ilustrações artísticas que representam, figurativamente, o mecanismo de ação dessas enzimas (imagem sem escala; cores fantasia).

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Clonagem molecular

1 O DNA doador (célula humana) e o vetor (bactéria Escherichia coli) são isolados.

Bactéria (Escherichia coli) Cromossomo bacteriano

1 Vetor

2 O gene de interesse (insulina) é cortado do DNA doador por uma enzima de restrição, assim como o vetor.

ALEX SILVA

A clonagem molecular consiste na obtenção de múltiplas cópias de um segmento específico da molécula de DNA. De modo geral, ela é realizada a partir da obtenção de uma molécula de DNA recombinante e sua posterior inserção em outra célula, para que seja replicada. Nesse caso, a obtenção de uma molécula de DNA recombinante envolve uma molécula de DNA doador e de um vetor de replicação. O DNA doador contém a sequência gênica de interesse, que será isolada e inserida no vetor. O vetor, por sua vez, é uma molécula de DNA na qual o gene de interesse será inserido para ser replicado, resultando na produção de inúmeras cópias. De modo geral, o vetor é uma molécula de DNA pequena capaz de se replicar em células vivas. Um vetor amplamente utilizado para a realização dessa tecnologia é um plasmídeo bacteriano, uma molécula de DNA circular capaz de se replicar de forma independente do cromossomo bacteriano. O esquema a seguir representa, de forma simplificada, como ocorre a clonagem molecular utilizada para a produção de insulina humana sintética. 4 Célula humana Plasmídeo (vetor)

1 DNA doador (humano)

Gene de interesse (insulina)

5 A bactéria recombinante se reproduz. Isso resulta na produção de inúmeras cópias do gene de interesse que foi inserido no plasmídeo recombinante, neste caso, a insulina.

3 Plasmídeo recombinante Bactéria recombinante

Em condições laboratoriais específicas, o plasmídeo recombinante é inserido em uma célula bacteriana previamente preparada, neste caso, a E. coli. Por ter recebido um plasmídeo recombinante, ela passa a ser chamada de bactéria recombinante.

3 A tecnologia do DNA recombinante é aplicada para a obtenção de um plasmídeo recombinante. Nesse caso, o gene da insulina humana é inserido no plasmídeo da E. coli.

5 6 Insulina isolada Bactérias clonadas

O gene inserido no plasmídeo passa a ser expresso pela bactéria, resultando na produção da insulina humana, que é posteriormente isolada para ser utilizada no tratamento de diabéticos. Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 412.

Representação da clonagem molecular da insulina humana (imagem sem escala; cores fantasia). PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

3 Pesquise o que caracterizam os tipos 1 e 2 de diabetes e a relação dessas doenças com a insulina.

4 Desde a década de 1980, a insulina sintética humana passou a ser produzida em

escala industrial, graças à tecnologia do DNA recombinante e à clonagem molecular. Pesquise sobre a importância desse avanço científico.

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UNIDADE

Organismos geneticamente modificados (OGMs) Não

PENSE E escreva Os organismos geneticamente modificados (OGMs) compreendem os RESPONDA no livro. seres vivos (microrganismos, plantas e animais) cujo material genético foi 5 Os dois exemplos alterado artificialmente por técnicas específicas da engenharia genética. citados no início Um exemplo de OGM são os organismos transgênicos, cujo material genédeste Tema refetico recebeu a inserção de um ou mais genes de outras espécies. De modo rem-se a OGMs? geral, os organismos transgênicos são produzidos para expressar genes Por quê? de interesse de outra espécie, passando a apresentar características que, naturalmente, não têm. No exemplo exposto anteriormente para a produção de insulina humana, a bactéria que recebeu o plasmídeo recombinante se tornou uma bactéria transgênica. Isso porque seu plasmídeo recebeu um gene humano, o qual passou a ser expresso pela bactéria. Ou seja, a bactéria adquiriu uma característica que não apresenta naturalmente: a capacidade de sintetizar insulina humana. De modo geral, a transgenia é utilizada para a realização de processos industriais e para otimizar as práticas agrícolas. Nesse último caso, há muitos anos são realizados estudos a respeito das plantas transgênicas, e algumas já foram introduzidas no consumo humano, como a soja e o milho. Um dos tipos de soja transgênica, por exemplo, recebeu um gene de tolerância ao agrotóxico glifosato, gene esse que foi isolado de uma bactéria do gênero Agrobacterium. Esse tipo de soja transgênica se torna tolerante ao uso do glifosato, que é aplicado para evitar o crescimento de ervas daninhas nas plantações.

Gene de interesse

CRIS ALENCAR

Infecção do meio de cultura com Agrobacterium modificada

Células vegetais cultivadas

Planta transgênica

Seleção de tecidos vegetais e inserção em um meio de cultura.

Célula vegetal

Célula vegetal transformada

Elaborada com base em: GRIFFITHS Anthony J. F. et al. Introdução à genética. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. p. 633.

Representação da obtenção de uma planta transgênica a partir de um gene de interesse bacteriano (imagem sem escala; cores fantasia).

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PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

6 A preservação da

cultura e dos hábitos alimentares de um povo também é considerada na soberania alimentar. Qual é a importância desse a spec to para a identidade de uma nação e para a sustenta bilidade de suas práticas alimentares? Converse com seus colegas sobre o assunto e cite um exemplo.

Um dos tipos de milho transgênico, por sua vez, recebeu um gene que codifica a toxina Bt, uma proteína tóxica a diversos insetos-praga. Com isso, a planta fica protegida do ataque de insetos, reduzindo a necessidade de uso de agrotóxicos inseticidas. As plantas transgênicas podem apresentar diversas vantagens ao produtor, auxiliando na otimização da produção; ao consumidor, reduzindo o custo associado ao produto ou ofertando maior valor nutricional; ou a ambos. Além disso, podem ser uma possibilidade para suprir a necessidade de se aumentar a produção mundial de alimentos, considerando as estimativas futuras quanto ao grande crescimento da população do planeta. Contudo, as plantas transgênicas ainda são um assunto controverso, devido aos possíveis riscos ambientais e à saúde humana. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), os riscos ambientais envolvem os desequilíbrios nas relações entre as espécies próximas ao local de plantio, pois o comportamento das plantas transgênicas pode ser alterado. Entre os possíveis riscos à saúde humana estão as reações alérgicas. Outra discussão importante sobre os transgênicos envolve a soberania alimentar. Esse conceito trata do direito das nações de definir suas próprias estratégias de produção, distribuição e consumo de alimentos. Ele também garante a preservação da autonomia e a redução da dependência das flutuações de preços internacionais. Neste contexto, a influência de grandes multinacionais no mercado de transgênicos não deve interferir na livre escolha do que é cultivado e consumido. Para ajudar nessa soberania, foram criadas leis que exigem rótulos em alimentos que contêm transgênicos, garantindo que consumidores tenham direito à escolha do que irão consumir. Contudo, para serem permitidos para plantio e para consumo, eles devem ser aprovados em testes de segurança específicos. Sendo assim, a OMS garante que os alimentos produzidos com ingredientes transgênicos que são consumidos mundialmente foram aprovados nesses testes, possuindo baixa probabilidade de oferecer riscos ao ambiente e à saúde. De qualquer forma, é importante que alimentos que possuem ingredientes transgênicos sejam sinalizados com um símbolo específico em sua embalagem, alertando o consumidor a respeito de sua composição.

/P TA

NIE

IS AL

M RI

Símbolo indicativo da presença de componentes geneticamente modificados nos alimentos.

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UNIDADE

O avanço do conhecimento científico, atrelado ao desenvolvimento tecnológico, possibilitou a criação de diferentes métodos para a produção de vacinas. Com isso, hoje existem vários imunizantes eficazes para diversas infecções. As primeiras vacinas produzidas foram as vacinas atenuadas, nas quais o agente infeccioso (bactéria ou vírus) é injetado vivo, porém enfraquecido, de modo a induzir uma resposta imune sem causar a doença. Alguns dos imunizantes produzidos por esse método são a vacina para caxumba, febre amarela e poliomielite (oral). Outro tipo são as vacinas inativadas, produzidas com bactérias mortas ou vírus inativados. As vacinas contra hepatite A, gripe e raiva são produzidas utilizando esse método. Mais recentemente, foram desenvolvidas vacinas que empregam técnicas de engenharia genética. Entre elas estão as vacinas gênicas, que utilizam uma sequência de material genético que codifica os antígenos de determinado agente infeccioso. Um exemplo de vacina gênica são as vacinas de DNA, produzidas a partir da tecnologia do DNA recombinante. Neste tipo de vacina, insere-se a sequência de interesse (que codifica o antígeno do agente infeccioso) em um vetor (que pode ser um plasmídeo bacteriano). Por meio da vacina, o vetor é administrado no corpo humano, que vai passar a produzir o antígeno do agente infeccioso. Esse antígeno irá desencadear a reação imunitária, levando à produção de anticorpos contra ele. Atualmente, vacinas gênicas já foram aprovadas para uso em humanos na prevenção da covid-19 e estão sendo investigadas em diversos outros contextos, como contra a dengue e a infecção pelo vírus zika. Alguns estudos também indicam a utilização de vacinas gênicas para a prevenção de alguns tipos de câncer, como o que pode ser causado pelo HPV (papilomavírus humano). Independentemente do método e da tecnologia empregada em sua produção, todas as vacinas são seguras e eficazes, pois passaram por inúmeros testes antes de serem aprovadas para uso. De modo geral, para que seja criada uma proteção prolongada, é necessário aplicar mais de uma dose da vacina, com intervalos específicos. Em alguns casos, há a necessidade de doses de reforço para manter a imunidade. Cientista trabalha no desenvolvimento de vacinas gênicas.

HANK MORGAN/SCIENCE SOURCE/FOTOARENA

Tecnologias em vacinas

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Terapia gênica A terapia gênica é utilizada para o tratamento de algumas doenças genéticas, como alguns tipos de câncer hereditário. Ela consiste na introdução de genes terapêuticos em células do paciente, utilizando vetores obtidos pela tecnologia do DNA recombinante. O objetivo da técnica é que esses genes sejam incorporados ao material genético das células do paciente e passem a ser expressos, contribuindo para o tratamento da doença. A técnica pode ser realizada diretamente no organismo humano ou em células isoladas em laboratório, que depois são introduzidas no corpo do paciente. Acompanhe o esquema a seguir que representa, de forma simplificada, uma técnica de terapia gênica. Os genes terapêuticos são inseridos em um vetor, como o material genético de um vírus que foi geneticamente modificado para não se reproduzir.

Em condições específicas de laboratório, por meio do vetor viral, os genes terapêuticos são incorporados ao material genético das células do paciente.

Algumas células do paciente são removidas e mantidas em uma cultura de laboratório.

Representação da realização da terapia gênica em células isoladas (imagem sem escala; cores fantasia).

5 No organismo, as células irão expressar os genes terapêuticos e se multiplicar, contribuindo para o tratamento da doença.

RAFAEL HERRERA

As células geneticamente modificadas são transplantadas de volta ao organismo do paciente.

Elaborado com base em: KUMAR, Sandeep R. P. et al. Clinical development of gene therapy: results and lessons from recent successes. Molecular Therapy: Methods & Clinical Development, [s. l.], v. 3, 2016. Disponível em: https://www.sciencedirect. com/science/article/pii/ S2329050116301772. Acesso em: 28 out. 2024.

Não escreva Entre exemplos de aplicação da terapia gênica está o PENSE E RESPONDA no livro. tratamento da anemia falciforme e da fibrose cística. Em 7 Faça uma pesquisa a respeito da aneambas as condições, um gene saudável é inserido, auximia falciforme e da fibrose cística e liando na produção de proteínas funcionais que ajudam registre os resultados no caderno. a reduzir os problemas característicos dessas doenças.

Clonagem celular e de organismos A clonagem celular e a clonagem de organismos se referem à produção artificial de, respectivamente, células e indivíduos geneticamente iguais. Elas podem ser obtidas por diferentes técnicas. Uma dessas técnicas corresponde à clonagem a partir da transferência nuclear de células somáticas, que é qualquer célula que forma um organismo, com exceção das células reprodutivas. A transferência nuclear de células somáticas consiste na retirada do núcleo de uma célula somática diferenciada e sua inserção em um gameta feminino, que teve seu núcleo anteriormente retirado. Nesse sentido, o gameta feminino incorpora o núcleo doador, passando a expressar e atuar conforme seu novo material genético.

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A célula à qual foi incorporada um novo núcleo é, então, submetida à divisão celular, sob condições específicas de laboratório. Forma-se um embrião jovem, que pode ser utilizado para a realização de dois tipos de clonagem: a clonagem reprodutiva e a clonagem terapêutica.

UNIDADE

Clonagem reprodutiva

ALEX SILVA

Na clonagem reprodutiva, forma-se um indivíduo geneticamente idêntico ao indivíduo doador de núcleo. Foi por meio dessa técnica que a ovelha Dolly foi clonada na década de 1990, conforme representa simplificadamente o esquema a seguir.

Células mamárias foram retiradas de uma ovelha e cultivadas em laboratório.

Remoção do núcleo

foram retirados de outra ovelha 2 Óvulos e tiveram seus núcleos removidos.

Uma célula mamária foi fusionada a um óvulo cujo núcleo havia sido removido. A célula 3 resultante passou a apresentar o núcleo da célula mamária.

O embrião foi implantado no útero de uma terceira ovelha, completando seu desenvolvimento até o nascimento.

A célula resultante foi submetida à divisão

4 celular, sob condições específicas de laboratório, formando um embrião jovem.

Embrião

6 Uma ovelha geneticamente idêntica à ovelha doadora de células mamárias nasceu e foi batizada como Dolly.

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 424.

Representação da clonagem reprodutiva da ovelha Dolly, que ocorreu por meio da transferência nuclear de células somáticas (imagem sem escala; cores fantasia). O desenvolvimento da técnica de clonagem reprodutiva suscitou discussões mundiais a respeito de sua legalidade, sobretudo com respeito à clonagem de seres humanos. Com base em questões morais, éticas, jurídicas e nos próprios conhecimentos científicos, essas discussões resultaram na proibição de sua prática em diversos países. No Brasil, especificamente, a lei no 11.105, de 2005, proíbe a clonagem reprodutiva de seres humanos, configurando um crime. Além das questões mencionadas, é importante reiterar que a clonagem reprodutiva não garante que o desenvolvimento do embrião ocorrerá de forma segura, tampouco que terá uma vida saudável.

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Clonagem terapêutica Na clonagem terapêutica, o embrião em estágio inicial de desenvolvimento, logo após a fertilização, não é implantado no útero de uma fêmea, mas é utilizado para obtenção de células-tronco. De modo geral, as células-tronco são células que possuem alto potencial reprodutivo e não são especializadas; sob condições adequadas, as células-tronco são capazes de se diferenciar em células especializadas de um ou mais tipos. Em relação aos animais, estudos indicam três tipos de célula-tronco: as embrionárias, as adultas e as induzidas. As células-tronco embrionárias podem dar origem a qualquer tecido do corpo. Elas são extraídas de embriões obtidos em tratamentos de fertilização e que não serão implantados no útero materno. As células-tronco adultas estão presentes em diferentes órgãos, mas não são capazes de originar todos os tipos de tecido do corpo. Entre elas estão as células-tronco da medula óssea, um tecido presente no interior dos ossos que é capaz de originar células do sangue, da cartilagem, do próprio tecido ósseo e do tecido adiposo. Devido à capacidade de dar origem a novos tecidos, as células-tronco podem ser cultivadas sob determinadas condições para se especializarem em diferentes tipos celulares, como células hepáticas (do fígado), células nervosas e células do sangue, e a partir disso podem ser utilizadas em terapias para reparar tecidos danificados ou até mesmo para a produção de órgãos, como rins, ossos ou músculos. Células-tronco embrionárias Podem ser obtidas do blastocisto, a fase do início do desenvolvimento embrionário. Essas células podem gerar muitos tipos celulares.

CRIS ALENCAR

Células-tronco adultas Podem ser obtidas da medula óssea de um ser humano. Essas células geram um número limitado de tipos celulares.

Cultivo de células-tronco adultas da medula óssea

Cultivo de células-tronco embrionárias

Diferentes tipos celulares Elaborada com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 426.

Células musculares

Células nervosas

Células sanguíneas

Representação do cultivo de células-tronco embrionárias e adultas (imagem sem escala; cores fantasia).

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UNIDADE

Atualmente, diversos estudos são realizados na busca por resolver o problema da capacidade limitada das células-tronco adultas em dar origem a novos tipos celulares. Em alguns desses estudos, células do corpo humano que não são células-tronco são induzidas a ter a capacidade de originar qualquer tipo de célula do corpo humano. São as chamadas células-tronco induzidas. As novas células-tronco formadas possuem propriedades semelhantes às células-tronco embrionárias e podem originar diferentes células.

reguladores são introduzidos 2 Genes na célula por meio de vetores.

1 Células somáticas da pele (fibroblastos) são isoladas.

Células sanguíneas

CRIS ALENCAR

Células nervosas

As células são cultivadas.

Células musculares

Elaborada com base em: KARAGIANNIS, Peter; NAKAUCHI, Ayaka; YAMANAKA, Shinya. Bringing Induced pluripotent stem cell technology to the bedside. JMA Journal, Tóquio, Japão, v. 1, n. 1, p. 6-14, 2018. Disponível em: https://www.jmaj.jp/ detail.php?id=10.31662%2Fjmaj.2018-0005. Acesso em: 21 out. 2024. REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 427.

Representação da obtenção de células-tronco induzidas (imagem sem escala; cores fantasia). Existe um grande interesse no uso de células-tronco para aplicações médicas, sobretudo para o tratamento de condições ou de doenças humanas em que se faça necessária a regeneração de tecidos danificados, como cânceres, diabetes tipo 1 e lesões em algumas regiões do sistema nervoso. Os estudos ainda precisam ser aprofundados para se garantir a segurança da técnica, que tem se mostrado promissora em muitas pesquisas realizadas ao redor do mundo. A utilização de células-tronco embrionárias humanas tem gerado diversos debates na sociedade. Parte considera um problema ético trabalhar com essas células, já que sua utilização estaria impedindo a formação de um novo indivíduo. Outra parte da sociedade considera esses embriões inviáveis para a fertilização e que a técnica não estaria impedindo a formação de um novo indivíduo. A regulamentação da utilização das células-tronco embrionárias no Brasil é estabelecida pela lei no 11.105, de 2005, que aborda aspectos gerais de biossegurança. Entretanto, alguns analistas acreditam que, devido à complexidade e à distinção do tema, ele deveria ter uma lei à parte. PENSE E RESPONDA

Não escreva no livro.

8 E você? Qual é a sua opinião sobre a utilização de células-tronco embrionárias?

Converse com o professor e organizem um debate em sala, de maneira que cada colega possa emitir sua posição referente ao assunto, respeitando possíveis ideias contrárias às suas. Antes, embase sua opinião realizando uma pesquisa mais ampla sobre o assunto.

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Biologia Sintética

AURORA OPEN/ISTOCKPHOTO/ GETTY IMAGES

O conjunto de informações que determinam um ser vivo está codificado em seu genoma. Com o desenvolvimento da biotecnologia, o ser humano aprendeu a decifrar o genoma de diferentes organismos e, por meio de técnicas de engenharia genética, a manipulá-lo. Desde a década de 1990, novas tecnologias permitiram decifrar com maior rapidez o genoma dos seres vivos, levando ao desenvolvimento de diversas áreas do conhecimento. Com base nesses avanços, desenvolveu-se a Biologia Sintética. Essa área tem entre seus objetivos o de desenhar e construir organismos artificiais que produzam novas moléculas de interesse específico e redesenhar organismos já existentes para maximizar e direcionar sua biologia para a produção de moléculas de interesse. A Biologia Sintética tem diversas aplicações. Na geração de energia, microrganismos geneticamente sintetizados podem produzir hidrogênio para ser utilizado como combustível veicular. Na saúde, é possível obter novos medicamentos, vacinas e tecidos com base em organismos sintetizados, que não ocorram naturalmente. No ambiente, microrganismos podem ser desenvolvidos para detectar ou degradar poluentes. Na indústria, microrganismos podem ser projetados para produzir moléculas que se tornem alternativas às fibras naturais ou sintéticas existentes. Na agricultura, novos aditivos alimentares podem ser criados com o uso dessa tecnologia. Outras áreas que têm se destacado são a Astronomia e a Astrobiologia. Com o crescente aumento da tecnologia, em breve o ser humano estará em Marte. Mas para que isso aconteça, é necessário garantir condições para a sobrevivência dos astronautas durante a viagem e nesse planeta. Isso poderia ser auxiliado pelas aplicações da Biologia Sintética, como organismos projetados para gerar combustível, produzir alimentos, sintetizar materiais orgânicos para a construção de abrigos e produzir medicamentos.

Concepção artística de uma possível base humana no planeta Marte. Nela, estariam presentes locais onde microrganismos sintetizados seriam cultivados (biorreatores) para gerar alimento, biopolímeros, combustíveis, realizar a reciclagem e o reaproveitamento de resíduos, entre outros.

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AT¡v¡DaDeS

UNIDADE

Não escreva no livro.

1. O que são biotecnologias? 2. Explique o que é engenharia genética. 3. Qual é a diferença entre células-tronco embrionárias, células-tronco adultas e células-tronco induzidas?

4. Em um estudo sobre tumores no pulmão, pesquisadores brasileiros usaram vírus modifi-

cados como vetores para transferir dois genes supressores de tumor às células cancerígenas. Esses genes induzem a morte celular. Após testes bem-sucedidos em laboratório, os experimentos foram realizados em camundongos, nos quais os pesquisadores observaram uma regressão de 80% no tamanho dos tumores. a) Qual é o nome da técnica utilizada na pesquisa?

b) A técnica apresentará os mesmos resultados em seres humanos? Explique sua resposta.

5. O plantio e o consumo de plantas transgênicas são assuntos muito discutidos mundialmente, sobretudo quanto à sua segurança ambiental e à saúde humana. A respeito do assunto, responda às questões. a) O que são transgênicos? b) Quais são os pontos positivos e negativos associados ao plantio e ao consumo de plantas transgênicas? c) Forme um grupo com seus colegas e se posicionem a respeito dos transgênicos, construindo argumentos consistentes.

6. No passado, a insulina utilizada no tratamento de pessoas com diabetes tipo 1 era extra-

ída do pâncreas do boi e do porco. Apesar de sua similaridade com a humana, a insulina extraída desses animais causava efeitos colaterais em alguns pacientes, além de não ser eficaz em outros. Com a produção da insulina humana sintética em larga escala, houve uma melhoria no tratamento de pacientes diabéticos, que passou a ter maior taxa de sucesso. A respeito do assunto, responda às questões. a) Qual(is) técnica(s) é(são) utilizada(s) na produção de insulina humana sintética?

b) Explique como ocorre a produção de insulina humana sintética.

7. A inteligência artificial (IA) é uma tecnologia que simula o pensamento humano. Ela

permite que máquinas analisem grande quantidade de dados, identifiquem padrões e tomem decisões de forma autônoma e ágil para a resolução de problemas. Agora analise a frase a seguir.

Você concorda com essa frase? Em dupla, façam uma pesquisa sobre o assunto e elaborem uma apresentação digital com os exemplos que encontraram.

8. O que é Biologia Sintética? 9. Forme um grupo com mais dois colegas. Considerem que vocês trabalhem em um labora-

tório de Biologia Sintética e que possam desenvolver um organismo sintético. Que tipo de organismo vocês tentariam desenhar geneticamente? Por quê? Façam uma pesquisa para embasar sua justificativa. Ao final, montem uma apresentação digital para apresentar à turma o produto a ser obtido e as justificativas para seu desenvolvimento.

ANSON_SHUTTERSTOCK/SHUTTERSTOCK.COM

A inteligência artificial vai acelerar a criação de produtos biotecnológicos, o que pode ser positivo.

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Of¡C¡na C¡enT f¡Ca

Extraindo o DNA de cebola

O estudo do DNA dos seres vivos é realizado há décadas, desde que técnicas para sua extração e análise foram desenvolvidas e aprimoradas. Muitas dessas técnicas exigem diversos equipamentos laboratoriais específicos. Mas será possível extrair o DNA de certas células com poucos materiais e procedimentos simples?

Materiais • 1 cebola picada em pedaços pequenos; • 1 colher de chá de sal de cozinha; • 1 colher de sopa de detergente neutro; • 150 mL de água filtrada à temperatura ambiente; • 1 frasco de álcool 98º gelado (que deve ser mantido anteriormente no congelador por um dia); • 2 copos de vidro transparente identificados pelas letras A e B; • 1 coador de café e 1 filtro de café; • 1 panela com água aquecida a fogo baixo para banho-maria; • 1 recipiente plástico; • Cubos de gelo; • Papel-filme.

• No copo A, adicione a água filtrada e misture, com cuidado, o detergente e o sal, de modo a não formar espuma. Adicione a cebola picada à mistura e cubra a abertura do copo com papel-filme. • Coloque o copo A no interior da panela com água aquecida a fogo baixo, mantendo-o em banho-maria por 20 minutos. • Espere o copo A esfriar por 5 minutos, remova-o da panela, retire o papel-filme e filtre a mistura com auxílio do coador e do filtro de café. Armazene a solução filtrada no copo B. • Mantenha apenas metade do volume do copo B com a solução filtrada e cubra a abertura do copo com papel-filme. • Adicione cubos de gelo no interior do recipiente plástico e coloque o copo B dentro dele. Mantenha-o no gelo por 5 minutos. • Remova o papel-filme e adicione o álcool gelado com cuidado, até que o volume do copo seja preenchido. Aguarde 10 minutos e observe os resultados. Cuidado ao cortar a cebola em pedaços pequenos e ao realizar o banho-maria. Realize essas etapas com a supervisão de um adulto ou peça a um adulto que as realize.

LEPAS/SHUTTERSTOCK.COM

AT¡v¡DaDeS

Procedimentos

Quando a cebola é cortada em pedaços menores, a superfície de contato com a solução de extração aumenta, o que permite que o detergente e o sal atuem de forma mais eficiente. Não escreva no livro.

1. A partir dos resultados observados, responda ao questionamento inicial. 2. Qual é a origem do material visualizado na atividade prática? 3. Por que o detergente foi utilizado na atividade prática? Se necessário, realize uma pesquisa para responder a essa pergunta.

4. Forme um grupo com seus colegas e elaborem dois questionamentos que devem ser respondidos pelos demais. Seus questionamentos devem ser referentes à atividade prática e/ou ao assunto.

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Sa¡ba ma¡s

UNIDADE

Vacinas e negacionismo uma conversa necessária

Leia o texto a seguir.

Desinformação científica: uma pandemia de mentiras [...] A médica sanitarista e pediatra Jorgete Maria e Silva está acostumada a esclarecer dúvidas sobre a segurança de vacinas. [...] Dúvidas e preocupações são comuns há bastante tempo, relata ela, motivadas em parte pelo sucesso dos próprios imunizantes, que fizeram muitas das doenças contra as quais eles protegem parecerem coisas do passado. [...] A situação piorou muito nos últimos anos, ressalta ela. Além das preocupações cotidianas sobre febre, dores e eventuais contraindicações de um determinado imunizante, começaram a surgir medos infundados sobre o risco de as vacinas alterarem o DNA, afetarem a inteligência, causarem infertilidade ou até mesmo a morte de crianças. “Começou com a da covid, mas acabou extrapolando para qualquer vacina”, relata Silva. Quase sempre, segundo ela, a fonte da desinformação são as redes sociais; e nem sempre os médicos conseguem mudar a percepção dos pacientes. “As fake news ganharam uma força muito grande”, lamenta a médica. “O que a gente fala de correto não suplanta o que as pessoas veem nas redes sociais.” O relato dela [...] está em sintonia com os resultados de uma pesquisa [...], que apontou as mídias digitais — em especial, as redes sociais — como principal fonte de hesitação vacinal entre as famílias [...]. [...] Apesar do grande volume de desinformação e negacionismo que circula na sociedade, segundo os pesquisadores, [...] os fatores que impulsionam a rejeição a determinados postulados da ciência (como a segurança das vacinas [...]) estão mais relacionados a questões de natureza moral, política e religiosa do que de conhecimento científico ou escolaridade [...]. [...] ESCOBAR, Herton. Desinformação científica: uma pandemia de mentiras. Jornal da USP, São Paulo, 13 nov. 2023. Disponível em: https://jornal.usp.br/atualidades/desinformacao-cientifica-uma-pandemia-dementiras/. Acesso em: 20 out. 2024.

AT¡v¡DaDeS

Não escreva no livro.

1. O que é negacionismo? Para auxiliá-lo em sua resposta, faça uma pesquisa. 2. Como a desinformação científica pode potencializar o negacionismo em relação às vacinas? 3. Considerando seu conhecimento sobre vacinas gênicas e as informações presentes no texto, responda: a falta de conhecimento sobre as vacinas gênicas pode aumentar o negacionismo contra as vacinas de maneira geral? Explique.

4. Em grupo, organizem um debate sobre a relação entre as redes sociais, a desinformação científica e o negacionismo. Posicionem-se utilizando argumentos sólidos, respeitando ideias divergentes.

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ORGAN¡ZANDO AS ¡De¡AS Analise o esquema a seguir, que apresenta e relaciona os principais conceitos estudados nesta Unidade

Evolucionismo Evidências

Histórico

Análises moleculares

Mutação

Seleção natural

DNA recombinante

Terapia gênica

Engenharia genética Biotecnologia

6 SOCIEDADE

E TECNOLOGIA

SOCIEDADE, AMBIENTE E SAÚDE

Espécies extintas Bonobos

Saneamento básico

Fontes energéticas

Preocupação ambiental

Dispersão pelo mundo Hominínios

Parentesco evolutivo Origem africana

Abastecimento Coleta de de água resíduos Agentes

Coleta de esgoto

patogênicos

Imagens ilustrativas e sem escala; cores fantasia.

Ser humano

Chimpanzés

Desenvolvimento socioeconômico

Fontes alternativas

Simpátrica

Barreira geográfica

EVOLUÇÃO, SOCIEDADE E TECNOLOGIA

Clonagem terapêutica

Processos

Migração

Células-tronco

Clonagem reprodutiva

Alopátrica

Fluxo gênico

Darwin e Wallace

OGMs

Isolamento reprodutivo

Deriva genética Acaso

Herança dos caracteres adquiridos

Vacinas gênicas

Especiação

Seleção natural

Recombinação

Uso e desuso

Fósseis

ORIGINA UMA ESPÉCIE?

Fatores evolutivos

Lamarck

Homologias

3 COMO SE

QUE FATORES ATUAM NA EVOLUÇÃO?

VIVOS EVOLUEM

Manutenção da saúde

ALEX ARGOZINO

1 OS SERES

Evolução humana

4 A LINHAGEM

DO SER HUMANO Não escreva no livro.

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UNIDADE

AT¡v¡DADeS COMPleMeNTAReS Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Não escreva no livro.

Tema 31 - Ideias evolucionistas

Tema 32 - Teoria sintética da evolução

1. (UECE) De acordo com o fixismo, é correto afir-

3. Diversas explicações para a evolução das es-

a) as espécies permanecem mutáveis ao longo do tempo. b) as variações do meio ambiente levam o indivíduo a sentir necessidade de se adaptar. c) as espécies vivas atualmente são idênticas às do passado. d) os organismos mais bem-adaptados ao meio têm maiores chances de sobrevivência.

2. (Enem/MEC) Atualmente, o medicamento de esco-

lha para o tratamento da esquistossomose causada por todas as espécies do verme Schistosoma é o praziquantel (PQZ). Apesar de ser eficaz e seguro, seu uso em larga escala e tratamentos repetitivos em áreas endêmicas têm provocado a seleção de linhagens resistentes. LAGE, R. C. G. Disponível em: www.repositorio.ufop.br. Acesso em: 17 dez. 2012 (adaptado).

Qual é o mecanismo de seleção dos vermes resistentes citados? a) Os vermes tornam-se resistentes ao entrarem em contato com o medicamento quando invadem muitos hospedeiros. b) Os vermes resistentes absorvem o medicamento, passando-o para seus descendentes, que também se tornam resistentes. c) Os vermes resistentes transmitem resistência ao medicamento quando entram em contato com outros vermes dentro do hospedeiro. d) Os vermes resistentes tendem a sobreviver e produzir mais descendentes do que os vermes sobre os quais o medicamento faz efeito.

pécies foram propostas ao longo do tempo. Mesmo que hoje algumas delas não estejam corretas, em termos científicos, todas foram importantes à concretização do pensamento evolutivo na comunidade científica. Elabore um texto a respeito das principais ideias evolucionistas estudadas, destacando sua importância histórica. Em seu texto, destaque a teoria evolutiva atualmente aceita.

4. Os peixes da espécie Astyanax mexicanus são

conhecidos como peixes-cegos, por não apresentarem olhos. Eles são encontrados em cavernas de algumas regiões do México, locais que apresentam baixa luminosidade, ou mesmo ausência de luz. Esses peixes foram estudados por um grupo de cientistas, que propuseram uma hipótese para explicar sua ausência de visão baseada na economia de energia. No caso, existe um alto custo energético para a manutenção da visão, somado ao fato de existir pouca disponibilidade de alimentos nas cavernas. Além disso, os peixes apresentam algumas mutações nos genes oculares. Considerando as informações do texto e seus conhecimentos, explique os fatores evolutivos que podem ter resultado na ausência de olhos dos peixes-cegos da espécie Astyanax mexicanus.

5. (Unesp) Na natureza, a grande maioria dos ga-

fanhotos é verde. No entanto, uma mutação genética incomum e pouco conhecida, chamada eritrismo, provoca alteração na produção de pigmentos, o que resulta em gafanhotos cor-de-rosa. Descobertos em 1887, esses gafanhotos raramente são encontrados. UNESP

mar que

e) Os vermes resistentes ao medicamento tendem a eliminar os vermes que não são resistentes, fazendo com que apenas os mais fortes sobrevivam.

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a) a mutação reduz a variabilidade genética na população de gafanhotos, prejudicando a seleção natural de indivíduos cor-de-rosa.

I pode levar, no momento D, às situações D1 e D2. ENEM/MEC

Os gafanhotos cor-de-rosa são raros porque

b) concorrem por alimento com os gafanhotos-verdes, que são mais eficientes por terem a mesma coloração das folhagens. c) destacam-se visualmente e são facilmente encontrados e predados, enquanto os gafanhotos-verdes se camuflam na natureza. d) os gafanhotos-verdes são mais numerosos na natureza e, portanto, se reproduzem e deixam muito mais descendentes. e) são muito menos evoluídos que os gafanhotos-verdes e por isso sobrevivem por pouco tempo na natureza.

Tema 33 - Especiação

6. (UFRGS-RS) Assinale a alternativa que pre-

enche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. No processo de especiação ........, a separação geográfica entre populações de uma espécie ancestral é o primeiro passo para formação de duas novas espécies. Já no processo de especiação ........, ocorre o surgimento de duas novas espécies em uma mesma localização geográfica, decorrente de rearranjos cromossômicos ou mutações, diferenciando conjuntos gênicos dentro de uma mesma população. a) simpátrica – por migração

b) alopátrica – simpátrica c) por deriva genética – alopátrica d) por gradualismo – por migração e) por inviabilidade do híbrido – por gradualismo

7. (Enem/MEC) Uma população (momento A) sofre

isolamento em duas subpopulações (momento B) por um fator de isolamento (I). Passado um tempo, essas subpopulações apresentam características fenotípicas e genotípicas que as distinguem (momento C), representadas na figura pelas tonalidades de cor. O posterior desaparecimento do fator de isolamento

A representação indica que, no momento D, na situação a) D1 ocorre um novo fator de isolamento geográfico. b) D1 existe uma única população distribuída em gradiente. c) D1 ocorrem duas populações separadas por isolamento reprodutivo. d) D2 coexistem duas populações com características fenotípicas distintas. e) D2 foram preservadas as mesmas características fenotípicas da população original A.

Tema 34 - Evolução humana

8. Algumas pessoas acreditam que o ser humano evoluiu dos macacos. Como você explicaria a essas pessoas que esse pensamento não está correto? Em sua resposta, utilize seus conhecimentos sobre a evolução humana.

9. As descobertas de fósseis de hominínios em diversas regiões do mundo têm ajudado a traçar a história evolutiva da humanidade. Sobre o assunto, responda às questões. a) Qual é o fóssil hominínio mais antigo já encontrado? Ele data de quanto tempo atrás aproximadamente? b) Cite uma característica do gênero Australopithecus. Quando ele teria surgido? c) Quando surgiu o Homo sapiens e quais são as duas espécies de hominínios que coexistiram com ele?

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Tema 35 - Sociedade, ambiente e saúde

a) a segurança alimentar.

10. (Enem/MEC) Suponha que você seja um con-

b) o zoneamento ambiental.

sultor e foi contratado para assessorar a implantação de uma matriz energética em um pequeno país com as seguintes características: região plana, chuvosa e com ventos constantes, dispondo de poucos recursos hídricos e sem reservatórios de combustíveis fósseis. De acordo com as características desse país, a matriz energética de menor impacto e risco ambientais é a baseada na energia a) dos biocombustíveis, pois tem menor impacto ambiental e maior disponibilidade. b) solar, pelo seu baixo custo e pelas características do país favoráveis à sua implantação. c) nuclear, por ter menor risco ambiental e ser adequada a locais com menor extensão territorial.

c) o saneamento básico. d) o acesso à terra. e) a distribuição de renda.

Tema 36 - Biotecnologia

12. (Uesb-BA) Dentre os importantes avanços

dos estudos na área da genética, destaca-se a tecnologia do DNA recombinante, obtida a partir da utilização de enzimas que cortam o DNA em locais específicos e enzimas que permitem a adesão das partes cortadas a outro segmento de DNA. As duas enzimas envolvidas nessa técnica são, respectivamente, as enzimas a) de intersecção e as DNA proteases.

d) hidráulica, devido ao relevo, à extensão territorial do país e aos recursos naturais disponíveis.

b) de restrição e as DNA ligases.

e) eólica, pelas características do país e por não gerar gases do efeito estufa nem resíduos de operação.

e) transferases e as DNA ligases.

11. (UEA-AM) O Instituto Trata Brasil publicou um

ranking, sobre determinado quesito, em que foram avaliados os 100 municípios com mais pessoas no país. Dentre eles, 11 estão nos limites da Amazônia Legal, destes, 10 estão entre os 30 piores lugares e 7 entre os 10 últimos colocados. Um dos problemas causados por essa questão é a disseminação de doenças gastrointestinais, como verminoses e diarreias. Hoje, a região da Amazônia Legal conta com baixos índices de desenvolvimento humano, sendo que o quesito avaliado por esse ranking agrava ainda mais o desenvolvimento das cidades e a qualidade de vida dessas populações. (Thaís Herrero. https://epoca.globo.com, 01.05.2015. Adaptado.)

Considerando as informações apresentadas, o quesito avaliado para a elaboração do ranking foi

UNIDADE

c) de intersecção e as DNA proteases. d) de restrição e as transferases.

13. (Enem/MEC) Instituições acadêmicas e de pes-

quisa no mundo estão inserindo genes em genomas de plantas que possam codificar produtos de interesse farmacológico. No Brasil, está sendo desenvolvida uma variedade de soja com um viricida ou microbicida capaz de prevenir a contaminação pelo vírus causador da aids. Essa leguminosa está sendo induzida a produzir a enzima cianovirina-N, que tem eficiência comprovada contra o vírus. OLIVEIRA. M. Remédio na planta. Pesquisa Fapesp, n. 206. abr 2013.

A técnica para gerar essa leguminosa é um exemplo de a) hibridismo. b) transgenia. c) conjugação. d) terapia gênica. e) melhoramento genético.

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InTEGranDO COm... CIÊNCIAS HUMANAS E SOCIAIS APLICADAS

Ciência para todos

Respostas e comentários estão disponíveis nas Orientações para o professor.

Durante a história da Ciência, algumas pessoas distorceram conhecimentos científicos na tentativa de justificar discriminações e preconceitos. Um exemplo é a eugenia promovida pela Alemanha nazista durante a Segunda Guerra Mundial, que resultou no extermínio de grupos considerados “geneticamente inferiores”. Contudo, pesquisas científicas conduzidas com ética e responsabilidade têm comprovado que qualquer tentativa de hierarquizar seres humanos é uma construção social, sem base biológica. Mesmo assim, ideias discriminatórias ainda persistem na sociedade e precisam ser combatidas, começando pela própria Ciência. A Ciência é um empreendimento humano que se propõe a ser isenta, objetiva, e baseada em dados e experimentos. Contudo, ela é realizada por seres humanos, que são influenciados por alguns fatores, como cultura, experiências pessoais, crenças, emoções e o contexto social em que vivem. Esses fatores subjetivos definem a forma como cada pessoa interpreta o mundo e, por consequência, podem influenciar a definição de prioridades de pesquisas científicas: o que será estudado? Quais questões merecem atenção? Um exemplo disso são os oxímetros de pulso. Esses dispositivos são utilizados para medir os níveis de oxigênio no sangue a partir de uma leitura sobre a pele. Historicamente, os oxímetros foram projetados e calibrados com base em pessoas de pele clara. Estudos já demonstraram que a maior concentração de melanina em pessoas com pele mais escura pode influenciar o aparelho a realizar leituras imprecisas. Neste caso, a falta de diversidade durante o desenvolvimento do aparelho resultou em um dispositivo que não permite ajustes para diferentes situações, como a cor da pele. Portanto, a eficiência do aparelho é menor para um grupo de pessoas. Outro exemplo são os espirômetros, utilizados para avaliar a função dos pulmões de pacientes em recuperação de infecções respiratórias. O dispositivo é programado para realizar ajustes automáticos, considerando variáveis que possam interferir nos resultados, tais como idade e altura do paciente. No entanto, uma das variáveis consideradas é a “raça”, assumindo que a capacidade pulmonar de pacientes negros e asiáticos é inferior à de pacientes brancos. Esse ajuste foi instituído a partir de estudos realizados no passado, com base em visões parciais e tendenciosas que, além de não terem mais embasamento científico, oferecem atualmente riscos à qualidade dos serviços de saúde oferecidos aos pacientes. Esses exemplos demonstram que é preciso refletir e reavaliar criticamente os procedimentos adotados em pesquisas científicas, para que sejam guiadas por valores de equidade e inclusão. Isso amplia a possibilidade de que todos os grupos sejam beneficiados de maneira justa pelos avanços científicos. Outro ponto importante é o de existir maior diversidade entre os pesquisadores, cada um trazendo sua própria perspectiva e visão de mundo.

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UNIDADE

PASSADO FUTURO

Os caminhos futuros que percorreremos enquanto humanidade dependem de nossas escolhas presentes. Na Ciência, esse caminho deve ser traçado com ética, respeito, igualdade e solidariedade.

Há séculos, a Ciência trabalha de maneira sistematizada para entender o mundo e melhorar a vida das pessoas. Contudo, cabe a pergunta: todas as pessoas estão sendo beneficiadas com os avanços científicos? Portanto, a busca por conhecimentos científicos guiados por valores como igualdade, respeito e solidariedade é essencial para desconstruir as ideias e os comportamentos preconceituosos que ainda permeiam a humanidade. Agora, faça o que se pede em cada item.

Não escreva no livro.

1. De que maneira a distorção e a aplicação inadequada dos conheci-

mentos científicos foram utilizadas para justificar discriminações e preconceitos ao longo da história? Cite o exemplo presente no texto.

2. Segundo o texto, o que é preciso fazer para que a produção de Ciência seja isenta de preconceitos?

3. Em grupo, façam uma pesquisa e identifiquem se houve preconcei-

STUNNINGART/SHUTTERSTOCK.COM

tos científicos em relação à produção, à distribuição e à aplicação de vacinas durante a pandemia da covid-19. A partir dos dados obtidos, realizem uma conversa para responder às seguintes questões, justificando suas respostas.

• Qual foi o papel da Ciência para o fim da pandemia? • Durante o processo de produção científica na pandemia, houve situações que geraram desigualdades? Ao final da conversa, façam um resumo dos principais pontos levantados pelo grupo, as conclusões obtidas, e montem um roteiro para a produção de um podcast sobre o assunto. Gravem o programa e o disponibilizem no site da escola ou da comunidade.

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Podcast

Blogue ou site da turma

O podcast é um arquivo digital de áudio transmitido através da internet. Ele pode constituir uma entrevista, uma roda de conversa, uma história narrada, entre outros.

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O que você vai precisar? Dispositivo conectado à internet.

O que você vai precisar? Microfone (pode ser o do celular) e aplicativo digital para gravar e editar áudios.

M .CO CK TO

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A apresentação digital é um material audiovisual utilizado para transmitir informações de forma interativa. Ela pode ser feita com o auxílio de slides. O que você vai precisar? Ferramenta digital para editar slides; projetor e cabo (no caso de apresentação presencial); plataforma de videoconferência (no caso de apresentação virtual). Como fazer? Escolha o aplicativo para criar e editar slides. Utilize ou produza um design criativo. Insira textos com conteúdo resumido e imagens para ilustrar. Adicione efeitos e animações (opcional).

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Apresentação digital

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TUBA REZA/SHUTTERSTOCK.COM

O blogue é um site que possibilita publicações de materiais digitais diversos, como textos, imagens, áudios e vídeos.

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RESPOSTAS DAS ATIVIDADES DE CÁLCULO Unidade 1 • Citologia e origem da vida

Unidade 5 • Corpo humano e Genética

Tema 3 • Núcleo e divisões celulares

Tema 28 • Genética mendeliana

Atividades

Pense e responda 3. A probabilidade é de 2 .

6. c) 2n = 2 cromossomos, n = 1 cromossomo.

Integrando com...

3. Diâmetro do coronavírus: 1,4 x 10–7 m. Diâmetro das partículas: 3,0 x 10–7 m

4. A probabilidade é de 2 . 4

5. A probabilidade é de 1 . 4

UNIDADE 2 • Hormônios, reprodução humana e saúde

6. A probabilidade é de 2 .

Tema 10 • Contracepção e prevenção de ISTs - Oficina científica

7. A probabilidade é de 3 .

4. 52% de chance.

Atividades complementares 5. a) 380 695 adolescentes. b) Aproximadamente 4,5% por hora.

UNIDADE 3 • Seres vivos Tema 14 • Bactérias, arqueias, protozoários, algas e fungos Pense e responda 4. 32 células.

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8. Homozigoto dominante: 1 . Heterozigoto: 2 . 4

9. A probabilidade é de 1 . 2

Atividades 4. c) A probabilidade é de 18,75%. d) Há 0% de chance. 5. b) Há 0% de chance. c) A probabilidade é de 25%. 6. b) Há 100% de chance.

UNIDADE 4 • Ecologia, impactos e conservação ambiental Tema 19 • Relações alimentares Pense e responda 7. 1% da energia total. 8. Consumidores primários: 1 442,94 kJ/m2. Consumidores secundários: 144,30 kJ/m2. Consumidores terciários: 14,43 kJ/m2. Atividades 7. c) Consumidor primário: 128,7 kcal/m2. Consumidor secundário: 12,87 kcal/m 2 . Consumidor terciário: 1,287 kcal/m2.

TEMA 21 • Dinâmica de populações e sucessão ecológica Pense e responda 3. 0,04 indivíduos por m3. Atividades 6. b) 0,59 elefantes por km2.

Tema 24 • Conservação, preservação e sustentabilidade

c) Há 0% de chance. 7. c) Há 50% de chance. 8. a) 50% sementes amarelas (BbVv) e 50% sementes verdes (Bbvv) . b) 37,5% plantas altas e sementes amarelas (BbVV ou BbVv ), 37,5% plantas baixas e sementes amarelas (bbVV ou bbVv ), 12,5% plantas altas e sementes verdes (Bbvv ) e 12,5% plantas baixas e sementes verdes (bbvv) .

Tema 29 • Interações gênicas e herança quantitativa Atividades 5. 37,5% crista noz (RrEE e RrEe), 37,5% crista ervilha (rrEe e rrEE) , 12,5% crista rosa (Rree) e 12,5% crista simples (rree). 6. a) 56,25% aguti (DDAA, DDAa, DdAA e DdAa), 18,75% preto (ddAA e ddAa) e 25% albino (DDaa, Ddaa e ddaa). c) 50% de chance.

Unidade 6 • Evolução, sociedade e biotecnologia Tema 31 • Ideias evolucionistas

Atividades

4. a) Aproximadamente 61%.

2. d) 270 vezes.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COMENTADAS ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.

Aborda aspectos históricos relacionados à concretização do pensamento evolutivo.

Aborda aspectos bioquímicos, estruturais e funcionais das células.

MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N.; TORCHIA, M. G. Embriologia básica. 10. ed. Rio de Janeiro: GEN Guanabara Koogan, 2022.

BRUSCA, R. C.; MOORE, W.; SHUSTER, S. M. Invertebrados. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. Apresenta as principais características dos grupos de animais invertebrados. EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Raven: biologia vegetal. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014.

Detalha os principais eventos que ocorrem ao longo do desenvolvimento embrionário e fetal humano. NELSON, D. L.; COX, M. M.; HOSKINS, A. A. Princípios de bioquímica de Lehninger. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2022. Apresenta características e propriedades das biomoléculas.

Apresenta as principais características dos grupos de plantas, como anatomia, morfologia, fisiologia e ciclos de vida.

OLIVEIRA FILHO, K. de S.; SARAIVA, M. de F. O. Astronomia e astrofísica. 3. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2017.

GALANTE, D. et al. (org.). Astrobiologia: uma ciência emergente. São Paulo: Tikinet : IAG/USP, 2016. Disponível: https:// www.iag.usp.br/sites/default/files/2023-01/2016_galante_ horvath_astrobiologia.pdf. Acesso em: 7 nov. 2024.

Discorre sobre fenômenos astronômicos e astrofísicos, como a estrutura do Sistema Solar, o movimento dos astros, entre outros.

Coletânea de tópicos sobre Astronomia, Cosmologia, Astroquímica, Microbiologia, entre outros, que auxiliam a compreender a Astrobiologia. GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à genética. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2022. Aborda conceitos e fundamentos do ramo da Genética. GROTZINGER, J.; JORDAN, T. H. Para entender a terra. 8. ed. Porto Alegre: Bookman, 2023. Apresenta características e fenômenos do planeta Terra. HICKMAN, C. P. et al. Princípios integrados de zoologia. 18. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2022. Discorre sobre as principais características de grupos de animais invertebrados e de vertebrados, destacando processos fisiológicos de forma comparada. INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, QUALIDADE E TECNOLOGIA; INSTITUTO PORTUGUÊS DA QUALIDADE. Sistema Internacional de Unidades (SI). Tradução: Grupo de Trabalho luso-brasileiro do Inmetro e IPQ. Brasília, DF: Inmetro; Caparica: IPQ, 2021. Tradução luso-brasileira da 9ª edição. Disponível em: https://www.gov.br/compras/pt-br/acesso-a-informacao/noticias/si_versao_final.pdf. Acesso em: 10 nov. 2024. Documento do Inmetro que apresenta informações relacionadas às regras estabelecidas pelo Sistema Internacional de Unidades, com a grafia atualizada em relação ao Acordo Ortográfico da Língua Portuguesa de 1990. KARDONG, K. V. Vertebrados: anatomia comparada, função e evolução. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016 Apresenta aspectos anatômicos, fisiológicos e evolutivos de animais vertebrados. MADIGAN, M. T. et al. Microbiologia de Brock. 14. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016. Aborda princípios fundamentais da Microbiologia, composição molecular, metabolismo e genética microbiana. MAYR, E. O que é a evolução. Rio de Janeiro: Rocco, 2009.

RELYEA, R.; RICKLEFS, R. E. A economia da natureza. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2021. Aborda conceitos relacionados à Ecologia, sob a perspectiva de diferentes níveis ecológicos, tais como indivíduo, populações e comunidades. SADAVA, D. et al. (org.). Vida: a ciência da biologia. 11. ed. Porto Alegre: Artmed, 2019. (v. 2, evolução, diversidade e ecologia). Discorre sobre a diversidade de seres vivos, destacando aspectos evolutivos e ecológicos. SILVERTHORN, D. U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Apresenta o estudo dos sistemas fisiológicos que formam o corpo humano. SNUSTAD, D. P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Trata de conceitos pertencentes ao ramo da Genética, como as leis de Mendel e extensões do mendelismo, além do estudo molecular do DNA. TAIZ, L. et al. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Aborda características anatômicas e morfológicas das plantas, além de processos fisiológicos. TORTORA, G. J; DERRICKSON, B. Princípios de anatomia e fisiologia. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2023. Discorre sobre as principais características relacionadas à anatomia e à fisiologia dos sistemas do corpo humano. TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Apresenta conceitos relacionados a organismos popularmente conhecidos por microrganismos. URRY, L. A. et al. Biologia de Campbell. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2022. Aborda uma síntese detalhada de vários ramos da Biologia, como Citologia, Botânica, Zoologia, Evolução e Ecologia.

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ORIENTAÇÕES PARA O PROFESSOR Apresentação Queridos professores, Ser educador em um mundo cada vez mais conectado tem se tornado uma tarefa desafiadora a cada dia. Com a velocidade e a quantidade de conteúdos acessados em um simples toque de tela, percebemos que nossos estudantes estão sobrecarregados de informações. Contudo, informação não é conhecimento. Diante dessa realidade, como podemos auxiliar os estudantes a construir conhecimentos que façam diferença em sua vida pessoal, como cidadãos, e que os preparem para seu futuro profissional? Nesta obra, buscamos promover a construção de conhecimentos por meio da análise crítica e reflexiva das informações, sempre considerando valores éticos e morais que contribuam para a formação de indivíduos conscientes de sua cidadania. Este é o propósito desta obra: tornar nossos jovens protagonistas na construção de novos saberes baseados no pensamento científico. Neste material de apoio você, professor(a), encontrará orientações que podem auxiliar no planejamento de suas aulas, além de sugestões de textos, atividades complementares para os estudantes, e indicações de leituras para sua formação continuada. Desejamos a você, professor(a), um trabalho frutuoso, e que esta coleção seja um apoio eficiente para suas aulas. Um fraterno abraço, Os autores

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SUMÁRIO Estrutura e orientações pedagógicas da obra

Proposta organizacional desta obra ....................................................................435 Estrutura do Livro do Estudante............................. 435 Estrutura das Orientações para o professor.......... 435

O Ensino Médio ..........................................................436 Reformulação do Ensino Médio................................ 436 A Base Nacional Comum Curricular (BNCC).......... 437 Temas Contemporâneos Transversais (TCTs).......... 439

O ensino de Ciências da Natureza ..............439 Letramento científico.................................................. 439 Pensamento crítico....................................................... 439 Interdisciplinaridade e ensino de Ciências da Natureza.......................................................................... 440 O ensino de Biologia: desafios e possibilidades....441 O papel do professor.................................................... 442 Avaliação........................................................................... 442

Fundamentação teórico-metodológica da obra ............................................................................443 Progressão da aprendizagem.................................. 443 A diversificação dos métodos e das estratégias de ensino........................................................................... 443 Levantamento de conhecimento prévio: mapear conhecimentos, habilidades, atitudes e valores...444 Contextualização..........................................................444 Problematização...........................................................444 Atividades práticas......................................................444 Espaços não formais de aprendizagem..................444 Tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC).......................................................445 A abordagem da história da Ciência.........................445 Planejamento.................................................................. 445

Referências bibliográficas comentadas .................................................................445 Orientações didáticas desta obra ................447

Sugestão de cronograma de aulas......................... 447 Unidade 1 – Citologia e origem da vida............448 Tema 1 – A construção dos conhecimentos científicos ......................................................................448 Tema 2 – Células.........................................................451 Tema 3 – Núcleo e divisões celulares....................452 Tema 4 – Metabolismo celular.................................453 Tema 5 – O Universo e as condições para a vida.....454 Tema 6 – Origem da vida na Terra...........................455

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Unidade 2 – Hormônios, reprodução humana e saúde.............................................................................457 Tema 7 – Regulação hormonal ................................458 Tema 8 – Sistema genital e puberdade .................459 Tema 9 – Gestação e parto ......................................460 Tema 10 – Contracepção e prevenção de ISTs .....461 Tema 11 – Sexualidade .............................................462 Tema 12 – A juventude e seus desafios ...............463 Unidade 3 – Seres vivos.........................................467 Tema 13 – Nomenclatura e classificação dos seres vivos ....................................................................467 Tema 14 – Bactérias, arqueias, protozoários, algas e fungos ..............................................................469 Tema 15 – Animais invertebrados .........................470 Tema 16 – Cordados ..................................................472 Tema 17 – Plantas .....................................................474 Tema 18 – Fisiologia vegetal ..................................475 Unidade 4 – Ecologia, impactos e conservação ambiental..........................................477 Tema 19 – Relações alimentares ...........................478 Tema 20 – Relações ecológicas ..............................479 Tema 21 – Dinâmica de populações e sucessão ecológica ..................................................480 Tema 22 – Ciclos biogeoquímicos ..........................481 Tema 23 – Impactos ambientais ............................482 Tema 24 – Conservação, preservação e sustentabilidade ..........................................................484 Unidade 5 – Corpo humano e Genética.............487 Tema 25 – Sistemas digestório e respiratório ...488 Tema 26 – Sistema cardiovascular, imunidade e sistema urinário ..........................................................489 Tema 27 – Sistema nervoso ....................................490 Tema 28 – Genética mendeliana .............................491 Tema 29 – Interações gênicas e herança quantitativa ..................................................................493 Tema 30 – Genética Molecular ................................494 Unidade 6 – Evolução, sociedade e Biotecnologia..............................................................496 Tema 31 – Ideias evolucionistas ............................497 Tema 32 – Teoria sintética da evolução ...............498 Tema 33 – Especiação ...............................................499 Tema 34 – Evolução humana ...................................500 Tema 35 – Sociedade, ambiente e saúde .............501 Tema 36 – Biotecnologia ..........................................502

Resoluções das atividades propostas no Livro do Estudante..........................................506 Transcrições dos podcasts...............................543

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Estrutura e orientações pedagógicas da obra Proposta organizacional desta obra Esta obra foi planejada para contemplar o componente curricular Biologia, pertencente à área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, para o Ensino Médio. Ela é composta por Volume Único que atende aos 3 anos do Ensino Médio e está dividido em seis Unidades vinculadas a um eixo central de condução e integração. Cada Unidade é composta por Temas, cujos conteúdos são enriquecidos com diferentes tipos de recursos gráficos e imagéticos, seções complementares e de atividades.

Estrutura do Livro do Estudante Abertura de Unidade

Apresenta uma imagem e um texto que contextualizam de maneira integrada os assuntos que serão abordados pelos Temas da Unidade. As questões presentes aproximam o assunto do cotidiano estudantil e auxiliam no levantamento de seu conhecimento prévio.

Pense e responda

Questões presentes no início e ao longo dos Temas, que permitem ao professor identificar conhecimentos prévios, contextualizar o conteúdo abordado, despertar o interesse e a curiosidade do estudante e aprofundar o conhecimento sobre os assuntos estudados.

Espaços de aprendizagem

Localizado ao longo da Unidade, esse boxe apresenta livros, filmes, sites, vídeos, textos de ampliação de conteúdo, imagens, infográficos, simuladores e sugestões de locais para visita tanto presencial quanto virtual, com diferentes temáticas que contribuirão para o aprendizado dos estudantes. Essas indicações visam ampliar e reforçar o conhecimento construído em sala de aula, por meio da utilização de tecnologias digitais da informação e comunicação (TDICs).

Diálogos da natureza

Apresenta conteúdos complementares ao texto principal, que integram os componentes curriculares Biologia, Física e Química, que compõem a área de Ciência da Natureza e suas Tecnologias. Essa estratégia oferece ao estudante uma visão mais ampla, integrada e significativa do conhecimento, facilitando a aplicação prática dos conteúdos em seu cotidiano.

Saiba mais

Seção que explora temas relacionados a tecnologia, saúde, ambiente e sociedade, permitindo ao estudante relacionar os conteúdos abordados com sua realidade. Além disso, os assuntos aprofundam e complementam os conceitos trabalhados no Tema.

Oficina científica

Essa seção traz experimentos e atividades práticas que favorecem o desenvolvimento do pensamento científico e o levantamento de hipóteses a partir de observações ou de ideias. As propostas privilegiam o uso de materiais de fácil acesso e a execução de procedimentos que podem ser realizados no laboratório da escola ou até mesmo em sala de aula. Ao final da seção, existem questionamentos que ajudam a sistematizar as observações dos estudantes à medida que eles elaboram suas conclusões sobre o resultado do trabalho.

Atividades

As atividades empregam recursos variados, como fotografias, ilustrações, reportagens, gráficos, manchetes, entre outros. São atividades contextualizadas em sua maioria, e têm como objetivos aprimorar a competência leitora e permitir aos estudantes mobilizarem habilidades e competências.

Organizando as ideias

Presente no final da Unidade, essa seção recupera os principais conceitos abordados, por meio de um diagrama. Os estudantes podem reproduzir e modificar o diagrama conforme suas percepções, o que facilita a organização do raciocínio e favorece uma aprendizagem mais significativa, estimulando a criatividade.

Atividades complementares

Permitem a mobilização de habilidades e competências e a verificação conceitual dos Temas da Unidade, por meio de atividades com diferentes recursos, incluindo questões objetivas de Enem e de vestibulares.

Integrando com...

Nessa seção, os Temas Contemporâneos Transversais da BNCC são propostos em uma abordagem que permite a articulação entre Biologia e outros componentes curriculares de Ciências da Natureza ou outras áreas do conhecimento. Integrar as diferentes disciplinas proporciona uma aprendizagem mais efetiva aos estudantes por meio de uma compreensão mais abrangente da realidade. Essa seção também propicia o aprofundamento da competência leitora a partir dos textos oferecidos, favorece o desenvolvimento da argumentação e desperta a postura crítica dos estudantes frente a temas atuais e de relevância científica, social e histórica, a partir da construção de argumentos que respondam às propostas de atividades.

Divulgar e informar: a Biologia no digital

Essa seção está presente ao final do livro do estudante e apresenta as principais características de alguns recursos digitais, como blogue, site, apresentação digital, podcast ou vídeo, além das instruções gerais para o desenvolvimento desses elementos. Ela incentiva o estudante a ser um agente ativo na construção e disseminação do conhecimento científico.

Estrutura das Orientações para o professor A primeira parte deste material, dedicado exclusivamente aos professores, apresenta uma introdução ao Ensino Médio, abordando seu histórico, preceitos e leis que o fundamentam. Em seguida, são apresentadas informações sobre o ensino de Ciências da Natureza, o componente curricular Biologia e o papel do professor, além de estratégias pedagógicas e de avaliação. Conclui-se com a fundamentação teórico-metodológica da obra e com uma sugestão de cronograma de aulas para cada um dos Temas. Na sequência, este material conta com as Orientações didáticas desta obra que apresentam, para cada uma das Unidades, os itens a seguir.

Unidades

No início das orientações específicas para cada Unidade, são apresentados os conjuntos de competências gerais (identificadas por CG), competências específicas (identificadas por CE), habilidades e Temas Contemporâneos Transversais (identificadas por TCTs).

Objetivos da Unidade

No início das Unidades, são apresentados os objetivos de aprendizagem a serem atingidos pelos estudantes.

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Orientações gerais

Esta seção inicia com uma breve introdução sobre os assuntos tratados e com justificativas para as competências gerais que são trabalhadas na Unidade. Na sequência são sugeridas formas de trabalho com a abertura de Unidade. Nos Temas, são apresentados sugestões e comentários específicos sobre os assuntos trabalhados no Livro do estudante. Ao longo das Orientações gerais, são apresentados os itens a seguir. •

#FICA A DICA, professor! esta seção apresenta sugestões de sites, livros, artigos, documentários e filmes que oportunizam ao professor um aprofundamento sobre determinados assuntos e complementam sua formação continuada.

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#FICA A DICA, estudante! seção na qual o professor pode indicar aos estudantes sites, livros, simuladores, filmes e documentários, entre outros materiais, que podem complementar os assuntos abordados no livro.

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Ampliando: apresenta atividade extra, teórica ou prática, que pode ser realizada pelos estudantes como complemento ao conteúdo do Livro do Estudante. No caso de atividades práticas, sugestões de materiais e procedimentos são apresentados para o preparo prévio do professor.

Sugestões de avaliação: ao fim das Unidades é apresentada uma sugestão de avaliação do aprendizado dos estudantes em relação aos conteúdos trabalhados, utilizando como instrumentos as atividades e seções do Livro do estudante e sugestões presentes nas Orientações didáticas desta obra. Após as Orientações didáticas de todas as Unidades, estão as resoluções das atividades presentes no Livro do Estudante. •

O Ensino Médio Estamos inseridos em um contexto social dinâmico e em constante modificação, que apresenta contradições e informações que se renovam incessantemente. Esses aspectos cobram mudanças constantes das pessoas, exigindo que estejamos aptos a aprender e nos adequar. Além disso, as mudanças devem levar em conta que é imprescindível que exerçamos de forma plena nossa cidadania, bem como que estejamos preparados para fazer uso de nossos conhecimentos diante de situações cotidianas. O desenvolvimento científico, atrelado ao amplo crescimento e à diversificação das tecnologias, característicos do século XXI, mudou as relações sociais, as estruturas organizacionais e a forma como aprendemos. A escola não está alheia a toda essa transformação. Nesse novo cenário, ela precisa atualizar-se constantemente e estabelecer novas formas e estratégias de ensino e de desenvolvimento da aprendizagem, possibilitando aos estudantes que se tornem protagonistas do seu processo de aprendizagem, preparando-os para os desafios do mundo contemporâneo. Nesse contexto, surgiu a necessidade de repensar e de reformular o Ensino Médio. Durante muito tempo, essa etapa foi tida somente como um momento de conclusão da Educação Básica, com objetivos não muito evidentes. Com esses novos desafios, essa etapa assume novos papéis. O Ensino Médio passa a ter como compromisso auxiliar os jovens na construção de seus projetos de vida, preparando-os para o mercado de trabalho e/ou para o ingresso no Ensino Superior, além de contribuir para sua formação integral, formando cidadãos responsáveis, críticos e autônomos, que tomam a frente das decisões que conduzirão sua vida na sociedade. 1 2

Reformulação do Ensino Médio Os desafios inerentes aos tempos atuais impulsionaram a reformulação do Ensino Médio, que vem passando por várias mudanças nos últimos anos. Atualmente, essa etapa da Educação Básica é regulamentada, especialmente, pela resolução no 3, de 21 de novembro de 2018 – que atualiza as Diretrizes Curriculares Nacionais (DCN) – e pela lei no 14.945, de 31 de julho de 2024, que altera diversos pontos da legislação até então vigente. A seguir, alguns dos principais momentos históricos do Ensino Médio: • 1988: a Constituição da República Federativa do Brasil estabeleceu que a educação é um direito de todos. • 1990: com a instauração do Estatuto da Criança e do Adolescente (ECA), as crianças e os adolescentes passaram a ser considerados cidadãos autônomos, com direitos próprios. • 1996: a Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB) propôs que o Ensino Médio tenha duração mínima de três anos e que tenha, entre suas finalidades, a consolidação e o aprofundamento dos conhecimentos adquiridos no Ensino Fundamental, a preparação dos estudantes para o mercado de trabalho e para a cidadania, assim como a formação ética e o desenvolvimento intelectual e do pensamento crítico dos estudantes. • 1998: as Diretrizes Curriculares Nacionais (DCN) para o Ensino Médio foram estabelecidas pela resolução no 3 da Câmara de Educação Básica (CEB). Entre as diretrizes estabelecidas estão definições sobre a organização pedagógica e curricular das unidades escolares. • 2013: a lei no 12.796 altera a LDB, e o Ensino Médio passou a ser uma etapa obrigatória da Educação Básica, garantindo a igualdade de acesso e a permanência na escola aos estudantes desse segmento. Com isso, estabeleceu-se a necessidade de definir competências e diretrizes que norteiem os currículos e os conteúdos mínimos fundamentais a essa etapa, de modo a garantir uma formação básica única. • 2017: a lei no 13.415 também alterou a LDB ao estabelecer, para o Ensino Médio, um aumento da carga horária mínima de aulas, uma política de fomento para a implantação de escolas de tempo integral e a possibilidade de que todos os estudantes desse segmento escolham caminhos de aprofundamento dos seus estudos. Além disso, definiu que a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) estabelecerá os objetivos de aprendizagem do Ensino Médio por áreas do conhecimento. • 2018: a resolução no 3, de 21 de novembro de 2018, atualizou as DCN para o Ensino Médio (EM) trazendo informações sobre a organização dos currículos, que passam a ser compostos de Formação Geral Básica (FGB), com carga máxima de 1 800 horas para os 3 anos de EM e norteada pela BNCC1, e de Itinerários Formativos (IFs), com carga de 1 200 horas, sendo voltados para o aprofundamento em uma ou mais áreas de conhecimento. A partir dessa resolução e da lei de 2017, ficou estabelecido o chamado Novo Ensino Médio. • 2021: a portaria no 521, de 13 de julho, instituiu o Cronograma Nacional de Implementação do Novo Ensino Médio, que estabeleceu a implementação dos novos referenciais curriculares nas 1as séries do Ensino Médio para 2022 e, para 2024, a finalização do processo para as três séries do Ensino Médio. • 2023: o Ministério da Educação (MEC) suspendeu o Cronograma Nacional de Implementação do Novo Ensino Médio e abriu uma consulta pública para avaliação e reestruturação da política nacional de Ensino Médio por meio da portaria no 399, de março de 2023. • 2024: a lei no 14.945 estabeleceu que o Ensino Médio será composto por FGB com carga mínima de 2 400 horas2 e pelos IFs com carga horária prevista de 600 horas. Sendo previsto para 2025 o início da implementação novos currículos do Ensino Médio.

A Base Nacional Comum Curricular para a etapa do Ensino Médio foi homologada em dezembro de 2018. Para a formação técnica e profissional, a carga mínima da FGB passa a ser de 2100 horas, sendo que até 300 horas dessa formação básica sejam destinadas para o estudo aprofundado de conteúdos da BNCC relacionados à formação técnica profissional oferecida.

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A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) Segundo o Ministério da Educação (MEC), a Base Nacional Comum Curricular é um documento de caráter normativo e definidor do conjunto orgânico e progressivo de aprendizagens essenciais para todos os estudantes desenvolverem ao longo de toda Educação Básica. O documento está disponível na íntegra em https://www.gov. br/mec/pt-br/escola-em-tempo-integral/BNCC_EI_EF_110518_ versaofinal.pdf (acesso em: 26 out. 2024) e é estruturado de acordo com as três etapas da Educação Básica (Educação Infantil, Ensino Fundamental e Ensino Médio). A BNCC organiza os diferentes componentes curriculares do Ensino Médio em áreas do conhecimento, são elas: Linguagens e suas Tecnologias, Matemática e suas Tecnologias, Ciências da Natureza e suas Tecnologias e Ciências Humanas e Sociais Aplicadas. Seu principal objetivo é equalizar a qualidade da educação no país, primando pelo estabelecimento de um patamar comum de aprendizagem e de desenvolvimento ao qual todos os estudantes do Brasil tenham acesso e direito. A proposta de aprendizagem indicada na BNCC se alinha com o Plano Nacional de Educação (PNE) e orienta-se pelos princípios éticos, políticos e estéticos que visam à formação humana integral e à construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. Propõe que as aprendizagens essenciais sejam desenvolvidas nos estudantes, ao longo de toda a Educação Básica, por meio do atendimento a dez competências gerais. Sendo que, por competência, entende-se a: [...] mobilização de conhecimentos (conceitos e procedimentos), habilidades (práticas, cognitivas e socioemocionais), atitudes e valores para resolver demandas complexas da vida cotidiana, do pleno exercício da cidadania e do mundo do trabalho. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 8.

A proposta de desenvolvimento de competências assumida pela BNCC busca distanciar o ensino de uma abordagem que se concentra em memorizações vazias de sentido para os estudantes. Correntes pedagógicas que se baseiam no conceito de competência se desenvolveram há algumas décadas e têm influenciado a elaboração de avaliações internacionais da aprendizagem e do desempenho dos estudantes. As dez competências gerais estabelecidas pela BNCC são centrais para o desenvolvimento e para a aprendizagem do estudante ao longo de todas as etapas da Educação Básica. Elas devem ser mobilizadas de forma articulada aos conhecimentos e procedimentos de cada um dos componentes curriculares. São elas: 1 Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo físico, social, cultural e digital para entender e explicar a realidade, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. 2 Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas. 3 Valorizar e fruir as diversas manifestações artísticas e culturais, das locais às mundiais, e também participar de práticas diversificadas da produção artístico-cultural. 4 Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens artística, matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo. 5 Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva. 6 Valorizar a diversidade de saberes e vivências culturais e apropriar-se de conhecimentos e experiências que lhe possibilitem en-

tender as relações próprias do mundo do trabalho e fazer escolhas alinhadas ao exercício da cidadania e ao seu projeto de vida, com liberdade, autonomia, consciência crítica e responsabilidade. 7 Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta. 8 Conhecer-se, apreciar-se e cuidar de sua saúde física e emocional, compreendendo-se na diversidade humana e reconhecendo suas emoções e as dos outros, com autocrítica e capacidade para lidar com elas. 9 Exercitar a empatia, o diálogo, a resolução de conflitos e a cooperação, fazendo-se respeitar e promovendo o respeito ao outro e aos direitos humanos, com acolhimento e valorização da diversidade de indivíduos e de grupos sociais, seus saberes, identidades, culturas e potencialidades, sem preconceitos de qualquer natureza. 10 Agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 9-10.

Além das competências gerais, a BNCC apresenta competências específicas para cada área de conhecimento em cada segmento da Educação Básica. No Ensino Médio, o documento apresenta três competências específicas, listadas a seguir, para a área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, que é constituída pelos componentes curriculares Biologia, Física e Química. 1 Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas interações e relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e global. 2 Analisar e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar e defender decisões éticas e responsáveis. 3 Investigar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 554; 556; 558.

O desenvolvimento das competências específicas é assegurado por um conjunto de habilidades que representam as aprendizagens essenciais que devem ser garantidas a todos os estudantes do Ensino Médio. Para a área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, há 26 habilidades distribuídas nas 3 competências específicas. Cada habilidade é identificada por um código alfanumérico, como se verifica a seguir. Competência específica 1 • EM13CNT101 – Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas. • EM13CNT102 – Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos. • EM13CNT103 – Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos

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de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica. • EM13CNT104 – Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis. • EM13CNT105 – Analisar os ciclos biogeoquímicos e interpretar os efeitos de fenômenos naturais e da interferência humana sobre esses ciclos, para promover ações individuais e/ou coletivas que minimizem consequências nocivas à vida. • EM13CNT106 – Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais. • EM13CNT107 – Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade. Competência específica 2 • EM13CNT201 – Analisar e discutir modelos, teorias e leis propostos em diferentes épocas e culturas para comparar distintas explicações sobre o surgimento e a evolução da Vida, da Terra e do Universo com as teorias científicas aceitas atualmente. • EM13CNT202 – Analisar as diversas formas de manifestação da vida em seus diferentes níveis de organização, bem como as condições ambientais favoráveis e os fatores limitantes a elas, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros). • EM13CNT203 – Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros). • EM13CNT204 – Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros). • EM13CNT205 – Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências. • EM13CNT206 – Discutir a importância da preservação e conservação da biodiversidade, considerando parâmetros qualitativos e quantitativos, e avaliar os efeitos da ação humana e das políticas ambientais para a garantia da sustentabilidade do planeta. • EM13CNT207 – Identificar, analisar e discutir vulnerabilidades vinculadas às vivências e aos desafios contemporâneos aos quais as juventudes estão expostas, considerando os aspectos físico, psicoemocional e social, a fim de desenvolver e divulgar ações de prevenção e de promoção da saúde e do bem-estar. • EM13CNT208 – Aplicar os princípios da evolução biológica para analisar a história humana, considerando sua origem, diversificação, dispersão pelo planeta e diferentes formas de interação com a natureza, valorizando e respeitando a diversidade étnica e cultural humana. • EM13CNT209 – Analisar a evolução estelar associando-a aos modelos de origem e distribuição dos elementos químicos no Universo, compreendendo suas relações com as condições necessárias ao surgimento de sistemas solares e planetários, suas estruturas e composições e as possibilidades de existência de vida, utilizando representações e simulações, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros). Competência específica 3 • EM13CNT301 – Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica. • EM13CNT302 – Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.

• EM13CNT303 – Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações. • EM13CNT304 – Analisar e debater situações controversas sobre a aplicação de conhecimentos da área de Ciências da Natureza (tais como tecnologias do DNA, tratamentos com células-tronco, neurotecnologias, produção de tecnologias de defesa, estratégias de controle de pragas, entre outros), com base em argumentos consistentes, legais, éticos e responsáveis, distinguindo diferentes pontos de vista. • EM13CNT305 – Investigar e discutir o uso indevido de conhecimentos das Ciências da Natureza na justificativa de processos de discriminação, segregação e privação de direitos individuais e coletivos, em diferentes contextos sociais e históricos, para promover a equidade e o respeito à diversidade. • EM13CNT306 – Avaliar os riscos envolvidos em atividades cotidianas, aplicando conhecimentos das Ciências da Natureza, para justificar o uso de equipamentos e recursos, bem como comportamentos de segurança, visando à integridade física, individual e coletiva, e socioambiental, podendo fazer uso de dispositivos e aplicativos digitais que viabilizem a estruturação de simulações de tais riscos. • EM13CNT307 – Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano. • EM13CNT308 – Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais. • EM13CNT309 – Analisar questões socioambientais, políticas e econômicas relativas à dependência do mundo atual em relação aos recursos não renováveis e discutir a necessidade de introdução de alternativas e novas tecnologias energéticas e de materiais, comparando diferentes tipos de motores e processos de produção de novos materiais. • EM13CNT310 – Investigar e analisar os efeitos de programas de infraestrutura e demais serviços básicos (saneamento, energia elétrica, transporte, telecomunicações, cobertura vacinal, atendimento primário à saúde e produção de alimentos, entre outros) e identificar necessidades locais e/ou regionais em relação a esses serviços, a fim de avaliar e/ou promover ações que contribuam para a melhoria na qualidade de vida e nas condições de saúde da população. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 555; 557; 559-560.

O enfoque no desenvolvimento de competências e habilidades, possibilita práticas escolares contextualizadas às necessidades da sociedade e do mundo do trabalho, que estão em constante transformação, e possibilita a valorização do contexto de cada estudante, o que favorece a sua formação. Os conteúdos trabalhados nesta obra fornecem subsídios para que os estudantes possam desenvolver habilidades e os incentivam a mobilizá-las em sua ação cotidiana, seja durante a realização das atividades presentes ao longo e ao final dos Temas, seja nas seções que compõem esta obra. As atividades, aliás, foram elaboradas de modo a explorar diferentes recursos, como imagens, textos de terceiros e gráficos, por exemplo, diversificando as oportunidades de mobilização dessas habilidades. Entende-se que as habilidades indicam os rumos para que as competências específicas de Ciências da Natureza sejam trabalhadas em sala de aula. Sendo assim, a abordagem de uma habilidade contribui para o desenvolvimento da competência específica à qual está atrelada. A organização desta obra possibilita que, a cada Unidade, um conjunto de habilidades seja explorado, o qual, por consequência, contribui para que as respectivas competências específicas também sejam atendidas. Quanto às competências gerais, seu desenvolvimento ocorre em diferentes momentos, como ao se favorecer o uso da abordagem científica, ao explorar diferentes formas de linguagem, ao incentivar o uso significativo de tecnologias digitais, ao estimular a argumentação e ao incentivar ações responsáveis embasadas em princípios éticos e sustentáveis. Nesta obra, as competências gerais são trabalhadas ao longo de todo o material, com destaque para as atividades e para as seções do Livro do Estudante. O trabalho com as habilidades e com as competências gerais e específicas da BNCC está explicitado nas Orientações didáticas desta obra. É possível consultar essas informações durante a organização e o planejamento das aulas, adequando-as conforme sua realidade escolar.

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Temas Contemporâneos Transversais (TCTs) Os Temas Contemporâneos Transversais têm como propósito abordar aspectos cotidianos que impactam a vida humana em escala local, regional e global. São temas que não envolvem objetos específicos de nenhum componente curricular, podendo ser trabalhados por todos eles. A inserção dos TCTs nos processos de aprendizagem contribui para a superação da fragmentação do conhecimento e para a formação integral do estudante, possibilitando o desenvolvimento de uma visão ampla de mundo. Conforme a BNCC, [...] cabe aos sistemas e redes de ensino, assim como às escolas, em suas respectivas esferas de autonomia e competência, incorporar aos currículos e às propostas pedagógicas a abordagem de temas contemporâneos que afetam a vida humana em escala local, regional e global, preferencialmente de forma transversal e integradora. [...] BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 19.

Os 15 Temas Contemporâneos Transversais estão dispostos em seis macroáreas temáticas, conforme listado a seguir: • Macroárea Cidadania e Civismo: 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. • Macroárea Meio Ambiente: Educação Ambiental; Educação para o Consumo. • Macroárea Saúde: Saúde; Educação Alimentar e Nutricional. • Macroárea Multiculturalismo: Diversidade Cultural; Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras. • Macroárea Economia: Trabalho; Educação Financeira; Educação Fiscal. • Macroárea Ciência e Tecnologia: Ciência e Tecnologia. Nesta obra, os TCTs são trabalhados em diversos momentos: no texto principal, nas seções ou nas atividades, por meio de questões relativas a assuntos das diferentes macroáreas temáticas. Nesses momentos, os estudantes são levados, por exemplo, a avaliar os impactos causados pelas ações dos sujeitos no ambiente em que vivem, a refletir sobre modo de vida sustentável, a analisar relações entre os avanços científicos e tecnológicos, a valorizar a diversidade cultural existente em nosso país e no mundo etc.

O ensino de Ciências da Natureza A Ciência é fundamental para capacitar os indivíduos a compreender o mundo ao seu redor e a agir sobre ele. Em especial, no caso das Ciências da Natureza, diferentes aspectos próprios dessa área de conhecimento estão presentes no nosso cotidiano e influenciam nossa saúde e o modo como vivemos, pensamos e agimos. Sobre essa presença, a BNCC considera que: [...] do transporte aos eletrodomésticos; da telefonia celular à internet; dos sensores óticos aos equipamentos médicos; da biotecnologia aos programas de conservação ambiental; dos modelos submicroscópicos aos cosmológicos; do movimento das estrelas e galáxias às propriedades e transformações dos materiais. Além disso, questões globais e locais com as quais a Ciência e a Tecnologia estão envolvidas – como desmatamento, mudanças climáticas, energia nuclear e uso de transgênicos na agricultura – já passaram a incorporar as preocupações de muitos brasileiros. [...] BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 547.

Nesse contexto, o conhecimento científico se consolida como uma importante ferramenta para a sociedade moderna, ao auxiliar a resolução de problemas e possibilitar novas visões de mundo.

Portanto, para que ocorra de forma significativa, o ensino de Ciências da Natureza deve alinhar a aprendizagem dos estudantes aos avanços científicos e ao desenvolvimento de competências que lhes permitam utilizar esse conhecimento em diferentes contextos, de maneira informada, consciente e crítica. Além disso, deve oportunizar o exercício pleno da cidadania, de modo que os estudantes sejam capazes de enfrentar desafios contemporâneos e tomar decisões que impactem a sociedade positivamente. A cidadania, na prática, refere-se aos direitos e deveres que um indivíduo possui e que o permitem participar ativamente da sociedade. Na busca para a construção da cidadania, os valores como respeito, responsabilidade, justiça e solidariedade merecem destaque, pois ajudam na construção de uma sociedade mais justa e inclusiva. As Ciências da Natureza oportunizam discussões sobre o impacto das ações humanas no planeta e na sociedade. Essas discussões podem favorecer o desenvolvimento de habilidades socioemocionais e de valores, principalmente quando os estudantes são confrontados com situações em que é importante haver respeito mútuo, solidariedade e empatia. Nessas situações, é fundamental incentivar a resolução justa de conflitos, com cooperação entre os envolvidos, com respeito aos direitos humanos, com acolhimento e valorização das diversidades, sejam de indivíduos ou de grupos sociais, assim como de seus saberes, identidades, culturas e potencialidades, sem preconceitos de qualquer natureza. Dessa forma, contribui-se para a formação de cidadãos críticos e conscientes.

Letramento científico Na atualidade, o contato com inúmeras informações, geralmente desconexas e de fontes não confiáveis, potencializado pelos meios de comunicação e pelas redes sociais, pode distanciar os indivíduos do conhecimento científico. O acesso a um volume excessivo de informações torna difícil, muitas vezes, a distinção entre o que é de fato verdadeiro e o que é falso. Nesse cenário de sobrecarga informacional, há uma alta circulação de fake news, que correspondem a informações falsas normalmente propagadas com o objetivo de manipular opiniões. Além delas, nos últimos anos, também houve a popularização de teorias pseudocientíficas, que, de maneira geral, correspondem a explicações que se apresentam como científicas, mas carecem de evidências sólidas e de rigor metodológico. Ou seja, tentam atingir o status de teoria científica, mas utilizam premissas não científicas para sua sustentação. As fake news e as pseudociências têm contribuído para o aumento da desinformação na sociedade. Em meio a esse contexto, o combate contra a desinformação pode ser auxiliado pelo letramento científico. O letramento científico envolve a capacidade de compreender e interpretar o mundo (natural, social e tecnológico) e de transformá-lo com base nos aportes teóricos e processuais das Ciências, e está entre os objetivos educacionais da área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias. Para oportunizá-lo, o ensino de Ciências da Natureza não deve garantir apenas a aquisição de conhecimentos conceituais por parte dos estudantes. É preciso também promover a compreensão de aspectos relacionados à natureza, à história e à abordagem da Ciência, além do desenvolvimento de competências para resolver problemas e agir sobre o mundo, importantes para o exercício pleno da cidadania. Isso pode ser feito a partir da promoção de discussões sobre as características da Ciência, durante a escolarização dos estudantes, além de envolvê-los com procedimentos e práticas científicas, inerentes à abordagem científica. Dessa forma, ao entender Ciência, sobre Ciência e a fazer Ciência os estudantes se tornam capazes de distinguir o que é científico, e, portanto, válido e aceito, do que não é científico, que, muitas vezes, associa-se a informações enganosas e inválidas. Logo, ao serem letrados cientificamente, podem contribuir para o combate da desinformação.

Pensamento crítico Em um mundo cada vez mais interconectado, no qual o acesso à informação é próximo do ilimitado, o pensamento crítico também se estabelece como uma ferramenta essencial para analisar e filtrar as inúmeras informações com as quais as pessoas se deparam diariamente. Tomando como foco do aprendizado os estudantes e suas experiências como jovens cidadãos, o processo escolar de ensino-aprendizagem deve estimular neles uma leitura de mundo sustentada em uma visão crítica da realidade. Ao analisar criticamente a realidade

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observada, os estudantes podem não apenas agir com mais consciência em questões individuais e sociais, mas também desempenhar um papel ativo no combate à desinformação. O pensamento crítico reúne análises, avaliações, estabelecimento de relações entre diferentes saberes, reflexões sobre a vida diária e questionamento de valores. Portanto, está relacionado à competência leitora, indispensável à formação integral dos estudantes. Um leitor, ao realizar um procedimento de leitura (seja de textos escritos, imagens, mídias audiovisuais etc.), interage com o material e o contexto no qual está inserido. A qualidade da sua leitura está intimamente conectada à qualidade das suas inferências. E quando ele faz essas conjeturas a partir do que lê, é com sua capacidade inferencial que o faz. Daí a relevância desse tema ser abordado no processo de ensino e aprendizagem. A capacidade inferencial é uma ferramenta para o estudante ir além do primeiro entendimento do material lido, associando as informações explícitas às informações que possui. Nesse processo, percebe elementos não explicitamente indicados no material e estabelece conexão de ideias, para então concluir algo e gerar sentido. Inferência é o resultado de um processo cognitivo por meio do qual uma assertiva é feita a respeito de algo desconhecido, tendo como base uma observação. No dia a dia, é possível, por exemplo, inferir a riqueza de uma pessoa pela observação do seu modo de vida, a gravidade de um acidente de trânsito pelo estado dos veículos envolvidos e o sabor de um alimento pelo seu aroma. A inferência revela-se como uma conclusão de um raciocínio, uma expectativa, fundamentada em um indício, uma circunstância ou uma pista. Assim, fundamentando-se em uma observação ou em uma proposição são estabelecidas algumas relações – evidentes ou prováveis – e chega-se a uma conclusão decorrente do que se captou ou julgou. [...] DELL’ISOLA, R. L. P. Inferência na leitura. In: FRADE, I. C. A. da S. et al. (org.). Glossário Ceale. Faculdade de Educação, Universidade Federal de Minas Gerais. Disponível em: https://www.ceale.fae.ufmg.br/glossarioceale/ verbetes/inferencia-na-leitura. Acesso em: 26 set. 2024.

Quanto mais amplo é seu repertório de conhecimentos, mais capaz se torna de compreender um texto, uma vez que a inferência não está no texto, mas na leitura, e se dá à medida que o leitor vai interagindo com o que lê. A leitura inferencial tem como resultado os sentidos do texto, e tais sentidos não estão prontos no texto, à espera do leitor. Há um processamento das informações pelo leitor, sustentado pelo seu próprio repertório de conhecimentos, de vivências, de ideias etc. O processo inferencial possibilita, portanto, a ampliação dos sentidos construídos a partir da leitura de determinado material. E essa ampliação é importante para que as informações que chegam aos indivíduos sejam analisadas profunda e criticamente. A produção de análises críticas também se relaciona à elaboração de argumentos sólidos e consistentes, especialmente no contexto educacional. Na contemporaneidade, a argumentação possui um papel importante na sustentação do ensino de Ciências Naturais no Ensino Médio. Levar o jovem a tecer argumentos empregando dados, além de princípios éticos, sustentáveis e inclusivos, deve ser um objetivo de ensino em discussões e práticas na escola. Essa abordagem contribui para que os estudantes percebam e aprendam que, quando se pretende convencer outra pessoa de algo, é necessário argumentar, e não somente emitir opiniões infundadas. Apreender o mundo e expressar-se de maneira assertiva, tanto de forma oral como escrita, requer bons argumentos com base em fatos; portanto, o trabalho com os estudantes demanda que suas colocações se fundamentem em observar fenômenos e em coletar, analisar e sistematizar dados, fatos e informações consistentes, elaborando de modo mais claro e objetivo afirmações e conclusões sobre aquilo que observaram. Em nossa realidade, é relevante que o estudante tenha proximidade com o processo de investigação científica e compreenda a necessidade de superar o senso comum e de adotar uma visão objetiva da realidade, compreendendo a obtenção e a construção de dados como uma etapa indispensável na elaboração de seus argumentos. Desta forma, podem se tornar cidadãos ativos, capazes de contribuir de forma sig3

nificativa para debates sociais e científicos, subsidiados com o conhecimento e as habilidades necessárias para combater a desinformação.

Interdisciplinaridade e ensino de Ciências da Natureza O texto a seguir foi escrito por Lenir Basso Zanon3 exclusivamente para esta coleção. Atualmente, a educação está cada vez mais exigente de aprendizados com características contextuais e inter-relacionais que propiciem a construção de conhecimentos com muitas dimensões, que explicitem seus aspectos sociais, culturais, éticos, econômicos etc. Justificar, dessa forma, a perspectiva da interdisciplinaridade exige discernimento quanto à finalidade educativa do ensino que vivenciamos em cada uma das nossas aulas. Exige que (re)signifiquemos permanentemente o entendimento do que seja o conteúdo constitutivo do conhecimento escolar a ser produzido nas aulas. Afinal, a mera transmissão de fragmentos isolados de conteúdos específicos não possibilita ao estudante compreender e desenvolver conhecimentos socialmente relevantes nas dimensões cognitivas, conceituais, atitudinais, procedimentais, de valores e princípios, sistematicamente implicados nas compreensões e nas ações no mundo. Adentrar no espaço-tempo de cada aula exige, pois, que tenhamos clareza e discernimento quanto às implicações dos conteúdos a serem ensinados e aprendidos como formas de pensar e de agir em situações da vida. Exige refletir sobre os sentidos que atribuímos, em cada aula, ao objetivo geral do ensino das Ciências da Natureza: compreender e agir no mundo sob uma perspectiva socialmente responsável. A área das Ciências da Natureza, sendo uma construção humana que pode ser delimitada histórica e culturalmente, abrange processos de produção de conhecimentos que apresentam limitações, pois são um recorte e uma simplificação do real. Por outro lado, sua contribuição é imprescindível para a compreensão, em profundidade, de quaisquer situações-problema da vivência socioambiental, exigentes, por natureza, de serem (re)significadas sempre que possibilitarem a mobilização de distintas perspectivas de conhecimento, interativamente construídas. Nesse cenário, diversas concepções e práticas curriculares se entrelaçam ao enfrentarmos os desafios inerentes aos processos de ensino e de aprendizagem em Ciências da Natureza. Esses desafios são articulados por meio de tematizações de situações vivenciais, cujo caráter dinâmico e plural revela tanto limites quanto potencialidades de cada área de conhecimento. Se o processo de conhecimento nos impõe a delimitação de determinado problema, isso não significa que tenhamos que abandonar as múltiplas determinações que o constituem. E, neste sentido, mesmo delimitado, um fato teima em não perder o tecido da totalidade de que faz parte indissolúvel. FRIGOTTO, G. A interdisciplinaridade como necessidade e como problema nas ciências sociais. In: JANTSCH, A. P.; BIANCHETTI, L. Interdisciplinaridade: para além da filosofia do sujeito. 3. ed. Petrópolis: Vozes, 1999. p. 27.

É pela articulação de formas diversificadas de compreensão de uma mesma situação real/vivencial (objeto complexo) que o ensino permite o acesso pedagógico a diferentes linguagens, significadas com características específicas a cada componente curricular/ciência, configurando novas estruturas de pensamento, interações e ações. Em cada novo contexto, os significados evoluem para novos níveis de elaboração e inter-relação, à medida que o sujeito produz novos sentidos e ganha maior consciência dos saberes (re)significados por meio de necessários movimentos de abstração e generalização. Nessa perspectiva educativa, quando a aprendizagem é desenvolvida de forma coletiva, assumindo características inter-relacionais, ela não negligencia a complexidade do objeto de cada componente curricular nem do objeto da área. Ao contrário, os estilos da linguagem e do pensamento próprios a cada componente curricular tornam-se cada vez mais relevantes para se tomar decisões e agir com responsabilidade social. [...] no conjunto, a área corresponde às produções humanas na busca da compreensão da natureza e de sua trans-

Professora titular de ensino de Química da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – Unijuí.

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formação, do próprio ser humano e de suas ações, mediante a produção de instrumentos culturais de ação alargada na natureza e nas interações sociais [...]. BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria da Educação Média e Tecnológica. Ciências da natuteza, matemática e suas tecnologias. Brasília, DF: MEC: SEMTEC, 2006. (Orientações curriculares nacionais para o ensino médio, v. 2, p. 102).

Os componentes curriculares da área de Ciências da Natureza têm em comum o estudo/investigação da natureza e do desenvolvimento tecnológico, e é esse objeto específico que justifica a existência da área. Trata-se de um objeto de estudo exigente de ser conceitualmente (re)significado em contexto escolar, à medida que cada professor da área, enculturado na sua Ciência de referência, ao propiciar o acesso a ela, articula inter-relações de conceitos, de saberes e de temas em estudos coletivos sobre diferentes situações vivenciais, em interação com colegas dos outros componentes curriculares. Dessa forma, é a área que legitima a singularidade de cada componente curricular, sem nunca deixar de ser compromissada com cada Ciência de referência, possibilitando a relação com outras Ciências em processos de compreensão de situações reais. Nesse cenário, a área nunca reduz a participação de cada componente curricular, ao contrário, ela reforça, exige e situa cada conhecimento, ao articular processos de apropriação e uso das linguagens e modelos teóricos, como inter-relação dinâmica de conhecimentos diversificados, sejam os cotidianos ou os científicos. [...] Características comuns às ciências que compõem a área permitem organizar e estruturar, de forma articulada, os temas sociais, os conceitos e os conteúdos associados à formação humano-social, na abordagem de situações reais facilitadoras de novas ações conjuntas. [...] BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria da Educação Média e Tecnológica. Ciências da natuteza, matemática e suas tecnologias. Brasília, DF: MEC: SEMTEC, 2006. (Orientações curriculares nacionais para o ensino médio, v. 2, p. 103).

Nessa perspectiva, as Ciências fazem parte do currículo escolar não como meros conteúdos a serem reproduzidos em provas, mas como aprendizados que tornam o estudante mais capaz de pensar conceitualmente sobre o mundo vivido e sobre sua constante reconstrução sociocultural, assumindo escolhas e decisões de forma socialmente responsável. O convite está situado, pois, na forma como nos relacionamos entre colegas que estudam, planejam e desenvolvem coletivamente um currículo articulado no conjunto das aulas que vivenciamos por meio de formas de pensar/agir que privilegiam a abertura para o diálogo e a vivência interativa enriquecida e enriquecedora de conhecimentos diversificados, nunca como justaposição nem como caminhos paralelos que não se encontram. Isso corrobora e referenda o entendimento, que vem se tornando cada vez mais consensual, de que a interdisciplinaridade não é um mero conceito ou proposição teórica, mas uma atitude e postura cotidianamente vivenciadas na interação entre grupos de professores com formação diversificada que se necessitam uns dos outros, na condição tanto de portadores quanto de construtores dos conhecimentos inter-relacionais socialmente relevantes.

O ensino de Biologia: desafios e possibilidades A Biologia é responsável por estudar a vida em todas as suas manifestações e níveis organizacionais, considerando características, processos e fenômenos relativos aos seres vivos, incluindo as relações que estabelecem entre si e com o ambiente em que vivem. O ensino de Biologia deve proporcionar aos estudantes subsídios para que possam reconhecer os impactos de suas ações no ambiente e refletir sobre eles, além de abordar e debater questões contemporâneas com um olhar crítico e informado. O ensino de Biologia, portanto, desempenha um papel crucial na formação de cidadãos ativos, conscientes e críticos. Contudo, o ensino desse componente curricular ainda enfrenta grandes desafios na Educação Básica brasileira. Um dos problemas se relaciona à desmotivação dos estudantes. Em partes, ela pode estar relacionada à importância conferida à memorização de muitos termos conceituais, fomentada pela necessidade de aprovação em exames que promovem o acesso ao Ensino Superior; à não diversificação de estratégias de ensino, restringindo-se à exposição tradicional do con-

teúdo, fator que limita as oportunidades para enriquecer o aprendizado; ou à falta de contextualização dos conteúdos, que se tornam distantes da realidade dos estudantes. Abordagens pedagógicas que tornem o ensino de Biologia mais interessante, significativo e próximo da realidade dos estudantes podem levá-los a um maior engajamento. É possível promover o interesse dos estudantes por essa área do conhecimento ao trazer contextos que relacionem Ciência, tecnologia, sociedade, saúde e ambiente a partir do trabalho com elementos próprios de sua cultura, a chamada cultura juvenil. A cultura juvenil é uma construção social multifacetada, entremeada pelas maneiras como os jovens se expressam, se relacionam e vivenciam essa etapa da vida. Ela é influenciada por diversos aspectos, como desejos, vontades e aspirações da juventude, hábitos de consumo, opção por gêneros estéticos da arte, como música, cinema e moda, entre outros. Esses elementos contribuem para a criação de identidades, que se manifestam em estilos de vida, formas de comunicação e de expressão que podem variar entre diferentes grupos e contextos. Hoje, especificamente, a cultura juvenil se materializa nos ambientes digitais das redes sociais. Conhecer a cultura juvenil pode orientar a prática docente. Desse modo, os professores podem organizar e planejar suas aulas, buscando o diálogo entre o conteúdo abordado e os elementos dessa cultura. Outra possibilidade para a superação dos desafios apontados é a diversificação de estratégias didáticas adotadas em sala de aula, com destaque para aquelas que tornam os estudantes ativos em seu aprendizado. Nesse cenário, as chamadas metodologias ativas ganham espaço, uma vez que possibilitam estimular o protagonismo e a autonomia dos estudantes por meio propostas que tornam o processo de ensino-aprendizagem mais dinâmico, atrativo e significativo para eles. Dentro e fora da sala de aula, é possível utilizar diferentes metodologias ativas como estratégias para auxiliar na construção do conhecimento. Algumas dessas metodologias estão descritas a seguir. • Sala de aula invertida: essa metodologia propõe que os estudantes acessem e estudem previamente materiais relacionados aos conteúdos que serão trabalhados em sala de aula. O professor deve disponibilizar, com antecedência, o material necessário para que os estudantes possam, em momento extraclasse, analisar e interpretar o conteúdo que será posteriormente trabalhado em sala de aula. O professor deve orientá-los a anotar informações importantes e dúvidas que tenham surgido. Na data marcada, a aula pode ser iniciada permitindo que os estudantes manifestem suas opiniões e seus pareceres, levantem hipóteses, reflitam e discutam sobre o conteúdo. Durante a atividade, o professor deve ouvi-los, valorizando as informações e questionamentos trazidos, para que juntos possam construir o conhecimento a partir da leitura realizada. • Debate: é um gênero oral cujo objetivo é expor argumentos e contra-argumentos próprios, exercitando a capacidade de assumir uma posição em relação a um determinado assunto e de respeitar diferentes opiniões. As opiniões antagônicas devem ser consideradas algo positivo, pois auxiliam no enriquecimento do aprendizado. Ao professor cabe organizar, mediar e avaliar não só a consistência dos argumentos usados, mas também valorizar a desenvoltura e o encadeamento da argumentação dos estudantes enquanto se expressam e garantir o respeito às ideias contrárias e a participação de todos. Para realizar um debate, é necessário planejar o tema, a organização da turma (duplas, grupos etc.) e definir a data para a atividade. Além disso, é importante que o professor oriente os estudantes com relação às fontes de pesquisa que eles elencarem, verificando se elas são confiáveis. Para a execução da atividade é importante estabelecer as regras para o debate e quem será o mediador, se um estudante, um grupo de estudantes ou o próprio docente. Para concluir, após a exposição das ideias, peça aos estudantes que formulem uma conclusão juntos, respeitando os diferentes posicionamentos e oferecendo possíveis soluções quando houver divergências. • Aprendizagem baseada em projetos: esse tipo de aprendizagem fundamenta-se em projetos que se baseiem em situações-problema reais, preferencialmente relacionadas ao ambiente escolar e/ou do cotidiano dos estudantes. De forma coletiva e colaborativa, os estudantes devem buscar uma solução para a problemática proposta. Para isso devem elaborar hipóteses, realizar investigações e propor uma solução, que pode ser no formato de um produto. As soluções podem ser comunicadas tanto para a comunidade escolar como regional.

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Aprendizagem baseada em problemas: essa metodologia utiliza como ponto de partida um problema proposto pelo professor, cuja busca pela resolução possibilita a construção do conhecimento. É interessante que os problemas estejam relacionados à realidade dos estudantes e que eles possam propor diversas formas de resolvê-los, por isso, nesse tipo de metodologia não se deve ter um problema central cuja resposta seja obtida com uma simples aplicação de uma fórmula, por exemplo. O professor deve acompanhar todas as etapas do processo de proposta de resolução realizada pelos estudantes, que muitas vezes é mais relevante que a própria solução, uma vez que possibilita analisar todo o raciocínio desenvolvido por eles e quais são os possíveis pontos de atenção na compreensão do conceito. Essas e outras metodologias, ao serem aplicadas no processo de ensino-aprendizagem, propiciam o desenvolvimento de diversas competências e habilidades nos estudantes. Além disso, elas podem ser realizadas ocupando outros espaços da escola, como a biblioteca ou o pátio, assim como por meio da organização alternativa das cadeiras e mesas escolares, que não precisam necessariamente ficar alinhadas. As diferentes distribuições de carteiras promovem objetivos distintos: a disposição em fileiras em “U” estimula debates e interações entre os estudantes; a distribuição em grupos, onde as mesas são agrupadas para que os estudantes de uma mesma equipe fiquem próximos, favorece atividades colaborativas e trabalho em equipe; a organização de duas fileiras voltadas para o centro facilita a interação para debates, além de tirar a ideia de “fundo” da sala. Essas metodologias e arranjos podem tornar o ambiente escolar mais criativo e dinâmico. Outro processo que pode ser explorado é o desenvolvimento do pensamento computacional, que não necessariamente envolve programação ou uso de computadores. O pensamento computacional caracteriza-se como uma estratégia para identificar e resolver problemas, de maneira individual ou colaborativa, mediante a utilização de etapas organizadas e sintetizadas em: decomposição do problema, capacidade de abstração, pensamento algorítmico e reconhecimento de padrões. Cada uma dessas etapas pode ser caracterizada da seguinte forma: ◼ Decomposição do problema: compreende a análise de um problema complexo, dividindo-o em partes menores e mais simples, o que possibilita aos estudantes visualizarem os detalhes do problema. ◼ Capacidade de abstração: foco, filtragem e classificação dos elementos mais relevantes para a resolução do problema. ◼ Pensamento algorítmico: criação de uma sequência de passos, um plano, para a resolução do problema. Um conjunto de regras ou instruções claras e indispensáveis à resolução do problema. ◼ Reconhecimento de padrões: com o objetivo de facilitar um trabalho, resolvendo-o de modo mais eficiente, a estratégia e a solução aplicadas a um determinado problema podem ser replicadas em outras situações. A relevância da incorporação do pensamento computacional ao processo de ensino-aprendizagem, além das habilidades que ele desenvolve, está em seu potencial de auxiliar na resolução de problemas, de enriquecer a prática docente e de propiciar uma atuação criativa e com mais domínio do processo de construção do conhecimento. A integração das estratégias apresentadas às práticas de ensino pode transformar a experiência de aprendizagem, tornando a Biologia mais atrativa e relevante para o cotidiano dos estudantes. •

O papel do professor No atual contexto, ao papel essencial do professor, soma-se o de mediador da aprendizagem que orienta os estudantes em seus caminhos, a fim de que sejam protagonistas na construção de seu conhecimento e desenvolvimento pessoal. O planejamento e as decisões pedagógicas precisam ter como objetivo propiciar e incentivar o estudante a assumir seu papel de sujeito mais consciente e ativo, encarando o aprendizado de forma crítica, autônoma, ética e responsável. Pode-se afirmar que o professor é um participante que simultaneamente ensina e aprende, nos momentos de trocas com os estudantes.

Esse conceito de aprendizagem centrada no estudante favorece o desenvolvimento do protagonismo juvenil e abre espaço a um modelo de produção coletiva, cooperativa e com compartilhamento do conhecimento. Assim, não se pretende que o estudante seja um receptor, e não se espera que o professor possua todos os conhecimentos envolvidos, mas sim que atue como incentivador e orientador do protagonismo dos jovens no processo de aprendizagem. No caso específico da área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, o aprendizado científico também se beneficia de conversas significativas em torno da experiência pessoal dos estudantes, usando inicialmente seu vocabulário e suas ideias, de cunho científico ou espontâneas, para estimulá-los a formular e tentar responder questões conceituais, buscando, portanto, transcender o diálogo trivial sobre experiências e dúvidas compartilhadas e alcançar compreensões mais universais e abstratas. O maior rigor conceitual presente na etapa de Ensino Médio não significa a pretensão de prepará-los para uma carreira de natureza científica, mas sim de completar a formação básica dos jovens, auxiliando-os a atingir níveis cognitivos mais complexos. Nesse sentido, mais do que uma formação geral para a Ciência, pretende-se um aprendizado da Ciência para uma formação geral. O processo de formação continuada dos professores, nesse contexto, ganha mais relevância. No entanto, muitas vezes, esse processo é encarado como algo trivial e simples de se fazer. É importante destacar que formar um profissional, como docente, exige mais do que cursos de atualização e atividades que ocorram fora de suas aulas. É preciso estar atento e dar valor à formação que ocorre no cotidiano da atividade docente. Essa formação que, por vezes, é invisível, silenciosa e constante, propicia a percepção de melhorias que culminem em ações e escolhas pedagógicas e metodológicas mais assertivas para a realidade escolar em que se encontra o docente. O papel como mediador frente aos estudantes e a troca de experiências com outros professores fazem parte desse processo formativo e enriquecem a prática docente.

Avaliação A avaliação é uma importante etapa do processo de ensino-aprendizagem, que permite conhecer o resultado das ações didáticas. É um processo significativo e que deve, quando necessário, passar por reajustes e reformulações para que ultrapasse os objetivos comuns de medição e classificação. Para que a avaliação propicie um diagnóstico esclarecedor é necessário que seja contínua e diversificada. Assim, cabe aos professores observarem as individualidades de cada estudante e o contexto social, econômico e cultural em que a escola está inserida para que suas práticas didáticas e, consequentemente, o processo avaliativo sejam significativos. Sob essa perspectiva, avaliar significa dinamizar oportunidades de reflexão e ação, valorizando o processo de aprender a aprender e a formação integral dos estudantes. O processo avaliativo deve ocorrer em diversos momentos, em situações formais e informais, preferencialmente utilizando-se uma diversidade de instrumentos de avaliação e não depender apenas de testes, provas e trabalhos tradicionais. Geralmente, a avaliação valorizada por famílias e pela sociedade, e muitas vezes pelos próprios estudantes, é aquela que mede e quantifica o aprendizado. No entanto, é urgente que concepções mais atuais de avaliação circulem socialmente e estejam mais presentes no ambiente escolar, transformando a avaliação em um diálogo contínuo entre professor e estudante, para eliminar seu caráter punitivo e excludente, restrito à medição de resultados, e passar a avaliar o estudante de maneira formativa e continuada, além de possibilitar ao professor ter clareza do que funcionou ao longo do processo e daquilo que precisa ser ajustado. Assim, sugere-se que a avaliação inicial no processo de ensino-aprendizagem seja uma avaliação diagnóstica, para identificar evidências do que os estudantes sabem, trazer à tona conhecimentos prévios sobre o tema a ser estudado e quais são as formas de aprendizagem mais adequadas a eles, diante de suas singularidades e de seus contextos. Ao longo das atividades, é fundamental que ocorra a avaliação formativa, que tem como finalidade contribuir com a trajetória de aprendizagem do estudante e dilatar a visão do professor para

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perceber se são necessárias adaptações nas próximas etapas do trabalho. Para isso, pode-se utilizar vários instrumentos: comentários, feedbacks individuais ou para pequenos grupos, ou ainda para a turma inteira, conversas informais, relatórios escritos com pontos positivos e pontos a melhorar, breves anotações escritas, roteiros de avaliação, rubricas, entre outros. É muito relevante que o processo de avaliação seja claro, e que os estudantes sejam estimulados a refletir sobre o próprio comportamento e aprendizado. Assim, é essencial compartilhar com eles detalhes do processo avaliativo, considerando diferentes modalidades de avaliação, cada uma conectada a seu objetivo. E o professor, em seu papel de mediador, deve ter a avaliação como instrumento de construção de conhecimento compartilhado, não como um ato de controle, que tornaria a avaliação uma forma de seleção, exclusão e competição. A ação avaliativa também está presente no momento final de um processo, para recapitulação, o que caracteriza a avaliação somativa. Para o professor, auxilia a verificar os aprendizados consolidados e a autoavaliar seu próprio trabalho. Os critérios da avaliação, seja formativa ou somativa, precisam ser apresentados e discutidos coletivamente com os estudantes antes de sua aplicação, para que saibam como e sob quais aspectos serão avaliados. O resultado de toda avaliação deve ser devolvido ao estudante e revisado com ele, para que perceba o ensino como um processo, o que implica rever os motivos dos erros, a fim de avançar na aprendizagem. O modelo avaliativo escolhido também pode funcionar para comparar o desempenho dos estudantes de uma mesma turma ou até entre turmas diferentes. A avaliação comparativa pode, por exemplo, acontecer durante ou ao final de uma aula, e seu resultado permite verificar se o aproveitamento dos estudantes está dentro das expectativas ou se é necessário tomar ações para atingir o esperado. Provas padronizadas, como alguns exames nacionais ou simulados, têm esse caráter comparativo possibilitando que estudantes de uma mesma série escolar, mas de escolas diferentes, sejam avaliados e seu desempenho comparado a um padrão esperado. Além da comparação entre os indivíduos, também é possível aplicar a avaliação ipsativa, que possibilita acompanhar e comparar o desenvolvimento de um mesmo estudante ao longo do tempo, verificando assim como se dá o processo de aprendizagem de cada um. Momentos de feedback individual e autoavaliação são ferramentas que podem auxiliar no estabelecimento de metas individuais que valorizem o progresso de cada estudante, potencializando assim o processo de aprendizagem.

Fundamentação teórico-metodológica da obra Progressão da aprendizagem Entende-se a aprendizagem como um processo de construção do conhecimento, em que o estudante utiliza o seu conhecimento anterior para construir o novo. Assim, aprender significa organizar e integrar o material na estrutura cognitiva. No modelo da aprendizagem significativa, a construção dos significados conceituais depende de esquemas cognitivos prévios de cada estudante e da interação discursiva com o professor, que seleciona, organiza, sequencia e comunica certo conteúdo. A estrutura cognitiva apresenta-se como uma hierarquia de conceitos, que são abstrações da experiência do indivíduo e que podem servir de base para a ancoragem de novas ideias ou conceitos. Mas, para que ocorra aprendizagem significativa, é necessário que o material a ser aprendido seja incorporável à estrutura cognitiva do aprendiz também de modo não literal, mas com significado. Novas ideias e informações podem ser aprendidas, na medida em que os conceitos relevantes e inclusivos estejam adequadamente claros e disponíveis na estrutura do indivíduo e funcionem, dessa forma, como ponto de ancoragem às novas ideias e conceitos. Um dos princípios da aprendizagem significativa é a organização dos conceitos em um processo denominado diferenciação progressiva, um movimento contínuo no qual os significados mais abrangentes se estabelecem em novas relações conceituais. Em contraste com a

aprendizagem significativa, na aprendizagem mecânica, as novas informações têm pouca ou nenhuma interação com conceitos relevantes da estrutura cognitiva e, neste caso, pode-se dizer que a nova informação é armazenada de maneira arbitrária. A aprendizagem, assim, caracteriza-se pela interação entre o novo conhecimento e o conhecimento prévio de forma não literal e não arbitrária: o novo conhecimento adquire significados para quem aprende e o conhecimento prévio fica mais rico, mais diferenciado, mais elaborado em termos de significados, adquirindo mais estabilidade. Seguindo esse raciocínio, a estrutura conceitual mantém-se de forma flexível, focando nas relações entre as significações conceituais e proposicionais, de acordo com as diferenças e similaridades. Assim, busca-se uma reconciliação integrativa que leve em conta as diferenças e similaridades, incorporando novos conceitos a essa estrutura mental em harmonia com os já existentes. Esse processo de interiorização é mediado por interações e intercomunicações sociais, nas quais a linguagem é fundamental. Problemas linguísticos estão relacionados à aquisição de uma cultura científica, pois o estudante precisa aprender a usar termos científicos específicos, mas às vezes não possui familiaridade com tais termos ou desconhece o significado de determinado conceito. Além disso, o conhecimento científico é complexo e estruturado. Para construí-lo, os estudantes precisam traduzi-lo ou decodificá-lo com base no seu conhecimento prévio. Considerando que cada modo comunicativo contribui de maneira especializada e cooperativa para dar significado e explicitar conceitos, o uso de multimodos de representação realizados nesta obra apresenta uma direta relação com a aprendizagem significativa de conceitos. Um episódio de ensino-aprendizagem se caracteriza pelo compartilhar de significados entre estudante e professor sobre conhecimentos veiculados por materiais educativos do currículo, onde há a busca da congruência de significados. Há um reconhecimento entre os pesquisadores da área de que os significados das representações estão diretamente relacionados ao processo de construção e abstração de um conceito científico. Para que haja intercâmbio e “negociação” de significados, a linguagem torna-se um instrumento básico e essencial. Assim, a construção de novas significações não é vista como exclusivamente dependente da linguagem (escrita ou falada), mas como resultado da interação entre diversos sistemas de representação que incluem imagens, gráficos e diagramas, passando pelo uso de gestos e de atividade física, como a observação e a manipulação de objetos. A percepção e a compreensão das características que definem um conceito são imprescindíveis para o aprendizado. E toda palavra, assim como cada figura, diagrama, equação, simbolismo envolvidos por trás das ações e dos procedimentos, pertence a um contexto e é parte de uma possível troca de significados entre diferentes membros de uma comunidade. Por isso, o aprendizado da Biologia não significa somente se apropriar do discurso científico ou decorar determinados termos científicos, mas ultrapassar a esfera puramente conceitual e envolver simultaneamente a compreensão de diferentes linguagens. Para que ocorra a aprendizagem significativa, o conhecimento deve ser explorado em um contexto diferente daquele que a aprendizagem ocorreu e os novos conhecimentos (conceitos, ideias, proposições, modelos ou fórmulas) passam a significar algo para o aprendiz, que se torna capaz de explicar situações ou resolver problemas com suas próprias palavras. Assim a aprendizagem passa a existir quando um mesmo conceito ou uma mesma proposição podem ser expressos de diferentes maneiras, mas com significados equivalentes.

A diversificação dos métodos e das estratégias de ensino No Livro do estudante, diversas são as estratégias de ensino utilizadas para a condução dos assuntos, de maneira a expandir as oportunidades de aprendizado. Estratégias como o levantamento de conhecimentos prévios, a contextualização, a problematização, as atividades práticas, entre outras, enriquecem as abordagens dos Temas, dos conteúdos e do trabalho com as competências e habilidades. Além disso, são sugeridos acessos a sites, filmes, livros e visitas a espaços não formais de aprendizagem.

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Levantamento de conhecimento prévio: mapear conhecimentos, habilidades, atitudes e valores

A abordagem de um novo conteúdo em sala de aula requer que seja feito um levantamento do que os estudantes já conhecem sobre os temas a serem tratados. No entanto, é preciso reconhecer as individualidades, entendendo cada estudante como um ser singular, que se revela em sua maneira de ser, de se relacionar e aprender. Isso significa considerar que, em uma turma, há uma ampla heterogeneidade de saberes, assim como de diferentes níveis de interesse, uma vez que alguns estudantes podem ter mais facilidade para determinados temas, ou dificuldades. Nesse contexto, cabe ao professor mapear conhecimentos, habilidades, atitudes e valores dos estudantes, de modo que possa incorporar tais conhecimentos prévios ao planejamento das aulas, adequando-as à realidade de cada turma. Com base no mapeamento e no diagnóstico realizado, diferentes possibilidades estratégicas surgem ao professor. Considerando a realidade de cada estudante, seu nível de aprendizagem e de desenvolvimento e seus contextos, o professor pode revisitar a abordagem de certos conteúdos, reapresentando-os em diferentes sequências; pode rever, reestruturar e ampliar as atividades propostas, além de alterar os recursos por elas utilizados; pode optar por novas estratégias de ensino; entre outros ajustes em seu planejamento, de modo a contribuir para que a aprendizagem ocorra de forma significativa. É preciso que o levantamento de conhecimentos seja constantemente feito, de modo a minimizar práticas excludentes em sala de aula. Nesse cenário, é preciso adotar uma postura crítica, refletindo e ressignificando a prática docente. Isso envolve adaptar e reestruturar as aulas de forma contínua, levando em consideração as demandas da sociedade, da comunidade local, da escola e, principalmente, as necessidades de cada indivíduo. Nesta obra, as atividades de mapeamento estão presentes principalmente no início das Unidades e dos Temas. Sugestões para esse mapeamento também podem ser encontradas nas Orientações didáticas desta obra. O mapeamento, no entanto, pode ser realizado em outros momentos nos quais o professor sinta a necessidade, o que possibilita, por exemplo, avançar ou revisitar um conteúdo, respeitando o tempo de aprendizagem e as limitações dos estudantes, considerando os diferentes estágios no desenvolvimento de uma competência ou de uma habilidade em cada um deles.

Contextualização

A contextualização do conhecimento escolar é uma tarefa fundamental para a atribuição de sentidos e significados a ele. Segundo a BNCC, a escola que acolhe as juventudes precisa se estruturar de maneira a garantir a contextualização dos conhecimentos, articulando as dimensões do trabalho, da Ciência, da tecnologia e da cultura. Tal contextualização é uma tarefa imprescindível. Das operações mais simples às mais elaboradas, os estudantes devem ser instigados a aprender a contextualizar, superando a fragmentação dos conteúdos. O estudante quando levado a contextualizar, o conhecimento escolar confere mais significado a ele. O trabalho com as competências e as habilidades da BNCC da área de Ciências da Natureza, além dos Temas Contemporâneos Transversais, oferece oportunidades à ampliação das aprendizagens essenciais, no que se refere à contextualização social, cultural, ambiental e histórica dos conhecimentos. A contextualização, pois, favorece o aprendizado e a intervenção na realidade. Contextualizar, ou seja, enxergar aplicabilidade no que é tratado na escola, fomenta experiências significativas de exercício do protagonismo juvenil; traz naturalidade à articulação com as demais áreas do currículo, os interesses e as escolhas pessoais dos jovens; coopera para a aprendizagem conceitual mais efetiva. Isso leva, naturalmente, a uma ação consciente sobre a realidade. Essa abordagem envolve um esforço para realizar transposições didáticas, contextualizar e humanizar a ciência escolar, para que mais facilmente e mais cedo se desperte o gosto pelo seu estudo. O conhecimento contextualizado, derivado das situações vividas pelo educando, deixa de ser passivo. Para isso, a Ciência deve

apoiar-se em currículos vinculados à realidade, ao mundo. Quanto mais articulação, flexibilidade e dinamismo no currículo, mais conexões existirão entre conceito científico e realidade, acelerando o letramento científico. Nesta obra, a contextualização está presente no início das Unidades e dos Temas, bem como em exemplificações do texto principal, em atividades e nas seções.

Problematização Segundo a BNCC, a escola que acolhe as juventudes deve permitir aos estudantes construírem projetos pessoais e coletivos apoiados em solidariedade, cooperação, sustentabilidade e em outros elementos. Nessa perspectiva, a resolução de problemas consiste em uma ferramenta que pode beneficiar esse caminho. Ao resolver problemas, o estudante assume o papel de agente de construção dos próprios conhecimentos, pois é estimulado a pensar e propor resoluções a eles. Faz-se importante que os problemas envolvam situações reais do cotidiano do estudante, o que possibilita que sejam efetivamente problemas significativos, condição para o processo de problematização. O problema deve motivá-los a buscar o conhecimento, respaldados em conceitos científicos. A obra traz problematizações em diversas atividades, sendo muitas delas trabalhadas em grupos. Assim, permite-se que habilidades socioemocionais relacionadas ao trabalho em equipe também sejam desenvolvidas. Cada estudante, no primeiro momento, contribui com seus conhecimentos e experiências prévias e com os conhecimentos adquiridos, para cooperar com o grupo e solucionar o problema. Para isso, várias atividades da obra são centradas no estudante, que assume um papel ativo no seu aprendizado, sendo motivado a buscar informações relevantes para o desenvolvimento das tarefas. Nessa perspectiva, os conhecimentos conceituais da área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias constituem uma base que lhes permite investigar, analisar, discutir, compreender e interpretar leis, teorias e modelos, aplicando-os na resolução de problemas individuais, sociais e ambientais.

Atividades práticas As atividades práticas oportunizam ao estudante ser o protagonista de seu aprendizado. Essas atividades têm como objetivos a observação, a demonstração e a manipulação de materiais de fácil acesso, de maneira a oferecer aos estudantes as mais diversas possibilidades de aproximações práticas dos temas investigados. Propostas que envolvam atividades práticas aproximam o estudante da vivência de metodologias científicas, da observação de fenômenos, do registro sistematizado de dados, da formulação e do teste de hipóteses e da inferência de conclusões. Durante a prática, o professor pode solicitar aos estudantes que apresentem expectativas de resultados, expliquem aqueles obtidos no experimento e os comparem aos esperados, sempre orientando discussões e levantando problemas. É possível ampliar o protagonismo do estudante ao sugerir que modifiquem procedimentos ou que façam novos testes. Assim, a atividade prática significa muito mais que ilustrar a teoria, ela diversifica e potencializa a interpretação do sujeito dos fenômenos. Sua importância se revela no enriquecimento do aprendizado de fatos e fenômenos explicados pelos conceitos. Importa dizer ainda que concomitantemente favorece a construção de conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais e o desenvolvimento de habilidades como cooperação, concentração, organização e manipulação de materiais. Nesta obra, atividades práticas estão presentes em algumas seções com atividades ao final dos Temas, principalmente na seção Oficina Científica. Além disso, há sugestões a serem desenvolvidas na seção Ampliando deste Manual.

Espaços não formais de aprendizagem O processo de ensino-aprendizagem não acontece somente no espaço da escola e não se limita ao período em que o estudante permanece sob as atividades escolares, em formação. Pelo contrário, a educação é um fenômeno que permeia a vida cotidiana, ocorrendo em diferentes espaços e contextos, tanto dentro quanto fora da escola. Nesse sentido, é essencial que as estraté-

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gias educacionais sejam pensadas de forma integrada, envolvendo não apenas o ambiente escolar, mas também a comunidade e outros espaços educativos. O objetivo é promover a expansão desses espaços, visando não apenas o desenvolvimento individual dos estudantes, mas também a melhoria da coletividade e o fortalecimento do bem comum. Para tanto, é necessário desenvolver ações em ambientes fora do espaço formal escolar, como centros culturais, museus, jardins botânicos, clubes de ciências, trabalhos de campo, entre outros espaços não formais de aprendizagem. Isso faz com que os estudantes percebam que existem outras bases de produção, circulação e transmissão de conhecimento. Além de diversificar as oportunidades de aprendizado, essa abordagem contribui para a formação de cidadãos mais conscientes e engajados com as questões sociais e ambientais que impactam suas vidas e a sociedade como um todo. A visita a esses espaços é sugerida no boxe Espaços de aprendizagem do Livro do Estudante, bem como nas Orientações didáticas desta obra presentes neste Manual do professor.

Tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC) Na atualidade, a sociedade é fortemente impactada pelas tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), que influenciam cada vez mais a dinâmica da vida das pessoas em ambientes profissionais, escolas e em suas casas. No entanto, para que as potencialidades oferecidas por essas tecnologias sejam, de fato, exploradas, é preciso saber utilizá-las de forma significativa. O conjunto de habilidades que possibilita aos indivíduos compreenderem e utilizarem tecnologias digitais, em formatos diversos, de forma estratégica, crítica e significativa, abrange o letramento digital. Sendo essas habilidades pertencentes à competência geral 5 da BNCC, entende-se que a escolarização básica também deve contribuir para o letramento digital dos estudantes. Para auxiliar nesse propósito, a obra optou pela abordagem das TDIC em atividades de pesquisa, que envolvem os estudantes em ações de seleção, validação, tratamento e organização de informações, responsabilizando-os pela curadoria e confiabilidade delas, sendo orientados sobre a abundância de informações nos ambientes digitais e a profusão de informações falsas. Além disso, as TDIC também são utilizadas em atividades que oportunizam o desenvolvimento de materiais utilizando recursos digitais, como panfletos informativos, slides, podcasts, vídeos e outros, além do uso de simuladores digitais sobre conteúdos diversos, nos quais é possível explorar fenômenos e modificar suas variáveis. As principais características e as instruções gerais para o desenvolvimento dos recursos digitais – blogue ou site, apresentação digital, podcast e vídeo – são descritas na seção Divulgar e informar: a Biologia no digital, presente ao final do Livro do Estudante.

A abordagem da história da Ciência A Ciência é um empreendimento humano que se desenvolve sob a influência de fatores sociais, políticos, econômicos, culturais e ambientais, portanto, ela não é neutra. A fim de evitar a propagação de visões reducionistas da maneira como ocorre o avanço científico, é preciso incorporar a história da Ciência ao processo de ensino-aprendizagem. A história da Ciência tem como objetivo o estudo da construção do conhecimento científico sob a perspectiva do contexto em que essa construção se desenvolveu. Portanto, sua abordagem em sala de aula requer a contextualização do momento histórico em que a sociedade se encontrava quando proposições e conclusões científicas foram construídas, considerando movimentos sociais, condições econômicas, recursos tecnológicos disponíveis, entre outros fatores vigentes à época. Essa abordagem torna-se fundamental para que a Ciência seja compreendida como construção humana e social e que sejam analisados os recursos dos quais os pesquisadores dispunham em dado contexto histórico. Além disso, dá subsídios ao entendimento de que os conhecimentos científicos não são findados em si mesmos, mas estão em constante construção, podendo ser reiterados, revistos ou refutados ao longo do tempo. Por fim, colabora para o entendimento das relações entre Ciência, tecnologia e sociedade, uma vez que essas esferas são influenciadas uma pela outra.

Nesta obra, a abordagem de aspectos históricos da Ciência é proposta em momentos oportunos ao longo do texto principal, em algumas atividades e seções, além de aparecer em sugestões de aprofundamento fornecidas nas Orientações didáticas desta obra.

Planejamento Para efetuar um planejamento adequado, deve-se considerar a realidade estudantil, de modo que a proposta de ensino favoreça a construção de novos significados pelos estudantes. Para conhecê-la, o professor pode mapear conhecimentos, valores e atitudes, como abordado anteriormente neste Manual. A partir desse mapeamento, é possível delimitar os conteúdos a serem trabalhados, estabelecer os objetivos a serem atingidos, determinar as estratégias de abordagem didática e os recursos necessários para tal, bem como os instrumentos avaliativos a serem utilizados. Outro aspecto a ser considerado no planejamento é a integração. A organização do Ensino Médio por áreas do conhecimento não exclui necessariamente as disciplinas, com suas especificidades e saberes próprios historicamente construídos, mas implica o fortalecimento das relações entre elas. Nesse contexto, os docentes da área das Ciências da Natureza devem objetivar que a aprendizagem dos estudantes ocorra de maneira integral, evitando fragmentações dos componentes curriculares e o distanciamento da realidade estudantil. Para atingir esse objetivo, é preciso desenvolver um planejamento conjunto, com propostas integradoras, o que requer a atuação colaborativa com seus pares. Trabalhar coletivamente no planejamento promove a integração necessária entre as disciplinas. Ao compartilhar recursos e ações pedagógicas, os docentes transformam o planejamento em um diálogo investigativo que facilita a inovação, considerando que aprender é algo dinâmico. Apesar de ser uma ferramenta norteadora, deve-se reconhecer que o planejamento não é estático. É importante que ele seja revisitado no decorrer do processo de ensino, e, caso necessário, seja alterado. Neste caso, as avaliações, que permitem aferir o desenvolvimento dos estudantes, permitem também identificar as intervenções que são necessárias no planejamento inicial, para que se transforme em um planejamento mais adequado à turma e à escola. Ao longo das Orientações didáticas desta obra, há sugestões de estratégias, recursos e instrumentos avaliativos a serem considerados pelos docentes em seu planejamento durante a abordagem de determinados conteúdos. Além disso, há sugestões de momentos a se trabalhar a integração da Biologia a outros componentes curriculares, bem como subsídios que podem encaminhar este trabalho. Apesar das sugestões, os professores devem exercer sua autonomia no uso desta obra, de maneira que o trabalho seja direcionado aos estudantes e a realidade local. Nessa perspectiva, podem intervir, alterando sequências de conteúdos e adaptando questões, considerando interesses e necessidades dos jovens.

Referências bibliográficas comentadas •

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Neste texto sobre leitura inferencial, afirma-se que o resultado da compreensão de um texto depende da qualidade das inferências geradas em sua leitura. DIMENSTEIN, G. O cidadão de papel: a infância, a adolescência e os direitos humanos no Brasil. São Paulo: Ática, 2005. O livro tem o objetivo de levar para a sala de aula a discussão da cidadania em nosso país, de modo inovador e crítico. FADEL, C.; BIALIK, M.; TRILLING, B. Educação em quatro dimensões: as competências que os estudantes precisam ter para atingir o sucesso. Boston: Center for Curriculum Redesign, 2015. A obra destaca necessidades de transformações na educação, além de ser uma discussão sobre as competências de que nossos estudantes precisam para prosperar no mundo atual e futuro. KLEIMAN, A. Leitura: ensino e pesquisa. Campinas: Pontes, 2001. O livro busca reavaliar o que está proposto nas escolas na área de leitura e a coerência entre fundamentação teórica e ação prática. KRASILCHIK, M. Prática de ensino de Biologia. 4. ed. São Paulo: Edusp, 2004. Nesta obra, a autora discorre sobre aspectos relativos ao ensino de Biologia, incluindo planejamento, modalidades didáticas, prática docente e perspectivas. LARSEN, B. B. et al. Inordinate Fondness Multiplied and Redistributed: the Number of Species on Earth and the New Pie of Life. The Quarterly Review of Biology, Chicago, v. 92, n. 3, p. 229-265, 2017. Disponível em: https://www.researchgate.net/publica tion/319301247_Inordinate_Fondness_Multiplied_and_ Redistributed_the_Number_of_Species_on_Earth_and_the _New_Pie_of_Life. Acesso em: 5 nov. 2024. Artigo que faz estimativas sobre a quantidade de espécies de seres vivos presentes na Terra. LUCKESI, C. C. Avaliação da aprendizagem escolar: estudos e proposições. 22. ed. São Paulo: Cortez Editora, 2014. Nesta obra, o autor discorre sobre diferentes aspectos que permeiam a avaliação da aprendizagem, como instrumentos avaliativos, articulação entre planejamento e avaliação, o papel do erro e outros. MOREIRA, M. A.; MASINI, E. F. S. Aprendizagem significativa: a teoria de David Ausubel. 2. ed. São Paulo: Centauro Editora, 2006. Neste livro, a aprendizagem significativa é apresentada como interação entre conhecimentos prévios e conhecimentos novos: um conhecimento específico, existente na estrutura de conhecimentos do indivíduo, permite dar significado a um novo conhecimento que lhe é apresentado ou por ele descoberto. BRACKMANN, C. Computação na educação básica. Santa Maria: IFFar: Computacional: Educação em computação, 2024. Disponível em: http://www.computacional.com.br/#oqueeh. Acesso em: 28 set. 2024. Este artigo trata o tema pensamento computacional como uma abordagem feita nas mais diversas áreas do conhecimento para resolução de problemas utilizando os fundamentos da computação. PILATI, R. Ciência e pseudociência: por que acreditamos apenas naquilo em que queremos acreditar. 1. ed. São Paulo: Contexto. 2018. Neste livro, o autor diferencia Ciência e pseudociência, trazendo reflexões sobre o impacto das pseudociências na sociedade. SOUSA, R. de V.; ARARIPE, F. M. A. Conhecimento científico: produção e comunicação no âmbito da Universidade Federal do Ceará. Páginas a&b: arquivos e bibliotecas, [s. l.], s. 3, n. 15, p. 86-104, 2021. Disponível em: https://ojs.letras.up.pt/index.php/paginasaeb/ article/view/10447. Acesso em: 5 nov. 2024. Artigo que trata da produção e da comunicação científica na Universidade Federal do Ceará e apresenta os diferentes tipos de conhecimento, destacando o conhecimento científico.

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Orientações didáticas desta obra Sugestão de cronograma de aulas

1o bimestre 18 aulas 2o bimestre 18 aulas 3o bimestre 18 aulas 4o bimestre 18 aulas 5o bimestre 18 aulas 6o bimestre 18 aulas 7o bimestre 18 aulas

Unidade 1 – Tema 2 • Células Unidade 1 – Tema 3 • Núcleo e divisões celulares Unidade 1 – Tema 4 • Metabolismo celular Unidade 1 – Tema 5 • O Universo e as condições para a vida Unidade 1 – Tema 6 • Origem da vida na Terra Unidade 2 – Tema 7 • Regulação hormonal Unidade 2 – Tema 8 • Sistema genital e puberdade Unidade 2 – Tema 9 • Gestação e parto Unidade 2 – Tema 10 • Contracepção e prevenção de ISTs Unidade 2 – Tema 11 • Sexualidade Unidade 2 – Tema 12 • A juventude e seus desafios Unidade 3 – Tema 13 • Nomenclatura e classificação dos seres vivos Unidade 3 – Tema 14 • Bactérias, arqueias, protozoários, algas e fungos Unidade 3 – Tema 15 • Animais invertebrados Unidade 3 – Tema 16 • Cordados Unidade 3 – Tema 17 • Plantas Unidade 3 – Tema 18 • Fisiologia vegetal Unidade 4 – Tema 19 • Relações alimentares Unidade 4 – Tema 20 • Relações ecológicas Unidade 4 – Tema 21 • Dinâmica de populações e sucessão ecológica Unidade 4 – Tema 22 • Ciclos biogeoquímicos Unidade 4 – Tema 23 • Impactos ambientais Unidade 4 – Tema 24 • Conservação, preservação e sustentabilidade

Unidade 5 – Tema 29 • Interações gênicas e herança quantitativa

11o bimestre 18 aulas

9o bimestre 18 aulas

Unidade 5 – Tema 25 • Sistemas digestório e respiratório

10o bimestre 18 aulas

8o bimestre 18 aulas

Unidade 1 – Tema 1 • A construção dos conhecimentos científicos

Unidade 5 – Tema 26 • Sistema cardiovascular, imunidade e sistema urinário

12o bimestre 18 aulas

1o trimestre 25 aulas 2o trimestre 25 aulas 3o trimestre 24 aulas 4o trimestre 25 aulas 5o trimestre 25 aulas 6o trimestre 24 aulas 7o trimestre 25 aulas 8o trimestre 25 aulas 9o trimestre 24 aulas

6o Semestre 36 aulas

5o Semestre 36 aulas

4o Semestre 36 aulas

3o Semestre 36 aulas

2o Semestre 36 aulas

1o Semestre 36 aulas

A seguir, é apresentada uma sugestão para os três anos do Ensino Médio de quantidade de aulas para cada Tema que constitui essa obra para atender um planejamento semestral, trimestral ou bimestral. É importante considerar que esta proposta é apenas uma sugestão e que o cronograma pode ser adequado às escolhas feitas pela comunidade escolar, de acordo com a quantidade de aulas estabelecidas no ano letivo para Biologia. O planejamento sugerido considerou as seguintes premissas: ano letivo com 40 semanas; duas aulas semanais para Biologia; duas aulas para avaliação ou eventuais ajustes por bimestre ou trimestre.

Unidade 5 – Tema 27 • Sistema nervoso Unidade 5 – Tema 28 • Genética mendeliana Unidade 5 – Tema 30 • Genética Molecular Unidade 6 – Tema 31 • Ideias evolucionistas Unidade 6 – Tema 32 • Teoria sintética da evolução Unidade 6 – Tema 33 • Especiação Unidade 6 – Tema 34 • Evolução humana Unidade 6 – Tema 35 • Sociedade, ambiente e saúde Unidade 6 – Tema 36 • Biotecnologia

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Unidade 1 Citologia e origem da vida BNCC

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Competências gerais: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 e 10. Competências específicas de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: 1, 2 e 3. Habilidades de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: EM13CNT101, EM13CNT201, EM13CNT202, EM13CNT205, EM13CNT301, EM13CNT302, EM13CNT303, EM13CNT304 e EM13CNT309. Temas Contemporâneos Transversais (TCTs)

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Educação em Direitos Humanos Trabalho Saúde Diversidade Cultural Ciência e Tecnologia

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Objetivos da Unidade • • • • • • • • • • • •

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Compreender as características da Ciência e as principais etapas que compõem as investigações científicas. Elaborar questões de pesquisa, hipóteses científicas e procedimentos de coleta de dados. Distinguir conhecimentos científicos, empíricos, filosóficos, teológicos e tradicionais. Compreender que diferentes conhecimentos são tentativas de explicar fenômenos observados. Hierarquizar os níveis de organização da vida até o nível de organismo. Conhecer as características das células. Diferenciar células procarióticas de células eucarióticas. Caracterizar os tipos de transporte de substâncias através da membrana plasmática. Compreender a estrutura do núcleo celular e os níveis de compactação do DNA. Diferenciar os tipos de divisões celulares. Analisar o metabolismo celular de seres vivos. Conhecer diferentes explicações para a origem do Universo e da vida baseadas tanto em tradições culturais quanto em conhecimentos científicos. Identificar as condições básicas para a existência de vida na Terra. Analisar regiões do Universo que possam ter condições semelhantes às que propiciam o desenvolvimento da vida. Reconhecer a importância cultural dos mitos indígenas sobre a origem da vida e de seus povos.

Orientações gerais Atualmente, a facilidade de acesso a websites, redes sociais, aplicativos e outras ferramentas digitais, por meio da internet, expõe as pessoas a um volume crescente de informações nem sempre confiáveis. A desinformação, disseminada rapidamente em ambientes digitais, pode prejudicar a formação cidadã e a inserção dos jovens na vida social. Contudo, não é possível avaliar a veracidade dessas informações, identificar vieses e tomar decisões mais conscientes sem pesquisa, pensamento crítico e reflexão. Nesse contexto, o desenvolvimento de uma forma de pensar que priorize os conhecimentos científicos é um caminho que pode ajudar não apenas a combater notícias falsas mas também a desenvolver as capacidades de análise e de argumentação e a potencializar as culturas juvenis que engajam os estudantes a fazerem novas descobertas. Nesta Unidade, são abordados os meios pelos quais os conhecimentos científicos são produzidos e algumas de suas características, como o fato de serem construídos de forma colaborativa, em contextos

históricos, sociais e econômicos específicos, a partir da realização de investigações que estão sempre sujeitas a novas propostas e análises. Utiliza-se, como exemplos aplicados, o estudo das células e do metabolismo, em abordagens que visam ao conhecimento das diferentes formas de manifestação da vida e à promoção da saúde das pessoas. A análise dos sistemas metabólicos dos seres vivos favorece o trabalho com a Competência Específica de Ciências da Natureza e suas Tecnologias (CE) 1. Continuando o estudo da vida, os estudantes serão convidados a refletir sobre sua origem, analisando as condições que possibilitaram que a vida surgisse e permanecesse no planeta Terra, a fim de permitir que apliquem seus conhecimentos em investigações sobre a vida. Dessa forma, podem ser trabalhadas a CE 2 (relacionada à elaboração de argumentos sobre o funcionamento da vida, da diversidade dos seres vivos e do Universo a partir das interpretações fundamentadas sobre a origem da vida) e a CE 3 (que diz respeito ao uso de procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza visando à comunicação clara, em diversos contextos, utilizando meios digitais).

Abertura da Unidade

A fotografia traz um tardígrado, também conhecido como urso-d’água, que é um animal invertebrado cuja dimensão média não atinge um milímetro e é encontrado nos mais diversos ambientes, inclusive em condições extremas, como temperaturas muito altas ou baixas, radiação intensa, entre outras. Sua capacidade de resistir a condições muito adversas é objeto de estudo de diferentes pesquisas, entre elas aquelas que avaliam os limites à existência da vida fora da Terra e as condições que oportunizaram sua origem em nosso planeta. O contexto escolhido para essa Abertura integra diferentes assuntos explorados nessa Unidade, tais como aspectos das investigações científicas, características da unidade básica da vida, metabolismo energético dos seres vivos, condições para a existência da vida e hipóteses sobre sua origem em nosso planeta. É possível explorar os conhecimentos prévios dos estudantes sobre esses assuntos realizando as atividades presentes na Abertura. Outras também podem ser formuladas com esse mesmo objetivo. Por exemplo, é possível questionar o que o estudo dos tardígrados nos ensina sobre os limites para a existência da vida ou de que maneira seu estudo pode contribuir para a busca por vida fora da Terra.

#FICA A DICA, estudante! •

Caso os estudantes queiram conhecer mais características dos tardígrados, recomende o podcast a seguir. Na onda da vida. Você conhece o tardígrado? Disponível em: https://www.ufmg.br/ciencianoar/conteudo/voce-conhece-o -tardigrado/. Acesso em: 27 out. 2024.

Tema 1 - A construção dos conhecimentos científicos Os assuntos trabalhados nesse Tema possibilitam o envolvimento dos estudantes, a partir da mediação do professor, com a abordagem e a linguagem científicas, oportunizando o trabalho com as Competências Gerais (CG) 2 e 4. Os estudantes terão a oportunidade de desenvolver a Habilidade de Ciências da Natureza e suas Tecnologias EM13CNT301 ao formular perguntas, elaborar hipóteses, interpretar dados e escrever conclusões sob uma perspectiva científica. Além disso, oportunizam-se momentos de reconhecimento e valorização dos conhecimentos construídos ao longo do tempo para explicar a realidade, possibilitando o desenvolvimento da CG 1. Ao fomentar discussões sobre as relações do mundo do trabalho, principalmente no que diz respeito à profissão de cientista, contribui-se para o desenvolvimento da CG 6 e para a abordagem do TCT Trabalho.

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O Tema destaca a importância da ética na pesquisa e cita documentos norteadores, entre eles a Declaração Universal dos Direitos Humanos, a qual pode ser explorada na atividade 6 do boxe Pense e responda, que propõe a realização de um podcast. Nesse contexto, os estudantes podem exercer a argumentação, desenvolvendo a CG 7, a comunicação, mobilizando a habilidade EM13CNT302, além de trabalhar o TCT Educação em Direitos Humanos em conjunto com a área de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas. A seção Saiba mais aborda o reconhecimento e o combate de fake news e possibilita a construção de subsídios para interpretar textos que tratem de temáticas relativas às Ciências da Natureza disponíveis em diferentes mídias, mobilizando a habilidade EM13CNT303, e para comunicarem dados de forma consistente, mobilizando a habilidade EM13CNT302. A atividade 1 propõe aos estudantes a elaboração de um panfleto, impresso ou digital, e sua distribuição à comunidade escolar, promovendo sua conscientização sobre o assunto. Dessa forma, podem desenvolver a CG 10, relacionada à ação coletiva, autônoma e responsável. Ao trabalhar a Abertura do Tema, utilize o contexto apresentado para estimular o interesse dos estudantes e para levantar conhecimentos prévios sobre produção de conhecimento científico. Questione se eles imaginam quando o primeiro fóssil de dinossauro foi descrito – em 1824, um megalossauro foi descrito pelo cientista inglês William Buckland (1784-1856) – e se conseguem estimar quantas espécies de dinossauros foram descritas até hoje. Evidencie a constante construção dos conhecimentos científicos, trabalhando a CG 1, e destaque que investigações científicas podem modificar, complementar, reforçar ou refutar conhecimentos estabelecidos, itens que remetem à CG 2. Até 2024, cerca de 700 espécies de dinossauros haviam sido descritas, segundo o Museu Americano de História Natural (EUA). Explique aos estudantes que, quando novas espécies são encontradas, sua descrição costuma ser publicada em revistas científicas. Conforme são feitas novas descobertas, esse número é atualizado, então é possível encontrar números diferentes dependendo da fonte consultada. Os estudantes podem fazer uma pesquisa em fontes confiáveis e atualizadas para verificar quantas espécies de dinossauros foram descritas até o presente. Ao explorar a atividade 2 do boxe Pense e responda, explique aos estudantes que, inicialmente, o estudo dos fósseis tinha enfoque descritivo de sua morfologia, em razão das limitações impostas pelo arcabouço teórico e pelos recursos disponíveis na época. Nas últimas décadas, a Paleontologia tornou-se uma ciência altamente interdisciplinar, que integra conhecimentos de diversas áreas, como Geologia, Biologia, Química e Física, e passou a contar com novas tecnologias, como o mapeamento geológico por satélite, a digitalização 3D de fósseis e a análise isotópica, que revolucionaram a forma como se conduz o estudo dos fósseis. Esses avanços permitem aos paleontólogos fazerem inferências mais precisas sobre as características dos dinossauros.

O que é Ciência?

Organize os estudantes em um semicírculo e solicite a eles que elenquem palavras associadas à Ciência. Eles podem discutir suas impressões ao mencionarem os termos. Anote as palavras na lousa, pedindo que expliquem as associações feitas. Essa dinâmica possibilita verificar as percepções prévias deles, identificando possíveis estereótipos, principalmente os relacionados ao gênero, à raça e à idade dos cientistas. É importante desmistificar que o desenvolvimento das Ciências ocorre apenas em laboratórios e considerar as contribuições que venham de pesquisas em ambientes naturais (rios e florestas, por exemplo), ambientes urbanos (escolas e comunidades) e em museus. Destaque a importância dos museus para a preservação de materiais históricos e culturais, de modo a garantir sua integridade e o acesso ao conhecimento e à cultura. Se possível, organize uma visita a um museu de Ciências ou realize visitas virtuais. Pode-se verificar se o museu realiza apresentações na escola.

#FICA A DICA, professor! •

Para realizar uma vivência virtual de visitas a museus, consulte o site a seguir.

Era virtual. Site. Disponível em: https://www.eravirtual.org/. Acesso em: 27 out. 2024. Comente que a construção do conhecimento científico está diretamente relacionada ao período histórico e ao contexto em que ocorre, além de resultar da contribuição de diversos cientistas ao longo do tempo. Um exemplo disso é o conhecimento que temos hoje sobre o Universo, que foi amplamente influenciado pelo grande investimento em tecnologias espaciais iniciado no século XX, sobretudo durante o período da Guerra Fria (1947-1991). Esse fato acelerou os avanços científicos e tecnológicos nessa área. Devido ao contexto, aos cientistas da época e aos conhecimentos acumulados de períodos anteriores, diversos satélites e sondas espaciais foram desenvolvidos, o que possibilitou chegarmos aos resultados que temos hoje e ampliar nosso conhecimento sobre o espaço. Ao final deste tópico, é possível realizar a atividade descrita a seguir, que aborda a profissão de cientista.

Ampliando

Parte da turma pode se interessar por atividades profissionais relacionadas aos diferentes campos de atuação das Ciências da Natureza. Por isso, ampliar o trabalho com a profissão de cientista pode auxiliar os estudantes na determinação de seu projeto de vida. Para dar mais significado ao aprendizado, se possível, organize uma visita com os estudantes a uma instituição de pesquisa na qual eles possam conversar sobre as etapas da investigação científica com profissionais da área. Caso seja inviável, organize uma entrevista com pesquisadores(as) que trabalham em museus, universidades, empresas e/ou órgãos públicos de sua região. Verifique a disponibilidade deles(as) para conversarem com a turma a respeito de sua profissão seja em uma visita à escola, seja por meio de uma conversa on-line.

Mulheres na Ciência

A abordagem da participação das mulheres na Ciência pode ser integrada ao componente curricular Sociologia. O docente responsável pode trazer questões históricas, sociais e culturais relacionadas à participação das mulheres na Ciência ao longo do tempo e pode abrir um importante momento para uma reflexão sobre o TCT Trabalho. Comente com os estudantes que pesquisas científicas desenvolvidas no campo dos estudos sociais podem revelar as desigualdades existentes entre homens e mulheres e suas relações com fatores históricos, políticos, econômicos e culturais. Além disso, esses estudos podem influenciar a elaboração de políticas públicas voltadas à promoção da igualdade de gênero, não somente na área acadêmica, mas em outros setores, como educação, saúde, trabalho e direitos civis, buscando garantir que homens e mulheres tenham acesso a oportunidades e recursos de forma equitativa. Incentivar a reflexão sobre esses temas pode conscientizar os estudantes sobre a importância das pesquisas científicas para transformar a sociedade, tornando-a mais justa e inclusiva tanto na esfera acadêmica quanto em outros setores. O Dia Internacional das Mulheres e Meninas na Ciência, comemorado em 11 de fevereiro, reforça o compromisso assumido por meio do 5o Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS) das Nações Unidas, em prol da igualdade de gênero e do empoderamento das mulheres.

#FICA A DICA, professor! •

Para mais informações sobre essa data, consulte o site a seguir. Dia Internacional das Mulheres e Meninas na Ciência. Publicado por: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Disponível em: https:// www.gov.br/inpe/pt-br/assuntos/ultimas-noticias/dia-internacional -das-mulheres-e-meninas-na-ciencia. Acesso em: 27 out. 2024.

Hipóteses, leis e teorias científicas

Ressalte que, no cotidiano, os termos hipóteses, leis e teorias podem ser utilizados como sinônimos ou ter significados muito distintos do científico. Por isso, é importante que os estudantes saibam distinguir os contextos em que esses termos são utilizados. Por exemplo, no cotidiano, é comum que o termo teoria seja utilizado como sinônimo de suposição, especulação e possibilidade. No entanto, no contexto científico, teorias são explicações fundamentadas em fatos, evidências e até mesmo em leis científicas.

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Investigações científicas e suas etapas

Explique que as hipóteses são testadas ao longo da investigação científica e podem ser corroboradas ou refutadas. No caso da confirmação de uma hipótese por um estudo, não é possível generalizá-la, ou seja, ela permanece restrita ao contexto em que a pesquisa se desenvolveu. É importante destacar que algumas pesquisas com abordagem teórica, como as desenvolvidas no campo da Educação, não testam hipóteses; nesse caso, são determinados os objetivos que devem ser atendidos ao longo da investigação. Ressalte que existem inúmeras formas de coletar dados científicos em uma investigação. Pergunte aos estudantes quais instrumentos podem ser utilizados para esse objetivo. Avalie se, entre suas respostas, há um predomínio de utensílios laboratoriais. Caso isso ocorra, ressalte que o trabalho dos cientistas não se limita ao laboratório, contribuindo para desmistificar o estereótipo de cientistas. Apresente outras formas de coleta de dados, como registros escritos (documentos, livros, revistas); coleta de amostras biológicas; medição de fatores abióticos (temperatura, luminosidade, pluviosidade, velocidade e direção dos ventos); fotografias ou gravações de áudios, por exemplo, do canto de aves; entrevistas ou aplicação de questionários; entre outras. Para aprofundar o trabalho com esse assunto, divida a turma em grupos e oriente os estudantes a planejar algumas etapas de uma investigação científica. Será preciso: escolher um tema de interesse; elaborar perguntas ou problemas de relevância científica; levantar uma hipótese a ser testada; planejar a coleta de dados. O planejamento feito pelos grupos pode ser descrito em um texto ou apresentado oralmente à turma e pode ser utilizado para avaliar a participação dos estudantes e a sua compreensão do assunto. Para facilitar o trabalho em equipes, sugere-se que as carteiras dos estudantes de um mesmo grupo sejam aproximadas.

Divulgação das investigações científicas

Explique aos estudantes que é comum pesquisadores redigirem artigos científicos com colaboradores e os submeterem à avaliação em revistas científicas da área. Se possível, mostre aos estudantes artigos de revistas científicas, nacionais ou internacionais, para que eles tenham contato com alguns deles.

A ética na pesquisa

Destaque a ética como um importante valor da vida em sociedade, uma vez que promove a convivência harmoniosa e o bem-estar comum. Proponha aos estudantes que se organizem em pequenos grupos para discutir diferentes situações que envolvam princípios éticos. Esses cenários podem incluir vivências de seu cotidiano, como a responsabilidade no uso das redes sociais e a honestidade na realização de tarefas e atividades escolares. A partir dessa discussão, peça para relacionarem essas reflexões com a ética científica. Sugira que os grupos discutam exemplos de dilemas éticos que cientistas podem enfrentar e compartilhem suas ideias com a turma. Em seguida, proponha um debate sobre as consequências de práticas antiéticas na ciência, como a falsificação de resultados. Aproveite para destacar que, em pesquisas científicas, mesmo que os resultados não sejam aqueles esperados inicialmente, a ética científica não permite aos cientistas modificá-los ou alterá-los. É preciso interpretá-los e justificá-los, mantendo o rigor científico e a conduta ética. A falsificação de resultados de pesquisa, além de ser antiética, pode ser prejudicial para a sociedade ao diminuir a confiabilidade nas Ciências e, em alguns casos, pode ser criminosa, ao causar danos sociais irreparáveis, como quando um cientista indica, em um estudo científico, um remédio ou tratamento ineficiente para determinada doença, o que pode levar muitas pessoas à morte. As pesquisas realizadas com seres humanos são devidamente regulamentadas. No Brasil, as diretrizes para sua realização são estabelecidas pela Resolução no 466 do Conselho Nacional de Saúde, de 2012, disponível em: https://www.gov.br/conselho-nacional-de-saude/pt-br/ acesso-a-informacao/legislacao/resolucoes/2012/resolucao-no-466. pdf (acesso em: 27 out. 2024). O trabalho com o reconhecimento dos direitos legais dos participantes de pesquisa pode ser realizado com o(a) docente da área de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas, que pode fornecer mais informações sobre o contexto relativo à elaboração do Código de Nuremberg, que é um conjunto de princípios éticos para a pesquisa em seres humanos, criado em 1947 como resultado dos julgamentos dos médicos nazistas após a Segunda Guerra Mundial.

Outros tipos de conhecimento

Todos os tipos de conhecimento existentes em nossa sociedade fazem parte de nossas vivências. É importante compreender suas principais características, entre elas: conhecimento empírico: valorativo, assistemático, verificável, falível e inexato; • conhecimento filosófico: valorativo, sistemático, não verificável, infalível e exato; • conhecimento teológico: valorativo, sistemático, não verificável, infalível e exato; • conhecimento científico: real (factual), sistemático, verificável, falível e aproximadamente exato. Com base nessas características, qualifica-se se os conhecimentos: estão impregnados por valores ou por fatos; são obtidos a partir de procedimentos sistematizados próprios ou não; podem ser verificados ou não; estão sujeitos a serem falseados ou não; são exatos, inexatos ou se aproximam do exato. Este último caso diz respeito ao fato de os conhecimentos científicos não serem findados em si mesmos, mas estarem em constante construção – por isso, são aproximadamente exatos. Além desses tipos de conhecimento, também é possível caracterizar os saberes de comunidades tradicionais. Atualmente, são reconhecidas 28 comunidades tradicionais brasileiras pelo Decreto no 8.750, de 9 de maio de 2016, disponível em: https://www.planalto.gov. br/ccivil_03/_ato2015-2018/2016/decreto/d8750.htm (acesso em: 27 out. 2024). Entre elas estão os povos indígenas, quilombolas, caiçaras, pescadores artesanais, extrativistas e ribeirinhos. Essas comunidades apresentam um conjunto de saberes muito relacionados ao seu modo de vida e à sua cultura e tradição, que são preservados e transmitidos entre as gerações. Se considerar pertinente, explique que os conhecimentos tradicionais sobre fenômenos e processos que ocorrem na natureza, considerando como eles refletem no modo de vida e na cultura de populações humanas, são estudados por um campo multidisciplinar denominado Etnociência. A Etnociência contribui para o reconhecimento e a valorização desses saberes, de modo a promover o respeito pela diversidade cultural existente em nosso planeta. Com essa finalidade, a atividade 7 presente no boxe Pense e responda solicita que os estudantes façam uma pesquisa e organizem uma apresentação sobre os saberes de uma comunidade tradicional brasileira. Aproveite a oportunidade para diferenciar etnociências de pseudociências, de modo que não sejam confundidas pelos estudantes. As pseudociências são proposições que se apresentam como científicas, mas que não seguem o rigor científico, tampouco são embasadas em evidências ou argumentos válidos. As pseudociências contribuem para a desinformação, podendo influenciar negativamente as ações e decisões das pessoas, prejudicando diferentes dimensões de sua vida, como sua saúde ou suas relações sociais e profissionais. É importante que os estudantes saibam diferenciá-las para que, por um lado, reconheçam a importância cultural dos saberes tradicionais, estudados pelas etnociências; por outro, exerçam o pensamento crítico para identificar e combater teorias pseudocientíficas. •

Saiba mais

Pergunte aos estudantes como eles compartilham o conhecimento e se têm o hábito de compartilhar mensagens ou notícias sem conferir se eram verídicas. Peça a eles que expliquem o que fazem quando descobrem que compartilharam algo inverídico e qual é a atitude que eles consideram correta a ser feita. Peça para que reflitam sobre os possíveis impactos decorrentes dessa ação e indique que o compartilhamento de informações falsas pode afetar a vida das pessoas, principalmente quando trazem prejuízos à saúde, ao trabalho, aos estudos, às relações sociais que estabelecem etc. Além dos aspectos citados no Livro do estudante que podem ser analisados para identificar fake news, também é possível observar algumas características, como títulos apelativos, erros gramaticais ou ortográficos, publicação em endereços virtuais que não pertencem a páginas oficiais.

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Tema 2 - Células

Este Tema aborda a unidade estrutural e funcional da vida: a célula. Ao enunciar as características exclusivas dos seres vivos em comparação à matéria inanimada, os níveis de organização biológica e os tecidos humanos, a habilidade EM13CNT202 é parcialmente mobilizada. O simulador digital indicado no boxe Espaços de aprendizagem que possibilita interagir com a representação de uma célula em três dimensões permite o trabalho com a utilização de diferentes linguagens e com a cultura digital, trabalhando as CGs 4 e 5. A seção Oficina científica propicia o exercício da curiosidade intelectual e a abordagem das investigações científicas, possibilitando o desenvolvimento da CG 2. Na atividade 2 desta seção, é possível mobilizar a habilidade EM13CNT205, ao solicitar que os estudantes realizem previsões a partir da interpretação de dados, reconhecendo os limites explicativos da Ciência. O contexto apresentado na Abertura do Tema foi pensado para estimular o interesse dos estudantes acerca das células que constituem o corpo humano. Aproveite para fazer um diagnóstico do que já sabem sobre os níveis de organização biológica. Pergunte se eles imaginam como as células são organizadas no corpo, como imaginam que as células foram descobertas e qual é a relação delas com os seres vivos. Esse debate engaja os estudantes no estudo da microscopia e da teoria celular e evidencia a constante construção dos conhecimentos científicos, trabalhando a CG 1. As características comuns aos seres vivos podem ser revisitadas, e é possível uma reflexão sobre o significado do termo vida. Considere as vivências pessoais, as religiões e os conhecimentos científicos prévios dos estudantes, acolhendo suas ideias e promovendo um ambiente de respeito e de tolerância. Explique que, na Ciência, a vida costuma ser entendida em oposição à matéria não viva e que os seres vivos são definidos com base em suas características exclusivas.

Teoria celular

Explique aos estudantes que, com o avanço dos estudos sobre as células, novos conhecimentos foram incorporados à teoria celular, como: todos os seres vivos são formados por células, cujo número, forma e função podem variar; no interior delas, ocorrem reações químicas, que constituem o metabolismo; uma célula somente se origina de outra, e sua continuidade é mantida devido à transmissão de informações hereditárias. Peça que os estudantes façam inferências sobre a importância da colaboração para o desenvolvimento científico da microscopia. O boxe Diálogos da natureza sobre Microscópios e células possibilita uma abordagem integrada com o componente curricular Física sobre os conceitos de unidades de medida, e lentes esféricas e instrumentos ópticos. Pode-se utilizar as medidas indicadas para as transformar em unidades comumente utilizadas na microscopia, como micrometro e nanometro. Para isso, sugere-se fazer uma tabela com essas duas unidades de medida e utilizar valor de 0,1 mm (limite de observação do olho humano) para conversão. A seção Integrando com..., no final dessa Unidade, pode ser trabalhada com os estudantes nesse momento. Sobre o conteúdo de lentes, pode-se apresentar as lentes convergente e divergente, bem como o caminho da luz em um microscópio, de maneira que os estudantes percebam que a imagem da amostra é sempre observada invertida.

Níveis de organização biológica

Diversos estudos estimam o número de seres vivos existentes na Terra, normalmente embasados em modelos matemáticos e estatísticos. Essas estimativas podem, portanto, variar conforme a fonte considerada. Como apresentado no Livro do estudante, estima-se que mais de 70% das espécies de seres vivos sejam unicelulares. Questione os estudantes como essa informação pode alterar nossa visão sobre a biodiversidade e a conservação dos diferentes tipos de organismos. Essa informação pode levar à valorização não apenas de animais e plantas mas também de bactérias, que representam a maioria dos seres vivos. Destaque a importância de proteger a biodiversidade em todas as suas formas de manifestação.

Características gerais das células

Após a leitura do texto, peça aos estudantes para organizarem as características comuns das células em um diagrama, que será complementado ao longo dos estudos, como um esquema que pode ser utilizado para revisão. É importante que destaquem que a maioria das células possui em comum a presença do citoplasma, da membrana plasmática e do material genético. A presença de um núcleo verdadeiro é restrita às células eucarióticas.

Tipos celulares

Ao explorar as células procariótica e eucariótica, explique que os ribossomos são organelas presentes em todos os tipos de célula. A representação escolhida da célula eucariótica mostra as organelas realizando suas funções, de modo integrado. Auxilie os estudantes na leitura da imagem, pontuando que os números na imagem não indicam uma sequência de eventos; cada organela pode realizar suas funções de forma concomitante às outras. Destaque que, no retículo endoplasmático granular, a síntese proteica é realizada pelos ribossomos que se encontram aderidos a ele. O retículo endoplasmático agranular, por sua vez, é comumente encontrado em células específicas, como nas do fígado e do rim (relacionado à desintoxicação) e nas dos músculos esqueléticos (relacionado ao armazenamento de cálcio). Pergunte aos estudantes a relação entre a quantidade de mitocôndrias em uma célula e sua função. Espera-se que eles deduzam que células com maior gasto energético, como musculares e nervosas, têm mais mitocôndrias. Destaque que algumas células eucarióticas apresentam flagelos, estruturas utilizadas para mobilidade. Como exemplos podem ser citados o espermatozoide, o tripanossomo (protozoário causador da doença de Chagas) e a euglena (alga unicelular). Para uma prática complementar, oriente os estudantes a utilizar o simulador indicado no boxe Espaços de aprendizagem. Se possível, faça a atividade com eles na sala de informática. Ao clicar em cada estrutura ou organela, há uma ampliação e um quadro com informações. Há também um quiz sobre o assunto. Considere a possibilidade de utilizá-lo para avaliação da aprendizagem, assim como a atividade proposta na seção Ampliando. Durante o estudo das células, é comum se fazer a comparação entre uma célula e uma cidade, associando as funções desempenhadas por organelas à infraestrutura e aos serviços da cidade. Por exemplo, costuma-se comparar as mitocôndrias a usinas de geração de energia elétrica. Contudo, é preciso ter cuidado com esse tipo de analogia, pois pode conduzir a conclusões equivocadas por parte dos estudantes. Nesse exemplo, as formas de energia envolvidas são distintas, bem como o processo relativo à síntese energética. O uso de analogias como recurso durante as aulas deve ser bem fundamentado, de modo que o senso comum não sobressaia aos conhecimentos científicos.

#FICA A DICA, professor! •

Considerando as potencialidades e as limitações das analogias, sugerimos a leitura do artigo a seguir, que apresenta uma investigação sobre as percepções de um docente de Biologia sobre o uso desse recurso. Hederson Aparecido Almeida e Álvaro Lorencini Júnior. As concepções de um professor de biologia quanto ao uso de analogias na prática docente. Publicado por: ACTIO: docência em ciências. Disponível em: https://revistas.utfpr.edu.br/actio/ article/view/8085. Acesso em: 27 out. 2024.

Ampliando

Para trabalhar as habilidades manuais e engajar os estudantes em atividades que envolvam criatividade, sugerimos a confecção de modelos didáticos de células, de forma individual ou em grupos, para serem expostos à comunidade escolar. Os modelos podem ser feitos em uma aula específica, destinada à atividade; ao final de várias aulas; ou em casa. Eles podem ser confeccionados com materiais recicláveis, como

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A membrana plasmática e o transporte de substâncias

Explique aos estudantes que as membranas celulares são fluidas; as moléculas que constituem as membranas celulares estão em constante movimento. A agregação das moléculas é mantida principalmente por interações hidrofílicas (de afinidade à água), que, por serem relativamente fracas, possibilitam que grande parte dos lipídios e algumas proteínas possam se mover lateralmente, no plano da membrana. Se achar conveniente, é possível estabelecer uma integração com o(a) docente de Química para ampliar esse assunto em sala de aula. Essa interdisciplinaridade também é favorecida ao trabalhar o boxe Diálogos da natureza, A osmose e as células, no qual os conceitos de solução (considerando sua classificação, concentração e composição) e de pressão osmótica podem ser ampliados. É possível esclarecer que, dependendo da pressão osmótica, pode ou não ocorrer rompimento das hemácias em solução hipotônica. Se achar interessante, comente com os estudantes que o fenômeno ocorrido em hemácias que perdem água para um meio hipertônico é chamado crenação.

Oficina científica

Esta atividade tem como objetivos: construir um microscópio; visualizar e identificar diferentes seres vivos em amostras de água coletadas de diferentes ambientes aquáticos; e incentivar a formulação de perguntas, a coleta de dados e a análise de resultados. Sugere-se reservar uma aula para a realização desta atividade em sala. É preciso estar com as amostras de água já coletadas (de preferência no dia anterior). Providencie um local com a luminosidade baixa, a fim de facilitar a projeção, e com uma parede branca, na qual a imagem será projetada. O elástico pode ser substituído por fita adesiva. Providencie um laser pointer (ou ponteira laser) com potência entre 1 mW e 5 mW, com os critérios de segurança do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro). Ponteiras com potência fora desse intervalo não são adequadas para esta atividade. É importante manusear a ponteira com cuidado, pois o laser pode prejudicar a visão se apontado diretamente aos olhos. Garanta que a coleta de amostras de água seja feita em ambientes seguros, sem risco de contaminação por substâncias tóxicas, usando luvas. Acondicione as amostras coletadas em recipiente vedado, para evitar vazamentos. A coleta pode ser realizada por docentes ou pelos estudantes, desde que devidamente orientados. Aumenta-se as chances de visualizar microrganismos diversos obtendo-se amostras de água de diferentes ambientes aquáticos. Esclareça que a não observação de microrganismos na gota de água de alguma amostra não significa que eles não estejam presentes no corpo d’água de origem. Oriente os estudantes na elaboração de um relatório sobre a atividade, registrando os resultados observados por meio de desenhos dos seres vivos visualizados. Esse registro pode ser utilizado para avaliação dos estudantes e para estimular o desenvolvimento da CG 4.

Tema 3 - Núcleo e divisões celulares

Neste Tema são apresentadas as características do núcleo celular e os processos de divisão celular (mitose e meiose), com destaque às etapas do ciclo celular. Ao possibilitar que os estudantes representem e interpretem modelos explicativos, mobiliza-se a habilidade EM13CNT301.

Na atividade 5 da seção Atividades, incentiva-se o desenvolvimento do pensamento científico, ao solicitar que os estudantes identifiquem a fase da mitose em que as células do cultivo devem estar para o estudo apresentado no enunciado. Assim, é possível desenvolver a CG 2. A Abertura do Tema pretende conferir significado aos conceitos que serão apresentados, de maneira que os estudantes percebam a sua aplicação em seu cotidiano, trabalhando o TCT Saúde. Questione-os sobre a importância das campanhas de saúde em seus contextos sociais. Atente-se a possíveis intervenções dos estudantes a respeito de câncer, mantendo uma atmosfera confortável, visto este ser um assunto sensível para muitas famílias. Entre os tipos mais comuns de câncer estão o de pulmão, o colorretal e o de pele, além do de mama, nas mulheres, e do de próstata, nos homens. Apesar de exibirem altas taxas de mortalidade, as possibilidades de cura são maiores em caso de diagnóstico precoce. Para isso, é importante que sejam feitos exames com regularidade. Para verificar os conhecimentos prévios dos estudantes, uma avaliação diagnóstica possível pode consistir em perguntar a eles onde estão preservadas as informações que possibilitam a multiplicação das células. Neste momento, a maioria dos estudantes poderá reconhecer o DNA como a molécula responsável pelas informações genéticas.

Núcleo celular

Pergunte aos estudantes a respeito do que o núcleo necessita para que haja a síntese de RNA (transcrição) e a síntese de DNA (replicação). Deixe-os fazer inferências e, se for o caso, ajude-os a concluir que a célula precisa de compostos químicos, os quais são obtidos por meio da nutrição. Destaque que o envoltório nuclear apresenta poros que regulam a entrada de compostos químicos, como: nucleotídeos, peptídeos, enzimas e fatores de transcrição; além da saída de moléculas e das subunidades ribossomais. Destaque que o nucléolo é composto de DNA, RNA e proteínas e relaciona-se à síntese de moléculas de RNA ribossômicos. Se julgar adequado, comente que existem células multinucleadas, como as células musculares estriadas cardíacas, e anucleadas, como as hemácias.

Material genético

Se desejar, comente que o cromossomo recebe diferentes nomes conforme a posição do centrômero. A ilustração a seguir indica os nomes e as conformações morfológicas dos cromossomos. SIRIO CANÇADO

jornais, revistas, papéis e papelão, e materiais escolares, como canetas, lápis de cor, giz de cera, tinta, tesoura e cola. Incentive a utilização de materiais de diferentes texturas para promover a inclusão de pessoas com deficiência visual. Se a opção for pela produção dos modelos em grupos, propicia-se o desenvolvimento de habilidades socioemocionais, tais como a capacidade de liderança, a divisão de tarefas, a comunicação e o trabalho em equipe, favorecendo também o trabalho com a CG 9. Ao final da atividade, proponha que os estudantes argumentem sobre a importância e as limitações do uso de modelos em Ciências.

Metacêntrico

Submetacêntrico

Acrocêntrico

Telocêntrico

Elaborado com base em: ROBERTIS, Eduardo D. P. de; ROBERTIS JÚNIOR, E. M. F. D. Fundamentos de Biologia celular e molecular. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1993. p. 159. Representação da conformação morfológica dos cromossomos.

Divisão celular

Ao abordar a divisão celular, procure trabalhar com imagens, ilustrações, modelos, animações ou vídeos. Se não for possível utilizar um projetor de imagens, podem ser distribuídos materiais impressos ou feitas ilustrações no quadro. A visualização do processo de divisão por diversos métodos facilita a compreensão das diferentes etapas do ciclo celular.

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Para diversificar estratégias de ensino dos conteúdos relacionados à divisão celular em sala de aula, providencie lã, palitos de dente ou de sorvete não utilizados e tinta guache. Os estudantes podem construir representações de cromossomos duplicados com esses materiais para modelar as células e as células-filhas formadas após a mitose ou a meiose. Esse tipo de atividade também pode auxiliar na estratégia de ensino inclusiva para estudantes cegos ou com baixa visão e ser utilizada para avaliação do aprendizado. O tempo de vida da célula desde sua formação até sua divisão em duas células-filhas inclui uma série de processos biológicos que constituem o ciclo celular. Na maior parte do tempo, as células diferenciadas se encontram na fase G0 da interfase, e não há divisão celular. A passagem para a G1 depende do ponto de checagem G1, no qual as células devem apresentar um tamanho adequado para divisão; quantidade de nutrientes suficiente para se dividir; deve haver sinais moleculares e fatores de crescimento; e o DNA deve apresentar-se íntegro. Na fase S, haverá crescimento celular e duplicação do DNA. A etapa seguinte é a fase G2, em que as células continuam crescendo e se preparando para a divisão celular. Antes de iniciar a mitose, as células passam pelo ponto de checagem em G2 e podem interromper o processo de divisão celular se houver danos no DNA ou se a duplicação do DNA estiver incompleta. Se o dano no DNA não for reparável, as células passam pelo processo de morte programada (apoptose). Antes de iniciar a divisão celular propriamente dita (fase M), as células podem passar pelo ponto de checagem M ou ponto de checagem do fuso. Nesta etapa, as cromátides-irmãs devem estar ligadas aos microtúbulos do fuso e, se isso não ocorrer, o processo de divisão celular poderá ser interrompido. Em respeito à idade escolar, não são tratados todos os reguladores do ciclo celular. Se houver interesse em aprofundar esse conteúdo, podem ser solicitados trabalhos de pesquisa aos estudantes, sobre a desregulação do ciclo celular, principalmente o câncer. O texto indicado no boxe Espaços de aprendizagem possibilita uma atividade de leitura de texto científico a fim de desenvolver habilidades de comunicação. Sua leitura oportuniza a mobilização da habilidade EM13CNT303. Se possível, utilizando os modelos propostos anteriormente, represente a espermatogênese e a ovogênese para que os estudantes compreendam como os gametas são formados na espécie humana.

#FICA A DICA, professor! •

Para saber mais sobre a produção de gametas humanos e obter materiais extras, acesse o site sobre gametogênese, apresentado pela Faculdade de Medicina de Marília. Gametogênese. Publicado por: Faculdade de Medicina de Marília: Disciplina de Embriologia Humana. Disponível em: https://www. famema.br/ensino/embriologia/gametogenese.php. Acesso em: 27 out. 2024.

Tema 4 - Metabolismo celular

Este Tema destaca os processos energéticos celulares (como a fotossíntese, a quimiossíntese, a respiração celular e a fermentação) presentes nos seres vivos. O estudo das reações químicas possibilita aos estudantes analisar, representar e fazer previsões das transformações de matéria e de energia, ações necessárias para mobilizar a habilidade EM13CNT101 e trabalhar a CG 2. Na seção Atividades, são mobilizadas as habilidades EM13CNT101 e EM13CNT301 nas atividades 2, 3, 4 e 7, uma vez que os estudantes devem avaliar alguns sistemas metabólicos que envolvem matéria e energia, além de elaborar hipóteses para interpretar resultados experimentais sob uma perspectiva científica. A atividade 6 possibilita a mobilização da habilidade EM13CNT303, na medida em que os estudantes devem interpretar um texto de divulgação científica. A ampliação da discussão acerca da atividade 7 pode mobilizar a habilidade EM13CNT309 ao problematizar sobre a dependência de fontes não renováveis de energia, avaliando vantagens e desvantagens do uso dessas fontes em comparação ao uso de combustíveis renováveis. Na seção Oficina científica, é possível desenvolver a CG 2, pois os estudantes irão recorrer à abordagem própria das Ciências, utilizando procedimentos e linguagem científica, além de terem de interpretar os

resultados da atividade para elaborar conclusões a respeito da fermentação alcoólica realizada por leveduras. Desse modo, eles poderão mobilizar a habilidade EM13CNT301, relacionada à interpretação de dados experimentais. A seção Saiba mais oportuniza a valorização dos conhecimentos tradicionais de indígenas brasileiros sobre a fermentação da mandioca, possibilitando o desenvolvimento da CG 6. Ao oportunizar a valorização de seus conhecimentos, é possível explorar o TCT Diversidade Cultural. Uma das atividades da seção solicita uma pesquisa e a elaboração de um livro de receitas digital, trabalhando as CGs 4 e 5. A Abertura do Tema traz uma reflexão sobre a importância da energia para a vida de um ser vivo. Conduza uma conversa para que os estudantes percebam que, por meio da fotossíntese, na presença de luz, os seres autótrofos transformam moléculas simples, como gás carbônico e água, em gás oxigênio e glicose, uma molécula complexa. Questione-os, então, se a energia é importante para os seres heterótrofos e qual seria a fonte de energia utilizada. Verifique se citam os alimentos. Enfatize que a energia é necessária para a manutenção da atividade celular dos seres vivos, de modo geral. Ao finalizar esse raciocínio e estimular a reflexão pelos estudantes, mobiliza-se a habilidade EM13CNT202 ao analisar diferentes formas de manifestação da vida.

Transferências de energia no metabolismo

Para trabalhar este assunto, verifique a disponibilidade do(a) docente de Química para planejar uma aula conjunta. O(a) docente pode contribuir fornecendo explicações mais detalhadas sobre o tema do boxe Diálogos da natureza, Oxidação e redução, além de ampliar os exemplos que serão estudados neste Tema. Se desejar, é possível comentar que o NAD e o FAD são transportadores de elétrons que participam da respiração celular e que o NADP é um transportador de elétrons que participa da fotossíntese.

Processos energéticos celulares

Ao apresentar os processos energéticos celulares, verifique se os estudantes compreendem quais são os reagentes e os produtos envolvidos nas reações químicas. Caso os estudantes tenham dificuldade em reconhecer reagentes e produtos, explique que os reagentes são as substâncias consumidas em uma reação química, enquanto os produtos compreendem as substâncias formadas. Ao longo deste tópico, é possível explorar uma abordagem conjunta com o(a) docente de Química, que pode fornecer mais detalhes sobre as reações químicas envolvidas nos processos energéticos estudados. Ao apresentar a fotossíntese, faça algumas perguntas para levantar os conhecimentos prévios dos estudantes. Questione a origem do gás oxigênio, um dos produtos da reação. Acolha as possíveis concepções espontâneas dos estudantes, que podem ter a percepção de que o gás carbônico (CO2) é transformado em gás oxigênio (O2) ao final do processo. Contudo, é importante ressaltar que o gás oxigênio (O2) é obtido a partir da fotólise da água (H2O), uma das reações que constituem a etapa fotoquímica da fotossíntese. Outra pergunta que pode ser feita é sobre os momentos do dia em que as plantas realizam fotossíntese e os momentos em que realizam a respiração celular. É possível que muitos tenham a concepção de que, nas plantas, a respiração celular acontece apenas durante a noite, como um processo contrário à fotossíntese e não de forma constante, em todos os períodos do dia. Esse questionamento pode ser retomado ao final deste tópico, de modo que os estudantes revejam suas percepções iniciais. É importante que compreendam que apenas a fotossíntese é dependente da presença de luz solar. Também é possível questionar se a fotossíntese ocorre apenas nas folhas das plantas. Nesse caso, comente que há espécies de plantas, como os cactos, que apresentam caules modificados, chamados cladódios. Eles são morfologicamente semelhantes às folhas e realizam fotossíntese. Ao explorar o espectro de absorção dos pigmentos fotossintetizantes, converse com o(a) docente responsável pelo componente curricular de Física e verifique a possibilidade de uma abordagem integrada sobre os conceitos de ondas eletromagnéticas, comprimento de onda, luz visível, reflexão e absorção da luz.

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Ao apresentar a respiração celular, é possível fornecer informações complementares sobre glicólise, que também é uma etapa comum à fermentação. Nesta etapa, ocorre o consumo da energia presente em duas moléculas de ATP. No entanto, ao final do processo, há liberação de energia, que é utilizada para a síntese de quatro moléculas de ATP. Por isso, o saldo resultante é de duas moléculas de ATP. Também ocorre liberação de elétrons e íons hidrogênio, que são acoplados ao NAD+, assumindo sua forma reduzida: NADH. Ao explicar a oxidação do piruvato, comente que ocorre a incorporação de uma molécula denominada Coenzima A e a liberação de gás carbônico e de íons hidrogênio, os quais são acoplados ao NAD+, assumindo sua forma reduzida: NADH. Juntos, a oxidação do piruvato e o ciclo de Krebs liberam CO2, NADH, FADH2. A energia presente nessas moléculas carreadoras é utilizada na síntese de ATP durante a fosforilação oxidativa. O saldo energético de ATP após a oxidação de uma molécula de glicose não é exato, mas costumeiramente se indica 36 ou 38 ATPs, dependendo do tipo celular e do fato de não haver formação de números inteiros entre a razão de moléculas de NADH e de moléculas de ATP. Além disso, o rendimento de ATP varia dependendo do lançador de elétrons que atua no transporte de elétrons do citosol para o interior da mitocôndria. Ao apresentar a fermentação, explique que se trata de um processo anaeróbio. Apesar do saldo energético inferior ao da respiração celular, a fermentação é um processo biológico importante que garante a sobrevivência de organismos anaeróbios ou aeróbios na escassez de gás oxigênio.

Oficina científica

Os objetivos desta oficina compreendem verificar a produção de gás carbônico (CO2) liberado no processo de fermentação alcoólica realizado por leveduras, analisar as reações químicas envolvidas nesse processo, relacionar a fermentação com o crescimento da massa do pão, investigar a influência de diferentes ingredientes na fermentação e interpretar resultados experimentais. Para essa atividade, peça aos estudantes que tragam garrafas PET higienizadas de suas residências. Eles devem usar água e sabão nessa limpeza. Se possível, as garrafas podem ser desinfetadas com álcool 70%, que garante a eliminação de parte dos microrganismos presentes em seu interior. Verifique se a abertura dos balões cobre por completo a abertura das garrafas a fim de evitar que o gás produzido escape para o ambiente. Se desejar, é possível dispor fita adesiva sobre o encaixe das aberturas para garantir que isso não aconteça. Comente que é possível que o balão da garrafa 3 (água + fermento biológico) infle ligeiramente, indicando que pode ter ocorrido fermentação. Para esse processo, as leveduras podem se utilizar de componentes presentes na água, em resíduos existentes na garrafa ou no funil, por exemplo. Explique que, em condições ideais, sem contaminantes, o balão não inflaria.

Saiba mais

Pergunte aos estudantes quais outros alimentos e bebidas conhecem que são derivados de processos de fermentação. Destaque que esse processo faz parte da cultura alimentar de povos tradicionais desde o início da humanidade. Muitas técnicas desenvolvidas pelas mais diversas culturas humanas foram feitas, de certo modo, por meio da observação de fenômenos naturais e da manipulação de condições de temperatura, umidade, entre outras, por muitas séries de tentativas e erros. Dessa forma, os seres humanos foram capazes de criar alimentos a partir da fermentação de hortaliças (o chucrute, um prato típico alemão, e o kimchi, um prato típico coreano, por exemplo), do leite (como os iogurtes, o kefir e os queijos), de leguminosas (como o acarajé e o missô, tradicional na culinária japonesa), de cereais e de tubérculos (como a mandioca, destacada no texto do Livro do estudante, e os pães) e até mesmo de carnes. Destaque que esses produtos e muitos outros são derivados de saberes tradicionais de povos ao redor do mundo todo.

Tema 5 - O Universo e as condições para a vida

Este Tema propicia o estudo da origem, da formação e da estrutura do Universo, mobilizando a habilidade EM13CNT201. Por serem apresentados os conhecimentos construídos em diferentes épocas a respeito

do Universo e suas aplicações nas sociedades, é possível desenvolver a CG 1. Ao apresentar a influência da compreensão do Universo na cultura de diversos povos, auxilia-se o desenvolvimento da CG 3, e as CGs 6 e 9, ao permitir que os estudantes valorizem diferentes saberes, manifestações artísticas e culturais constituintes da identidade social de um povo, exercendo o respeito à diversidade de indivíduos e de grupos sociais. O Tema também aborda as condições necessárias para a existência da vida tal qual a conhecemos e destaca a presença de água líquida relacionada à temperatura média do planeta, mobilizando a habilidade EM13CNT202. Nesse contexto, definem-se zonas habitáveis ao redor de uma estrela, mobilizando a habilidade EM13CNT209. Ao apresentar os eventos ocorridos após o Big Bang, e ao desenvolver a atividade 5 do boxe Pense e responda, em grupo, a fim de pesquisar outro modelo explicativo para a origem e a evolução do Universo, é possível mobilizar a habilidade EM13CNT201. Na atividade 5 presente na seção Atividades, os estudantes devem criar uma descrição e um breve resumo de um livro de ficção científica, em que se desenvolve a criatividade e a CG 4. Já na atividade 7, é possível desenvolver a CG 5, pois incentiva-se a curiosidade intelectual dos estudantes e solicita-se a utilização de tecnologias digitais para pesquisar a respeito do Universo, das estrelas e das constelações, construindo conhecimentos. A atividade também mobiliza a habilidade EM13CNT301, ao solicitar que interpretem modelos explicativos presentes no simulador indicado. Utilize o contexto inicial do Tema para engajar os estudantes. Destaque que o planeta Kepler-452b é, entre os planetas candidatos a abrigar formas de vida, o mais semelhante ao nosso planeta (até o momento em que este manual foi produzido). É possível sugerir aos estudantes uma pesquisa para avaliarem se há descobertas recentes de planetas com características semelhantes às da Terra. Questione-os sobre como é possível pesquisar o Universo, a fim de verificar suas respostas espontâneas e levantar seus conhecimentos prévios. É possível que os estudantes se lembrem de filmes de ficção científica em que são mostrados instrumentos de observação, sondas espaciais e satélites ou telescópios. Ressalte a importância desses instrumentos e diga que, nos últimos anos, robôs espaciais foram enviados para a superfície de Marte, por exemplo, para coletar amostras de solo, ampliando a possibilidade de estudos para além da observação.

Universo e sociedade

Neste tópico, é favorecido o trabalho com o TCT Diversidade Cultural e com a CG 3 ao comentar sobre as possíveis interpretações dos astros e suas influências em atividades cotidianas e na cultura de diferentes povos ao longo do tempo. Esse trabalho pode ser realizado em conjunto com o(a) docente de História, ao explorar como a observação da posição dos astros foi importante para a navegação marítima antes da invenção dos instrumentos modernos. Além de guia, a observação dos astros também foi inspiração de diversos povos para o surgimento de explicações sobre a origem e a existência humanas. Percebe-se que esses conhecimentos ultrapassam o campo científico e se relacionam com as crenças, a cultura e a tradição dos povos em diferentes épocas. Retome que a ciência não se fundamenta na opinião ou na crença, mas em evidências.

Origem e expansão do Universo

Comente com os estudantes que o Universo está em constante expansão, mas era esperado que a atração gravitacional, que tende a atrair a matéria, freasse o movimento de distanciamento entre os corpos celestes. Contudo, no século XX, constatou-se que a expansão do Universo está se acelerando. A energia que impede que a atração da matéria vença o afastamento é denominada energia escura, embora suas propriedades ainda não sejam conhecidas em sua totalidade.

#FICA A DICA, professor! •

Se desejar mais informações sobre matéria escura e energia escura, leia a reportagem no site a seguir. Eusébio Sánchez Álvaro. O destino do universo está nas mãos da energia escura. Publicado por: Superinteressante. Disponível em: https://super.abril.com.br/ciencia/o-destino-do-universo-esta -nas-maos-da-energia-escura. Acesso em: 27 out. 2024.

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Estrutura do Universo

Ao tratar a estrutura do Universo, procure mencionar aos estudantes a importância do desenvolvimento tecnológico para aprofundar o conhecimento científico e vice-versa. Exemplifique que o material utilizado pelos astrônomos para fazer observações depende da construção de telescópios, os quais só podem ser aprimorados em virtude dos avanços dos conhecimentos científicos. O desenvolvimento dessa ideia promove o trabalho com o TCT Ciência e Tecnologia. Questione os estudantes a respeito do Sistema Solar a fim de verificar seus conhecimentos prévios sobre os astros que o constituem. Após esse levantamento, utilize o infográfico para retomar os elementos conhecidos e apresentar os demais. O site a seguir pode ser indicado aos estudantes que queiram saber mais sobre a estrutura do Universo.

#FICA A DICA, estudante! •

Para saber mais sobre o Universo e as galáxias, acesse o site a seguir. Alex C. Carciofi. Aula 9: O nascimento das estrelas. Publicado por: Universidade de São Paulo. Disponível em: http://www.astro.iag.usp. br/~carciofi/aulas_aga0210/aula9.pdf. Acesso em: 27 out. 2024.

A vida no Universo

Questione os estudantes sobre as condições e características existentes no planeta Terra que possibilitaram a origem da vida como a conhecemos. Algumas possíveis respostas são água e nutrientes, recursos necessários às células, por exemplo. Caso eles não apresentem respostas, incentive-os a pensar sobre os recursos ou as condições necessárias para que os seres humanos se mantenham vivos: a faixa de temperatura ambiente adequada, a alimentação e a hidratação. Então, amplie a discussão para outros animais, plantas e microrganismos. Relacione a presença de água líquida à distância da órbita do planeta em relação à estrela que orbita. Destaque que a temperatura média do planeta depende da composição de sua atmosfera. Ressalte que essas características, sobretudo a presença de água líquida, orientam a busca por indícios de vida fora de nosso planeta. Faça a leitura da imagem que apresenta a zona habitável do Sistema Solar em comparação a outros sistemas hipotéticos. A escala da massa estelar faz uma relação entre a massa de uma dada estrela e a massa do Sol. Em um dos extremos há uma estrela com 10% da massa do Sol (0,1); no outro, há uma estrela com 200% da massa do Sol (2). A escala da órbita considera o tamanho de seu raio em comparação ao raio da Terra. Se julgar adequado, informe que, em 2022, a sonda espacial Juno constatou a liberação de água em plumas, um processo semelhante a um gêiser, no satélite natural Europa. A hipótese dos cientistas é a de que exista um oceano gigante abaixo de sua superfície de gelo.

#FICA A DICA, professor! •

Para saber mais sobre o satélite natural Europa, acesse o site a seguir. Ramana Rech. Imagem de lua de Júpiter revela indícios de água líquida sob o gelo. Publicado por: CNN Brasil. Disponível em: https:// www.cnnbrasil.com.br/tecnologia/imagem-de-lua-de-jupiter-reve la-indicios-de-agua-liquida-sob-o-gelo/. Acesso em: 27 out. 2024.

Saiba mais

O Tema apresentado nesta seção suscita discussões sobre uma questão que gera controvérsias na Ciência: os altos investimentos em pesquisas relacionadas à exploração espacial. Essas discussões podem ser ampliadas durante a resolução da atividade 1, na qual os estudantes devem se posicionar diante desse cenário, mobilizando a habilidade EM13CNT304. É importante manter um ambiente acolhedor na sala de aula, de modo que opiniões divergentes sejam respeitadas.

Tema 6 - Origem da vida na Terra

Ao abordar diferentes explicações para a origem da vida, permitindo que os estudantes as analisem e as discutam, é possível mobilizar a habilidade EM13CNT201. Além disso, como são apresentados conhecimentos historicamente construídos para explicar a realidade, desenvolve-se a CG 1.

Na atividade 1 da seção Atividades, é possível mobilizar a habilidade EM13CNT201, no que diz respeito à análise e à discussão de explicações sobre a origem da vida na Terra. Além disso, ela permite a abordagem das CG 9, destacando a valorização de lendas pertencentes a diferentes culturas, no caso, uma lenda chinesa. Ainda nesta atividade, é proporcionado aos estudantes que se envolvam com produções artísticas, conforme a CG 3, e que utilizem linguagem verbal e corporal, conforme a CG 4. O trabalho deve ser feito por meio de tecnologias digitais de comunicação para disseminar informações, de acordo com a CG 5. Ao gravar os vídeos, é importante ressaltar a necessidade de estabelecer roteiros e organizar ensaios das cenas que serão filmadas. As filmagens podem ser feitas com celulares ou câmeras. Já na atividade 2, é possível mobilizar a CG 1 e a habilidade EM13CNT201, pois é solicitado que os estudantes analisem diferentes explicações para a origem dos seres vivos, considerando conhecimentos historicamente construídos. Na Abertura do Tema, há um texto sobre a origem da vida segundo o povo indígena kaingang. Ao discorrer sobre a explicação mitológica dessa cultura, propicia-se o desenvolvimento de parte da CG 3. Explique a eles que lendas e mitos fazem parte das manifestações culturais que constituem a identidade social de muitos povos ou grupos e que o respeito à diversidade de saberes, identidades, culturas e potencialidades é importante para a convivência democrática. Essa estratégia de abordagem se alinha com o boxe Espaços de aprendizagem, mobiliza as CGs 3 e 9 e promove o trabalho com o TCT Diversidade Cultural. Reforce que nenhuma forma de discriminação deve ser aceita, sendo necessário evitar qualquer tipo de bullying. É interessante fazer uma correlação entre ciência e sociedade. Assim, reforce aos estudantes que as formulações científicas são fundamentadas em evidências, experimentos e modelos teórico-explicativos. A construção do conhecimento científico pode mudar ao longo do tempo, desde que uma teoria mude os paradigmas vigentes. Ao contrário das explicações teológicas e mitológicas, que não estão sujeitas ao exame de experimentos e a análises de resultados, a Ciência depende da validação da comunidade científica.

#FICA A DICA, professor! •

Sugere-se a leitura de um artigo que mostra uma análise das concepções de estudantes do Ensino Médio sobre a origem da vida: Camila Grimes e Edson Schroeder. Os conceitos científicos dos estudantes do Ensino Médio no estudo do tema “origem da vida”. Publicado por: Ciência & Educação. Disponível em: https://www.scielo. br/j/ciedu/a/t6x9hhc7FrnCDXHBcgdSy6Q/?lang=pt. Acesso em: 27 out. 2024.

Abiogênese versus biogênese

Retome que a Ciência é um processo histórico, destacando que a explicação científica para a origem da vida foi construída ao longo do tempo, com a colaboração de diversos agentes em diferentes contextos sociais, culturais e econômicos. Essa abordagem ajuda a evitar uma visão pejorativa dos conhecimentos do passado. Explique que a ideia da geração espontânea foi aceita por séculos, tanto pela população quanto pela comunidade científica, e que as primeiras teorias científicas sobre a origem da vida surgiram antes da invenção do microscópio, o que impossibilitava a observação de microrganismos. Se achar pertinente, sugira um trabalho integrado com o(a) docente de História para explorar o contexto da história da Ciência desse período. Ao tratar os experimentos de Francesco Redi (1626-1697), mencione aos estudantes a importância dos controles experimentais. Redi fez suas observações a partir de dois tipos de frasco, um tampado e outro destampado, o que permitia a comparação entre os resultados e favorecia uma explicação. O experimento de Redi não foi totalmente aceito pela comunidade científica, pois parte dela ainda acreditava que organismos microscópicos poderiam surgir da matéria inanimada. Foi apenas no século XVII que Anton van Leeuwenhouek (16321723) desenvolveu o primeiro microscópio monocular, usando lentes biconvexas, o que possibilitou observar os primeiros microrganismos. O holandês John Needham (1713-1781), em 1749, fez uso dos microscópios ao observar microrganismos em seus experimentos. Ele ferveu caldos nutritivos em tubos de ensaio, vedou-os por meio de rolhas e

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constatou o surgimento de seres microscópicos, o que deu, na época, força para a ideia da geração espontânea. Pergunte aos estudantes o que acham que ocorreu nos experimentos que possibilitou o crescimento de microrganismos. Destaque que se passaram 50 anos até que os experimentos do italiano Lazzaro Spallanzani (1729-1799) pudessem refutar as conclusões de Needham. Spallanzani demonstrou que o ar presente nos tubos de ensaio também deveria ser esterilizado e que esse deve ter sido o motivo pelo qual o experimento de Needham foi contaminado por microrganismos. Para isso, o cientista italiano ferveu o caldo nutritivo por mais tempo e em temperaturas mais altas e, em vez de rolhas, usou a própria superfície derretida do frasco de vidro para fechá-lo hermeticamente. Após a reprodução dos experimentos de Needham, Spallanzani demonstrou que não era possível criar microrganismos em ambiente estéril. A resposta de Needham para sustentar seus resultados foi a de que o aquecimento prolongado havia provocado a destruição da força vegetativa do caldo, segundo ele, uma força necessária para a existência da vida. A descoberta do gás oxigênio, feita por Antoine Lavoisier (17431794), adicionou um novo componente que suscitou dúvidas na comunidade científica. A ausência de microrganismos nos resultados observados por Spallanzani poderiam ser explicados pela ausência de gás oxigênio. A geração espontânea só foi completamente refutada a partir dos experimentos de Louis Pasteur, já na década de 1860. Após explicar o experimento de Louis Pasteur (1822-1895), pergunte aos estudantes se eles sabem qual é a importância do processo de pasteurização. Comente que esse processo possibilita a eliminação de microrganismos patogênicos de alimentos, especialmente os laticínios, e é realizado até os dias de hoje.

A origem do primeiro ser vivo e Evolução das células

Ao trabalhar o boxe Diálogos da natureza, a respeito das moléculas orgânicas, considere conversar com o(a) docente responsável pelo componente curricular Química e verifique a possibilidade de uma abordagem integrada desses conceitos. Em conjunto, explore com os estudantes algumas características e propriedades do carbono, auxiliando-os a identificar as principais razões que levam esse elemento químico a ser considerado a base dos seres vivos, em uma abordagem que favoreça a compreensão da complexidade da vida e das moléculas que a sustentam. Após a apresentação das três hipóteses sobre a origem do primeiro ser vivo, procure trabalhar com os estudantes a importância do desenvolvimento de investigações, da coleta de evidências e da observação de fatos para a formulação de hipóteses científicas. Destaque que as três linhas apresentadas mostram propriedades essenciais para a vida: replicação, metabolismo e compartimentalização. Uma das possibilidades de surgimento da vida indica a coexistência dos três fatores na origem das primeiras células. Se considerar pertinente, comente com os estudantes que existe uma hipótese na comunidade científica de que o último ancestral comum a todos seres vivos teria existido entre 4 e 3 bilhões de anos atrás, o qual foi denominado Luca (sigla para “Last Universal Common Ancestral”, ou “último ancestral comum universal”). Sugira que os estudantes façam uma pesquisa sobre essa hipótese e que tragam os resultados obtidos na aula seguinte. Espera-se que encontrem que Luca não se refere a um exemplar específico, mas a uma forma de vida unicelular, que apresentaria compartimentalização por membrana e teria armazenado informações genéticas em moléculas de RNA. Luca não teria sido a primeira forma de vida a existir no planeta, mas o ancestral de toda a vida subsequente.

#FICA A DICA, estudante! Para auxiliar a pesquisa dos estudantes, recomende a leitura da reportagem a seguir. Origem da vida: o que é Luca, o antepassado comum dos seres vivos que habitam a Terra. Publicado por: BBC. Disponível em: https://www. bbc.com/portuguese/geral-47283064. Acesso em: 27 out. 2024. Ao explicar a endossimbiose, comente que, ao contrário das demais organelas, os cloroplastos e as mitocôndrias apresentam material genético próprio. •

Organizando as ideias

Oriente os estudantes na elaboração de um esquema próprio, com os principais conceitos estudados na Unidade. Se considerar pertinente, sugira que copiem parte ou todo o esquema do Livro do estudante no caderno, complementando conforme suas necessidades de aprendizagem ou interesses. Outras possibilidades de trabalho podem ser realizadas, como pedir que façam conexões a outros conceitos, ou que indiquem palavras de ligação entre os conceitos apresentados, ou ainda que escrevam pequenos resumos dos conceitos. Os esquemas podem ser utilizados como instrumentos avaliativos do processo de aprendizagem e, por serem uma estratégia distinta de avaliação, podem auxiliar estudantes de diferentes perfis. Esses esquemas podem ser construídos ao longo do estudo da Unidade, Tema a Tema, a fim de que os estudantes produzam um resumo de todas as ideias centrais trabalhadas. Na página 442 deste Manual do professor, é possível encontrar informações sobre outros tipos de avaliação.

Integrando com Matemática e suas Tecnologias

A importância das escalas microscópicas para a saúde Esta seção sobre unidades de medida e notação científica oportuniza o trabalho integrado com o(a) docente responsável pelo componente curricular Matemática. O(A) docente pode utilizar outros exemplos para explorar as unidades de medida utilizadas na escala microscópica. Como sugestão, pode-se informar que boa parte das células animais e vegetais tem entre 10 µm e 100 µm. A partir desse exemplo, pode-se trabalhar a notação científica (no caso, o intervalo corresponde a 1 x 10_5 m e 1 x 10_4 m) e, então, incentivar a comparação ao tamanho da bactéria Mycoplasma pneumoniae (no caso, 2 x 10_7 m). A comparação possibilita aos estudantes concluir que a bactéria é menor que boa parte das células vegetais e animais. Ao exemplificar a aplicação das unidades de medida citando o coronavírus, esclareça que, quando uma pessoa infectada com aquele vírus espirra sem proteger o nariz, inúmeras gotículas de muco são expelidas no ambiente. Os vírus presentes nas gotículas podem sobreviver no ar ou sobre superfícies por algumas horas, ou até mesmo por alguns dias. Ao entrar em contato diretamente com as gotículas ou tocar a superfície atingida e levar as mãos aos olhos, à boca ou ao nariz, uma pessoa pode contrair a doença, pois as mucosas desses órgãos são consideradas portas de entrada para o vírus. A atividade 4 da seção pode ser realizada em grupos de até cinco estudantes, o que favorece o desenvolvimento de habilidades de colaboração e trabalho em equipe, conforme a CG 9. A atividade também promove o desenvolvimento do pensamento científico, segundo a CG 2.

#FICA A DICA, professor! •

Para mais informações sobre a comparação da eficiência dos tipos de máscaras apresentadas na seção, que considera a trama dos fios utilizados para a confecção das peças, acesse a reportagem do site da revista Pesquisa Fapesp. Tiago Jokura. Estudos detalham a eficiência das máscaras. Publicado por: Pesquisa Fapesp. Disponível em: https:// revistapesquisa.fapesp.br/estudos-detalham-a-eficiencia-das -mascaras/. Acesso em: 27 out. 2024.

Sugestões de avaliação

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Como complemento, é possível realizar as sugestões de dinâmicas e atividades extras indicadas na seção Ampliando deste Manual do professor. No Tema 2, há a sugestão de envolver os estudantes com a construção de modelos didáticos de células, que podem ser utilizados para avaliar seu aprendizado sobre tipos celulares. Ao final do estudo da Unidade, é possível explorar a seção Organizando as ideias, na qual há um esquema que relaciona os principais conceitos trabalhados na Unidade, que pode, então, ser ampliado pelos estudantes. As atividades presentes na seção Atividades complementares também podem ser utilizadas. Por exemplo, na atividade 15 dessa seção, é possível avaliar o aprendizado dos estudantes sobre a teoria da biogênese, conceito explorado no Tema 6. Outros instrumentos avaliativos podem ser incorporados à sua proposta de avaliação, tais como a elaboração de seminários, produtos digitais (como slides, vídeos e podcasts) e textos dissertativos sobre os conteúdos estudados. Para mais propostas de avaliação, retomar a página 442 deste Manual do professor.

Unidade 2 Hormônios, reprodução humana e saúde BNCC

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Competências gerais: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9 e 10. Competências específicas de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: 2 e 3. Habilidades de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: EM13CNT207, EM13CNT301, EM13CNT302, EM13CNT303, EM13CNT306 e EM13CNT310. Temas Contemporâneos Transversais (TCTs)

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Saúde Direitos da Criança e do Adolescente Diversidade Cultural Educação em Direitos Humanos Educação Alimentar e Nutricional Educação para o Consumo Trabalho Vida Familiar e Social

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Objetivos da Unidade • • • • • • • •

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Diferenciar glândulas endócrinas, exócrinas e mistas. Conhecer as principais glândulas endócrinas e os principais hormônios que produzem, compreendendo sua atuação no organismo. Reconhecer que a adolescência é uma fase da vida na qual ocorrem mudanças físicas, psicológicas e sociais. Valorizar as manifestações culturais de diferentes povos sobre a transição para a vida adulta. Compreender eventos relativos à gestação humana. Reconhecer o pré-natal como direito da mulher gestante, que pode ser acompanhado gratuitamente pelo Sistema Único de Saúde (SUS). Avaliar o mecanismo de ação de diferentes métodos contraceptivos. Reconhecer que os preservativos são os únicos métodos contraceptivos que evitam a contaminação por infecções sexualmente transmissíveis (ISTs). Conhecer as principais ISTs, seus principais sintomas e como evitá-las. Analisar os efeitos de serviços que compõem o atendimento primário à saúde na qualidade de vida e na saúde da população, reconhecendo necessidades locais com relação a eles. Analisar aspectos relativos à sexualidade humana, considerando as dimensões biológica, afetiva, sociocultural e ética. Reconhecer, analisar e debater vulnerabilidades às quais as juventudes estão expostas, tais como problemas associados à alimentação

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e ao uso excessivo de tecnologias digitais, considerando os impactos à sua saúde física, social e mental. Avaliar comportamentos e propor ações que promovam a saúde individual e da população, sobretudo as voltadas para o enfrentamento de vulnerabilidades. Relacionar hábitos saudáveis com a manutenção da saúde física e mental.

Orientações gerais Esta Unidade propicia o estudo de aspectos relacionados à saúde, considerando a importância da manutenção do equilíbrio entre suas dimensões física, mental e social. Tendo como enfoque o enfrentamento de desafios, são apresentadas as vulnerabilidades às quais a juventude está exposta: má alimentação, dependência digital ou tecnológica, dependência química, mudanças no corpo durante a puberdade, ISTs, gravidez durante a adolescência e questões relacionadas às dimensões da sexualidade humana. Busca-se, dessa maneira, dar aos estudantes ferramentas que os tornem capazes de adotar ações que promovam e mantenham o equilíbrio de sua saúde. Nas páginas de Abertura da Unidade, são citados os resultados do World Youth Report 2020 (do inglês, Relatório Mundial da Juventude), disponível em: https://social.desa.un.org/publications/world-youth -report-2020 (acesso em: 24 out. 2024), publicado pela ONU em 2021, que se relacionam com um dos 17 ODS propostos em 2015. Especificamente o terceiro ODS diz respeito à promoção da saúde e do bem-estar da população, em todas as idades. Para cumpri-lo, foram traçadas metas específicas, entre elas combater e acabar com epidemias de doenças, como a aids; reforçar a prevenção contra o uso de drogas e o tratamento de dependentes químicos; assegurar serviços de saúde sexual e reprodutiva, inclusive o planejamento familiar; reduzir a mortalidade prematura por doenças não transmissíveis; promover a saúde e o bem-estar. Nesse sentido, ao proporcionar o estudo da dinâmica da vida, de modo que os estudantes fundamentem e defendam decisões éticas e responsáveis a respeito de sua saúde, essa Unidade possibilita o desenvolvimento da CE 2. Além disso, em alguns momentos da Unidade, é solicitado que os estudantes investiguem situações-problema que possam estar presentes em seu cotidiano e proponham soluções a elas, comunicando suas conclusões à comunidade escolar. Desse modo, a Unidade também permite o desenvolvimento da CE 3.

Abertura da Unidade

A fotografia traz uma jovem sorrindo, o que proporciona algumas reflexões sobre a importância do bem-estar mental, uma temática relevante à atualidade, especialmente se considerada a juventude, uma fase

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repleta de mudanças e desafios. A adolescência é marcada por transformações internas e externas que podem afetar a saúde, em todas as suas dimensões, sendo necessário desenvolver estratégias para lidar com os desafios que podem afetá-la. O contexto escolhido para esta Abertura integra diferentes assuntos explorados nesta Unidade, considerando desafios a serem vivenciados pelos jovens nessa fase da vida. São exemplos as mudanças corporais que ocorrem na puberdade (relacionadas ao desenvolvimento de órgãos do sistema genital e desencadeadas pela ação de hormônios), a qualidade da alimentação, o uso de tecnologias digitais e as manifestações da sexualidade. É possível explorar os conhecimentos prévios dos estudantes sobre esses assuntos realizando as atividades presentes na abertura. Outras também podem ser formuladas com esse mesmo objetivo. Por exemplo, é possível questionar como os estudantes lidam com os desafios que enfrentam em seu cotidiano ou qual é o papel das relações interpessoais (familiares, amigos etc.) no enfrentamento desses desafios. Mantenha um ambiente acolhedor para que os estudantes se sintam confortáveis em compartilhar suas respostas.

Tema 7 - Regulação hormonal

Os assuntos trabalhados neste Tema possibilitam aos estudantes conhecer e desenvolver cuidados com saúde física e emocional, possibilitando o trabalho com a CG 8. Na atividade 4 da seção Atividades, oportuniza-se o trabalho com a CG 4, ao envolver os estudantes com a interpretação de um gráfico relacionado à ação do hormônio insulina. Já na atividade 3 da mesma seção, os estudantes devem fazer uma pesquisa, interpretar dados e elaborar conclusões, sob perspectiva científica, podendo mobilizar a habilidade EM13CNT301. Já a atividade 5 promove o desenvolvimento das CGs 5 e 10 ao pedir aos estudantes que elaborem um panfleto digital informativo para ser compartilhado na escola sobre os impactos causados pelo uso de aparelhos digitais antes de dormir. O texto indicado no boxe Espaços de aprendizagem possibilita o trabalho com a habilidade EM13CNT303 ao apresentar um texto de divulgação científica sobre o envolvimento dos hormônios na regulação do humor. Esse texto pode ser utilizado para trabalhar a CG 8, pois apresenta formas de cuidar da própria saúde física e emocional, além de favorecer o reconhecimento de certas emoções. Para trabalhar a Abertura do Tema, bem como as atividades do boxe Pense e responda, organize os estudantes em um círculo, para promover uma roda de conversa sobre suas percepções iniciais a respeito dos hormônios. Explore o contexto inicial, questionando se os estudantes se identificam com as situações ilustradas. Pergunte em que momentos do dia costumam ter fome, sono ou em que momentos se sentem mais dispostos a estudar. Estimule a interação entre os estudantes, de modo que todos participem dessa conversa inicial. Então, explique aos estudantes que a maioria dessas sensações e sentimentos é resultado de uma complexa interação entre hormônios e fatores ambientais. Aproveite para questionar seu entendimento sobre hormônios e solicite que citem exemplos de hormônios que conhecem. Oriente-os a registrarem suas respostas no caderno, que podem ser retomadas ao final do estudo do Tema, de modo que avaliem seu aprendizado sobre o assunto. Ao apresentar a definição de hormônio, se considerar pertinente, explique aos estudantes que alguns deles possuem função dupla, agindo também como neurotransmissores. Comente que as diferenças entre um neurotransmissor e um hormônio são a produção, o mecanismo de ação e o tempo que essas substâncias demoram para agir. Por exemplo, a dopamina é um neurotransmissor produzido em várias áreas do cérebro; ela interage com neurônios, diretamente nas sinapses, com ação rápida, atuando no controle motor, na motivação, no sistema de recompensa (que processa informações de prazer e de satisfação) e no comportamento. A dopamina também tem função no controle endócrino; como hormônio, ela é produzida e liberada pelo hipotálamo e atua inibindo a liberação de prolactina, e o tempo entre a liberação e a ação do hormônio nas células-alvo é maior nesse caso, pois há uma distância a ser percorrida pelos vasos sanguíneos.

Glândulas do corpo humano

Os estudos sobre o sistema endócrino possibilitam aos estudantes compreenderem o que são os hormônios e qual é o papel desses mensageiros químicos na regulação das funções do organismo. Para ampliar as estratégias de aprendizagem na sala de aula, é possível fazer ilustrações na lousa que demonstrem a ação hormonal. Desenhe uma glândula endócrina e, dela, puxe setas indicando os hormônios por ela produzidos; de cada um deles, puxe setas indicando os órgãos e/ou suas funções no organismo. Caso alguns estudantes confundam as glândulas exócrinas e endócrinas, explique que as secreções das glândulas exócrinas não compreendem hormônios, tampouco são liberadas na corrente sanguínea. São exemplos o suor (glândulas sudoríparas), o leite (glândulas mamárias), a saliva (glândulas salivares) e a lágrima (glândulas lacrimais). Explique que, em condições saudáveis, os hormônios são produzidos e secretados pelas glândulas endócrinas em níveis ideais. O desequilíbrio na secreção hormonal, seja em excesso ou em quantidades insuficientes, pode desencadear problemas de saúde significativos. Cite, como exemplos, o gigantismo e o nanismo, dois distúrbios do crescimento que podem ser relacionados com a produção excessiva ou insuficiente de GH (hormônio do crescimento), respectivamente. O boxe Espaços de aprendizagem traz um texto que informa sobre como hábitos saudáveis (alimentação, atividades físicas, exposição ao sol, meditação, entre outros) podem estimular a liberação de hormônios como a dopamina, a serotonina, as endorfinas e a ocitocina, relacionados com sensações de bem-estar. Enfatize que esses hábitos podem auxiliar na manutenção da saúde mental e regular sensações como a ansiedade.

#FICA A DICA, professor! •

Para saber mais sobre a pesquisa que observou a melhora no humor, nos relacionamentos pessoais, na qualidade do sono, entre outros, acesse o site a seguir. Ocitocina, hormônio que pode melhorar bem-estar emocional de pessoas com ansiedade. Publicado por: Jornal da USP. Disponível em: https://jornal.usp.br/atualidades/ocitocina-hormonio -que-pode-melhorar-bem-estar-emocional-de-pessoas-com -ansiedade/. Acesso em: 27 out. 2024.

Ao abordar os hormônios produzidos pela tireoide, explique a atuação da calcitonina na regulação dos íons cálcio no sangue. A liberação desse hormônio reduz a quantidade de cálcio no sangue ao provocar a inibição da desmineralização óssea e o aumento da excreção de cálcio pelos rins. Ao explicar os hormônios T3 e T4, explique que a secreção desses hormônios também influencia a temperatura corporal ao promover a liberação de calor em decorrência da elevação da atividade metabólica. A adição de iodo ao sal de cozinha é uma política de saúde pública regulada pela lei no 6.150, de 3 de dezembro de 1974, disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l6150.htm (acesso em: 27 out. 2024). Se considerar oportuno, é possível organizar os estudantes em pequenos grupos e orientar que discutam sobre a importância das políticas governamentais voltadas à melhoria da qualidade da saúde pública, utilizando como tema norteador a lei que regulamenta a iodação do sal. Faça a mediação da discussão, trazendo uma reflexão sobre como políticas públicas dessa natureza podem ajudar a reduzir desigualdades no acesso universal à saúde. Explique a atuação conjunta de PTH e calcitonina: por um lado, baixos níveis sanguíneos de cálcio sinalizam para o aumento da secreção de PTH e para inibição de calcitonina até o retorno ao nível adequado de cálcio no sangue. Por outro lado, altos níveis de cálcio sanguíneo sinalizam para a secreção de calcitonina e para inibição de PTH, até que os níveis de cálcio diminuam até o adequado. Ao abordar o papel do cortisol no aumento da produção de ATP, explique que esse hormônio atua nos músculos e no fígado. Nos músculos, ele promove a degradação de proteínas e, consequentemente, a liberação de aminoácidos na corrente sanguínea, enquanto, no fígado, atua promovendo a gliconeogênese, ou seja, convertendo ácido lático e certos aminoácidos em glicose. Tanto o aumento dos níveis de aminoácidos quanto o de glicose na corrente sanguínea promovem a produção de ATP.

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Explique que a resposta de “luta ou fuga” é uma reação fisiológica que prepara o organismo para permanecer e enfrentar a ameaça ou para fugir para se defender. O boxe Diálogos da natureza possibilita uma reflexão sobre o doping esportivo e uma abordagem integrada com Química. O(A) docente responsável pelo componente curricular pode abordar questões relacionadas à química orgânica, como a estrutura, a classificação e a nomenclatura dos hormônios, bem como sua utilização como fármacos, drogas e cosméticos. É possível comentar também que os esteroides anabólicos androgênicos possuem efeitos terapêuticos, sendo utilizados para elevar a taxa metabólica, auxiliar na redução da obesidade e reforçar o sistema imune, auxiliando no tratamento de pacientes com aids, por exemplo. Ainda sobre o assunto de doping esportivo, se desejar, é possível realizar nesse momento a atividade 1 presente na seção Atividades complementares desta Unidade. Essa atividade propõe uma reflexão sobre valores, como a ética, em competições esportivas e em outras atividades cotidianas. Ao finalizar a abordagem teórica do Tema, os estudantes podem realizar um trabalho de pesquisa para desenvolver o pensamento científico e o espírito investigativo no estudo de casos, sugerido a seguir.

Ampliando

Em grupos de até quatro estudantes, pode-se propor uma pesquisa a respeito de estudos de caso relacionados a disfunções hormonais. Os temas de pesquisa podem ser sorteados entre os grupos e podem ser: insulina e glucagon no controle do metabolismo; gonadotrofinas e a puberdade; hormônio do crescimento e o gigantismo; leptina e o controle da saciedade alimentar; hormônios tireoidianos e o metabolismo; ocitocina, o hormônio do afeto maternal, entre outros. Solicite que formulem relatórios com os resultados da pesquisa. Os relatórios podem ser estruturados a partir dos seguintes tópicos: introdução ao caso, papel dos hormônios, como esses hormônios funcionam no organismo, quais são as disfunções relativas ao hormônio e como são feitas terapias para solucionar o problema. Esses relatórios podem ser utilizados como instrumentos avaliativos. Se considerar oportuno, após a entrega dos relatórios, oriente cada grupo a compartilhar suas conclusões com a turma. Essa etapa possibilitará que os estudantes compartilhem as informações encontradas e as conclusões elaboradas pelo grupo, além de contribuir para o desenvolvimento de habilidades de comunicação oral, desenvolvendo a CG 4.

Tema 8 - Sistema genital e puberdade O estudo deste Tema oportuniza reflexões sobre situações comuns da fase da vida da maior parte dos estudantes do Ensino Médio e, dessa maneira, permite que as aprendizagens dos conteúdos impactem e se articulem diretamente em questões das culturas juvenis e do cotidiano. Essas reflexões devem ser tratadas de maneira cuidadosa e respeitosa. Durante a puberdade, os estudantes podem enfrentar dificuldades de autoaceitação frente às mudanças corporais, psicológicas e sociais vivenciadas, e, portanto, podem entendê-la como uma vulnerabilidade. Dessa forma, abordar esses assuntos oportuniza o desenvolvimento da habilidade EM13CNT207 e, ao possibilitar o autoconhecimento e a apreciação de si mesmo, permite que os estudantes se reconheçam em meio à diversidade humana, aspectos relevantes para o desenvolvimento da CG 8. Essa mesma competência pode ser desenvolvida na atividade 5 da seção Atividades, considerando o autoconhecimento e o autocuidado, uma vez que leva os estudantes a pesquisarem sobre a manutenção da higiene íntima. O Tema também oportuniza a valorização de diferentes manifestações culturais relacionadas ao significado de puberdade para outros povos, desenvolvendo a CG 3. Outro aspecto explorado pelo Tema, especificamente na atividade 4 do boxe Pense e responda, são os direitos dos adolescentes. Nessa atividade, os estudantes devem fazer uma pesquisa sobre seus direitos e organizar uma apresentação digital sobre eles, explorando o TCT Direitos da Criança e do Adolescente, além da CG 5, relacionada ao letramento digital. Na atividade 3 da seção Atividades, é solicitado aos estudantes que elaborem e divulguem panfletos que incentivem a população a

realizar exames de diagnóstico, incentivando o autocuidado. Essas ações representam uma forma de agir pessoal e coletivamente com responsabilidade. Portanto, essa atividade possibilita o desenvolvimento da CG 10 e aborda o TCT Saúde. Na Abertura do Tema, é proposto um poema que convida os estudantes a refletirem sobre si mesmos, incentivando o autoconhecimento, a valorização pessoal e o cuidado com a saúde física e emocional. As questões introdutórias têm por objetivo incentivar o diálogo entre os estudantes, de modo que percebam que as mudanças ocorridas na adolescência são típicas dessa fase. Destaque a importância de reconhecer as emoções dos outros, respeitando a intimidade de cada um. A Abertura do Tema pode ser usada para mediar conflitos da turma e evitar o bullying, buscando acolher os estudantes e ouvir as suas manifestações espontâneas. Para criar um ambiente acolhedor no trabalho desse contexto inicial, sugere-se que os estudantes sejam organizados em semicírculo. É possível verificar os conhecimentos prévios dos estudantes a respeito dos assuntos trabalhados no Tema fazendo algumas perguntas de diagnóstico, por exemplo, sobre a função do sistema genital, a formação de gametas nos seres humanos e as mudanças características da puberdade, que já devem ter sido estudadas, e devem reconhecer o papel no amadurecimento sexual dos indivíduos e na reprodução.

Sistema genital

No estudo dos sistemas genitais, não é interessante que os estudantes decorem as estruturas anatômicas e saiba todas as suas funções. Ao contrário, é importante que eles tenham uma visão geral do sistema, para compreenderem a produção de hormônios sexuais e de gametas. Ao trabalhar a espermatogênese, mencione que os espermatozoides são sensíveis à temperatura. Assim, os testículos precisam estar a uma temperatura cerca de 2 °C a 3 °C inferior à temperatura corporal. A localização dos testículos fora da cavidade abdominal, dentro do escroto, é o principal mecanismo para a manutenção da temperatura ideal para a produção de espermatozoides. Enfatize que o muco lubrificante tem por função proteger os espermatozoides do pH vaginal, mais alcalino, já que os espermatozoides também são sensíveis ao pH. Ao abordar o sistema genital feminino, verifique se os estudantes têm dúvidas sobre a gestação. Mencione que ela é abordada com maiores detalhes no Tema 9. Na ovulogênese, são produzidos três glóbulos polares, que se degeneram, e o ovócito II. Esta célula conclui a meiose II, ou seja, torna-se o óvulo, apenas se houver fecundação. Para facilitar o trabalho do assunto, optamos por utilizar o termo ovócito para nos referir ao gameta feminino no Livro do estudante.

Puberdade

A puberdade e outras mudanças ocorridas na adolescência podem gerar anseios e dificuldades de aceitação, sobretudo por causa dos padrões de beleza impostos pela mídia. É importante ressaltar que todo ser humano é único, e são as suas diferenças que o fazem ser especiais e singulares em meio à sociedade. Para auxiliar o trabalho desse assunto, sugerimos que seja organizada uma palestra com um(a) psicólogo(a) na escola. Esse(a) profissional pode ajudar a abordar tópicos como autoestima, aceitação corporal e saúde mental. A palestra pode criar um ambiente seguro e acolhedor onde os jovens possam expressar suas dúvidas e preocupações, incentivando o diálogo e a empatia. Durante a abordagem desse assunto, sugere-se a realização da atividade descrita na seção Ampliando.

Ampliando

Esta dinâmica possibilita o compartilhamento de sentimentos, anseios, dúvidas e outros tipos de manifestação a respeito da puberdade. Para realizá-la, peça aos estudantes que escrevam sentimentos e sensações sobre a puberdade em papéis destacados, de forma anônima. Um dos estudantes recolhe os papéis, escritos por todos, e o professor deve ler os textos em voz alta para a turma. A partir da leitura, os estudantes podem conversar e expor seus entendimentos sobre o texto anônimo. O objetivo da dinâmica é que os estudantes conheçam os sentimentos dos colegas sobre situações que possam passar no cotidiano, mobilizando a empatia e o respeito. Essa atividade possibilita o desenvolvimento da CG 8, uma vez que permite aos estudantes reconhecer suas emoções e a dos outros exercendo a empatia, além da CG 9, ao

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exercerem o diálogo, a empatia e a colaboração, valorizando a diversidade de indivíduos sem preconceitos de qualquer natureza. É importante orientar os estudantes a buscarem por um(a) profissional, caso enfrentem dificuldades para lidar com suas emoções e sentimentos. Valorize distintas manifestações culturais relacionadas à chegada de adolescentes na fase adulta, tomando como exemplo a Festa da Moça Nova, do povo ticuna. Nesse contexto, é possível explorar o TCT Diversidade Cultural. Pergunte aos estudantes se conhecem outras formas de celebrar a chegada na vida adulta. Esse assunto será retomado na pesquisa proposta no boxe Pense e responda.

#FICA A DICA, professor! •

Para saber mais sobre iniciação feminina na Festa da Moça Nova do povo ticuna, acesse o site a seguir. José Tadeu Arantes. Ritual de iniciação feminina evidencia a vitalidade da cultura indígena. Publicado por: Agência Fapesp. Disponível em: https://agencia.fapesp.br/ritual-de-iniciacao-feminina-evidencia-a -vitalidade-da-cultura-indigena/32855. Acesso em: 27 out. 2024.

Com relação ao hormônio GnRH (hormônio liberador de gonadotrofina), as causas do estímulo de sua secreção ainda não foram totalmente elucidadas pela comunidade científica. De qualquer forma, sua secreção ocorre durante a adolescência e desencadeia a produção aumentada dos hormônios sexuais responsáveis pela manifestação das características sexuais secundárias. No boxe Espaços de aprendizagem, há uma sugestão de leitura complementar para os estudantes sobre mudanças que ocorrem no corpo feminino durante a puberdade. Recomenda-se que todos realizem essa leitura, oportunizando o desenvolvimento da empatia para lidar com questões emocionais que podem surgir nas interações com colegas, amigos e familiares. Outra sugestão de leitura sobre o Tema se encontra na seção #FICA A DICA, estudante! Ao lecionar sobre o ciclo reprodutivo feminino, enfatize para os estudantes que este compreende o ciclo ovariano e o ciclo uterino. Com relação à interrupção do ciclo reprodutivo feminino, diga que menopausa é o nome dado à última menstruação das mulheres; enquanto climatério é o nome dado à fase de transição entre o período fértil e o não reprodutivo das mulheres. Explique aos estudantes que um ciclo reprodutivo feminino pode durar, em média, de 24 a 35 dias. Tanto a fase menstrual quanto a fase pré-ovulatória são variáveis de acordo com a fisiologia feminina, por conta disso, não se sabe ao certo qual será o momento da ovulação. A cada ciclo reprodutivo, no geral, apenas um dos folículos ovarianos amadurece em um dos ovários; os demais têm o seu desenvolvimento interrompido. O hormônio LH é responsável pela ruptura do folículo maduro. Mencione aos estudantes que a viabilidade do ovócito na tuba uterina é de cerca de 24 horas após a ovulação. A fase pós-ovulatória dura cerca de 14 dias, embora essa duração possa variar entre os ciclos menstruais de cada mulher.

#FICA A DICA, estudante! •

Recomende aos estudantes que leiam o livro a seguir sobre mudanças que ocorrem no corpo dos meninos durante a puberdade. Lynda Madaras. O que está acontecendo com meu corpo? Livro para meninos. Campinas: Verus Editora, 2011.

Tema 9 - Gestação e parto

Neste Tema, são apresentados os eventos necessários à gestação (fecundação e implantação), o parto e a amamentação. No boxe Pense e responda, é solicitado aos estudantes que pesquisem e analisem as vantagens da assistência pré-natal, um dos serviços básicos de saúde ofertados pelo SUS. Essa atividade possibilita a mobilização da habilidade EM13CNT310. A seção Saiba mais aborda os testes de gravidez. Nas atividades desta seção, promove-se a investigação de uma situação-problema e é solicitada a elaboração de orientações para realização de um teste de gravidez, trabalhando a CG 4 e mobilizando a habilidade EM13CNT302.

Na Abertura do Tema, é apresentado um breve histórico sobre concepções da reprodução dos animais e dos seres humanos. No século XVII, surgiram correntes de pensamento pré-formistas, ou seja, eles afirmavam que cópias minúsculas dos seres humanos e animais poderiam estar contidas nos espermatozoides (corrente de pensamento espermista) ou nos ovócitos (corrente de pensamento ovista). Com o avanço dos estudos, pode-se elucidar que não havia “miniaturas” de seres pré-formados dentro das células reprodutivas, mas que um novo ser pode ser formado a partir da união entre o espermatozoide e o ovócito. A abordagem desse contexto histórico possibilita o desenvolvimento da CG 1. Após trabalhar esse contexto inicial, realize um diagnóstico dos conhecimentos prévios dos estudantes sobre assuntos abordados no Tema. Pode-se perguntar, por exemplo, quais são os eventos necessários à ocorrência de uma gravidez. É provável que alguns estudantes digam que, por vias naturais, é necessário que um casal tenha relações sexuais durante o período fértil da mulher. Contudo, enfatize que, mesmo sob essas circunstâncias, é possível que a gravidez não ocorra, pois pode ser que não haja fecundação ou que não ocorra a implantação da massa celular em desenvolvimento no útero.

Gestação

Ressalte que, no interior da vagina, os espermatozoides possuem viabilidade média de 48 horas. Como já mencionado, a viabilidade dos ovócitos maduros é de cerca de 24 horas. Isso significa que há maior probabilidade de ocorrer gravidez caso um casal tenha relação sexual desprotegida nos dois dias que antecedem a ovulação e no dia que a sucede. Comente que a placenta é um órgão materno-fetal, ou seja, é originado de um conjunto de células do endométrio materno e um conjunto de células que são projeções do córion, uma estrutura extraembrionária. O córion também é o responsável pela proteção do embrião contra o sistema imune materno e pela produção da gonadotrofina coriônica humana, o hCG, até que a placenta esteja formada e assuma essa função. Sobre o desenvolvimento embrionário, se julgar oportuno, comente que, a partir da 3a semana de desenvolvimento, os três folhetos embrionários — ectoderme, mesoderme e endoderme – já estão estabelecidos. Desses folhetos embrionários se desenvolvem os tecidos e órgãos do corpo humano. O tecido epitelial que reveste, por exemplo, os sistemas respiratório e digestório, desenvolve-se da endoderme. Músculos, ossos e demais tecidos conjuntivos formam-se da mesoderme. A ectoderme, por sua vez, desenvolve a epiderme da pele e o sistema nervoso. É importante destacar que a gestante também deve adotar uma série de cuidados a fim de garantir sua saúde e a do bebê em desenvolvimento. Entre eles, alimentar-se de uma dieta adequada e manter-se hidratada; praticar atividades físicas de baixa intensidade; utilizar apenas medicamentos indicados pelo(a) médico(a) obstetra; e não fazer uso de bebidas alcoólicas, tabaco ou outras drogas. Ressalte que toda gestante tem o direito à assistência pré-natal, segundo o Ministério da Saúde. Nessa fase, são comuns os exames de sangue, de urina e de ultrassom. O boxe Diálogos da natureza sobre assistência pré-natal oportuniza o trabalho integrado com o(a) docente responsável pelo componente curricular de Física ao tratar do exame de ultrassonografia. O(A) docente pode explicar o funcionamento do aparelho utilizado nesse exame, o qual emite ondas ultrassônicas sobre o corpo do(a) paciente, que são refletidas de maneiras diferentes por órgãos e tecidos internos. As ondas sonoras refletidas são decodificadas pelo equipamento, que produz imagens. No caso de gestantes, as ondas sonoras são refletidas pelo corpo do bebê em desenvolvimento no interior do útero materno. Essa explicação pode auxiliar os estudantes a compreenderem a importância da realização do exame de ultrassonografia no pré-natal, pois possibilita acompanhar o desenvolvimento do bebê e reconhecer malformações e síndromes bem antes do nascimento, aumentando as chances de sobrevivência do bebê ao nascer.

Parto

Embora seja um fenômeno natural, o parto pode trazer complicações para a saúde materna e do recém-nascido. São exemplos de complicações do parto: a dilatação e contração uterina insuficientes e a presença de sangramentos intensos, que podem levar a gestante à morte. Nos casos em que há risco para a saúde da mãe e do bebê, é possível viabilizar o nascimento por meio de uma cirurgia cesariana.

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Amamentação

Se desejar, comente com os estudantes que, no dia 19 de maio, comemora-se o Dia Nacional e Mundial da Doação de Leite Materno, com o intuito de incentivar e conscientizar a população a respeito da importância da doação de leite materno. De acordo com o Ministério da Saúde, qualquer quantidade de leite pode ser doada, o que é muito importante para garantir o desenvolvimento de milhares de recém-nascidos que, por diversos motivos, não podem ser amamentados pelas mães. É importante lembrar que a amamentação cruzada, ou seja, compartilhar o leite materno com bebês de outras mães, pode transmitir doenças como a hepatite B, a aids e outras infecções. Por isso, a doação deve ser feita exclusivamente através dos bancos de leite humano, que garantem a segurança e a qualidade do leite doado.

Ampliando

Periodicamente, o Ministério da Saúde realiza campanhas nacionais sobre a doação de leite materno, visando mobilizar a população em prol dessa causa. Organize os estudantes em grupos de três membros e oriente-os a produzir uma campanha de doação de leite. Para isso, eles devem criar um tema e selecionar uma imagem que irá constituir o cartaz de divulgação. Também devem elaborar um parágrafo curto que destaque a importância de doar leite materno. Peça que utilizem tecnologias digitais para essa tarefa e que compartilhem a campanha com a comunidade escolar. Dessa forma, desenvolvem-se as CGs 4 e 5 e a habilidade EM13CNT302.

Saiba mais

Explique aos estudantes que pode existir um resultado falso positivo em algumas condições, nas quais o hormônio hCG (gonadotrofina coriônica humana) está com níveis acima dos normais no corpo da mulher. Entre essas condições estão a presença de certos tipos de cisto ovariano ou tumor, alguns medicamentos, uma gravidez química, na qual um óvulo é fertilizado, mas não se implanta ou se desenvolve corretamente. Testes defeituosos ou mal utilizados também podem indicar resultados incorretos. A presença de alguns anticorpos raros ou testes realizados logo após um parto ou aborto também podem indicar positivo, mesmo na ausência de gravidez. Comente que, embora os testes de gravidez sejam geralmente confiáveis, é sempre recomendado confirmar o resultado com um(a) médico(a), que pode realizar testes adicionais, como exames de sangue e ultrassonografias. Se achar interessante, peça uma pesquisa sobre o assunto aos estudantes.

Tema 10 - Contracepção e prevenção de ISTs

Neste Tema, são abordados os métodos contraceptivos e a prevenção de ISTs, com destaque para a importância do preservativo como método de dupla proteção, ou seja, que previne tanto a gravidez quanto a transmissão de doenças. Como são trabalhados aspectos relacionados à saúde e às vulnerabilidades às quais as pessoas estão expostas, tais como a prática de relações sexuais de maneira segura, protegendo-as contra ISTs, mobiliza-se a habilidade EM13CNT207. Essa mesma habilidade pode ser desenvolvida na atividade 2 da seção Atividades, relacionada à contracepção e à prevenção; e nas atividades 3 e 5, relacionadas às ISTs. Na atividade 4 da seção Atividades, solicita-se aos estudantes que realizem uma pesquisa sobre os conhecimentos da comunidade escolar em relação ao HIV e à aids, devendo analisar e interpretar os dados coletados. Diante disso, é possível mobilizar as habilidades EM13CNT301 e EM13CNT302. Outra possibilidade é o desenvolvimento da CG 2, ao permitir que os estudantes se envolvam com uma investigação, utilizando abordagem científica.

Na atividade 5 da seção Atividades, requer-se a interpretação de dados de divulgação científica pertencentes à temática da área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias por meio de gráficos, mobilizando a habilidade EM13CNT303 e a CG 4. A seção Oficina científica promove uma investigação, por meio de uma atividade simulada, da ocorrência de transmissão de uma IST. Ela mobiliza a habilidade EM13CNT306, ao possibilitar a avaliação de risco em atividades cotidianas, justificando comportamentos de segurança. A tirinha apresentada na Abertura do Tema possibilita uma reflexão sobre a importância de se adotar um comportamento ético e responsável no ato sexual. Para explorá-la, oriente os estudantes a formarem um semicírculo, promovendo uma roda de conversa. Neste momento, para um diagnóstico dos conhecimentos prévios dos estudantes, pode-se perguntar sobre o responsável pela escolha do método contraceptivo ou de proteção. Assim, espera-se que os estudantes comecem a refletir sobre a responsabilidade compartilhada dos parceiros na escolha do melhor método. Aproveite para ressaltar a importância de se consultar um(a) médico(a) para avaliar as melhores possibilidades disponíveis. Neste momento, deve-se considerar concepções alternativas que os estudantes possam ter e desenvolver neles o pensamento crítico. É importante, também, acolher experiências socioculturais, com respeito e cuidado. O trabalho com a tirinha oportuniza a abordagem do TCT Saúde. Essa abordagem pode ser feita em conjunto com o(a) docente responsável pelo componente curricular Língua Portuguesa, que pode explorar algumas características desse gênero textual. Se desejar, mencione aos estudantes que o planejamento familiar e os direitos sexuais reprodutivos são garantidos às famílias. No Brasil, não são permitidas intervenções estatais ou o impedimento na concepção de descendentes.

#FICA A DICA, professor! •

Para aprofundar os conhecimentos sobre ISTs e direitos reprodutivos, pode-se consultar o seguinte material do Ministério da Saúde. Direitos sexuais e reprodutivos: métodos anticoncepcionais. Publicado por: Ministério da Saúde. Disponível em: https://bvsms. saude.gov.br/bvs/publicacoes/direitos_sexuais_reprodutivos_ metodos_anticoncepcionais.pdf. Acesso em: 27 out. 2024.

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Para saber mais sobre a lei que garante o direito ao planejamento familiar, acesse o site que apresenta a lei. Lei no 9.263, de 12 de janeiro de 1996. Publicado por: Casa Civil. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l9263.htm. Acesso em: 27 out. 2024.

Métodos contraceptivos

Com relação às pílulas anticoncepcionais, explique aos estudantes que seu uso correto inibe a ovulação. Ao interromper-se o uso ou em caso de mal-uso do medicamento, a ovulação pode voltar a ocorrer. Em alguns casos, as pílulas também podem auxiliar o tratamento de algumas doenças ou controlar a quantidade excessiva de sangue eliminado na menstruação. Ressalte que o uso da pílula deve ser feito sob prescrição médica, pois há diversos efeitos colaterais que podem ser desencadeados. Sobre os procedimentos cirúrgicos, comente com os estudantes que são métodos definitivos, diferentemente dos demais apresentados. É importante ressaltar, porém, que a realização de vasectomia ou de laqueadura não interrompe a produção de hormônios sexuais e de gametas, tampouco interfere no desempenho sexual. Esclareça que o efeito da vasectomia não é imediato, pois alguns espermatozoides podem permanecer viáveis na região posterior ao corte do canal deferente por alguns meses. Assim, é recomendado o uso de outros métodos contraceptivos complementares até que exames específicos não identifiquem mais a presença de espermatozoides no sêmen. É fundamental esclarecer aos estudantes que somente o uso de preservativos pode evitar as ISTs de forma eficiente.

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Infecções sexualmente transmissíveis (ISTs)

Ao citar o HPV, não deixe de mencionar os aspectos gerais sobre a vacinação. Procure demonstrar a eficácia desse processo no controle de doenças. Destaque que, segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), houve aumento de 30% na taxa de detecção de casos de sífilis nas Américas, entre 2020 e 2022. Também segundo a OMS, os casos aumentaram em mais de um milhão, somente em 2022.

#FICA A DICA, professor!

Para saber mais sobre o aumento na taxa de detecção de sífilis nas Américas e os fatores relacionados a esse aumento, acesse o texto a seguir. Casos de sífilis aumentam nas Américas. Publicado por: Organização Pan-Americana da Saúde. Disponível em: https:// www.paho.org/pt/noticias/22-5-2024-casos-sifilis-aumentam -nas-americas. Acesso em: 27 out. 2024. Após enfatizar os aspectos biológicos da aids, comente que, atualmente, fala-se em prevenção combinada da doença. Esta visa a conscientização da população, a realização de testes, o tratamento das pessoas com a doença, a profilaxia antes (PrEP) e após a exposição (PEP) às situações de risco, o incentivo ao uso de preservativos, entre outros. Assim, o objetivo dessa prática de prevenção é impedir a propagação da doença e o desenvolvimento de uma nova epidemia. •

#FICA A DICA, professor! •

Para saber mais sobre os princípios da prevenção combinada acesse as informações do Ministério da Saúde sobre o assunto. Prevenção. Publicado por: Ministério da saúde. Disponível em: https://www.gov.br/saude/pt-br/assuntos/saude-de-a-a-z/a/ aids-hiv/prevencao-contra-a-aids-hiv. Acesso em: 27 out. 2024.

Oficina científica

Essa atividade tem como objetivo simular uma situação de risco de contaminação, a fim de analisar como a transmissão de uma IST ocorre de forma silenciosa. Ao final, espera-se que os estudantes concluam que é importante o uso de preservativos na prevenção de ISTs. Sugere-se reservar uma aula para a realização desta atividade. Para isso, é preciso providenciar uma lâmpada de luz negra. Na ausência de uma lâmpada desse tipo, faça o seguinte: cole uma fita adesiva transparente sobre a lâmpada da lanterna do celular; pinte com uma caneta permanente azul a área do adesivo; repita esse procedimento cinco vezes, até construir cinco camadas de adesivo pintado sobre a lâmpada da lanterna do celular. Alerte os estudantes para não beberem o conteúdo dos copos, o qual deve ser descartado ao final da dinâmica. Converse com os estudantes sobre o participante que estava “protegido” com os dois copos. A partir da segunda rodada, ele também passou a contaminar os outros participantes, embora ele estivesse protegido. Neste momento, explique sobre a importância do uso e do descarte correto do preservativo. Diga que, para evitar contaminar outra pessoa durante a simulação, o participante deveria trocar o copo de cima a cada rodada. Reforce a importância do autocuidado e do cuidado com as outras pessoas. Se desejar, oriente os estudantes a elaborarem, em grupos de até cinco integrantes, um relatório sobre essa atividade, registrando os resultados observados e as respostas das questões propostas, incluindo os cálculos de probabilidade da atividade 4, cuja resolução pode ser auxiliada pelo(a) docente de Matemática. Na conclusão do relatório, os estudantes podem responder às seguintes questões: “Vocês acham que esta atividade prática é um bom simulador de transmissão de uma IST?”, “A situação que simula o uso do preservativo foi eficiente?” e “O que vocês alterariam nessa simulação e por quê?”. A produção do relatório desenvolve a CG 4. O trabalho em grupo, a CG 9.

Tema 11 - Sexualidade

O Tema apresenta questões relacionadas à sexualidade, como a diferença entre os termos sexo e sexualidade, as dimensões biológica, afetiva, sociocultural e ética da sexualidade e a gravidez na adolescência.

Esses assuntos complementam o estudo de vulnerabilidades às quais as juventudes estão expostas, possibilitando a abordagem da habilidade EM13CNT207. Na seção Atividades, a atividade 1 possibilita que os estudantes desenvolvam a CG 3, uma vez que irão confeccionar cartazes a partir de imagens que representam, sob seu ponto de vista, a dimensão sociocultural da sexualidade, envolvendo-se com uma produção artística-cultural. Também é possível desenvolver a CG 4, pois os estudantes irão utilizar diferentes formas de linguagem para se expressar. Já na atividade 2, é possível desenvolver a CG 9, ao proporcionar que os estudantes discutam sobre a dimensão ética da sexualidade, exercitando o diálogo, a empatia e a cooperação, promovendo o respeito coletivo e valorizando a diversidade humana. Na atividade 3, os estudantes podem desenvolver a CG 4, ao utilizar a linguagem verbal para se expressar em um debate a respeito de homofobia, e a CG7, ao defender ideias para a promoção dos Direitos Humanos. Dessa forma, explora-se, também, o TCT Educação em Direitos Humanos. Já na seção Saiba mais, os estudantes serão convidados a criar uma campanha de combate à violência contra as mulheres, desenvolvendo a CG 9, ao promover o respeito, e a CG 10, ao agir coletivamente com base em princípios éticos e solidários.

Dimensões da sexualidade

Ao abordar a dimensão biológica da sexualidade, explique aos estudantes que a espécie humana tem, tipicamente, 46 cromossomos, sendo que as pessoas do sexo biológico masculino apresentam 44 + XY (44 cromossomos autossomos e dois cromossomos sexuais, sendo um X e um Y), e as pessoas do sexo biológico feminino apresentam 44 + XX (44 cromossomos autossomos e dois cromossomos sexuais, sendo dois X). Entretanto, de maneira atípica, há variações na quantidade de cromossomos em um indivíduo, inclusive na quantidade de cromossomos sexuais, um dos fatores relacionados à intersexualidade. A dimensão afetiva pode ser trabalhada por meio de manifestações artísticas ou produção textual. Nesse sentido, os estudantes podem organizar peças de teatro, histórias, vídeos ou formular campanhas para promover ações sobre saúde e bem-estar social. Essa é uma oportunidade para desenvolver a CG 3. Ao trabalhar a dimensão sociocultural, sugere-se a participação do(a) docente de Sociologia ou História para apresentar questões relativas à sexualidade em diversas culturas. Esse trabalho deve ser feito com respeito, valorizando as diferentes manifestações culturais pertencentes à identidade social dos povos. Destaque que as percepções de uma população em relação a características tidas como femininas ou masculinas são construções que se relacionam a fatores sociais, culturais e históricos. Outras características, como atividades sociais e aspectos estéticos, também podem variar. Ao tratar sobre a dimensão ética, procure enfatizar que o assédio, a violência e as manifestações de ódio e intolerância são crimes. É necessário que haja o respeito no âmbito familiar e na sociedade civil, de forma geral. Dessa forma, deve-se enfatizar o combate às mais variadas formas de agressão, respeitando a identidade do outro e valorizando a diversidade humana, como previsto pela CG 9. Esse assunto é explorado na atividade 3 da seção Atividades, que propõe um debate a partir de manchetes que denunciam casos de homofobia. Ao abordá-la, amplie a discussão para questões relacionadas à transfobia. Se achar pertinente, sugira a leitura do texto indicado na seção #FICA A DICA, estudante! para subsidiar os estudantes nesse debate.

#FICA A DICA, estudante! Sugira aos estudantes que façam a leitura do texto a seguir sobre transfobia. Bárbara Correia Florêncio Silva e colaboradores. O que é transfobia? Publicado por: Politize! Disponível em: https://www.politize.com.br/ equidade/o-que-e-transfobia/. Acesso em: 27 out. 2024. No espaço escolar, não é desejável a manifestação de bullying, sendo necessário combatê-lo. Este assunto é aprofundado na seção Integrando com... desta Unidade. Ao final da abordagem das dimensões da sexualidade, é possível propor a seguinte atividade de ampliação. •

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Ampliando

O trabalho com as dimensões da sexualidade humana pode ser feito por meio de rodas de conversa e debates, promovendo um espaço de escuta e diálogo, onde os estudantes possam compartilhar suas percepções e ter suas dúvidas sanadas sobre o assunto, por meio da mediação do(a) docente. Essas dinâmicas oportunizam reflexões individuais e coletivas orientadas ao combate de preconceitos que possam existir sobre as diversas manifestações da sexualidade. Portanto, também favorecem a ação embasada em princípios éticos e inclusivos, conforme a CG 10. Utilize as propostas teórico-metodológicas presentes nas cartilhas a seguir para planejar atividades que explorem temáticas relativas à sexualidade humana, como a pluralidade e a diversidade de corpos, questões de gênero, orientação sexual e outras. As propostas podem ser adequadas à sua realidade escolar. •

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Johana de Angelis Cavalcanti de Morais e Kléber Fernando Rodrigues. Cartilha de atividades LGBTI+. Publicado por: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco. Disponível em: https://educapes.capes.gov.br/bitstream/ capes/583817/2/Cartilha%20de%20Atividades%20LGBTI%2b.pdf. Vamos debater sexualidade? Publicado por: Departamento da Diversidade Coordenação da Educação das Relações de Gênero e Diversidade Sexual do Governo do Paraná. Disponível em: http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/arquivos/File/ formacao_acao/2semestre2017/fa2017_debater_sexualidade _DEDI_roteiro.pdf. Acessos em: 27 out. 2024.

#FICA A DICA, professor! •

Explorar temáticas relativas à sexualidade humana em sala de aula favorece processos educativos não excludentes, combatendo preconceitos e contribuindo para a formação integral dos jovens, auxiliando-os a entender questões importantes sobre o corpo, as emoções, as relações interpessoais e a saúde. A leitura do documento a seguir pode auxiliar este trabalho. Orientações técnicas internacionais de educação em sexualidade: uma abordagem baseada em evidências. Publicado por: Unesco. Disponível em: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf00003693 08/PDF/369308por.pdf.multi. Acesso em: 27 out. 2024.

Intimidade, confiança e respeito

Retome com os estudantes a atividade 2 do boxe Pense e responda, incentivando-os a refletirem sobre relacionamentos afetivos saudáveis. Caso prefira, peça a eles que redijam, de forma anônima, considerações, opiniões e dúvidas que tenham sobre esse assunto. Então, você pode filtrar as mais mencionadas e promover uma roda de conversa com a turma a respeito delas.

Cada coisa no seu tempo

Solicite que voluntários façam a leitura dos relatos presentes no Livro do estudante e que, em uma roda de conversa, reflitam sobre eles e exponham o que pensam sobre o assunto. É importante enfatizar que o respeito deve ser mantido entre os estudantes durante suas falas, e deles com os adolescentes autores dos relatos ou que se encontram em condições similares. O objetivo desta dinâmica é que conversem sobre a importância de se ter responsabilidade sobre suas ações em cada fase de sua vida.

Saiba mais

Ao abordar o tema da violência contra mulheres, ressalte que todo ser humano tem direito à vida e à segurança pessoal. Por isso, qualquer forma de violência corresponde a uma violação dos direitos humanos. Ao destacar esses aspectos, é possível abordar o TCT Educação em Direitos Humanos. Se considerar oportuno, convide o(a) docente responsável pelo componente curricular Sociologia para promover um debate sobre o assunto.

Destaque a importância de interromper o ciclo de violência e promova uma reflexão sobre como essa ação pode ser complexa, dependendo do tipo de relacionamento abusivo e do nível de violência física e psicológica a que a pessoa está submetida. Comente a importância de promover positivamente a imagem da mulher em diversas situações e de valorizar seu protagonismo social e suas contribuições em diversas áreas, a fim de colaborar com a construção de uma sociedade justa e igualitária.

#FICA A DICA, professor! Para saber mais sobre o ciclo da violência e entender como cada fase funciona, acesse o site do Instituto Maria da Penha. Ciclo da violência. Publicado por: Instituto Maria da Penha. Disponível em: https://www.institutomariadapenha.org.br/violencia -domestica/ciclo-da-violencia.html. Acesso em: 27 out. 2024. As atividades propostas nesta seção têm como objetivo formar, nos estudantes, posturas e valores que possibilitem sua participação ativa em debates sobre temas de relevância social para a contemporaneidade. •

Tema 12 - A juventude e seus desafios

O estudo deste Tema busca trazer reflexões sobre os desafios atuais impostos às juventudes, destacando o cuidado de si e o equilíbrio da saúde, considerando a harmonia entre as dimensões física, mental e social no convívio familiar e escolar, principalmente. Os conteúdos permitem que os estudantes sejam capazes de refletir acerca de suas ações e propor estratégias que contribuam para o enfrentamento e a superação de eventuais vulnerabilidades às quais estão expostos, como má alimentação, dependência digital e dependência química. Essa abordagem propicia a mobilização da habilidade EM13CNT207, que também é trabalhada na atividade 5 da seção Atividades. Além disso, permite o desenvolvimento da CG 8, relacionada ao cuidado de si e ao cuidado da saúde, e da CG 10, relacionada à ação individual e coletiva de modo responsável. Essa mesma atividade permite a mobilização da habilidade EM13CNT301, ao solicitar aos estudantes que interpretem dados obtidos de pesquisas, para construir proposições voltadas ao enfrentamento de situações-problema. Na Abertura do Tema, há um texto apresentando dados sobre ansiedade entre crianças e jovens no Brasil. A reportagem destaca parte de uma análise realizada a partir dos dados obtidos da Rede da Atenção Psicossocial (RAPS) do SUS, entre 2013 e 2023. Segundo a análise, entre os fatores que colaboraram para o aumento da ansiedade entre os jovens estão as crises econômicas e climáticas, o autodiagnóstico e o uso excessivo de celulares e jogos. O autodiagnóstico geralmente ocorre devido à falta de avaliação profissional, à confusão na identificação de sentimentos e à busca por informações em fontes que não possuem rigor científico, como redes sociais ou testes on-line. Se achar pertinente, questione os estudantes se eles sabem a diferença entre ansiedade, estresse e depressão. Explique que ansiedade é uma resposta natural ao estresse e pode ser benéfica em certas situações, como para preparar o corpo para enfrentar um desafio. O estresse é uma resposta do organismo a situações adversas. Em geral, o estresse leva o organismo a permanecer em constante estado de alerta, trazendo consequências físicas e emocionais, como elevação da pressão arterial e dos batimentos cardíacos, desânimo, abatimento, falta ou excesso de apetite, entre outros. A depressão é uma doença que se caracteriza por tristeza persistente e perda de interesse ou prazer em atividades anteriormente apreciadas, afetando a maneira como uma pessoa se sente, pensa e lida com as atividades diárias. Diga que a análise e determinação de qualquer condição relacionada à saúde mental deve ser realizada por um(a) profissional especialista e que autoavaliações devem ser evitadas. Se julgar adequado, retome o Tema 7 e comente a relação entre ansiedade e desequilíbrio de certos hormônios.

Nutrição

Verifique a possibilidade de apresentar este assunto juntamente ao(a) docente de Química, que poderá aprofundar o estudo dos nutrientes, fornecendo informações como: número de ligações insaturadas e saturadas, polaridade, solubilidade, quantidade de energia, entre outras. Além disso, podem ser trazidas ao espaço escolar embalagens, ou somente rótulos, de alimentos processados e ultraprocessados para que os estudantes identifiquem sua composição e a quantidade de energia disponível por porção.

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Problemas associados à má alimentação

A obesidade é uma das vulnerabilidades às quais os adolescentes estão submetidos. Ressalte que ela pode ser causada por uma série de fatores, incluindo os de ordem genéticas, ambientais e sociais. Comente que a obesidade é um fator de risco para o desenvolvimento da diabetes tipo 2. Embora a obesidade seja uma importante questão de saúde, é preciso se atentar para que o debate sobre o assunto não fomente ideias que remetam à gordofobia. A gordofobia é uma forma de preconceito e discriminação contra pessoas gordas, tendo sua origem relacionada à valorização de corpos magros como ideais de beleza, desvalorizando qualquer forma corporal que fuja do padrão imposto pela sociedade. Esse preconceito pode levar ao isolamento social e à baixa autoestima, além de perpetuar a ideia equivocada de que o valor de uma pessoa está diretamente relacionado à aparência física. Portanto, a obesidade deve ser estudada sob uma perspectiva global de saúde. Para promover a utilização de diferentes estratégias de aprendizagem, os estudantes podem discutir, em rodas de conversa, quais medidas individuais ou coletivas podem ser adotadas para superar a obesidade. A prática de exercícios físicos e o planejamento da dieta com o auxílio de um(a) profissional habilitado(a) podem contribuir para a manutenção da saúde. Ao abordar a aterosclerose, explique aos estudantes que o colesterol é um lipídio que pode ser produzido pelo próprio organismo e obtido na alimentação. Por ser insolúvel em água, precisa se associar a proteínas transportadoras para ser conduzido pela corrente sanguínea. A associação entre o colesterol e a proteína transportadora forma lipoproteínas; a lipoproteína de alta intensidade (HDL) conduz o excesso de colesterol ao fígado para ser metabolizado; a lipoproteína de baixa intensidade (LDL) distribui o colesterol pelos tecidos. Os níveis de HDL e LDL devem manter-se dentro de certos valores para a saúde do organismo. Quando ocorre a elevação do LDL, associada ao sedentarismo, por exemplo, pode ocorrer o depósito de gordura na parede das artérias, ao que se denomina aterosclerose. O comprometimento de artérias que irrigam o coração pode causar infarto, e, de artérias que irrigam o cérebro, pode causar acidente vascular cerebral (AVC). Infarto e AVC também podem ser causados por hipertensão. Comente com os estudantes que a ingestão insuficiente de vitaminas também compromete a saúde. A falta de vitamina A, por exemplo, pode ocasionar dificuldade em enxergar durante a noite. A falta de vitamina B12 pode provocar fadiga, tontura, perda de apetite e de peso e diarreia. A falta de vitamina C pode causar o escorbuto, condição em que ocorrem hemorragias e a redução da resistência a infecções. Se julgar interessante, solicite aos estudantes um trabalho de pesquisa sobre as vitaminas e saúde. Os estudantes podem não ter a noção exata dos problemas sociais relacionados com a desnutrição. Destaque que, em algumas comunidades, a fome é desafio diário. Nessa condição, ter uma dieta adequada pode ser uma realidade distante. Já em outros locais, mesmo com acesso a uma variedade de alimentos, pode haver a opção por ingerir alimentos industrializados e fast foods com baixo valor nutricional. Esses exemplos mostram que avaliar os hábitos alimentares é bastante complexo, pois eles refletem fatores culturais, sociais, econômicos e ambientais. Ressalte, então, que as vulnerabilidades associadas à alimentação podem não estar relacionadas somente à escolha de uma dieta saudável, mas também a um problema social. Para trabalhar a questão da segurança alimentar e programas de saúde, sugere-se fazer uma atividade interdisciplinar com docentes da área de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas, como o(a) de Geografia ou Sociologia. Caso queira aprofundar o trabalho com a importância de se adotar uma dieta balanceada e de se promover e valorizar as tradições locais, realize a atividade sugerida a seguir.

Ampliando

Proponha aos estudantes que elaborem uma campanha por meio de um vídeo que incentive a adoção de uma dieta balanceada, com alimentos locais ou regionais, ou mesmo alimentos da cultura e da tradição

da comunidade, visando à manutenção da saúde. Esse vídeo poderá ser destinado à comunidade escolar, como uma ação de promoção de saúde. Os estudantes podem dividir o vídeo em dois momentos: problematização e solução do problema. No primeiro momento, os estudantes podem problematizar alguns hábitos de consumo, de modo a promover reflexões sobre os impactos provocados por eles. Por exemplo, é possível problematizar o grande consumo de alimentos industrializados, que, muitas vezes, possuem altos níveis de conservantes, açúcares e gorduras saturadas, sendo prejudiciais à saúde quando consumidos em excesso. Os impactos desse hábito não se restringem à saúde, mas incluem o ambiente, pois contribui para a geração de resíduos. No segundo momento, os estudantes podem apresentar soluções para superar esse hábito, incentivando o consumo de alimentos in natura e minimamente processados. Essa prática favorece a interação dos estudantes, desenvolvendo habilidades socioemocionais relacionadas à criatividade, à cooperação e à comunicação. Desse modo, possibilita o desenvolvimento da CG 3, ao proporcionar um envolvimento com uma produção artística; da CG 5, ao possibilitar que tecnologias de comunicação sejam utilizadas para divulgar informações; da CG 6, ao promover a valorização das tradições e vivências de sua cultura local; e da CG 9, ao exercer o diálogo e a cooperação. Além disso, explora os TCTs Educação Alimentar e Nutricional e Educação para o Consumo. No boxe Espaços de aprendizagem, sugere-se a visita de um(a) nutricionista na escola. Esclareça que o(a) nutricionista é um(a) profissional com diversas áreas de atuação. A mais conhecida talvez seja a área clínica, a qual auxilia pacientes na elaboração de dietas mais saudáveis a fim de tratar alguma doença, de garantir o ganho ou a perda de peso, ou mesmo a melhoria nutricional. Entretanto, esse(a) profissional também pode atuar em outras áreas, como na hospitalar, a qual auxilia na recuperação de pacientes por meio de refeições personalizadas; na esportiva, a qual auxilia atletas na melhoria do rendimento e do desempenho; na indústria de alimentos, atuando no desenvolvimento de novos alimentos ou cuidando da qualidade dos alimentos produzidos; entre muitas outras. Essa atividade possibilita aos estudantes tirarem dúvidas sobre a profissão, auxiliando na elaboração de seus projetos de vida, conforme a CG 6, ao mesmo tempo em que desenvolve uma integração com o TCT Trabalho. Os transtornos alimentares, segundo estudo da Universidade Estadual de Londrina (UEL), de 2023, estão presentes em mais de 20% dos jovens do mundo. Segundo esse mesmo estudo, é maior em meninas (30%) do que em meninos (17%) e proporcionalmente maior em crianças e adolescentes com excesso de peso.

#FICA A DICA, professor! •

Para saber mais sobre o estudo da UEL a respeito de transtornos alimentares, acesse o site da Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. Mais de 20% dos jovens apresentam Transtorno Alimentar. Publicado por: Capes. Disponível em: https://www.gov.br/capes/ pt-br/assuntos/noticias/mais-de-20-dos-jovens-apresentam -transtorno-alimentar. Acesso em: 27 out. 2024.

Diante da crescente preocupação com a saúde mental e a imagem corporal, especialmente entre jovens e adolescentes, os transtornos alimentares se tornaram um problema de saúde pública. É fundamental se atentar aos sinais e sintomas desses distúrbios, que podem afetar qualquer pessoa, independentemente de gênero, idade ou peso. A escola pode auxiliar na prevenção e na detecção precoce desses casos, promovendo um ambiente acolhedor, onde os estudantes se sintam seguros para buscar ajuda, e estar em contato com os responsáveis caso algo seja notado. Proponha uma atividade em que os estudantes possam escrever dúvidas, sentimentos e compartilhar vivências relacionadas ao tema de forma anônima. Outra estratégia para abordar o assunto pode ser por meio de um questionário individual e anônimo no qual os estudantes possam responder perguntas, como: “Como você se sente em relação a sua aparência física?”, “Você já se sentiu desconfortável em relação ao seu corpo?”, “Qual é a origem deste sentimento?”, “Com que frequência você se compara a outras pessoas em termos de aparência física?”, “Você sente que tem um equilíbrio

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saudável entre sua imagem corporal e seu bem-estar emocional?”, entre outras que julgar conveniente para a sua turma. As respostas do questionário devem ser consolidadas pelo(a) docente e discutidas com os estudantes da turma de forma ampla, por exemplo, “30% da turma não está satisfeita com a própria aparência, por que vocês acham que esse número é tão alto?” ou “60% da turma compara sua aparência física a de outras pessoas de forma frequente, será que essas comparações são reais e justas?”. Comente que a forma como uma pessoa se sente sobre si mesma influencia suas ações no cotidiano e suas relações com os outros. Por isso, é importante olhar com carinho para si, buscando valorizar as características que tornam cada pessoa única. Diga também que os transtornos alimentares podem estar associados a padrões de beleza irreais, impostos por redes sociais, sociedade, mídia e inteligência artificial (IA). Essa abordagem trabalha a CG 8 ao buscar elevar a autoestima e a autoaceitação.

#FICA A DICA, estudante! •

Para saber mais sobre como a IA pode impor padrões de beleza irreais, indique aos estudantes que acessem e leiam a notícia a seguir. Bárbara Carvalho. “Aparência perfeita” via IA pode causar transtornos psicológicos, dizem médicos. Publicado por: CNN Brasil. Disponível em: https://www.cnnbrasil.com.br/saude/aparencia -perfeita-via-ia-pode-causar-transtornos-psicologicos-dizem -medicos/. Acesso em: 27 out. 2024.

Dependência

Um dos desafios vivenciados pela juventude se relaciona ao uso de tecnologias digitais de forma responsável. Hoje a juventude se mostra influenciada pela tecnologia. Graças a essas ferramentas, os jovens podem se expressar, compartilhar vivências, comunicar-se e conectar-se simultaneamente com diversas pessoas ao redor do mundo, conhecer novas culturas e engajar-se em movimentos sociais. Portanto, entende-se que a cultura juvenil presente se entrelaça à cultura digital. Apesar dos benefícios, também é preciso estar atento aos possíveis prejuízos relacionados a esse cenário. Entre eles, a fragilização das relações sociais estabelecidas entre familiares, amigos e colegas e a redução do interesse por conversas e eventos presenciais, afetando negativamente a capacidade de construir conexões profundas e significativas com as pessoas ao redor. Outra questão que pode ser destacada é a dependência digital. Ao abordá-la, comente com a turma que o uso excessivo de redes sociais e outras formas de conectividade podem causar estresse e ansiedade. Pergunte aos estudantes como se sentem em relação às redes sociais e se percebem dependência ou síndrome de FOMO, do inglês Fear of Missing Out (medo de estar perdendo algo, em tradução livre), caracterizada pela necessidade constante de atualizar-se e manter-se conectado acompanhando as outras pessoas o tempo todo. Caso a turma não tenha acesso às redes, pergunte como eles se sentiriam se as suas vidas fossem expostas a todo momento e o que pensam sobre esses comportamentos. Além das redes sociais, o uso de equipamentos tecnológicos e jogos de videogame em excesso pode causar distúrbios da visão, estresse, entre outros problemas de saúde. Por essa razão, o chamado “distúrbio de games” passou a ser considerado uma questão de saúde mental pela nova Classificação Estatística Internacional de Doenças e Problemas Relacionados com a Saúde (CID), de 2022. Entre os sintomas, estão o aumento da prioridade dada aos jogos, que prevalecem sobre outras atividades pessoais e sociais e a continuidade do vínculo com o jogo, mesmo quando o indivíduo percebe impactos negativos na vida educacional, social, familiar e profissional.

#FICA A DICA, professor! •

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Caso queira obter mais informações sobre a dependência digital, principalmente de jogos eletrônicos, acesse os seguintes sites. Paulo Sérgio Fernandes. Vício em jogos. Publicado por: Hospital Oswaldo Cruz. Disponível em: https://www.medicina.ufmg. br/vicio-em-games-sera-considerado-transtorno-de-saude -mental/. Acesso em: 27 out. 2024. Para mais informações sobre o aumento de depressão, ansiedade, automutilação e suicídio entre crianças e adolescentes a partir de 2010, com a popularização de aparelhos com acesso à internet, leia:

Jonathan Haidt. A geração ansiosa: como a infância hiper conectada está causando uma epidemia de transtornos mentais. São Paulo: Companhia das Letras, 2024. Para aprofundar a compreensão sobre o impacto do ambiente digital no desenvolvimento dos jovens, sugere-se a leitura do documento publicado pela Sociedade Brasileira de Pediatria. Ele traz uma análise sobre a saúde de crianças e adolescentes na era digital, com destaque para os riscos das apostas on-line. Nota de alerta: saúde de crianças e adolescentes na era digital e os riscos das apostas on-line. Publicado por: Sociedade Brasileira de Pediatria. Disponível em: https://www.sbp.com.br/ imprensa/detalhe/news/nota-de-alerta-saude-de-criancas-e -adolescentes-na-era-digital-e-os-riscos-das-apostas-online/. Acesso em: 27 out. 2024. O assunto dependência química foi inserido neste Tema porque o uso de drogas pode afetar as dimensões física, mental e social da saúde. Com exceção dos medicamentos, que devem ser utilizados apenas sob prescrição médica, enfatize aos estudantes que o uso de drogas não deve ser feito em nenhuma circunstância. Ressalte à turma que os medicamentos são substâncias que possuem o potencial de melhorar o bem-estar físico ou mental, de prevenir ou curar doenças. Apesar de sua comercialização ser permitida, sua aquisição deve ser feita apenas com prescrição médica ou de um(a) profissional da saúde especializado. A automedicação pode provocar uma série de danos à saúde, por isso nunca deve ser praticada. Enfatize para os estudantes que o consumo de álcool tem efeitos nocivos ao organismo: ocasiona diminuição da atenção e do estado de vigilância, torna os reflexos mais lentos, dificulta o controle da coordenação motora, provoca problemas no equilíbrio e reduz a força muscular. Em altas concentrações, podem ocorrer episódios de vômito, transtornos dos sentidos, perda da consciência e até parada respiratória. Caso seja consumido por mulheres grávidas, o álcool pode ter efeitos prejudiciais ao feto, resultando, inclusive, em sua malformação. Seu consumo prolongado pode danificar o funcionamento de diversos órgãos, tais como o fígado. No Brasil, a venda e o consumo de álcool são proibidos para menores de idade. Além disso, é proibido dirigir após o consumo de bebidas alcoólicas. Isso configura um crime, e o motorista pode pagar multas e/ou ser preso. Além do álcool, a nicotina, presente no tabaco, é considerada uma droga estimulante. O tabagismo é reconhecido como uma doença crônica causada pela dependência de nicotina, presente em produtos à base de tabaco, como cigarros, charutos, cachimbos, narguilés e dispositivos eletrônicos para fumar (DEFs). A nicotina provoca diversos efeitos no organismo, como o aumento da frequência cardíaca e da respiração, da pressão arterial e da atividade motora. A longo prazo, a prática do tabagismo pode causar doenças no trato respiratório, tais como pneumonia e câncer de pulmão. No Brasil, a prática do tabagismo é responsável por 477 mortes por dia, segundo o acesso em 2024 ao espaço eletrônico do Instituto Nacional de Câncer (Inca), indicado a seguir. Dessas, a maior parte é decorrente de cânceres, doenças cardíacas e respiratórias. •

#FICA A DICA, professor! •

O site a seguir apresenta informações relativas ao tabagismo. Tabagismo. Publicado por: Instituto Nacional de Câncer. Disponível em: https://www.gov.br/inca/pt-br/assuntos/causase-prevencao-do-cancer/tabagismo/. Acesso em: 27 out. 2024.

#FICA A DICA, estudante! •

Disponibilize aos estudantes o texto a seguir. Oriente que leiam o artigo que aborda a questão dos cigarros eletrônicos e os problemas relacionados à saúde física e à dependência. Saúde pública alerta para os perigos do cigarro eletrônico. Publicado por: Secretaria de Saúde do Distrito Federal. Disponível em: https://www.saude.df.gov.br/web/guest/w/sa%C3%BAde-p% C3%BAblica-alerta-para-os-perigos-do-cigarro-eletr%C3%B4nico. Acesso em:27 out. 2024.

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Ao trabalhar o boxe Diálogos da natureza, converse com o(a) docente responsável pelo componente curricular Química para realizar uma abordagem integrada sobre assuntos que possam se relacionar aos medicamentos. Uma sugestão é oportunizar o estudo da concentração do(s) princípio(s) ativo(s) do medicamento. Esse assunto pode auxiliar os estudantes no entendimento sobre como a dosagem de um medicamento é determinada e a importância de segui-la para manter a eficácia e a segurança do tratamento prescrito. Aproveite a oportunidade para ressaltar a importância de seguir as prescrições médicas referentes ao uso de medicamentos e de nunca praticar a automedicação. Busque valorizar, também, os conhecimentos tradicionais e o respeito às pessoas idosas ao trabalhar a atividade 6 proposta no boxe Pense e responda.

Organizando as ideias

Integrando com Ciências Humanas e Sociais Aplicadas

Bullying e cyberbullying Nesta seção, apresentam-se aspectos relativos ao bullying e ao cyberbullying, abordando o TCT Vida Familiar e Social. Além de conscientizar sobre as consequências provocadas por essas práticas, o objetivo desta seção é promover uma cultura de acolhimento, respeito e empatia na escola. Espera-se fomentar atitudes que contribuam para a construção de um espaço seguro, inclusivo e solidário, onde os estudantes se sintam valorizados e protegidos. Aproveite a oportunidade para encorajá-los a denunciar agressões e a oferecer suporte aos colegas. Na atividade 1 desta seção, os estudantes deverão, em grupos, refletir sobre uma situação e expor opiniões e pontos de vista. As discussões permitem que sejam exercidos o diálogo, a empatia e a cooperação, além do respeito ao outro. Portanto, é possível desenvolver a CG 9. Já na atividade 2, os estudantes deverão criar uma propaganda sobre o cyberbullying, buscando combatê-lo. Ao se envolverem em uma ação responsável, baseada em princípios solidários, é possível desenvolver a CG 10. Além dela, é possível desenvolver a CG 5, uma vez que tecnologias digitais serão utilizadas para o compartilhamento de informações. Na atividade 3, é proposta uma reflexão sobre cultura de paz. Essa atividade possibilita um trabalho integrado com docentes da área de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas. Sobre esse tema, leia para os estudantes o texto a seguir: [...] Construir uma cultura de paz envolve dotar as crianças e os adultos de uma compreensão dos princípios e respeito pela liberdade, justiça, democracia, direitos humanos, tolerância, igualdade e solidariedade. Implica uma rejeição, individual e coletiva, da violência que tem sido parte integrante de qualquer sociedade, em seus mais variados contextos. A cultura da paz [...] tem de procurar soluções que advenham de dentro da(s) sociedade(s) e não impostas do exterior. DUPRET, Leila. Cultura de paz e ações socioeducativas: desafios para a escola contemporânea. Psicologia Escolar e Educacional, Campinas, v. 6, n. 1, p. 91, jun. 2002. Disponível em: https://www.scielo.br/j/pee/a/qN7SbH7n Mvtndmg7qvtcJLL. Acesso em: 27 out. 2024.

A atividade 4 possibilita um trabalho integrado com o(a) docente de Linguagens e suas Tecnologias ao trabalhar a produção de uma poesia concreta. Verifique a possibilidade de expor as poesias dos estudantes na escola, ampliando o combate do bullying e do cyberbullying. Procure relacionar as situações de bullying, por exemplo, aos transtornos físicos e emocionais que podem ser ocasionados nas vítimas. Nesse sentido, enfatize a importância do combate a esse tipo de violência. Se considerar oportuno, comente com os estudantes que existe uma lei que institui o combate à intimidação sistemática (bullying) e que foi instituída em 2015 em território brasileiro (lei no 13.185, de 6 de novembro de 2015).

#FICA A DICA, estudante! A página a seguir apresenta a lei no 13.185, que institui o Programa de Combate à Intimidação Sistemática. Lei no 13.185, de 6 de novembro de 2015. Institui o Programa de Combate à Intimidação Sistemática (bullying). Publicada por: Diário Oficial da União. Disponível em: http://www.planalto.gov. br/ccivil_03/_ato2015-2018/2015/lei/l13185.htm. Acesso em: 27 out. 2024. A identificação de um processo de bullying em ambiente escolar depende, também, do conhecimento e da sensibilidade de professores, coordenadores e demais colaboradores da escola. Nesse sentido, é importante que o corpo docente possa dialogar sobre as experiências vivenciadas com suas turmas e que possam trocar percepções. Após esse momento, podem elaborar, juntamente com a coordenação e a direção, um plano de ação. Para mais informações sobre como combater o bullying, leia a notícia indicada a seguir.

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#FICA A DICA, professor! A notícia a seguir foi publicada na revista Nova Escola: Gestão e trata do combate ao bullying. Camilo Cecílio. Como as escolas podem formar professores para combater o bullying. Publicado por: Nova Escola: Gestão. Disponível em: https://gestaoescolar.org.br/conteudo/2152/como -as-escolas-podem-formar-professores-para-combater-o-bullying. Acesso em: 27 out. 2024. No boxe Espaços de aprendizagem, há uma recomendação de leitura de um texto publicado pelo Fundo das Nações Unidas para a Infância (Unicef) com perguntas de adolescentes sobre o que é o cyberbullying e como lidar com essa situação. As respostas são importantes para aconselhar jovens a saírem do ciclo de violência e se protegerem. •

Sugestões de avaliação

Sugerimos que a avaliação dos conteúdos trabalhados nesta Unidade compreenda instrumentos variados e seja organizada para que ocorra em diferentes momentos do desenvolvimento pedagógico. A seguir, apresentamos algumas sugestões que podem ser incorporadas ao seu planejamento, adaptando-as a sua realidade escolar. Vale destacar que há outras maneiras que o material pode contribuir para o processo avaliativo. Ao introduzir cada Tema, há atividades no boxe Pense e responda que podem contribuir para o mapeamento de conhecimentos prévios. Algumas delas podem ser retomadas ao finalizar o conteúdo, solicitando que os estudantes avaliem se houve alteração em suas percepções iniciais e como o estudo do Tema contribuiu para seu aprendizado. Por exemplo, a atividade 1 do boxe Pense e responda do Tema 11 oportuniza que os estudantes apresentem seus conhecimentos prévios sobre o conceito de sexualidade, a partir da análise de fotografias de pessoas interagindo entre si. Essa atividade pode ser retomada ao final do estudo do tema, no qual são apresentadas as dimensões da sexualidade humana. Há diversas oportunidades para avaliar os conhecimentos construídos pelos estudantes ao longo do estudo de cada Tema, sobretudo em algumas das questões do boxe Pense e responda e na seção Atividades. Por exemplo, no Tema 12, é possível avaliar o aprendizado sobre hábitos que prejudicam a saúde na atividade 4 do boxe Pense e responda, a partir da análise de uma fotografia na qual há um adolescente ingerindo alimentos pouco nutritivos enquanto utiliza o computador no período noturno. Já no Tema 8, é possível avaliar o aprendizado sobre o ciclo reprodutivo feminino na atividade 2 da seção Atividades.

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Outro instrumento avaliativo que pode ser utilizado é a atividade prática indicada na seção Oficina científica. No Tema 10, é proposto aos estudantes que participem de uma dinâmica em grupos, na qual irão utilizar copos, água e água tônica para investigar, analogamente, como ocorre a transmissão silenciosa de infecções, concluindo sobre a importância de utilizar métodos preventivos. Como complemento, é possível realizar as sugestões de dinâmicas e atividades extras indicadas na seção Ampliando deste Manual do professor. No Tema 7, há a sugestão de envolver os estudantes com uma pesquisa e análise de estudos de caso relacionados a disfunções hormonais. As conclusões apresentadas pelos estudantes podem auxiliar a avaliação de seu aprendizado sobre a atuação de hormônios no organismo.

Ao final do estudo da Unidade, é possível explorar a seção Organizando as ideias, na qual há um esquema que relaciona os principais conceitos trabalhados na Unidade, que pode, então, ser ampliado pelos estudantes. As atividades presentes na seção Atividades complementares também podem ser utilizadas. Por exemplo, na atividade 8 dessa seção, é possível avaliar o aprendizado dos estudantes sobre a gestação de gêmeos, conceito explorado no Tema 9. Outros instrumentos avaliativos podem ser incorporados à sua proposta de avaliação, tais como a elaboração de seminários, de produtos digitais (como slides, vídeos e podcasts) e de textos dissertativos sobre os conteúdos estudados. Para mais propostas de avaliação, retomar a página 442 deste Manual do professor.

Unidade 3 Seres vivos BNCC • • •

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Competências gerais: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9. Competências específicas de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: 2 e 3. Habilidades de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: EM13CNT202, EM13CNT204, EM13CNT205, EM13CNT301, EM13CNT302, EM13CNT303, EM13CNT307 e EM13CNT309. Temas Contemporâneos Transversais (TCTs) Educação para Valorização do Multiculturalismo das Matrizes Históricas e Culturais Brasileiras Saúde Diversidade Cultural Ciência e Tecnologia

Objetivos da Unidade • • • • • • •

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Compreender as regras de nomenclatura científica utilizadas pela comunidade científica para nomear espécies. Diferenciar propostas de classificação dos seres vivos, considerando sua organização em reinos e domínios. Compreender a estrutura de um cladograma. Interpretar hipóteses evolutivas a partir da análise de cladogramas. Descrever as principais características de bactérias, arqueias, protozoários, algas e fungos. Classificar animais e plantas com base nas características distintivas do grupo a que pertencem. Explicar, com enfoque evolutivo, as características relevantes para a classificação dos grupos de animais e de plantas terrestres atuais. Identificar processos fisiológicos relacionados à obtenção e transporte de recursos, como água, sais minerais e nutrientes, que ocorrem no corpo das plantas. Compreender as funções desempenhadas por alguns hormônios vegetais.

Orientações gerais Os assuntos trabalhados nesta Unidade fornecem subsídios ao estudo da diversidade biológica e da evolução da vida. Nesse sentido, é importante que os estudantes compreendam que a classificação dos seres vivos é fundamentada nas relações de parentesco entre as espécies, e não apenas em suas características físicas. Com esse entendimento, os estudantes poderão analisar os principais grupos de seres vivos de acordo com sua classificação e as relações evolutivas que estabelecem entre si.

Ao analisar e interpretar dados e informações sobre a diversidade e a evolução dos seres vivos, os estudantes desenvolvem a CE 2. Ao utilizar procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, compreendendo a maneira como ocorre a construção de conhecimentos científicos e propondo soluções para as situações-problema apresentadas durante o estudo da Unidade, os estudantes trabalham a CE 3.

Abertura da Unidade A fotografia traz veados-campeiros, mamíferos encontrados em alguns países da América do Sul. No Brasil, esses animais encontram-se distribuído principalmente entre os biomas Pantanal e Pampa. Sua alimentação é baseada em folhas, flores e sementes. Junto à fotografia, há um texto sobre uma pesquisa brasileira que busca catalogar todas as espécies de plantas, animais e fungos que ocorrem no país. O texto evidencia a grande biodiversidade brasileira ao dizer que ao menos uma nova espécie por dia é catalogada mesmo após terem sido catalogadas 133 mil espécies de animais e 50 mil espécies de plantas e fungos no país. O contexto escolhido para esta abertura integra diferentes assuntos explorados nesta Unidade, relacionados à diversidade de seres vivos existente no planeta, incluindo animais, plantas e fungos, como mencionado no texto, além de bactérias, arqueias, protozoários, algas e fungos. É possível explorar os conhecimentos prévios dos estudantes sobre esses assuntos realizando as atividades presentes na abertura e formulando outras com esse mesmo objetivo. Por exemplo, é possível questionar quais características são apresentadas exclusivamente pelos mamíferos, a partir da análise da fotografia, ou mesmo por plantas, por fungos e outros seres vivos que considerar pertinente. Também é possível questionar como é feita a classificação desses organismos.

Tema 13 - Nomenclatura e classificação dos seres vivos Neste Tema, são apresentadas as regras de nomenclatura científica dos seres vivos e diferentes propostas de classificação dos seres vivos, favorecendo o desenvolvimento da CG 1, relativa à valorização de conhecimentos historicamente construídos. Os assuntos trabalhados neste Tema possibilitam o envolvimento dos estudantes com a abordagem e a linguagem científicas, oportunizando o trabalho com as CG 2 e 4. Há momentos em que devem elaborar questões e hipóteses, interpretar dados, como as informações dispostas em cladogramas, e construir conclusões acerca da evolução dos seres vivos, sob perspectiva científica, e, dessa forma, podem mobilizar a habilidade EM13CNT301.

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A seção Saiba mais aborda a influência indígena na língua portuguesa falada no Brasil, em especial nos nomes populares de diversos seres vivos. A atividade presente nessa seção propõe a elaboração de um cartaz digital sobre o assunto e sua distribuição em redes sociais, promovendo a valorização dos povos indígenas brasileiros. Nesse sentido, é possível desenvolver a CG 3, relacionada à valorização de manifestações culturais e à produção artística, além da CG 5, relacionada ao letramento digital. Os assuntos trabalhados nessa seção possibilitam a abordagem do TCT Educação para valorização do multiculturalismo das matrizes históricas e culturais brasileiras, em conjunto com as áreas de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas e de Linguagens e suas Tecnologias. Ao trabalhar a Abertura do Tema, organize uma discussão inicial para que os estudantes possam apresentar as classificações que fazem em seu dia a dia. É possível que citem a organização de aplicativos em pastas no celular, de roupas no guarda-roupas etc. Então, proponha que realizem, em pequenos grupos, a atividade 1 do boxe Pense e responda. Caso julgue adequado, apresente aos estudantes mais informações sobre as borboletas das fotografias. A mariposa-atlas (Attacus atlas) é uma das maiores mariposas do mundo, com uma envergadura que pode chegar a 30 cm. Suas asas são amplas e apresentam padrões complexos com cores vibrantes que lembram as asas de muitas borboletas. A Automeris metzli é comumente conhecida como mariposa-coruja. Este nome popular se deve às manchas oculares nas asas posteriores, que se assemelham aos olhos de uma coruja e contribuem para assustar predadores. A envergadura das asas é entre 7,5 cm e 10 cm. A Hamadryas arinome, também conhecida como borboleta-calíope, tem asas com envergadura que varia de 7 cm a 10 cm. A Mellicta athalia, conhecida como Ninfalídea-da-Scabiosa, é uma borboleta com envergadura de asas que varia entre 35 mm e 40 mm.

Conceito de espécie

Comente com os estudantes que há diferentes conceitos de espécie, que são adotados de acordo com o propósito da pesquisa desenvolvida. No entanto, ressalte que o conceito tem por objetivo propiciar a universalidade, operacionalidade e significância teórica para o modelo explicativo. Portanto, há conceitos ecológicos, filogenéticos, evolutivos e biológicos de espécie. No Livro do estudante, adotou-se o conceito biológico de espécie. Independentemente do conceito utilizado, todos apresentam limitações. No caso do conceito biológico, além de não ser aplicado a espécies de reprodução assexuada, não se aplica a espécies extintas em um passado remoto, cuja existência é evidenciada pelos fósseis. Os fósseis não possibilitam determinar a compatibilidade reprodutiva dos seres vivos.

#FICA A DICA, professor! •

Para mais informações sobre outros conceitos de espécie, acesse o site a seguir. Espécies. Publicado por: Museu Virtual do Cerrado. Disponível em: https://www.mvc.unb.br/pesquisa/especies. Acesso em: 28 out. 2024.

Nomenclatura dos seres vivos

A variação linguística regional, presente em nomes como mandioca, macaxeira e aipim, ou geladinho e sacolé, demonstra a influência da cultura local na nossa língua. Essa diversidade pode ser aprofundada em um trabalho interdisciplinar com o(a) docente de Língua Portuguesa, valorizando os regionalismos brasileiros e enriquecendo nosso conhecimento sobre a cultura do nosso país. Pode-se propor aos estudantes uma discussão sobre os termos que consideram típicos da região e que façam um dicionário ilustrado.

Classificação dos seres vivos

Ao explicar o sistema de Lineu, é importante ressaltar aos estudantes que, em sua época, não havia a compreensão da evolu-

ção das espécies. Para os fixistas, as características dos seres vivos eram imutáveis. Somente no final do século XVIII e na primeira metade do século XIX, as concepções evolucionistas se consolidaram na comunidade científica. Comente que o mico-leão-dourado é um exemplo de espécie ameaçada de extinção em nosso país, sobretudo, em virtude do tráfico de animais silvestres. Aproveite o assunto para discutir os objetivos da classificação biológica, entre eles a formação de um catálogo de espécies. O levantamento de espécies em dado ecossistema possibilita compreender seu status de ameaça, de modo a orientar ações e estratégias para a preservação da biodiversidade. Após a apresentação da classificação do mico-leão-dourado, se desejar, realize a atividade sugerida a seguir.

Ampliando Organize os estudantes em grupos e solicite que façam uma ficha de classificação de uma espécie animal encontrada em sua região. Eles deverão pesquisar pelos táxons aos quais essa espécie pertence, identificando algumas de suas características. Ao final, as fichas podem ser apresentadas junto a cartazes ou slides. É interessante que os estudantes desenhem ou obtenham imagens que representem os animais pertencentes às fichas produzidas. A ficha pode ser utilizada para avaliar o aprendizado dos estudantes.

Relações evolutivas entre seres vivos É importante que os estudantes compreendam que os cladogramas representam hipóteses para as relações evolutivas entre os seres vivos. Explique que essas relações podem ser revistas e modificadas, considerando novas evidências obtidas a partir de análises morfológicas e moleculares. Por isso, é possível que os cladogramas apresentados no livro tenham sido atualizados conforme o desenvolvimento de pesquisas. Ao analisar com os estudantes o cladograma que representa as relações evolutivas entre os domínios Bacteria, Archaea e Eukarya, explique que essa hipótese é embasada em similaridades genéticas; por exemplo, Archaea e Eukarya compartilham similaridades nas sequências de RNAr, que codificam os componentes do RNA de ribossomos. Diga que essas análises foram feitas porque os ribossomos estão presentes tanto em seres procariontes quanto em eucariontes. Se for necessário, retome as funções dessas organelas neste momento, destacando sua importância na síntese proteica. Aproveite a oportunidade para organizar um debate sobre como a descoberta de similaridades genéticas mudou nossa compreensão da árvore da vida, uma vez que, antigamente, bactérias e arqueias eram agrupadas em um mesmo reino. Isso estimulará os estudantes a pensar de maneira crítica sobre como novas evidências podem alterar hipóteses científicas. Ao abordar as relações filogenéticas estabelecidas entre as linhagens apresentadas dentro do domínio Eukarya, oriente os estudantes na leitura do cladograma. Indique, por exemplo, que fungos, animais e plantas possuem um ancestral comum mais recente na escala evolutiva do que qualquer um deles apresenta com protozoários. Uma das características comuns entre fungos, animais e plantas é a pluricelularidade. Indique também que fungos e animais são ainda mais aparentados do que qualquer um seria com as plantas, pois possuem um ancestral comum mais recente na escala evolutiva. Entre as características comuns entre fungos e animais, podem-se citar a nutrição heterotrófica e a presença do carboidrato quitina na parede celular dos fungos e no exoesqueleto de artrópodes. Ao explicar sobre grupos monofiléticos, comente que o grupo também não será considerado monofilético se incluir espécies que não compartilham um ancestral comum mais recente. Por exemplo, o grupo formado pelas espécies A, C e D (destacado em vermelho) não é monofilético, pois a espécie A não compartilha um ancestral

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EDITORIA DE ARTE

comum mais recente com as espécies C e D.

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 553. Representação de um cladograma hipotético que evidencia um exemplo de grupo não monofilético.

Saiba mais

É possível fazer um trabalho interdisciplinar com o(a) docente responsável pela área de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas, no que diz respeito à presença tupinambá na costa brasileira no período da colonização, e com o(a) docente responsável pela área de Linguagens e suas Tecnologias, ao buscar entender possíveis relações estabelecidas entre língua e cultura. Como complemento, se possível, acesse, em sala de aula, o site proposto no boxe Espaços de aprendizagem, que discorre sobre a diversidade linguística do Brasil. Em uma das atividades da seção, há uma proposta de pesquisa sobre outros termos de origem indígena que usamos em nosso dia a dia, que nomeiam plantas, animais, rios e lugares. Essa incorporação evidencia a rica contribuição das culturas indígenas para a formação da língua no país. Incentive os estudantes a compartilhar suas descobertas, buscando valorizar a cultura dos povos e comunidades tradicionais brasileiras.

Tema 14 - Bactérias, arqueias, protozoários, algas e fungos

O Tema apresenta diversos grupos de seres vivos, entre os quais há representantes microscópicos, como bactérias, arqueias, protozoários, algas e fungos. Seus assuntos possibilitam o desenvolvimento da habilidade EM13CNT202, que será trabalhada ao longo dos demais Temas da Unidade. Neste Tema, são destacadas algumas características de cada grupo citado no título, bem como as relações ecológicas que estabelecem com outros organismos, os hábitats que ocupam e a importância econômica. Para alguns grupos, também é citada a importância médica, pois há espécies patogênicas. Esse assunto oportuniza o trabalho com o TCT Saúde, favorecendo discussões relacionadas aos cuidados com a higiene pessoal e dos alimentos. Na seção de Atividades, a atividade 2 oportuniza aos estudantes a mobilização da habilidade EM13CNT302, ao interpretarem um texto de divulgação científica, que contribui para o desenvolvimento de habilidades de argumentação e a superação de fragilidades argumentativas. Já a atividade 3 possibilita a mobilização da habilidade EM13CNT307, ao sugerir uma pesquisa sobre as aplicações de um composto derivado da quitina. A atividade 6 propõe que os estudantes busquem informações recentes sobre as principais doenças que acometeram a população local no último ano, contribuindo para o desenvolvimento do pensamento crítico, mobilizando a habilidade EM13CNT301 e desenvolvendo as CG 2 e 4. Deve-se incentivar que os estudantes apresentem os dados obtidos em gráficos e tabelas, ampliando o trabalho com a habilidade EM13CNT302. A seção Oficina científica propicia o exercício da curiosidade intelectual e a abordagem das investigações científicas, possibilitando o desenvolvimento da CG 2. Na atividade 2 da seção, é possível mobilizar as habilidades EM13CNT205 e EM13CNT301 ao solicitar que os estudantes interpretem os resultados da atividade experimental, considerando as observações realizadas, sob a perspectiva científica. Na atividade 3 os estudantes são estimulados a fazer inferências com base na modificação de certas variáveis experimentais, a fim de exercitar o pensamento científico e desenvolver a capacidade de tomar decisões.

A seção Saiba mais apresenta características dos vírus, como estrutura, formas de multiplicação, importância ecológica e para a saúde dos seres vivos, em especial dos seres humanos. A atividade da seção promove uma reflexão sobre o hábito de lavar as mãos como forma de prevenção de doenças e cuidado com a saúde física, possibilitando o trabalho parcial com a CG 8. Também é possível abordar o TCT Saúde em conjunto com o componente curricular Química, que pode explorar os conceitos sobre interações moleculares, polaridade e miscibilidade de moléculas. Ao trabalhar a Abertura do Tema, questione os estudantes sobre o significado do termo microrganismos, utilizado no cotidiano, buscando levantar suas percepções espontâneas. Verifique se relacionam esses organismos às doenças causadas por vírus ou bactérias, por exemplo, ou à produção de alimentos ou medicamentos, como as bactérias utilizadas na produção de alimentos fermentados ou com ação probiótica ou os fungos, utilizados, por exemplo, na panificação ou na produção de antibióticos.

Bactérias

Se considerar pertinente, explique aos estudantes que as bactérias podem ser classificadas quanto às fontes utilizadas para obtenção de energia em: quimiorganotróficas (que utilizam compostos orgânicos, como a glicose), quimiolitotróficas (que utilizam compostos inorgânicos, como o íon amônio) e fototróficas (que obtém energia a partir da luz solar por meio da fotossíntese). Ao abordar a fissão binária em bactérias, indique que o septo que divide a célula em duas células-filhas idênticas resulta da invaginação da membrana citoplasmática e da parede celular de direções opostas, rumo ao centro da célula. Ao discutir o tempo de geração de uma bactéria, comente que o tempo indicado para a bactéria Escherichia coli, por exemplo, é um tempo otimizado, ou seja, em condições laboratoriais ótimas, com recursos, como nutrientes e gases, em abundância. Na natureza, o tempo de geração é maior, pois os recursos são escassos, há outros organismos competindo pelos mesmos recursos e pelo espaço, entre outros fatores. O boxe Diálogos da natureza proporciona um trabalho interdisciplinar com Química ao abordar a descoberta dos antibióticos. Converse com o(a) docente responsável por esse componente curricular para uma abordagem conjunta sobre a produção de antibióticos naturais, semissintéticos e sintéticos, considerando a história do desenvolvimento científico e valorizando os conhecimentos historicamente construídos para entender e explicar a realidade, conforme a CG 1. No boxe Espaços de aprendizagem, há um texto sobre superbactérias, que explica como funciona a resistência aos antibióticos. Se desejar, oriente os estudantes a realizarem a leitura do texto em casa, registrarem eventuais dúvidas e pontos para discussão, que podem ser levantados na aula seguinte, em conjunto com toda a turma.

Arqueias

Destaque que as arqueias apresentam certas características genéticas e bioquímicas que as aproximam evolutivamente dos seres vivos do domínio Eukarya. Entre as arqueias que sobrevivem em ambientes com características extremas, há espécies metanogênicas, que vivem no sistema digestório de ruminantes e em áreas alagadas, como pântanos, e espécies hipertermófilas, capazes de sobreviver em temperaturas acima de 60 oC. Essas características constituem potencial de desenvolvimento de novas tecnologias, com aplicações na Medicina e em processos industriais.

#FICA A DICA, professor! •

Para mais informações sobre o potencial biotecnológico das arqueias, acesse o site a seguir. Alexander Machado Cardoso e colaboradores. Archaea: potencial biotecnológico. Publicado por: Fiocruz. Disponível em: https:// www.arca.fiocruz.br/handle/icict/12137. Acesso em: 17 out. 2024.

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A existência de seres extremófilos na Terra subsidia a busca por indícios de vida fora de nosso planeta. Sugira aos estudantes que explorem essa temática assistindo ao vídeo disponibilizado no site a seguir. 101: Extremófilos. Publicado por: National Geographic Brasil. Vídeo (2 min). Disponível em: https://www.nationalgeographicbrasil. com/video/tv/101-extremofilos. Acesso em: 24 set. 2024.

Protozoários

Destaque que, na proposta de cinco reinos de Robert H. Whittaker (1924-1980), de 1969, bem como na revisão dessa proposta, feita por Lynn Margulis (1938-2011) e Karlene V. Schwartz (1936-), na década de 1980, os protozoários e as algas unicelulares eram incluídas no reino Protista, posteriormente chamado reino Protoctista. Entretanto, propostas mais recentes, como a de Carl R. Woese (1928-2012), que considera os três domínios Archaea, Bacteria e Eucarya, o termo protozoário é empregado sem valor taxonômico, uma vez que não corresponde a um grupo monofilético.

Algas

Se desejar, é possível apresentar aos estudantes mais informações sobre as algas verdes, as algas vermelhas e as algas pardas. Sobre as algas verdes, explique que elas vivem principalmente em água doce, porém há espécies que podem ser encontradas no mar, como as do gênero Ulva, em solos úmidos ou mesmo na neve. Embora a maioria das espécies seja de vida livre, há algas verdes em interação ecológica mutualística com fungos, formando liquens. Podem ser unicelulares, formar filamentos ou colônias e há espécies pluricelulares. Com relação às algas vermelhas, ou rodófitas, como dos gêneros Polysiphonia, Cyanidium e Galdiera, é possível comentar que são encontradas principalmente em ambiente marinho, mas há espécies que podem ser encontradas em água doce e outras de hábito terrestre. Podem ser unicelulares ou pluricelulares. Explique que a maioria das algas vermelhas apresenta um pigmento chamado ficoeritrina, que confere coloração avermelhada. A ficoeritrina é um pigmento acessório que desempenha um papel importante na captação de luz em ambientes com pouca luz solar, como em maiores profundidades. Destaque que as algas marinhas vermelhas têm importância econômica; por exemplo, de algumas espécies, extrai-se o ágar, que é amplamente utilizado em pesquisas científicas, como base para os meios de cultura de microrganismos e como componente de géis para detecção de proteínas e de DNA. Sobre as algas pardas, como as do gênero Macrocystis, comente que são principalmente marinhas. Todas as espécies conhecidas são pluricelulares, e algumas espécies, como as do gênero Fucus, podem chegar a 2 m de altura. Explique à turma que sua coloração amarronzada se deve à presença de pigmentos carotenoides, entre eles, a fucoxantina.

Fungos

Retome o cladograma do Tema 13 que apresenta a hipótese simplificada para as relações evolutivas entre os três domínios apresentados e destaque aos estudantes a proximidade evolutiva dos fungos com os animais. Recomende aos estudantes que façam a leitura do texto indicado no boxe Espaços de aprendizagem sobre um fungo da espécie Armillaria ostoyae, identificado como o maior organismo vivo conhecido, que ocupa um espaço de cerca de 965 hectares.

Oficina científica

O objetivo desta oficina é investigar algumas práticas cotidianas utilizadas para a conservação de alimentos, entre elas envolver os alimentos com sal ou com óleo de cozinha. Nesta investigação, os estudantes devem construir e testar hipóteses, interpretar resultados e elaborar conclusões. Sugere-se reservar uma aula para o planejamento desta atividade. Esclareça dúvidas e explique os cuidados necessários para a realização da atividade prática. Enfatize que os copos que serão

utilizados devem ser esterilizados com álcool 70% para reduzir as chances de contaminação por meio de organismos presentes previamente no copo. Para isso, deve-se borrifar o álcool em toda a parte interna dos copos e deixá-los secando, preferencialmente emborcados em uma superfície limpa e previamente esterilizada. Durante a aula, permita que os estudantes levantem hipóteses acerca do que vai acontecer, além de planejarem os demais ingredientes que podem ser utilizados na conservação, como açúcar, mel, café, gotas de limão, entre outros. Promova na sala um ambiente respeitoso, no qual todos possam expressar suas hipóteses. Discuta a importância do controle experimental. Comente que, nesse experimento, o copo 1 é o controle, pois nele não é aplicada nenhuma prática de conservação de alimentos. Os demais copos testam o princípio de algumas práticas cotidianas com aquela finalidade, sendo elas: o armazenamento em recipientes fechados (copo 2), a salga ou salmora (copo 3) e a adição de óleo (copo 4). Explique que os estudantes deverão observar diariamente os copos por uma semana. A observação diária permite avaliar se houve contaminação e por quantos dias cada técnica foi eficaz para conservar o alimento. Com base na análise desses dados, é possível realizar inferências sobre a eficácia de cada técnica e comparações entre as técnicas. Para ampliar a confiabilidade do resultado, é possível triplicar o número de amostras para cada condição. Questione os estudantes sobre como eles preveem que a contaminação poderá ser observada. Explique a importância de não usar o olfato ou o paladar para identificar a contaminação e ressalte que deverão apenas examinar visualmente o crescimento de microrganismos, os quais podem se apresentar como pequenas colônias semelhantes a pontos pretos, alaranjados ou esverdeados, ou uma fina camada de filamentos brancos. Caso haja estudantes com deficiência visual, oriente os estudantes videntes a explicarem os resultados observados aos colegas com deficiência. Após as explicações, reforce a necessidade do auxílio de um adulto para a produção do mingau e esclareça que a atividade deve ser feita em casa, para garantir que as observações sejam feitas diariamente. Explique que, no passado, utilizar o sal e a banha de porco, além de fazer compotas e geleias com bastante açúcar, eram métodos amplamente utilizados, principalmente antes da popularização das geladeiras. Após o experimento, o mingau não deve ser ingerido e deve ser descartado no lixo orgânico. Os copos plásticos e o filme plástico devem ser higienizados e destinados no lixo reciclável. O óleo vegetal deve ser descartado em pontos de coleta adequados.

Saiba mais

Se desejar, é possível ampliar o estudo das doenças causadas por vírus, aprofundando o trabalho com o TCT Saúde. Para isso, divida os estudantes em grupos de quatro ou cinco membros e sorteie uma das doenças citadas no texto por grupo. Oriente a realização de um seminário, no qual cada grupo deverá apresentar informações sobre a doença, como agente causador, formas de transmissão, principais sintomas e as formas de prevenção e de tratamento. O seminário pode ser utilizado como um instrumento avaliativo da aprendizagem dos estudantes.

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Recomende que os estudantes assistam ao vídeo a seguir para ampliar seus estudos sobre os vírus. O ser mais mortal do planeta Terra: O bacteriófago. Publicado por: Em poucas palavras: Kurzgesagt. Vídeo (8 min). Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=_8KOV5Bihlw. Acesso em: 29 out. 2024.

Tema 15 - Animais invertebrados

Os assuntos trabalhados neste Tema iniciam o envolvimento dos estudantes com a compreensão da história evolutiva da vida no planeta Terra, a partir da apresentação dos principais grupos de animais invertebrados. Portanto, contribuem para o desenvolvimento da habilidade EM13CNT202. Há momentos em que os

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estudantes devem analisar cladogramas e construir conclusões e previsões acerca da evolução dos seres vivos, mobilizando a habilidade EM13CNT301. Na seção de Atividades, a atividade 6 contribui para o desenvolvimento da CG 2, ao possibilitar a investigação e a criação de soluções relacionadas ao combate de vetores de doenças, além da CG 4 e da habilidade EM13CNT302, relacionadas ao uso da linguagem científica para compartilhar informações a públicos variados. Já na atividade 7, são exploradas habilidades de interpretação de texto e análises e inconsistências conceituais, do ponto de vista científico, do desenho animado “Bob Esponja Calça Quadrada”, mobilizando a habilidade EM13CNT303. Esta atividade também promove a CG 3 ao oportunizar o exercício da criatividade envolvendo os estudantes em uma produção artístico-cultural. A Abertura do Tema apresenta detalhes sobre a construção de uma pista de atletismo a partir de conchas de carbonato de cálcio, que foi utilizada nas Olimpíadas de 2024, na França. As conchas calcárias mencionadas foram obtidas de alguns invertebrados, como moluscos bivalves. Aproveite a oportunidade para levantar os conhecimentos prévios dos estudantes sobre os moluscos, perguntando algumas de suas características e representantes do grupo que eles conhecem. Se desejar, amplie a pergunta para outros grupos de invertebrados.

Características gerais dos animais

Destaque que a pluricelularidade e a formação de tecidos, o tipo de simetria, o desenvolvimento embrionário e as cavidades corporais são algumas das características que possibilitam compreender a evolução do grupo dos animais. Ao abordar simetria, destaque que, em alguns animais, como na estrela do mar, ao se traçar dois planos sobre o corpo, em ângulos retos entre si, observa-se duas metades semelhantes. Este é um caso de simetria birradial, uma variação da simetria radial. A simetria bilateral, por sua vez, apresenta-se na maioria dos seres vivos. Esses organismos também exibem cefalização – ou seja, a concentração dos órgãos dos sentidos e do sistema nervoso na extremidade anterior do corpo – que pode ser visualizada, por exemplo, em platelmintos, pela formação e concentração de gânglios nervosos em uma das extremidades do corpo, ou em artrópodes e moluscos, pela presença de uma cabeça. A cefalização é uma tendência evolutiva, que, neste caso, corresponde a um padrão de mudanças evolutivas observadas em várias linhagens de seres vivos. Entretanto, se julgar adequado, cite que existem animais bilatérios que não exibem cefalização, como os equinodermos. Ao abordar o desenvolvimento embrionário dos animais, é possível retomar o conteúdo sobre a embriologia humana, abordada durante o Tema 9. Diga aos estudantes que o blastocisto é um estágio de desenvolvimento embrionário que ocorre em mamíferos. Destaque que a reprodução, nos principais grupos de invertebrados, apresenta uma grande variedade de estratégias e mecanismos reprodutivos. A reprodução dos principais clados será apresentada aqui. Se julgar conveniente, comente com os estudantes essa característica.

Filogenia dos animais

As propostas de relações evolutivas entre os seres vivos não consideram a complexidade aparente de certas estruturas, mas a ancestralidade comum e as características genéticas, moleculares e embriológicas que são compartilhadas entre eles. Na hipótese filogenética apresentada no Livro do estudante, nematódeos e artrópodes são mais aparentados entre si do que qualquer um seria em relação aos demais grupos de invertebrados, pertencendo ao grupo Ecdysozoa. Uma das características exclusivas desse grupo é a ecdise. Analise com os estudantes o cladograma apresentado no Livro do estudante e aponte os grupos de animais invertebrados. Destaque que os animais coletivamente chamados de invertebrados não formam um grupo monofilético. Caso os estudantes tenham dificuldade em compreender o cladograma, retome o tópico apresentado no Tema 13.

Poríferos

Ao abordar os poríferos, comente que o corpo desses animais apresenta células especializadas que não formam tecidos, órgãos ou sistemas verdadeiros. Entretanto, mesmo na ausência de tecidos e sistemas verdadeiros, é importante destacar a presença de alimentação por ingestão – característica presente em todos os grupos animais. Nos poríferos, as partículas de alimentos presentes no fluxo de água podem ser fagocitadas por células especializadas, os amebócitos, enquanto nos demais animais, há o aparecimento da cavidade digestória. Em alguns grupos de poríferos, são encontrados pinacócitos e porócitos, células de revestimento da parede externa no corpo, enquanto a espongina, redes proteicas, e as espículas, compostos de cálcio ou sílica, dão sustentação ao corpo de todos os animais conhecidos desse grupo. Nos poríferos, a reprodução pode ser tanto assexuada, por meio de brotamento e fragmentação, quanto sexuada, liberando gametas na água.

Cnidários

Enfatize que a presença de tecidos verdadeiros é uma novidade evolutiva na evolução dos animais, aparecendo entre os cnidários e os demais grupos citados no Livro do estudante, com exceção dos poríferos. Se julgar adequado, comente que, apesar da presença de uma cavidade digestória, a digestão intracelular permanece nos cnidários. Nos cnidários, a reprodução ocorre por alternância de geração, ou seja, há ciclos reprodutivos: a reprodução assexuada, por brotamento, ocorre na fase pólipo, e a reprodução sexuada ocorre na fase medusa, com gametas lançados na água.

Platelmintos

Nos platelmintos, a digestão intracelular ainda persiste, apesar da presença de uma cavidade digestória, na qual a digestão é iniciada. Os platelmintos, em sua maioria hermafroditas, realizam reprodução sexuada com fecundação interna, além de alguns casos de reprodução assexuada por fragmentação.

Moluscos

Comente que a divisão do corpo em cabeça, massa visceral e pé é uma característica exclusiva de moluscos. Outra característica exclusiva desse grupo são a presença de rádula e de manto. Destaque que os bivalves apresentam importância econômica pois, além de fazerem parte da alimentação humana, podem produzir pérolas de grande valor comercial. A formação das pérolas está relacionada com a entrada acidental de pequenos grãos de areia ou parasitas entre a concha e o manto dos bivalves. Esse agente estranho é coberto por camadas de nácar, um material brilhante e resistente, que resulta na formação da pérola. Essa resposta dos bivalves faz parte de um mecanismo de defesa que pretende isolar o agente estranho, evitando que cause danos. As pérolas podem ser produzidas de forma natural ou podem ser cultivadas – neste caso, a produção da pérola é estimulada implantando-se um pedaço de madrepérola, retirada de uma concha, entre a concha e o manto de um animal jovem. Nos moluscos, a reprodução ocorre, principalmente, de forma sexuada, com fecundação interna ou externa, dependendo do grupo. Os cefalópodes exibem comportamentos reprodutivos mais complexos.

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Para mais informações sobre a reprodução dos moluscos cefalópodes, acesse o site a seguir. Karina Toledo. Detalhes da reprodução dos moluscos cefalópodes são revelados. Publicado por: Agência Fapesp. Disponível em: https://agencia.fapesp.br/detalhes-da-reproducao-dos-moluscos -cefalopodes-sao-revelados/15977. Acesso em: 29 out. 2024.

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Os cefalópodes apresentam um sistema nervoso mais complexo, com capacidade de memorização nos polvos. Para saber mais sobre o assunto, acesse o site a seguir. Nir Nesher e Tal Shomrat. Como o polvo consegue controlar, de forma tão eficiente, seu corpo flexível e cheio de tentáculos? Publicado por: Unesp para jovens. Disponível em: https://para jovens.unesp.br/como-o-polvo-consegue-controlar-de-forma -tao-eficiente-seu-corpo-flexivel-e-cheio-de-tentaculos/. Acesso em: 29 out. 2024.

Anelídeos

Uma das novidades evolutivas dos anelídeos é a metameria. A segmentação do corpo desses animais pode ser observada externamente, como anéis. Essa característica dá nome ao grupo. Se julgar adequado abordar a reprodução nesse grupo de animais, explique que, entre os anelídeos, muitos são hermafroditas e realizam fecundação cruzada. No caso dos oligoquetas, após a liberação dos gametas masculinos no receptáculo seminal, os animais se separam. Forma-se um casulo, ao redor do clitelo de cada um, no qual se juntam os gametas femininos. Esse casulo desloca-se, por contração da musculatura, até o receptáculo seminal cheio de gametas masculinos. A fecundação ocorre no interior do casulo. O casulo contendo os ovos é, então, deslocado para fora do corpo do animal e permanece no solo até que, finalizado o desenvolvimento, são liberados os jovens. Comente que alguns anelídeos do grupo poliqueta também são capazes de reprodução assexuada por regeneração.

Nematódeos

Ao abordar os nematódeos, comente que os animais com simetria bilateral se diversificam em dois clados principais. Os Ecdysozoa são animais que realizam ecdise, ou seja, o processo de troca periódica da cutícula ou exoesqueleto conforme crescem. Nesse clado estão incluídos os nematódeos e os artrópodes. Já os Lophotrochozoa são animais que possuem uma fase larval chamada trocófora ou um órgão chamado lofóforo (uma estrutura de tentáculos ao redor da boca usada para alimentação). Nesse clado, estão os moluscos, os anelídeos e os platelmintos. Se achar pertinente, retome, neste momento, o cladograma apresentado no início do Tema para ilustrar essa explicação. Os nematódeos apresentam uma variedade de sistemas reprodutivos, incluindo a reprodução sexuada com sexos separados, o hermafroditismo e a partenogênese. Essa diversidade de estratégias favorece a colonização de uma ampla variedade de ambientes e a exploração de diferentes nichos ecológicos.

Artrópodes

Os artrópodes, assim como os nematódeos, pertencem ao grupo Ecdysozoa, ou seja, realizam muda ou ecdise. Esse processo ocorre não apenas durante o crescimento desses animais, mas também na metamorfose. Destaque que os insetos podem apresentar três tipos de desenvolvimento: direto (quando do ovo eclode um organismo jovem, com características semelhantes às do indivíduo adulto, como ocorre com a traça), indireto com metamorfose incompleta (quando do ovo eclode um jovem que é semelhante ao adulto, porém não apresenta asas, como na barata e no gafanhoto) e indireto com metamorfose completa (quando do ovo eclode uma larva, que, depois de se alimentar e crescer, forma uma pupa; nessa fase, a larva sofre a metamorfose e se transforma no jovem, que é semelhante ao adulto). A reprodução dos artrópodes é, em sua maioria, sexuada, com fecundação interna. Esses animais exibem grande variedade de estratégias reprodutivas, como o cuidado parental em alguns grupos e comportamentos específicos, como algumas espécies de escorpião, que depositam uma espécie de bolsa espermática no solo, e, por meio dos pedipalpos, conduzem a fêmea até o local para que ela possa ser fertilizada. O boxe Diálogos da natureza pode ser trabalhado em conjunto com o(a) docente responsável pelo componente curricular Química,

que pode abordar as reações de oxidação tomando por exemplo a reação química entre peróxido de hidrogênio e hidroquinona. O(A) docente também pode explorar o conceito de reações químicas exotérmicas, que envolvem a liberação de energia na forma de calor.

Equinodermos

Retome com os estudantes que os equinodermos são organismos bilatérios que não apresentam cefalização. Destaque que a reprodução é principalmente sexuada, com fecundação externa, embora algumas espécies de estrelas-do-mar possam se reproduzir de forma assexuada por clivagem do disco central. No boxe Espaços de aprendizagem, há uma indicação de tour virtual pelo Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo. Ao clicar sobre os círculos brancos piscantes, é possível se mover por diferentes áreas do museu. Em certos pontos, nos quais há um círculo preto com a letra i, é possível ler as informações sobre os elementos expostos. Essa visita virtual promove o desenvolvimento da CG 5.

Tema 16 - Cordados

Neste Tema, os estudantes continuam o estudo dos animais. Desta vez, são apresentadas as características dos organismos do Filo Chordata, com destaque ao grupo Craniata, ampliando o trabalho com a habilidade EM13CNT202. Na seção Atividades, a atividade 5 traz uma imagem rupestre de um mamífero, registrada há mais de 45 mil anos. Essa atividade possibilita a valorização de manifestações artísticas e culturais de populações humanas de tempos passados, contribuindo para o desenvolvimento da CG 3. Além disso, oportuniza o exercício da interpretação de imagens e da elaboração de inferências. Ainda nessa seção, a atividade 6 discute o papel ecológico dos anfíbios e sua importância como indicadores ambientais, com base na interpretação de um texto científico, possibilitando a mobilização da habilidade EM13CNT303. O boxe Espaços de aprendizagem sugerido como ampliação da atividade 5 da seção Atividades indica a visita da turma a um zoológico. Dessa forma, os estudantes podem observar representantes de todos os grupos de animais estudados, ampliando suas possibilidades de aprendizado. Além disso, é uma oportunidade para que conheçam o trabalho de zoólogos, desenvolvendo a CG 6. A seção Saiba mais trabalha a pesca artesanal e promove a valorização da diversidade de saberes e vivências culturais dos povos ribeirinhos com consciência crítica, ampliando o desenvolvimento da CG 6. Na Abertura do Tema, há uma reportagem sobre o sapinho-pulga, o menor vertebrado do mundo. Antes de explorá-la, é interessante promover uma breve discussão para levantar o conhecimento prévio dos estudantes e despertar sua curiosidade e interesse pelo assunto. Questione, por exemplo, o que define um animal vertebrado e quais são as características apresentadas por ele. Solicite que apontem alguns representantes que conheçam. Então, pergunte qual é o menor tamanho possível atingido por um vertebrado. Após os estudantes apresentarem suas respostas, faça a leitura do texto. Se possível, leve uma moeda de 50 centavos para a sala de aula e diga que um sapinho-pulga adulto pode ser acomodado, com sobra, sobre a superfície dessa moeda.

Características gerais dos cordados

Ressalte que os cordados apresentam a notocorda em alguma fase do seu desenvolvimento embrionário. Essa estrutura é uma haste rígida, porém flexível, que sustenta o corpo e atua como um eixo para a fixação dos músculos. A notocorda é formada nas primeiras etapas do desenvolvimento embrionário e orienta a formação das vértebras, que as substitui em vertebrados.

Agnatos

Ressalte que a principal característica desse grupo é a ausência de mandíbula, de onde se origina o nome do grupo (do grego antigo a = não; gnáthos = mandíbula). As nadadeiras desse grupo são pouco desenvolvidas e encontram-se em número ímpar: dorsal, caudal e anal. As fendas branquiais são relacionadas às trocas gasosas.

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Condrictes

Comente que o termo condrictes (do grego antigo chondros = cartilagem; ichthys = peixe) relaciona-se à constituição cartilaginosa do esqueleto de seus representantes. Ao trabalhar o boxe Diálogos da natureza, converse com os(as) docentes responsáveis pelos componentes curriculares de Física e de Química e verifique a possibilidade de uma abordagem integrada sobre os conceitos de campo elétrico e eletroquímica. Em alguns animais, a capacidade da produção de campos elétricos é altamente especializada e ampliada para funções específicas como predação, navegação e defesa.

Osteíctes

O termo osteíctes (osteo = ósseo; ictio = peixe) refere-se à presença de um esqueleto ossificado na maioria de seus representantes. Se desejar, comente que algumas espécies, como os bagres, não apresentam escamas. O corpo do bagre é recoberto por uma pele espessa e lisa, que, por sua vez, é recoberta por uma camada de muco. O muco oferece proteção contra infecções e predadores, além de reduzir o atrito na água. Alguns bagres possuem placas ósseas em algumas partes do corpo, que também conferem proteção. Ao trabalhar o boxe Diálogos da natureza, converse com o(a) docente responsável pelo componente curricular Física e verifique a possibilidade de uma abordagem integrada sobre os conceitos de densidade, volume e pressão. O(A) docente pode apresentar as relações entre essas grandezas, explorando outros exemplos. Outra possibilidade é solicitar ao(à) docente que explore as forças envolvidas na flutuabilidade dos peixes, como a força peso e o empuxo.

Anfíbios

Comente com os estudantes que a pele dos anfíbios é fina e bastante vascularizada. Essa característica os torna muito sensíveis à qualidade da água, do solo e do ar, pois substâncias presentes no ambiente podem atravessar facilmente sua pele e afetar sua saúde. Por serem tão sensíveis a poluentes e toxinas, os anfíbios são considerados bioindicadores ambientais. A poluição da água, do ar e mesmo do solo por defensivos agrícolas e fertilizantes químicos ou por rejeitos de mineração são responsáveis pela redução das populações desses animais.

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A importância dos anfíbios e os riscos de seu desaparecimento são discutidos no artigo indicado a seguir. Vanessa Kruth Verdade, Marianna Dixo e Felipe Franco Curcio. Os riscos de extinção de sapos, rãs e pererecas em decorrência das alterações ambientais. Publicado por: Scielo Brasil. Disponível em: https://www.scielo.br/j/ea/a/Hdyz9RrHQ QJH6F3gpKJHSkb/. Acesso em: 21 out. 2024.

Répteis

Ao explicar sobre os animais amniotas (répteis, aves e mamíferos), comente que o ovo com casca apresenta outros anexos embrionários além do âmnio. São eles o alantoide, responsável pelo armazenamento de excretas nitrogenadas eliminadas pelo embrião e por auxiliar as trocas gasosas; o cório, que envolve o embrião e o âmnio e atua auxiliando as trocas gasosas entre o ovo e o ambiente externo; e o saco vitelínico, o qual fornece nutrientes ao embrião em desenvolvimento. Em conjunto com os estudantes, analise o cladograma apresentado, explicando que, entre as espécies viventes, as aves são mais próximas evolutivamente de crocodilos. Uma das características compartilhadas entre ambos os grupos são o coração dividido em quatro câmaras. Contudo, ao considerar as espécies extintas, as aves são ainda mais próximas evolutivamente dos terópodes (subordem Therapoda), um grupo de dinossauros saurisquianos (ordem Saurischia) bípedes. Uma das características compartilhadas entre aves e terópodes são os ossos ocos, menos densos. Anteriormente, os quelônios eram classificados como répteis anápsidos, caracterizado pela ausência de aberturas no crânio atrás

das órbitas oculares. Contudo, descobertas fósseis feitas em 2015, revelaram que as primeiras tartarugas possuíam duas aberturas cranianas características dos diápsidos. Isso sugere que as tartarugas são diápsidos que perderam essas aberturas ao longo de sua evolução. Estudos filogenéticos recentes também indicam que as tartarugas estão mais intimamente relacionadas aos crocodilianos e às aves do que a outros répteis. Essas descobertas levaram à reclassificação das tartarugas dentro do clado diápsido. O boxe Diálogos da natureza possibilita uma abordagem integrada com o(a) docente responsável pelo componente curricular Física ao explicar sobre as fossetas loreais das serpentes. O(A) docente pode explorar as formas de propagação de calor, com foco na irradiação. As fossetas loreais das serpentes são capazes de detectar o calor infravermelho emitido por fontes de calor, como o corpo de outros animais. Assim, atuam como um sensor térmico, possibilitando às serpentes localizar suas presas, mesmo em condições nas quais há poucos estímulos visuais, quando as presas estão camufladas no ambiente ou em ambientes densos em vegetação ou serapilheira, ou quando não existem, como no escuro. Esse conteúdo pode ser complementado com experimentos sobre radiação térmica e sobre o funcionamento e a utilização de sensores de infravermelho.

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Para entender as diferenças entre anápsidos, diapsídeos e sinapsídeos, consulte a página do Núcleo de Ofiologia e Animais Peçonhentos da Bahia (NOAP), que oferece uma visão detalhada sobre esses grupos de répteis. Répteis. Publicado por: Biota Bahia. Disponível em: http://www. noap.ufba.br/biotabahia/repteis.html. Acesso em: 13 nov. 2024.

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A captação de calor pelas fossetas loreais das serpentes é abordada no site a seguir. Captação de calor pelas serpentes. Publicado por: Serpentes Brasileiras. Disponível em: https://serpentesbrasileiras.com.br/ captacao-de-calor-pelas-serpentes/. Acesso em: 29 out. 2024.

Aves

Retome a discussão anterior sobre o parentesco evolutivo entre répteis e aves. Explique que a presença de escamas córneas nas aves é uma das evidências desse parentesco. O boxe Espaços de aprendizagem propõe que os estudantes assistam ao vídeo sobre o kakapo (ou cácapo), a única espécie de papagaio incapaz de voar. Essa ave vive apenas na Nova Zelândia e está criticamente em perigo de extinção, restando poucos indivíduos vivos. Destaque a importância da conservação de espécies e trabalhe a diversidade de seres vivos. Explique que há outras aves que não voam, como o avestruz, a ema e os pinguins. Comente com os estudantes que algumas espécies de aves se deslocam sazonalmente por longas distâncias, comportamento denominado migração. De modo geral, a migração está relacionada à busca de alimentos e de locais com temperatura adequada à reprodução. Os mecanismos utilizados pelas aves para se orientar durante processos migratórios podem envolver o reconhecimento do relevo, a posição do Sol e de constelações e o campo magnético terrestre. O boxe Diálogos da natureza possibilita uma abordagem integrada com o responsável pelo componente curricular Física, que pode explorar, mais uma vez, formas de propagação de calor, relacionando-as aos mecanismos fisiológicos e comportamentais de diferentes seres vivos para regular sua temperatura corporal. Em relação aos animais endotérmicos, é possível explorar como a transpiração e a vasodilatação contribuem para a dissipação do calor produzido pelo metabolismo, enquanto a vasoconstrição e a postura encolhida (que reduz a superfície de contato do animal com o ar) diminuem a perda de calor para o ambiente. Quanto aos animais ectotérmicos, é possível abordar como o comportamento de exposição à luz solar auxilia na regulação da temperatura corporal. Vale lembrar que esse comportamento também pode ser observado em animais endotérmicos. Esses exemplos permitem ao(à) docente de Física explorar os conceitos de condução, convecção e radiação do calor.

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Mamíferos

Destaque as características exclusivas de mamíferos: a presença de glândulas mamárias e pelos. Se julgar adequado, indique que as glândulas sebáceas e sudoríparas também são características exclusivas desse grupo e retome, se necessário, as glândulas exócrinas, estudadas na Unidade 2. Pergunte aos estudantes se conhecem algum mamífero no qual os pelos são escassos ou ausentes. Os estudantes podem citar os elefantes, as baleias, os golfinhos e os hipopótamos. Explique que, ao longo do processo evolutivo das linhagens que originaram esses animais, houve a redução da quantidade de pelos.

Respiração de vertebrados

A partir deste momento, será realizado um estudo comparado de algumas funções vitais aos animais, no caso, a respiração, a circulação e a reprodução. A anatomia e a fisiologia comparada permitem identificar padrões de semelhanças e diferenças entre os organismos, proporcionando uma visão sobre como as estruturas evoluíram para desempenhar diferentes funções. Explique que as trocas gasosas apenas ocorrem quando há difusão de gases do ambiente para uma superfície fina e semipermeável, que esteja úmida ou imersa em água – em superfícies secas as trocas não acontecem. Destaque que, nos animais terrestres, a umidade da superfície por onde ocorrem as trocas gasosas é mantida pelo corpo do animal, como ocorre, por exemplo, nos pulmões.

Circulação de vertebrados

Apesar de o foco, neste momento, ser a circulação dos vertebrados, considera-se importante comentar alguns aspectos sobre a circulação de alguns grupos de invertebrados para que os estudantes façam comparações. Por exemplo, alguns invertebrados possuem sistema circulatório aberto, enquanto todos os vertebrados apresentam sistema circulatório fechado. Se julgar adequado, explique que o coração dos peixes pulmonados tem uma estrutura modificada com um septo parcial no átrio, que ajuda a separar parcialmente o sangue oxigenado e o desoxigenado. O sangue desoxigenado entra no átrio direito e é bombeado para o ventrículo. Do ventrículo, o sangue é enviado para as brânquias e/ou pulmões. Nas brânquias, parte do sangue é oxigenado, e, nos pulmões, outra parte do sangue também é oxigenada. O sangue oxigenado dos pulmões retorna ao átrio esquerdo. O sangue oxigenado é então distribuído pelo corpo a partir do ventrículo. Ao abordar a circulação dos répteis, se julgar conveniente, explique que o coração desses animais possui adaptações para alterar o fluxo de sangue durante a respiração. Quando respiram, o sangue oxigenado é direcionado aos pulmões e ao corpo. Quando estão submersos na água, os vasos sanguíneos pulmonares sofrem constrição, e o sangue deixa de fazer o circuito pulmonar, sendo redirecionado diretamente para o corpo. Nos répteis não crocodilianos, essa flexibilidade é possível por causa da divisão parcial do ventrículo. Já nos crocodilianos, mesmo com um coração de quatro câmaras, um canal entre as aortas permite o redirecionamento do sangue. Essa adaptação na circulação dos répteis permite que eles permaneçam longos períodos submersos, com baixa taxa metabólica.

Reprodução de vertebrados

Explique que alguns vertebrados se reproduzem por partenogênese, como algumas espécies de peixes, anfíbios e répteis. Na partenogênese, um tipo de reprodução assexuada, o embrião se desenvolve a partir de um óvulo não fecundado.

Saiba mais

Valorize a pesca artesanal como uma atividade pertencente ao modo de vida de muitos povos e comunidades tradicionais brasileiras, como os ribeirinhos. Se julgar adequado, peça aos estudantes que façam uma pesquisa sobre pesca industrial e pesca esportiva, estabelecendo um comparativo à pesca artesanal. Aproveite a oportunidade para destacar os impactos ambientais causados pela pesca industrial,

associados à superexploração de populações de peixes. Também comente os impactos causados pela pesca fantasma, quando equipamentos como redes e anzóis abandonados nos oceanos causam a morte de organismos aquáticos. Essa seção possibilita o trabalho integrado com o(a) docente responsável pelo componente curricular Física, que pode trabalhar a influência da força gravitacional da Lua sobre os oceanos, resultando no fenômeno das marés. Essa sugestão de trabalho é uma oportunidade para abordagem da habilidade EM13CNT204.

Tema 17 - Plantas

O Tema busca envolver os estudantes com o estudo das características dos principais grupos de plantas terrestres atuais, com enfoque evolutivo, ampliando a abordagem da habilidade EM13CNT202. Na seção Atividades, a atividade 7 possibilita o trabalho com a habilidade EM13CNT303, ao trabalhar um texto de divulgação científica, e com a CG 7, ao possibilitar a elaboração de argumentos que promovam a consciência socioambiental sobre a importância dos polinizadores à reprodução das plantas. A seção Saiba mais possibilita o trabalho com o TCT Diversidade Cultural ao promover a diversidade de saberes e de vivências culturais dos povos que utilizam saberes tradicionais sobre plantas para aplicação medicinal. A seção Oficina científica propicia o exercício da curiosidade intelectual e a abordagem das investigações científicas, possibilitando o desenvolvimento da CG 2. Ao trabalhar a Abertura do Tema, faça um levantamento dos conhecimentos prévios dos estudantes sobre as plantas. É possível questionar quais características eles consideram ser compartilhadas por todas as plantas e quais características consideram ser restritas a certos grupos. Anote suas respostas na lousa e peça para que as copiem no caderno. Ao longo do tema, as respostas podem ser revisitadas, reavaliadas e corrigidas pelos próprios estudantes.

Características gerais das plantas

Ao apresentar as características gerais das plantas, também são apresentadas exceções, como as plantas que não realizam fotossíntese. Entre elas, pode-se citar a Relictithismia kimotsukiensis, espécie que não apresenta clorofila, obtendo nutrientes por meio da associação com fungos micorrízicos.

Origem e evolução das plantas

Nesta coleção, o enfoque foi dado às embriófitas, um clado monofilético que reúne, tradicionalmente, as briófitas, as pteridófitas, as gimnospermas e as angiospermas. Uma das principais características das embriófitas é a presença de uma camada de células estéreis no gametângio, responsáveis pela retenção do zigoto e dos estágios iniciais do desenvolvimento do embrião no interior do gametângio feminino, conferindo maior proteção ao embrião, se comparado aos grupos das algas verdes. Em respeito à idade escolar dos estudantes, alguns aspectos da classificação e da evolução desses grupos de seres vivos foram simplificados. Ao longo do estudo de cada grupo, foram apresentadas algumas características anatômicas e fisiológicas, incluindo aspectos de seu ciclo de vida. Abordar comparativamente os ciclos de vida das diferentes plantas é essencial para compreender suas adaptações evolutivas e estratégias reprodutivas. Essa análise permite identificar semelhanças e diferenças entre grupos como briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas, destacando sua importância ecológica. Além disso, a comparação dos ciclos de vida ressalta como as plantas se adaptam a diversas condições ambientais, refletindo sua diversidade e papel na conservação da biodiversidade. Essa abordagem é relevante não apenas para a educação em biologia, mas também para a ecologia, conservação e agricultura. É possível que algas verdes sejam confundidas com algumas embriófitas aquáticas. Para sanar eventuais dúvidas, sugira aos estudantes que leiam o texto presente no site indicado no boxe Espaços de aprendizagem.

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Briófitas

Comente que, em parte das espécies, é possível que a absorção de águas e nutrientes ocorra ao longo de todo o corpo da planta, e não em estruturas específicas. Outras espécies se associam a fungos e cianobactérias, que auxiliam na aquisição de minerais. Ao abordar o ciclo de vida das briófitas, destaque que, nesse grupo, o gametófito é a fase de vida mais longa e dominante. O esporófito, por sua vez, é a fase menos duradoura e é dependente do gametófito.

Pteridófitas

Comente que pteridófitas, gimnospermas e angiospermas fazem parte de um grupo de plantas conhecido como traqueófitas. Uma das características compartilhadas pelas traqueófitas é a presença de vasos condutores de seiva, ou seja, xilema e floema, estruturas ausentes nas briófitas. Ao abordar o ciclo de vida das pteridófitas, destaque que, nesse grupo, assim como nas demais traqueófitas, o esporófito é a fase dominante.

Gimnospermas

Destaque a importância evolutiva das sementes, característica que reúne gimnospermas e angiospermas em um grupo denominado espermatófitas. Entretanto, destaque que as sementes das gimnospermas são “nuas”, ou seja, não estão envolvidas por outras estruturas. É possível que os estudantes já tenham visto pinheiros. Destaque que, apesar de não ser nativo do Brasil, o pinheiro (Pinus sp.) é amplamente cultivado em nosso país em razão da sua importância econômica: a madeira dessa planta é empregada na produção de móveis, papel e outros produtos. Apesar dos benefícios econômicos, o cultivo do pinheiro traz impactos ambientais significativos, como a substituição de florestas nativas e consequente redução da biodiversidade local. Por outro lado, se bem manejada, essa cultura pode oferecer benefícios ambientais como a captura de carbono atmosférico, contribuindo para a mitigação das mudanças climáticas. Ao abordar o grão de pólen, enfatize que se trata do gametófito masculino imaturo das gimnospermas (o gametófito masculino maduro é o que chamamos de tubo polínico). Se julgar adequado, comente que, nas gimnospermas, o grão de pólen tem projeções aladas que permitem seu transporte pelo vento.

Ampliando

O cultivo do pinheiro para ser destinado à produção de papel permite algumas reflexões sobre a tendência global de transição do papel para o digital, impulsionada pela digitalização e pela sustentabilidade. Em sala de aula, faça uma contextualização sobre o assunto, dizendo que, embora o consumo de papel esteja diminuindo em alguns setores, como o editorial e o de comunicação, ainda existe uma demanda considerável por papel e produtos de celulose em embalagens e outros usos industriais. Então, oriente os estudantes a formarem grupos, promovendo um debate sobre a seguinte questão: a integração de soluções digitais pode complementar o uso do papel, promovendo práticas mais sustentáveis e eficientes? Oriente os estudantes a elaborarem argumentos consistentes, embasados em preceitos éticos e sustentáveis, exercendo a CG 7. Ao final do debate, é possível solicitar que redijam um relatório expondo as principais ideias apresentadas, o qual pode ser utilizado como instrumento avaliativo.

Angiospermas

Destaque que as angiospermas constituem um grupo monofilético cujas características exclusivas são as flores e os frutos. Diferentemente das gimnospermas, a semente das angiospermas é envolvida pelos frutos. Explique que as flores podem formar agrupamentos chamados inflorescências. As inflorescências podem formar estruturas, variadas, como em capítulo, nas margaridas, ou em espiga, como no milho.

Ao abordar os frutos, peça aos estudantes que citem exemplos de frutos que costumam consumir em seu cotidiano e registre suas respostas na lousa. Avalie se todos são, de fato, frutos, ou se foram citados exemplos de pseudofrutos, como o caju e o morango. Explique que, quando o desenvolvimento se dá a partir de outras peças florais, e não do ovário, chamamos a estrutura de pseudofruto. Aproveite a oportunidade para explicar que frutos ou pseudofrutos adocicados, como o pêssego ou a manga, são chamados popularmente de frutas. Mas nem todos os frutos são adocicados, como a abobrinha e pimentão.

Saiba mais

Essa seção traz um exemplo de conhecimentos tradicionais que se relacionam à etnociência, mais especificamente à etnobotânica. No caso, refere-se ao uso de plantas em práticas cotidianas de comunidades tradicionais, com finalidade medicinal. A seção destaca não somente a interação do ser humano com a natureza mas também revela parte da diversidade cultural existente em nosso país. Utilize o contexto da seção para incentivar e promover a valorização e o respeito às diferentes culturas que compõem o território brasileiro, objetivando a construção de uma sociedade inclusiva. Aproveite a oportunidade para destacar que as etnociências não devem ser confundidas com as pseudociências. As teorias pseudocientíficas são aquelas que não apresentam rigor científico, mas se apresentam como tal. Por contribuírem para a desinformação da população, as pseudociências devem ser combatidas. Diferentemente, as etnociências possuem como objeto de estudo os saberes tradicionais das populações humanas, considerando como refletem seu modo de vida e aspectos de sua cultura. Sendo assim, as etnociências devem ser valorizadas por contribuírem para o reconhecimento dos saberes tradicionais. Ao trabalhar a seção, alerte os estudantes para não fazerem uso de plantas medicinais sem a orientação de profissionais da saúde qualificados, como médicos. O uso indiscriminado de plantas medicinais sem o conhecimento adequado sobre suas propriedades, dosagens e possíveis interações pode trazer sérios riscos à saúde. A automedicação pode causar efeitos colaterais adversos, interagir com outros medicamentos e até mesmo agravar problemas de saúde existentes.

Oficina científica

Esta atividade tem como objetivo avaliar fatores que influenciam a germinação e o desenvolvimento inicial de uma planta de feijão. Sugere-se reservar uma aula para o planejamento e a montagem desta atividade em sala. É preciso providenciar ao menos uma caixa de papelão grande para a turma inteira ou caixas de papelão pequenas, uma por grupo de estudantes, com antecedência. É possível sugerir que eles tragam as caixas de casa uma semana antes do início da montagem do experimento. Providencie um local onde os estudantes possam manter as caixas sem que elas sejam manipuladas, como em um armário. Os copos com sementes e plantas que devem ficar fora das caixas precisam ter acesso à luz solar, então verifique a possibilidade de deixá-las próximas a uma janela ou na área externa da escola, em local protegido. Os copos devem receber água diariamente, então os estudantes podem se organizar para que, a cada dia, uma dupla seja responsável por realizar essa tarefa em todos os copos de toda a turma. Essa sugestão é uma forma de incentivar o trabalho colaborativo. Incentive que os estudantes discutam formas de alterar os parâmetros preestabelecidos pela atividade a fim de conseguir novos resultados e comparações. Oriente que elaborem hipóteses para as condições testadas, que devem ser confrontadas ao final do experimento, a partir dos resultados obtidos.

Tema 18 - Fisiologia vegetal

Neste Tema, são tratados alguns dos mecanismos envolvidos na nutrição e no desenvolvimento das plantas, tendo como base as angiospermas. O estudo desses mecanismos amplia o entendimento das diferentes formas de manifestação da vida, contribuindo para o desenvolvimento da habilidade EM13CNT202.

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Na seção Atividades, as atividades 3, 5 e 6 possibilitam o trabalho com a habilidade EM13CNT301 ao contribuir para a elaboração de hipóteses e explicações a respeito de três situações descritas nos enunciados: a interrupção do transporte de seiva orgânica devido à retirada de um anel da casca de uma árvore; a atuação de hormônios vegetais sobre plantas na ausência e na presença de uma fonte luminosa; e a relação entre o uso de querosene como combustível na iluminação pública e a queda prematura de folhas. Antes de iniciar o trabalho com a Abertura do Tema, comente que, segundo dados da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO, sigla do inglês), cerca de 14% dos alimentos são perdidos anualmente ao redor do mundo, antes mesmo de chegarem aos locais onde serão comercializados. Isso equivale a milhões de toneladas de alimentos desperdiçados todos os anos. Uma das causas é o amadurecimento de frutos durante o transporte e armazenamento, o que os torna impróprios para o consumo antes de chegarem ao consumidor final. A partir desse contexto, questione a importância de desenvolver estratégias para minimizar perdas e otimizar o aproveitamento dos alimentos ao longo da cadeia de produção e distribuição. Então, faça a leitura do texto da abertura, que traz uma possível solução para esse cenário: o uso de sinalizadores químicos vegetais para retardar o amadurecimento de frutos.

Obtenção e transporte de água e nutrientes

Ao explicar a absorção de água e sais mineiras pelas raízes, comente que há diferentes rotas que a água e os minerais utilizam para chegar aos vasos do xilema. Ao detalhar a transpiração, explique que a abertura e o fechamento dos estômatos podem ser influenciados por fatores como luminosidade, concentração de gás carbônico, entre outros. No boxe Diálogos da natureza, promove-se uma integração com os componentes curriculares de Física e Química. Verifique a possibilidade de uma abordagem conjunta sobre os aspectos envolvidos no movimento de subida da coluna de água pelos vasos do xilema. O(A) docente de Química pode abordar as ligações intermoleculares, aprofundando o estudo das ligações de hidrogênio, enquanto o(a) docente de Física pode explorar o conceito de pressão. Explique aos estudantes que o fenômeno da evapotranspiração está diretamente relacionado com o ciclo hidrológico, o que contribui para o regime de chuvas. No Brasil, a evapotranspiração que ocorre na região amazônica forma massas de ar carregadas de vapor de água, os chamados rios voadores, responsáveis por parte das chuvas das regiões Centro-Oeste, Sudeste e Sul. A partir desse assunto, promova uma reflexão sobre a necessidade da preservação do bioma amazônico para a manutenção do clima em outras regiões do Brasil.

#FICA A DICA, Estudante! •

Recomende que os estudantes assistam ao vídeo a seguir para mais informações sobre os rios voadores. Brasil Selvagem: biomas – os rios voadores da Amazônia. Publicado por: National Geographic Brasil. Vídeo (2 min). Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=xmu3roA5JBk. Acesso em: 26 out. 2024.

Hormônios vegetais

Explique que os hormônios vegetais são substâncias que atuam no crescimento e no desenvolvimento das plantas e na germinação das sementes. A atividade 5 da seção Atividades traz um experimento descrito, que deve ser analisado pelos estudantes para concluir sobre o hormônio vegetal responsável pelos resultados observados. Se desejar, é possível reproduzir essa prática em sala de aula.

Organizando as ideias

Oriente os estudantes na elaboração de um esquema próprio, com os principais conceitos estudados na Unidade. Se considerar

pertinente, sugira que copiem parte ou todo o esquema do Livro do estudante no caderno, complementando conforme suas necessidades de aprendizagem ou interesses. Outras possibilidades de trabalho podem ser realizadas, como pedir que façam conexões a outros conceitos, ou que indiquem palavras de ligação entre os conceitos apresentados, ou ainda que escrevam pequenos resumos dos conceitos. Os esquemas podem ser utilizados como instrumentos avaliativos do processo de aprendizagem e, por se tratar de estratégia distinta de avaliação, podem auxiliar estudantes de diferentes perfis. Esses esquemas podem ser construídos ao longo do estudo da Unidade, Tema a Tema, a fim de que os estudantes produzam um resumo de todas as ideias centrais trabalhadas. Na página 442 deste Manual do professor, é possível encontrar informações sobre outros tipos de avaliação.

Integrando com Química e Física

Biomimetismo Nesta seção, são apresentados exemplos de tecnologias biomiméticas com diferentes aplicações na sociedade, promovendo o desenvolvimento da habilidade EM13CNT307. Essas tecnologias evidenciam as relações entre o avanço dos conhecimentos científicos e o desenvolvimento tecnológico, abordando o TCT Ciência e Tecnologia. Essa abordagem pode ser realizada de forma integrada aos componentes curriculares Química e Física, que podem destacar propriedades químicas e físicas envolvidas na criação das tecnologias citadas. Ao exemplificar a tecnologia biomimética utilizada para a produção de solados de calçados com mais aderência, comente brevemente a importância para pessoas idosas ou com alguma dificuldade de locomoção, trazendo segurança a elas. Nesse contexto, o(a) responsável pelo componente curricular Física poderia abordar o conceito de atrito, fundamental para entender como as escamas aumentam a aderência com o solo. Além disso, pode-se explorar o coeficiente de atrito e as forças normais que atuam entre o sapato e o solo. O(A) docente responsável por Química pode explorar o desenvolvimento de materiais duráveis e adaptáveis para os solados, como polímeros que imitam a estrutura das escamas, ressaltando a importância desses materiais para garantir o efeito desejado. Ao abordar o filme sintético antibacteriano, é relevante mencionar que estudos indicam que a microtextura das escamas placoides faz com que o fluxo de água próximo dela seja mais rápido, evitando a fixação de bactérias. Além disso, por não apresentar uma superfície com largura e profundidade ideais, o filme sintético semelhante às escamas placoides evita a formação de colônias bacterianas. Nesse contexto, o(a) docente do componente curricular Física poderia abordar conceitos como tensão superficial, que afeta a adesão de materiais, enquanto o(a) docente de Química pode abordar a criação de materiais poliméricos ou superfícies antimicrobianas que imitam a estrutura das escamas. O estudo de interações químicas que dificultam a aderência bacteriana também é importante para o entendimento dessa tecnologia. No exemplo da anatomia das franjas serrilhadas nas penas das corujas, que reduzem o ruído ao evitar as turbulências de ar, o(a) docente responsável pelo componente curricular Física pode abordar conceitos de aerodinâmica que auxiliem a compreensão de como o formato das bordas serrilhadas reduz o ruído da movimentação das turbinas eólicas. No exemplo da fisiologia dos feromônios e como eles atuam na comunicação entre organismos, especialmente no comportamento de pragas e nematoides, é possível que os(as) docentes de Física e de Química explorem os princípios de dispersão e evaporação dos feromônios no ar ou no solo, auxiliando no entendimento da difusão dessas moléculas no ambiente. Além disso, os conhecimentos específicos de Química Orgânica podem auxiliar no entendimento de como ocorre a criação de feromônios sintéticos, especialmente na síntese de compostos que imitam as moléculas naturais. No exemplo da pinça produzida a partir da língua do camaleão, o responsável pelo componente curricular Física pode auxiliar no entendimento da elasticidade e das forças envolvidas no movimento da língua do camaleão. A integração com a Química pode auxiliar na

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compreensão dos materiais como de silicone elástico e das interações químicas que tornam esses materiais adequados para aderir temporariamente a objetos. Recomende aos estudantes a leitura do livro indicado no boxe Espaços de aprendizagem para conhecerem outras tecnologias biomiméticas, além das apresentadas no Livro do estudante. A atividade 1 da seção pode ser realizada em grupos de até quatro estudantes, o que favorece o desenvolvimento de competências relacionadas à colaboração e ao trabalho em equipe, conforme a CG 9. A atividade também promove o desenvolvimento do pensamento científico, segundo a CG 2. Oriente os estudantes para uma reflexão sobre a importância de uma mudança de mentalidade, de uma visão exploratória para uma visão colaborativa com a natureza, visando a um futuro mais sustentável e harmonioso. Como essa nova abordagem pode influenciar diversas áreas da ciência, engenharia, design e inovação, pode promover o uso mais consciente e responsável dos recursos naturais, mobilizando a habilidade EM13CNT309.

Sugestões de avaliação

Há diversas oportunidades para avaliar os conhecimentos construídos pelos estudantes ao longo do estudo de cada Tema, sobretudo em algumas das questões do boxe Pense e responda e na seção Atividades. Por exemplo, no Tema 16, é possível avaliar o aprendizado sobre características dos anfíbios na atividade 4 do boxe Pense e responda, pois os estudantes devem estabelecer uma relação entre a poluição ambiental e a redução das populações desses animais. Já no Tema 15, é possível avaliar o aprendizado sobre as características de alguns invertebrados na atividade 7 da seção Atividades, que propõe a análise de personagens de uma animação. Outro instrumento avaliativo que pode ser utilizado é a atividade prática indicada na seção Oficina científica. No Tema 14, é proposto aos estudantes que investiguem algumas práticas de conservação de alimentos realizadas no cotidiano. Na oficina, os estudantes devem interpretar os resultados e elaborar conclusões sobre eles, considerando seus conhecimentos sobre o crescimento de microrganismos. Como complemento, é possível realizar as sugestões de dinâmicas e atividades extras indicadas na seção Ampliando deste Manual do Professor. No Tema 13, há a sugestão de envolver os estudantes na elaboração de uma ficha de classificação de uma espécie encontrada na região em que vivem, a qual pode auxiliar a avaliação do aprendizado sobre a classificação de seres vivos. Ao final do estudo da Unidade, é possível explorar a seção Organizando as ideias, na qual há um esquema que relaciona os principais conceitos trabalhados na Unidade, que pode, então, ser ampliado pelos estudantes. As atividades presentes na seção Atividades complementares também podem ser utilizadas. Por exemplo, na atividade 13 da seção Atividades complementares, é possível avaliar o aprendizado dos estudantes sobre processos fisiológicos que ocorrem nas plantas, como a transpiração e o transporte de seiva inorgânica, conceitos explorados no Tema 18. Outros instrumentos avaliativos podem ser incorporados a sua proposta de avaliação, tais como a elaboração de seminários, produtos digitais (como slides, vídeos e podcasts) e textos dissertativos sobre os conteúdos estudados. Para mais propostas de avaliação, retomar a página 442 deste Manual do professor.

Unidade 4 Ecologia, impactos e conservação ambiental BNCC • • •

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Competências gerais: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 e 10. Competências específicas de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: 1, 2 e 3. Habilidades de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: EM13CNT101, EM13CNT104, EM13CNT105, EM13CNT106, EM13CNT202, EM13CNT203, EM13CNT206, EM13CNT301, EM13CNT302, EM13CNT303, EM13CNT304 e EM13CNT307. Temas Contemporâneos Transversais (TCTs): Educação Ambiental Saúde Educação Financeira Educação para o Consumo Vida Familiar e Social

Objetivos da Unidade • • •

Realizar previsões sobre as transformações da matéria e da energia nas relações entre os seres vivos e o ambiente. Compreender as relações alimentares existentes entre os seres vivos e representá-las em cadeias alimentares. Explicar o fluxo de energia ao longo das cadeias alimentares.

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Reconhecer as relações ecológicas existentes entre os seres vivos. Compreender que as populações e as comunidades são dinâmicas, identificando os fatores que influenciam sua estrutura e composição. Analisar os processos envolvidos em ciclos biogeoquímicos. Identificar ações humanas que interferem nos ciclos biogeoquímicos, de modo a propor ações para a redução dessas interferências. Prever e analisar impactos ambientais, considerando os prejuízos à biodiversidade provocados por atividades humanas, posicionando-se criticamente em relação a elas. Justificar a importância e a necessidade de proteção da biodiversidade por meio de sua conservação e/ou de sua preservação. Avaliar ações governamentais, coletivas e/ou individuais, voltadas à proteção da biodiversidade e à manutenção da sustentabilidade. Propor ações e estratégias que minimizem os impactos ambientais provocados por diferentes materiais e/ou atividades humanas visando garantir a sustentabilidade do planeta.

Orientações gerais Esta Unidade propicia o estudo da ciclagem da matéria e do fluxo de energia nos ecossistemas, sob o foco das transformações de matéria e de energia no âmbito ecológico. Ao longo dela, mostra-se também como as atividades humanas podem provocar impactos am-

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bientais que ameaçam a biodiversidade e que, portanto, interferem nas relações estabelecidas entre os seres vivos. Objetiva-se que, ao compreender esses impactos, os estudantes sejam capazes de propor ações individuais e coletivas para reduzir seus efeitos. Dessa forma, esta Unidade propicia a abordagem da CE 1. Além disso, a análise do estudo da dinâmica da vida a partir do funcionamento dos seres vivos e de suas interações, oportuniza o desenvolvimento da CE 2. Em diversos momentos da Unidade, solicita-se aos estudantes que investiguem situações-problema e avaliem as aplicações do conhecimento científico na sociedade utilizando linguagem própria da área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias. Essas ações estão relacionadas à CE 3.

Abertura da Unidade

A fotografia traz a anta-brasileira, o maior mamífero terrestre do Brasil. Apresente algumas informações complementares sobre as antas aos estudantes. Por exemplo, cite que esse animal pode atingir cerca de 300 kg e pouco mais de 2 metros de comprimento. Em sua dieta alimentar, estão inclusas folhas, cascas de árvore e frutos, atuando como dispersora de sementes. Entre seus predadores estão as onças. Segundo a União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN), as antas são classificadas como vulneráveis, entre as categorias de ameaça de extinção, pois suas populações naturais estão reduzindo. As principais ameaças à espécie são a perda de hábitat por desmatamento, a caça, os atropelamentos e a competição por recursos com o gado doméstico. O contexto escolhido para esta abertura integra diferentes assuntos explorados nesta Unidade, tais como relações alimentares e ecológicas, ciclos biogeoquímicos, impactos ambientais e estratégias de conservação e preservação. É possível explorar os conhecimentos prévios dos estudantes sobre esses assuntos realizando as atividades presentes na abertura. Outras também podem ser formuladas com esse mesmo objetivo. Por exemplo, é possível questionar se e como a competição por recursos com o gado doméstico pode ameaçar a sobrevivência das antas. Os estudantes podem elaborar hipóteses, registrar no caderno e confrontá-las durante o estudo da Unidade. Na atividade 3, é possível realizar um trabalho integrado com o(a) docente de Língua Portuguesa sobre o poder e o impacto das palavras. Em um diálogo, muitas vezes, de forma inconsciente, são utilizados termos que possuem conotações negativas ou reforçam estereótipos. Esses termos podem impactar a vida de uma pessoa e o contexto aos quais estão atrelados. No caso do termo anta, seu uso pejorativo contribui para a desvalorização desse animal e do papel que desempenha no ambiente. A partir dessa discussão, é possível promover uma reflexão sobre a importância de utilizar a linguagem de forma respeitosa e inclusiva, objetivando a cultura de paz.

Tema 19 - Relações alimentares

Neste Tema, são abordadas as transformações de matéria e de energia que ocorrem ao longo das cadeias e das teias alimentares. São apresentados conceitos básicos de Ecologia, como hábitat, nicho ecológico e os níveis de organização ecológica, além das relações tróficas existentes em cadeias alimentares e do fluxo de energia entre os níveis tróficos que as compõem. O Tema fomenta discussões sobre os impactos ambientais e desequilíbrios ecológicos sobre as relações alimentares, promovendo reflexões acerca das consequências desse cenário e incentivando a busca por soluções que reduzam as pressões das atividades humanas sobre o ambiente. Dessa forma, trabalha-se o TCT Educação Ambiental e a habilidade EM13CNT101. Esta mesma habilidade é mobilizada na análise das transformações de energia e matéria que ocorrem nas cadeias alimentares, permitindo aos estudantes compreender os fluxos de energia nos ecossistemas e, de forma parcial, nas atividades 7 e 8 do boxe Pense e responda. O Tema também possibilita a mobilização da habilidade EM13CNT203, quando é solicitado aos estudantes que avaliem essas intervenções humanas nos ecossistemas e realizem previsões sobre elas. Na atividade 9 da seção Atividades, os estudantes são solicitados a produzir uma postagem em redes sociais sobre o papel

ecológico de uma espécie de animal encontrada na região onde moram. Essa atividade permite o desenvolvimento da CG 5, pois eles utilizarão tecnologias digitais para a divulgação de informações. Na atividade 7, os estudantes devem interpretar um texto de divulgação científica que aborda características dos manguezais. Portanto, sua realização faz parte da mobilização da habilidade EM13CNT303. A Abertura do Tema apresenta fotografias e um mapa da distribuição geográfica da ariranha (Pteronura brasiliensis) e da lontra (Lontra longicaudis). O objetivo desta introdução é permitir que os estudantes produzam inferências sobre o modo de vida desses seres vivos, considerando aspectos de seus hábitat e nicho ecológico. Aproveite as questões orais para identificar os conhecimentos prévios da turma sobre parte dos conceitos que serão trabalhados no Tema. Se desejar, é possível organizar os estudantes em duplas nesse momento inicial de diagnóstico. Como sugestão de ampliação, é possível propor questões sobre as relações alimentares dos seres vivos. Por exemplo, pergunte como as plantas obtêm energia para o seu desenvolvimento e verifique se os estudantes reconhecem o processo da fotossíntese como responsável pela transformação da energia solar em energia química. Em seguida, questione como os animais obtêm energia e verifique se reconhecem que os animais precisam se alimentar de outros seres vivos.

Conceitos básicos de Ecologia

Com relação aos conceitos básicos de Ecologia, se desejar, mencione que o ecólogo britânico Arthur George Tansley (1871-1955) utilizou pela primeira vez o termo ecossistema, em 1935. Sua definição se referia a um sistema formado por todos os organismos de uma dada área, pela matéria orgânica produzida por eles e pelo ambiente em que eles se encontram. Essa referência é importante para que a Ciência seja entendida como um processo histórico de construção do conhecimento.

Cadeia alimentar

Auxilie a leitura da representação da cadeia alimentar e procure averiguar se os estudantes compreendem o que as setas representam e por que elas se apresentam no sentido indicado. Explique à turma que as setas denotam o sentido da transferência de matéria e de energia de um ser vivo para o outro, por meio da alimentação. Alguns autores não consideram os decompositores como um nível trófico das cadeias alimentares, uma vez que atuam sobre todos os níveis tróficos, não ocupando posições fixas, ao contrário de produtores e consumidores. Os decompositores agem de forma dispersa, obtendo energia de matéria orgânica morta e reciclando nutrientes. Além disso, eles não seguem uma sequência linear de transferência de energia, desempenhando um papel de reciclagem. Esse grupo é diverso, abrangendo organismos como bactérias e fungos. De qualquer forma, destaque a importância desses organismos para a fertilidade do solo, pois sua ação decompositora possibilita que os micronutrientes presentes na matéria orgânica morta retornem ao solo. Retome o exemplo da cadeia alimentar do Pantanal que consta no Livro do estudante. Questione-os se seria possível que o peixe representado ocupasse outros níveis tróficos, caso fosse onívoro. Espera-se que respondam que sim, pois, ao se alimentar de plantas, ele ocupa o segundo nível trófico, sendo um consumidor primário.

Teia alimentar

Para introduzir o estudo das teias alimentares, pergunte aos estudantes se os seres vivos ingerem apenas um tipo de alimento ou se podem variar a dieta. É possível que a maioria deles identifique que grande parte dos seres vivos apresenta uma dieta bastante variada. No entanto, destaque que existem seres vivos cuja alimentação é restrita e específica. Um exemplo é o tamanduá-bandeira, que possui uma dieta insetívora, utilizando sua língua para capturar formigas, cupins e outros insetos. Em seguida, solicite que voluntários façam a leitura do esquema que representa uma teia alimentar, identificando diferentes cadeias alimentares. Dessa forma, a turma pode dimensionar a complexidade das relações alimentares entre os seres vivos que ocupam um mesmo ecossistema.

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Desequilíbrio nas relações alimentares

Retome a análise do esquema apresentado de uma teia alimentar e faça questionamentos para que os estudantes compreendam o equilíbrio dinâmico entre as espécies. Se, por exemplo, a população de jacarés aumentar, o que poderia acontecer com a população de insetos? Identifique as previsões apontadas pelos estudantes. Na sequência, explique que os jacarés se alimentam de peixes e os peixes se alimentam das larvas de insetos. Assim, o aumento no número de jacarés poderia levar à diminuição do número de peixes, e, por consequência, ao aumento do número de insetos. Outros exemplos similares podem ser fornecidos para ressaltar aos estudantes que as espécies de um dado ecossistema estão interrelacionadas. Utilize esses questionamentos para apresentar os impactos em cadeias alimentares provocados por atividades humanas. Explique que, quando espécies exóticas são introduzidas em uma região, pode haver um grande desequilíbrio ambiental, pois elas podem não apresentar um predador direto. Desse modo, o crescimento populacional da espécie exótica passa a ser muito grande, havendo uma enorme competição por alimentos e consequente diminuição da população das espécies nativas ou até mesmo a sua extinção. O boxe Diálogos da natureza trabalha os conceitos de bioacumulação e biomagnificação, relacionados ao acúmulo de substâncias em um organismo e em vários organismos ao longo da cadeia alimentar. Converse com o(a) docente responsável pelo componente curricular Química e verifique a possibilidade de uma abordagem conjunta sobre o assunto, na qual podem ser trabalhados os conceitos de química ambiental que envolvam poluentes, incluindo compostos organoclorados (como o DDT), metais pesados e microplásticos, e como eles se comportam no ambiente e afetam os ecossistemas. Em reações inorgânicas, é possível abordar como os metais pesados podem formar compostos mais facilmente acumulados nos tecidos vivos. Pode-se também explorar a ideia de solubilidade de substâncias poluentes em lipídios versus água para entender por que certas substâncias se acumulam mais facilmente nos tecidos gordurosos dos organismos. No contexto de química analítica, pode-se discutir como são feitas as medições de concentrações de poluentes em organismos, solo e água, o que pode levar a uma compreensão mais profunda de como a bioacumulação é detectada e monitorada. Essa abordagem conjunta também pode ser favorecida pela análise de notícias e situações-problema envolvendo esses conceitos.

Ampliando

Os impactos ambientais provocados pela intervenção em teias alimentares podem causar prejuízos ao ambiente, além de mudar a paisagem de uma dada região. A agricultura industrial, por exemplo, utiliza uma grande quantidade de agrotóxicos, os quais podem ser nocivos não apenas às pragas agrícolas mas também aos insetos polinizadores da mata nativa. Peça aos estudantes que pesquisem alternativas para ampliar a produtividade agrícola sem o uso abusivo de agrotóxicos, tais como o controle biológico e o uso de tecnologias de manipulação do DNA que aumentam a resistência dos cultivos contra eventuais pragas agrícolas. Os resultados das pesquisas podem ser divulgados por meio de relatórios, cartazes ou recursos digitais, que podem ser utilizados como instrumentos avaliativos do aprendizado.

Energia nas cadeias alimentares

O esquema que representa o fluxo de energia em uma cadeia alimentar pode ser lido em conjunto com os estudantes e reproduzido na lousa, para que interpretem as interações entre matéria e energia neste exemplo.

Pirâmides ecológicas

Ao explorar as pirâmides de energia, de números e de biomassa, comente que elas representam as relações entre diferentes níveis tróficos. Destaque que cada nível trófico é representado por uma barra, cujo comprimento horizontal é proporcional à produtividade (na pirâmide de energia), ao número de indivíduos estimado para aquele nível trófico (na de números) ou à biomassa (na de biomassa).

Explique que a pirâmide de energia representa o fluxo de energia ao longo dos níveis tróficos. Por meio dela é possível avaliar a quantidade de energia disponível para o nível seguinte e a energia efetivamente assimilada e inferir sobre a perda de energia para o ambiente. É possível aprimorar a análise sobre o fluxo de energia nos ecossistemas de modo integrado com o componente curricular Física. Ao abordar o assunto, o(a) docente de Física pode aprofundar a explicação sobre as pirâmides de energia ao relacioná-las com as leis da termodinâmica. Ele(a) pode começar destacando a primeira lei da termodinâmica, que estabelece que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada de uma forma em outra. Então, ele pode explicar a segunda lei da termodinâmica, que afirma que nenhuma transformação de energia é 100% eficiente. Nesse sentido, sempre haverá perda de parte da energia, na forma de calor, em processos metabólicos que ocorrem em cada nível trófico, como respiração e atividade muscular. Isso justifica por que a base da pirâmide de energia é mais larga, representando uma maior quantidade de energia nos produtores, enquanto há uma redução progressiva na largura dos demais degraus da pirâmide, indicando que cada vez menos energia está disponível aos consumidores de níveis tróficos subsequentes. Comente que tanto a pirâmide de números quanto a pirâmide de biomassa podem ter diferentes configurações, ao contrário da pirâmide de energia, que tem sempre a mesma conformação. O boxe Diálogos da natureza traz uma definição sobre as unidades de energia utilizadas no cotidiano (caloria) e indicadas no Sistema Internacional (Joule). Se desejar, convide o(a) docente(a) com formação disciplinar em Física para demonstrar o uso dessas unidades de medida e como é realizada a conversão entre uma e outra. Se desejar, ao comentar sobre calorias, peça aos estudantes que tragam para a classe rótulos de alimentos industrializados ou bebidas consumidas por eles, a fim de verificarem a quantidade de calorias indicada nas porções de cada alimento/bebida. É possível que investiguem o valor nutricional dos alimentos, reflitam sobre suas dietas e planejem uma alimentação saudável.

Tema 20 - Relações ecológicas

O Tema aborda relações ecológicas existentes nos ecossistemas, considerando as que podem ocorrer entre indivíduos da mesma espécie ou entre espécies distintas. Entre as relações apresentadas estão as sociedades, exemplificada pelas abelhas. Neste momento, é sugerido ao estudante que obtenha mais informações sobre esses animais acessando o site disponibilizado no boxe Espaços de aprendizagem, favorecendo o desenvolvimento da CG 5, relacionada ao acesso de tecnologias digitais para obter informações de forma significativa. Na seção Atividades, a atividade 3 proporciona uma situação-problema na qual os estudantes devem tomar uma decisão estratégica após avaliar a redução do número de indivíduos de gaviões-carrapateiros em um parque de conservação da biodiversidade. A avaliação de qual intervenção deve ser realizada no ecossistema, visando à sustentabilidade da região e às condições ambientais do parque, trabalha parcialmente a habilidade EM13CNT203, relacionada à análise e previsão de efeitos de possíveis intervenções nos ecossistemas. Sob esse mesmo raciocínio, essa habilidade também pode ser trabalhada na atividade 4, na qual os estudantes devem investigar e avaliar os fatores responsáveis pela elevação da temperatura da água do mar e relacioná-la às consequências ambientais observadas. A atividade 5 oportuniza uma reflexão sobre os aspectos positivos e negativos do uso de conceitos científicos na comunicação, desenvolvendo a CG 4. Também é possível fazer uma integração com os responsáveis pelo componente curricular Língua Portuguesa e suas Tecnologias ao avaliar e interpretar as mensagens veiculadas em manchetes e desenvolver habilidades de argumentação. Na Abertura do Tema, apresenta-se uma das cenas do filme de animação O espanta tubarões, que possibilita explorar conceitos de interação interespecífica. Ressalte que, na natureza, o bodião-limpador estabelece relações com outros peixes, e não com baleias, como representado pelo filme. Após apresentar esse exemplo, aproveite para questionar sobre outras relações ecológicas que os estudantes possam conhecer, explorando seus conhecimentos prévios. Nesse momento inicial, sugere-se que os estudantes sejam organizados em grupos, incentivando a interação com os colegas.

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Tipos de relações ecológicas

Retome a relação apresentada na abertura entre os bodiões-limpadores e outros peixes e questione se ela é um exemplo de relação facultativa ou obrigatória. Estimule os estudantes a exercerem o raciocínio científico para elaborarem suas respostas. Espera-se que concluam que se trata de uma relação facultativa, já que ambas as espécies são capazes de sobreviver fora da relação. Especificamente, configura uma relação de protocooperação, que será abordada adiante neste Tema.

Colônia

Destaque que, nessa relação, os indivíduos são conectados uns aos outros e podem ser idênticos entre si, como em um coral, ou podem ter especializações, como no caso da caravela-portuguesa. Caso utilize o exemplo do coral, é possível comentar o fenômeno de branqueamento dos corais, ocasionado pela expulsão das algas às quais se associam, em decorrência da elevação da temperatura média da água do mar. Explique que esse é outro tipo de associação (mutualismo) que será estudado adiante. Esse cenário é explorado na atividade 4 da seção Atividades, que envolve uma pesquisa por parte dos estudantes. Para estimular a participação dos estudantes, é possível indicar que façam a pesquisa anteriormente à resolução da atividade, assim podem trazer as informações encontradas e suas eventuais dúvidas sobre o assunto à sala de aula. A sala pode ser organizada em grupos colaborativos, com mesas dispostas em círculos ou em semicírculo, permitindo discussões dinâmicas.

Sociedade

Diferentemente da colônia, os indivíduos que vivem em sociedade cooperam, mas não existe conexão física entre eles; nesse caso, os indivíduos podem ser morfologicamente semelhantes ou terem constituições corporais diferentes, como no caso das abelhas. Oriente a turma a analisar as fotografias presentes no Livro do estudante e a descrever as principais características físicas de uma operária, de um zangão e da rainha. Para explorar mais sobre as relações entre essas abelhas, oriente-os a acessar o site indicado no boxe Espaços de aprendizagem. O site apresenta essas e outras diversas características das abelhas.

Competição

Explique que a competição pode ser estabelecida entre diferentes seres vivos de mesma espécie, ou entre espécies distintas, quando essas possuem o mesmo hábitat ou quando seus nichos ecológicos se sobrepõem. A competição pode ser estabelecida por abrigo, alimento, parceiros reprodutivos, entre outros recursos.

Predação

Comente que, em geral, a predação remete a relações entre animais. Contudo, alguns autores consideram que, quando um animal se alimenta dos tecidos de uma planta e provoca sua morte, impedindo-a de se propagar no ambiente, também configura um exemplo de predação. Outros autores defendem que, quando um indivíduo de uma espécie se alimenta de uma planta inteira, ou de partes dela, ocorre herbivoria. Assim como na predação, o herbívoro é beneficiado pela relação, enquanto a planta é prejudicada. Muitos animais são herbívoros, como os besouros, os gafanhotos, os bovinos, os ovinos e determinados peixes. Destaque que a pressão seletiva da predação é bastante intensa na natureza e, por isso, tanto presas quanto predadores podem apresentar estratégias adaptativas que ajudam na sobrevivência e reprodução, como é o caso da camuflagem, do aposematismo e do mimetismo. Comente ainda que alguns predadores apresentam estruturas sensoriais muito desenvolvidas, tais como os olhos das águias, que conseguem localizar distantes; e as fossetas loreais de serpentes, que percebem variações mínimas de temperatura e, dessa forma, identificam a presença de suas presas.

Mutualismo

Alguns sistemas de polinização são bastante específicos, como aqueles em que a espécie polinizadora e a espécie vegetal dependem uma da outra para sua sobrevivência e reprodução. A evolução desses sistemas pode ser explicada pelo mutualismo.

#FICA A DICA, professor! Para saber mais sobre a evolução de sistemas de polinização específicos, leia o artigo a seguir. Mutualismos extremos de polinização: história natural e tendências evolutivas. Publicado por: Oecologia Australis. Disponível em: https://revistas.ufrj.br/index.php/oa/article/view/8209. Acesso em: 29 out. 2024. •

Protocooperação

Ao retomar o exemplo do bodião-limpador, comente que outras inúmeras espécies de seres vivos se alimentam de resíduos ou parasitas existentes sobre o corpo de outros animais. Uma delas é o gavião-carrapateiro, explorado na atividade 3 da seção Atividades.

Comensalismo

É possível que os estudantes já tenham visto orquídeas e bromélias crescendo sobre o tronco de outras plantas. Por isso, antes de apresentar o comensalismo, questione-os se essas espécies são beneficiadas, prejudicadas ou não afetadas por essa relação, incentivando-os a exercerem o pensamento científico. É possível que alguns pensem que as orquídeas e bromélias são beneficiadas pela relação, enquanto as outras plantas são prejudicadas. Neste caso, explique que não há prejuízos, pois elas são apenas utilizadas como suporte pelas epífitas.

Parasitismo

Comente com os estudantes que há parasitas que vivem no interior do corpo do hospedeiro, como as tênias, que se alojam no intestino dos seres humanos; e os que vivem fora do corpo do hospedeiro, associando-se a sua superfície, como os carrapatos, que parasitam a pele.

Tema 21 - Dinâmica de populações e sucessão ecológica

Os assuntos trabalhados neste Tema possibilitam o envolvimento dos estudantes com a abordagem e linguagem científica no contexto da Ecologia, oportunizando o trabalho com as CGs 2 e 4. Neste tema, são discutidas algumas características das populações, além dos principais fatores reguladores do tamanho das populações em equilíbrio. Já no que diz respeito ao estudo das comunidades, são apresentados os conceitos de sucessão ecológica. Esses conhecimentos possibilitam ao estudante analisar se as condições ambientais estão ou não favoráveis ao crescimento das populações e se há limites impedindo seu desenvolvimento e equilíbrio, trabalhando a habilidade EM13CNT202. Possibilitam também avaliar e prever os efeitos de intervenção nos ecossistemas e seus impactos nas populações de organismos, mobilizando a habilidade EM13CNT203. Na seção Atividades, a atividade 2 proporciona uma situação em que os estudantes devem avaliar o crescimento de uma população dadas as condições ambientais favoráveis e os fatores limitantes ao seu crescimento, mobilizando a habilidade EM13CNT202. Essa avaliação é feita pela interpretação de dados de um experimento, portanto também mobiliza a habilidade EM13CNT301. A atividade 4 avalia os efeitos de uma intervenção natural, a erupção do vulcão Krakatoa, possibilitando o trabalho com a habilidade EM13CNT203. O boxe Espaços de aprendizagem dessa atividade indica um podcast com curiosidades que exercitam a curiosidade intelectual e o pensamento científico, conforme prevê a CG 2, além de abordar a cultura digital, como prevê a CG 5. A seção Saiba mais possibilita o trabalho com a habilidade EM13CNT206 ao discutir sobre ações humanas voltadas para a sustentabilidade; a CG 6, ao promover a valorização dos saberes dos povos e das comunidades tradicionais; e a CG 5, ao possibilitar a criação de uma postagem em redes sociais para partilhar suas descobertas. Além disso, oportuniza o trabalho com o TCT Educação Ambiental. Na Abertura do Tema, há uma reportagem que informa mudanças no tamanho populacional de diferentes espécies existentes em alguns recifes de coral tropicais. Questione os estudantes sobre os possíveis

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motivos causadores dessas mudanças, bem como seus possíveis efeitos futuros na comunidade desses ambientes, realizando as atividades do boxe Pense e responda. Assim, é possível levantar o conhecimento prévio dos estudantes e estimular o exercício do raciocínio científico. Se necessário, retome os conceitos de população, comunidade e ecossistema, vistos anteriormente no Tema 19. Os diferentes níveis de organização dos seres vivos são fundamentais para o entendimento das ideias relacionadas ao estudo da dinâmica das populações e das comunidades.

Estudo das populações

Os estudantes podem ter dificuldades em compreender o significado de populações com tamanho relativamente estável. Explique que, nesses casos, o número de nascimentos permanece próximo do número de óbitos em determinado período. Por isso, a taxa de crescimento oscila pouco. Apesar de não ocorrerem variações significativas no contingente da população, não se pode afirmar que não houve nascimentos da população. O estudo da estrutura etária de uma população possibilita o trabalho integrado com os(as) docentes responsáveis pelos componentes curriculares Geografia e de Sociologia. É possível explorar a estrutura etária das populações humanas de diferentes países e/ ou continentes. Com base no estudo de pirâmides etárias, pode-se explorar como esses dados refletem a natalidade e a expectativa de vida de diferentes populações. Uma outra abordagem pode explorar como esses dados podem auxiliar a elaboração de políticas públicas relativas à saúde, à previdência social e ao planejamento urbano, proporcionando uma compreensão mais aplicada e crítica do tema. Em Geografia, é possível discutir as dinâmicas populacionais e suas implicações no espaço geográfico, enquanto em Sociologia, os estudantes podem refletir sobre os impactos sociais e culturais dessas estruturas.

Estudo das comunidades

Explique aos estudantes que as variações que ocorrem nos estágios iniciais de uma comunidade podem conduzi-la a diferentes estados estáveis de clímax, o que significa dizer que diferentes comunidades não progridem em direção a um mesmo clímax. Algumas pessoas podem associar o clímax de qualquer comunidade a uma formação florestal, porém, como as comunidades são sistemas abertos e sua composição muda continuamente ao longo de gradientes ambientais, têm-se comunidades clímax com diferentes tipos de vegetação, inclusive não florestais.

Saiba mais

Ao discutir o reflorestamento, é importante incentivar os estudantes a refletirem sobre o uso sustentável dos recursos florestais, como madeira, sementes, resinas, entre outros. Destaque que o reflorestamento, além de promover o crescimento de espécies vegetais, possibilita o repovoamento de uma área degradada com diversos seres vivos e que essa ação é fundamental em áreas nas quais a capacidade natural de regeneração de áreas degradadas foi perdida. Em determinados casos, é possível explorar de forma sustentável os recursos da floresta, sem a degradar. Comente que podem existir diferentes objetivos almejados pelo reflorestamento. No Livro do estudante, apresenta-se como exemplo o reflorestamento de áreas com vegetação nativa para restaurar ecossistemas degradados. Diga que, no entanto, o reflorestamento também pode ser feito com espécies de plantas de valor comercial, que possam ser usadas como matéria-prima para papel e celulose, mas que isso pode reduzir a biodiversidade local.

Tema 22 - Ciclos biogeoquímicos

O Tema apresenta a ciclagem da matéria nos ecossistemas, ocorrida nos ciclos biogeoquímicos. Entre eles, são apresentados o ciclo do carbono, o do nitrogênio e o da água. Discutem-se algumas interferências das atividades humanas nos ciclos apresentados e as suas consequências, e os estudantes são convidados a propor ações

e estratégias voltadas para reduzi-las, proporcionando o trabalho com as habilidades EM13CNT101 e EM13CNT105, além da abordagem do TCT Educação Ambiental. No boxe Espaço de aprendizagem, há a sugestão de um vídeo sobre a síntese de amônia, que pode enriquecer o aprendizado dos estudantes sobre a fixação industrial de nitrogênio, no ciclo do nitrogênio. O uso de tecnologias digitais de forma significativa para produção de conhecimentos oportuniza o desenvolvimento da CG 5. A habilidade EM13CNT105 também está presente na atividade 4 da seção Atividades deste Tema, que propõe uma situação-problema na qual os estudantes devem realizar uma análise crítica sobre a pavimentação das cidades, um tipo de interferência humana no ambiente que pode afetar o ciclo da água. Os estudantes devem fornecer sugestões para minimizar os impactos provocados. Assim, essa atividade promove o desenvolvimento de parte da CG 2. A Abertura do Tema apresenta o funcionamento de uma usina de biogás, que vem se popularizando nas últimas décadas. Seu objetivo é retomar as transformações de energia nos ecossistemas e introduzir a ciclagem de matéria.

#FICA A DICA, professor! Para conhecer exemplos de usinas de biogás no Brasil, acesse o site. Exemplos de usinas de aproveitamento de biogás no Brasil. Publicado por: Ministério das Cidades. Disponível em: https://antigo. mdr.gov.br/images/stories/ArquivosSNSA/probiogas/Folhetoprojetos dereferenciaPROBIOGAS.pdf. Acesso em: 24 out. 2024. Explore o esquema apresentado, solicitando a voluntários que realizem sua leitura em voz alta. •

É possível fazer alguns questionamentos prévios para averiguar o conhecimento dos estudantes e planejar as aulas. Por exemplo, é interessante perguntar se os elementos químicos são destruídos pelos sistemas biológicos. Espera-se que os estudantes reconheçam que os seres vivos não destroem os elementos químicos; a matéria é apenas transformada por meio de reações químicas. As reações da fermentação podem ser ilustradas no quadro para que a turma perceba que os elementos químicos são reconfigurados em novas moléculas, sem que haja destruição da matéria. Também se pode perguntar onde os elementos químicos são encontrados no ambiente. Para essa questão, verifique se os estudantes reconhecem que há elementos químicos nas massas de ar, em corpos d’água, presentes em minérios do solo e nos seres vivos, por exemplo.

Ciclo do carbono

Antes de iniciar o estudo do ciclo do carbono, comente com os estudantes que o carbono é um elemento estrutural de biomoléculas e, portanto, os processos de degradação e síntese de compostos orgânicos causam a transferência deste elemento químico na natureza. Se desejar, explique a eles que os bois, as ovelhas e as cabras são exemplos de animais ruminantes, ou seja, de mamíferos herbívoros poligástricos (com mais de uma câmara estomacal). O processo digestivo desses animais conta com a ação de bactérias simbiontes que possibilitam a degradação da celulose. Durante a digestão, ocorre liberação de gás metano. Para um estudo aprofundado, é possível elaborar uma atividade para que os estudantes façam uma pesquisa sobre a digestão dos ruminantes. A partir da pesquisa, os estudantes podem analisar como a criação de animais pode impactar o ambiente e propor estratégias de manejo sustentável. A atividade é uma oportunidade para os estudantes relacionarem os conceitos de digestão e ciclos biogeoquímicos, enfatizando a interconexão entre organismos e seus impactos no ecossistema. Explore o boxe Diálogos da natureza. Converse com o(a) docente responsável pelo componente curricular Química e verifique a possibilidade de uma abordagem integrada sobre os tipos de combustão apresentados, completa e incompleta. O(A) docente pode explorar aspectos qualitativos e quantitativos de como diferentes combustíveis podem influenciar ciclos naturais, no caso, o de carbono.

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Ciclo do nitrogênio

Explique que o nitrogênio é comum em aminoácidos, proteínas e nas bases nitrogenadas do DNA e RNA, sendo um dos elementos químicos essenciais à vida. Incentive os estudantes a refletirem criticamente sobre como atividades humanas, como as queimadas e o uso excessivo de substâncias que acidificam o solo, afetam os organismos responsáveis pela nitrificação. Pergunte, por exemplo, quais seriam as consequências ambientais provocadas pela morte desses organismos. Destaque que a prática de queimadas e a contaminação do solo comprometem ciclos biogeoquímicos essenciais, resultando em infertilidade do solo e impactos a longo prazo na produção de alimentos e nos ecossistemas. Encoraje os estudantes a debaterem possíveis alternativas sustentáveis para minimizar esses impactos, como o uso de técnicas de agricultura de conservação e métodos que evitem a degradação do solo, promovendo a busca por soluções críticas e inovadoras. Para um maior aproveitamento do boxe Diálogos da natureza, converse com o(a) docente responsável pelo componente curricular Química. Verifique a possibilidade de uma abordagem integrada sobre a fixação industrial de nitrogênio. O(A) docente pode apresentar a equação química para a síntese de amônia, contribuindo para o aprendizado dos estudantes de como esse processo interfere no ciclo do nitrogênio. Incentive os estudantes a ampliarem seus conhecimentos sobre a fixação industrial do nitrogênio assistindo ao vídeo indicado no boxe Espaços de aprendizagem. Pretende-se que os estudantes percebam as influências econômicas, tecnológicas, ambientais e sociais em avanços científicos, destacando impasses e contradições – neste caso, produzir alimentos em maior quantidade, mas, por outro lado, causar danos ambientais como poluição da água e da atmosfera em virtude do excesso de fertilizantes nitrogenados utilizados e não absorvidos pelas plantas. Esse boxe oportuniza discussões que abordem a habilidade EM13CNT304, promovendo uma reflexão sobre uma situação controversa relacionada ao avanço da Ciência.

Ciclo da água

Comente com os estudantes que alguns fatores podem influenciar a velocidade de evaporação, como a temperatura do ambiente, o vento, a extensão da superfície do líquido e a umidade do ar. Explique aos estudantes que a evapotranspiração considera as taxas de evaporação e de transpiração das plantas em fragmentos florestais, visto não ser possível diferenciá-las em medições. A taxa de evaporação, nesse caso, compreende a evaporação da água líquida presente nas superfícies terrestres. Para tanto, a presença de cobertura vegetal se faz importante ao interceptar parte da água das chuvas, evitando sua completa infiltração no solo. Dessa forma, parte da água da chuva que foi interceptada evapora, retornando à atmosfera na forma de vapor. A taxa de transpiração, por sua vez, compreende a perda de água, na forma de vapor, por parte das plantas. Se necessário, retome o conteúdo de transpiração apresentado no Tema 18. Se desejar, promova uma discussão sobre as diversas maneiras pelas quais as atividades humanas afetam o ciclo hidrológico. Por exemplo, considere a queima de combustíveis fósseis, que promove a liberação de poluentes na atmosfera, os quais intensificam o efeito estufa e provocam alterações climáticas significativas. Questione os estudantes sobre como as mudanças climáticas podem influenciar o ciclo da água. Explique que essas alterações podem influenciar nos regimes de chuvas, levando a secas em algumas regiões e a chuvas intensas em outras, impactando a disponibilidade de água doce e a biodiversidade. Incentive os estudantes a pensar em maneiras de mitigar esses impactos e a refletir sobre como suas ações individuais e coletivas podem influenciar o ciclo hidrológico. Essa temática será aprofundada nos Temas seguintes desta Unidade. Também é possível mencionar a pavimentação de cidades, que impede ou dificulta a infiltração da água da chuva no solo, o que pode ocasionar alagamentos, dependendo da localização das cidades. Essa interferência é abordada na atividade 4 da seção Atividades. As atividades 5 e 6 do boxe Pense e responda promovem uma oportunidade para o trabalho com um tema de relevância para a contemporaneidade: o risco da escassez de água apropriada para consumo humano. Essas atividades favorecem o posicionamento crítico

dos estudantes diante de um desafio real e possibilitam que reflitam conscientemente sobre as contribuições da Ciência e da tecnologia, bem como os impactos de atividades humanas sobre esse recurso, com base em diversas dimensões, como econômica, social e biológica.

Tema 23 - Impactos ambientais

Neste Tema, discute-se a interferência das atividades humanas nos ecossistemas, considerando, sobretudo, seus impactos à biodiversidade. Ao incentivar os estudantes a avaliar e a fazer previsões sobre os efeitos dessas atividades, é possível mobilizar a habilidade EM13CNT203. A habilidade EM13CNT104 pode ser mobilizada durante o trabalho com a contaminação ambiental por produtos químicos e resíduos, de modo geral, pois é possível analisar seus riscos ao ambiente e posicionar-se criticamente em relação a eles. As habilidades citadas EM13CNT104 e EM13CNT203 podem ser trabalhadas na atividade 7 da seção Atividades, na qual são trabalhados os riscos ao ambiente decorrentes da produção anual de resíduos eletrônicos no Brasil. Nela, os estudantes são desafiados a propor soluções para reduzir esse impacto e aplicá-las na escola, desenvolvendo também a CG 2, relacionada à solução de problemas, e a CG 10, relacionada à ação responsável embasada em preceitos sustentáveis. As atividades 1, 2, 3 e 5 da seção Atividades possibilitam a mobilização da habilidade EM13CNT203, quando os estudantes devem avaliar os efeitos de intervenções humanas nos ecossistemas, considerando os mecanismos de manutenção da vida, bem como propor ações para minimizá-los. A atividade 1 também possibilita o trabalho com a habilidade EM13CNT301, ao promover a interpretação de um gráfico das medidas da concentração de CO2 na atmosfera ao longo do período entre 1880 e 2021, relacionando-as ao aumento da temperatura média do planeta. O boxe Espaços de aprendizagem apresenta um simulador que pode contribuir para o estudo do efeito estufa. O uso de tecnologias digitais para construir conhecimentos de forma significativa oportuniza o desenvolvimento da CG 5. A Abertura do Tema traz, em destaque, algumas manchetes de jornais e portais de notícia sobre alagamentos, queimadas, secas – algumas consequências do agravamento da crise climática, relacionada às atividades humanas. Proponha uma reflexão sobre as intervenções humanas nos ecossistemas e suas consequências ao meio ambiente, incluindo impactos nos próprios ecossistemas, nos organismos vivos e no corpo humano, a exemplo da manifestação de doenças oriundas do contato próximo com animais silvestres. Ao realizar a atividade 1 do boxe Pense e responda, oriente os estudantes a registrarem suas respostas no caderno. As respostas podem ser retomadas durante a resolução da atividade 2 da seção Atividades deste Tema, de modo que os estudantes avaliem como se deu seu aprendizado sobre o assunto.

Queimadas e desmatamento

Comente os diversos fatores que pressionam o desmatamento. Explique que, segundo o Relatório Anual do Desmatamento no Brasil (RAD), de 2023, mais de 97% do desmatamento é motivado por práticas agropecuárias. Contudo, é importante reforçar a importância desse setor econômico para o país. Neste momento, sugerimos a realização da atividade 10 que se encontra na seção Atividades.

#FICA A DICA, professor! •

O RAD, de 2023, pode ser acessado por meio do site a seguir. Relatório Anual do Desmatamento no Brasil. Publicado por: MapBiomas. Disponível em: https://alerta.mapbiomas.org/ relatorio/. Acesso em: 24 out. 2024.

A atividade 2, proposta no boxe Pense e responda, oportuniza aos estudantes avaliar o impacto da utilização de imagens de satélite no desenvolvimento de uma região e na conservação ambiental.

Queima de combustíveis fósseis

Antes de iniciar o estudo do assunto, levante os conhecimentos prévios dos estudantes e questione-os se o efeito estufa é um fenômeno natural ou provocado pelas ações humanas. É importante que

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eles relacionem o efeito estufa a um fenômeno natural, fundamental para a manutenção da temperatura média da Terra adequada à existência de vida. Contudo, as atividades humanas têm aumentado as emissões de gases de efeito estufa na atmosfera, contribuindo para a intensificação desse fenômeno. O boxe Espaços de aprendizagem apresenta um simulador no qual pode ser testada a concentração de gases de efeito estufa na atmosfera e o aumento da temperatura. Ao clicar em “Ondas”, peça aos estudantes que verifiquem o medidor de temperatura na situação de ausências de gases estufa na atmosfera, variando a quantidade desse gás na régua, à direita. Depois, peça que comparem o que ocorre no momento de concentração máxima de gases de efeito estufa. Explique que, entre as consequências da intensificação do efeito estufa, estão as mudanças climáticas e os efeitos decorrentes dela, como alteração do regime de chuvas de uma região que pode ocasionar seca extrema ou excesso de chuvas, causando enchentes. Alterações no regime de chuvas também impactam o ciclo de vida das plantas, prejudicando a oferta de alimentos para os seres vivos, incluindo os seres humanos. Além disso, cite o derretimento das geleiras, que pode provocar a morte de diversas espécies que utilizam o local como abrigo, para buscar alimentos ou parceiros para reprodução, como alguns invertebrados, espécies de aves, pinguins, focas e o urso-polar. Neste tópico, há dois boxes Diálogos da natureza. Um deles trata de fontes de energia, tema que favorece uma abordagem integrada com o componente curricular Física. O(A) docente pode contribuir avaliando tecnologias e soluções para as demandas energéticas, bem como considerar a disponibilidade de recursos, a eficiência energética e a relação custo-benefício de diferentes fontes de energia, contribuindo para o desenvolvimento da habilidade EM13CNT106. O outro boxe aborda a chuva ácida, tema que pode ser trabalhado de forma integrada com o responsável pelo componente curricular Química. O(A) docente pode apresentar as reações químicas de formação e dissociação do ácido carbônico e o conceito de pH, o que pode contribuir para o desenvolvimento da habilidade EM13CNT104.

É possível relacionar essa temática ao TCT Saúde através da discussão das implicações da degradação da camada de ozônio para a saúde humana. Os(As) docentes podem conduzir um debate sobre problemas de saúde como câncer de pele, catarata e outras condições relacionadas à exposição excessiva à radiação ultravioleta (UV). Essa conexão não só enriquece o aprendizado dos estudantes sobre os processos químicos mas também promove a conscientização sobre a importância da preservação da camada de ozônio à saúde pública.

Tráfico de animais silvestres, caça e pesca predatórias

Se desejar, forneça aos estudantes mais informações sobre a categorização de espécies ameaçadas de extinção. Em 1964, a União Internacional para a Conservação da Natureza e dos Recursos Naturais (IUCN) criou a Lista Vermelha de Espécies Ameaçadas. Essa lista foi criada para facilitar o acesso a informações científicas sobre os estados das espécies no âmbito global; chamar a atenção para a biodiversidade ameaçada; e orientar ações de conservação dessa diversidade. A lista é considerada o maior catálogo sobre o estado de conservação de espécies de todo planeta. Nessa lista, as espécies são classificadas em categorias. No boxe Espaços de aprendizagem, é indicado um site que explica o significado de cada categoria. Recomende que os estudantes façam a leitura desse documento. Com relação ao Brasil, foi publicada a Lista Nacional de Espécies Ameaçadas de Extinção em junho de 2022, documento mais recente até o momento da produção deste material. Nessa lista, constam mais de 3.209 espécies de flora e 485 espécies de fauna ameaçadas de extinção. É interessante verificar se houve atualização da lista durante o trabalho com este assunto.

#FICA A DICA, professor! •

A página indicada a seguir fornece informações sobre os efeitos da poluição atmosférica e da chuva ácida, abordando suas causas, consequências e formas de mitigação. Poluição atmosférica e chuva ácida. Publicado por: Universidade de São Paulo. Disponível em: https://www.usp.br/qambiental/ chuva_acidafront.html. Acesso em: 29 out. 2024.

Contaminação por produtos químicos

Se desejar, explique aos estudantes que, para os seres humanos, os efeitos imediatos do consumo de água ou plantas contaminados por agrotóxicos incluem fraqueza, vômitos e dificuldade respiratória; a longo prazo, alterações neurológicas, lesões no fígado e até câncer. Ao comentar a eutrofização de corpos d’água, complemente dizendo que o acúmulo de nutrientes favorece a proliferação de cianobactérias e algas na superfície de corpos d’água, limitando a quantidade de luz solar que atinge certas profundidas desses ambientes. Assim, há uma redução na taxa fotossintética, resultando na diminuição dos níveis de gás oxigênio dissolvido, o que provoca a morte de seres aeróbios. Essa condição anaeróbia também favorece a proliferação de seres decompositores, que produzem compostos tóxicos. O boxe Diálogos da natureza aborda a degradação da camada de ozônio, temática que pode ser abordada de forma integrada com o responsável pelo componente curricular Química. O(A) docente pode apresentar as reações químicas de formação e degradação natural de ozônio, destacando que elas ocorrem por meio da interação entre a radiação UV e as moléculas de gás oxigênio e de gás ozônio existentes na estratosfera. Também pode apresentar a reação de degradação de ozônio por substâncias que possuem cloro em sua composição. A contribuição do(a) docente pode enriquecer o aprendizado dos estudantes acerca da ocorrência desses processos.

Acesse o site a seguir para conhecer a Lista Nacional de Espécies Ameaçadas de Extinção. Portaria MMA no 148, de 7 de junho de 2022. Publicado por: Ministério do Meio Ambiente. Disponível em: https://www.in. gov.br/web/dou/-/portaria-mma-n-148-de-7-de-junho-de-2022 -406272733. Acesso em: 29 out. 2024.

Produção e descarte de resíduos sólidos

Sobre a destinação correta dos resíduos sólidos, comente com os estudantes que os objetos perfurantes, como vidros quebrados, por exemplo, devem ser cuidadosamente embrulhados em materiais protetores, como jornais, e colocados em sacos resistentes, devidamente fechados, com uma indicação visível no pacote alertando sobre o risco de perfuração, para informar os profissionais de coleta. Além disso, esses itens devem ser separados dos demais resíduos para evitar contaminação e facilitar o descarte correto.

#FICA A DICA, estudante! •

Para saber mais sobre resíduos sólidos, indique para os estudantes o vídeo disponível no site a seguir. Resíduos sólidos. Publicado por: Programa Água Brasil. Vídeo (4 min). Disponível em: https://youtu.be/MiuIckYJfQY?si=1hV_ jZa6ZLBWJ8pM. Acesso em: 29 out. 2024.

Explique que, embora a ideia seja reduzir ao máximo os resíduos sólidos domésticos, não é possível reciclar ou reutilizar todos eles, por isso, parte deles deve ser encaminhada aos aterros sanitários. Nesses locais, os resíduos são compactados no solo, de modo que formem camadas, as quais são, com frequência, cobertas por terra ou outro material inerte. O aterro deve evitar a contaminação do lençol freático pelo chorume (líquido resultante da decomposição da matéria orgânica). Deve-se evitar também o acúmulo de biogás, que resulta da decomposição anaeróbia do lixo. Se o biogás infiltrar pelo solo, pode atingir locais, como redes de esgoto, e causar explosões.

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O boxe Espaços de aprendizagem sugere o filme Wall-E. O filme possibilita reflexões sobre diversos assuntos, como consumismo, destinação inadequada de resíduos sólidos, reciclagem, desenvolvimento sustentável, inteligência artificial, entre outros temas contemporâneos relevantes. Verifique a possibilidade de reservar duas aulas de seu planejamento para transmitir o filme em sala de aula, organizando um debate sobre ele em conjunto com a turma.

Impactos ambientais e os biomas

Sugere-se que o trabalho com este assunto seja feito utilizando como estratégia a sala de aula invertida, que estimula a autonomia dos estudantes. Para tanto, proponha uma pesquisa sobre os biomas brasileiros, considerando suas paisagens típicas, tipos de solo, espécies animais e vegetais características, entre outros aspectos que considerar relevante, além das principais atividades humanas que os têm impactado. Os estudantes devem fazer a pesquisa antecipadamente em suas residências, registrando as principais informações encontradas e suas eventuais dúvidas. Na aula seguinte, é possível orientar que conversem sobre seus registros com grupos pequenos, e, posteriormente, com toda a turma. Então, podem resolver a atividade 4, do boxe Pense e responda, e as atividades 2 e 8 da seção Atividades.

#FICA A DICA, professor! •

O documento oferece uma introdução à metodologia da sala de aula invertida, destacando suas vantagens e sugestões para implementação nas práticas pedagógicas. Carlos Roberto da Silveira Junior. Sala de aula invertida: por onde começar? Publicado por: Instituto Federal de Goiás. Disponível em: https://ifg.edu.br/attachments/article/19169/Sala%20de%20 aula%20invertida_%20por%20onde%20come%C3%A7ar%20(21 -12-2020).pdf. Acesso em: 24 out. 2024

Ao abordar o bioma Mata Atlântica, aproveite a oportunidade para convidar o(a) docente responsável pelo componente curricular História para uma abordagem conjunta da exploração desse bioma desde as primeiras fases da colonização do Brasil, tendo sido o bioma brasileiro que mais sofreu alterações em sua paisagem. Destaque que o bioma Mata Atlântica é o que, atualmente, apresenta maior densidade demográfica, uma vez que as primeiras cidades a se desenvolverem no Brasil localizam-se nele. Informe que, apesar de tantas alterações, a parte preservada do bioma apresenta grande biodiversidade, mas muitas espécies estão ameaçadas de extinção. Comente que a expressão Floresta Amazônica pode ser encontrada na literatura para se referir ao bioma Amazônia. Contudo, nesta Coleção, iremos utilizar a nomenclatura Amazônia, em consonância com a nomenclatura utilizada pelo Ministério do Meio Ambiente. Ao abordar as queimadas como vetores de pressão sobre os biomas brasileiros, destaque a situação do Pantanal. Comente que, apesar de os dados do mapa apresentarem bons índices de cobertura vegetal nativa, nos últimos anos, a seca extrema na região favoreceu o alastramento de queimadas e incêndios florestais.

#FICA A DICA, estudante! •

O site a seguir traz dados comparativos dos incêndios do Pantanal entre os anos de 2020 e 2024. José Câmara. Pantanal: incêndio de 2024 supera o registrado no mesmo período de 2020, ano recorde de queimadas. Publicada por: G1. Disponível em: https://g1.globo.com/ms/mato-grossodo-sul/noticia/2024/06/20/pantanal-incendio-de-2024 -supera-o-registrado-no-mesmo-periodo-de-2020-ano -recorde-de-queimadas.ghtml. Acesso em: 24 out. 2024.

Ampliando

A fim de trabalhar com os estudantes dados atualizados sobre a situação das queimadas nos biomas brasileiros, é possível solicitar uma pesquisa em fontes confiáveis de informação. Peça aos estudantes que consultem o Monitor do Fogo, um serviço de mapeamento de queimadas com dados mensais, disponibilizado pelo

projeto MapBiomas. A plataforma com os dados pode ser acessada por meio do site https://brasil.mapbiomas.org/dados-monitor-mensal -do-fogo/ (acesso em: 24 out. 2024). Os estudantes poderão apresentar gráficos comparativos de áreas queimadas em diferentes anos e, se encontrarem, estimativas referentes ao número de animais afetados. A partir dos dados apresentados, pode-se promover uma discussão sobre a importância do uso de tecnologias de monitoramento e sobre os impactos provocados pelas queimadas, objetivando desenvolver a consciência ambiental dos estudantes. Essa atividade pode ser utilizada como avaliação e promove o desenvolvimento das CGs 2 e 4, além de trabalhar a habilidade EM13CNT302. Ao comentar sobre a desertificação, explique que a determinação da aridez de uma região é o índice de aridez (IA). Essa medida não é expressa em uma unidade específica, pois é uma razão entre duas quantidades de água, mas é comum apresentá-la como um número adimensional. Quando o índice de aridez é maior que 1, a área é considerada úmida; quando é igual a 1, é uma área de transição; e quando é menor que 1, indica condições áridas ou semiáridas. Se o resultado ficar entre 0,21 e 0,5, é considerada semiárida. Se ficar abaixo de 0,2, é considerada árida.

Tema 24 - Conservação, preservação e sustentabilidade

Neste Tema, trabalha-se a importância da proteção da biodiversidade, distinguindo a finalidade de ações que buscam sua conservação daquelas que buscam sua preservação. São apresentadas ações governamentais voltadas para essa proteção, como leis brasileiras e acordos internacionais dos quais o Brasil é signatário, além de ações individuais que podem ser adotadas a fim de garantir a sustentabilidade do planeta. Esses assuntos, de certa maneira, oferecem possíveis soluções aos impactos ambientais abordados no Tema 23. Assim, oportuniza-se o trabalho com o TCT Educação Ambiental. O Tema destaca a importância de proteger a biodiversidade e de avaliar os efeitos de ações governamentais e atitudes cotidianas relacionadas a ela, possibilitando a mobilização da habilidade EM13CNT206. Além disso, ao fornecer subsídios as suas ações, de modo que façam escolhas conscientes e responsáveis, baseando-se em princípios éticos e sustentáveis, é possível desenvolver a CG 10. Em um dos boxes Espaços de aprendizagem presentes no Tema, há a sugestão do uso de um simulador para calcular a pegada ecológica, sendo uma oportunidade para explorar tecnologias digitais de forma significativa, desenvolvendo a CG 5. Nas atividades 3, 4, 5, 7 e 8 da seção Atividades, a habilidade EM13CNT206 é efetivamente mobilizada, pois os estudantes precisam justificar a importância de se proteger a biodiversidade e/ou avaliar os efeitos de ações governamentais e/ou de atividades humanas para a garantia da sustentabilidade do planeta. A justificativa, muitas vezes, deve ser feita com base em argumentos que promovam a consciência ambiental, trabalhando a CG 7. A proposição de ações para contribuir com a proteção da biodiversidade, solicitada em parte das atividades, permite que parte da CG 2 seja desenvolvida, pois os estudantes terão de elaborar soluções para situações-problema do cotidiano. Na atividade 4, ainda, oportuniza-se o uso de diferentes linguagens para a elaboração de panfletos informativos, trabalhando a CG 4. Já na atividade 6, é possível mobilizar a habilidade EM13CNT303, relacionada à interpretação de textos de divulgação científica. A seção Oficina científica favorece o trabalho com a habilidade EM13CNT104 ao oportunizar uma reflexão sobre o uso e a destinação de resíduos sólidos. Além disso, oportuniza o desenvolvimento da habilidade EM13CNT307, pois os estudantes irão propor soluções sustentáveis para a reutilização de resíduos domésticos, levando em consideração suas características. A ação coletiva proposta na escola favorece o trabalho com a CG 9, relacionada à empatia e colaboração, e a CG 10, relacionada à ação responsável embasada em princípios sustentáveis. A prática sugerida envolve os estudantes com produções artísticas, contribuindo para o desenvolvimento da CG 3.

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A atividade 2 da seção Saiba mais favorece o exercício da criatividade e do pensamento científico, ao propor que os estudantes elaborem um produto ecológico, considerando um objetivo em específico. Assim, trabalha a CG 2. Na Abertura do Tema, os estudantes são apresentados a um projeto desenvolvido por estudantes do Ensino Médio de Assaí, no Paraná, que produziram biodiesel a partir de óleo de cozinha. Esse novo combustível será utilizado, de maneira experimental, em ônibus escolares do município. A proposta desses estudantes possibilita uma reflexão e exemplifica uma forma de trabalho com a habilidade EM13CNT104, uma vez que propõe soluções coletivas para o uso de um resíduo orgânico comum. Para trabalhar a abertura, organize os estudantes em grupos, oriente que façam a leitura do texto e que respondam às atividades do boxe Pense e responda. Diga para que registrem os principais pontos discutidos no caderno e que, posteriormente, compartilhem com a turma. Essa dinâmica pode auxiliar no mapeamento dos conhecimentos prévios dos estudantes sobre a temática. A partir desse levantamento, será possível fazer ajustes no planejamento, adaptando os conteúdos e as estratégias para atender às necessidades específicas da turma.

Conservação e preservação

Os critérios para a criação e a gestão de áreas protegidas estão na lei no 9.985/00, disponível em: https://www.planalto.gov.br/ ccivil_03/leis/L9985.htm, (acesso em: 24 out. 2024). Se desejar, comente com os estudantes mais informações sobre as Unidades de Conservação (UCs), as quais podem ser divididas em dois grupos: as Unidades de Proteção Integral, que são áreas protegidas e mantidas livres de ações humanas, não sendo toleradas quaisquer interferências nos recursos naturais – apenas pesquisa científica e educação ambiental –; e as Unidades de Uso Sustentável, áreas em que é permitido o uso sustentável dos recursos, desde que com responsabilidade e evitando impactos negativos ao ecossistema.

Manejo do solo

As atividades agropecuárias, como visto no Tema 23, são os principais vetores de pressão de desmatamento, ao mesmo tempo que constituem setores econômicos fundamentais para o Brasil. Essa situação, aparentemente controversa, coloca em lados opostos dois importantes pontos de interesse para o país – de um lado, a causa ambiental, que visa à preservação do meio ambiente e, de outro, a economia, importante para seu desenvolvimento – e deve ser discutida com base em argumentos consistentes e responsáveis; dessa forma, trabalha-se de forma parcial a habilidade EM13CNT304. Nesse contexto, é essencial comentar com os estudantes a importância de analisar e disseminar informações sobre boas práticas de manejo do solo, como uso consciente e adequado de fertilizantes e de agrotóxicos e técnicas como plantio em curvas de nível, adubação orgânica, rotação de cultura, entre outras.

Combate às mudanças climáticas

Explique aos estudantes que a redução da emissão de gases do efeito estufa atende ao 13o ODS da Organização das Nações Unidas (ONU).

#FICA A DICA, professor! Para saber mais sobre o 13o ODS, acesse o site a seguir. Ação contra a mudança global do clima. Publicado por: Nações Unidas Brasil. Disponível em: https://brasil.un.org/pt-br/sdgs/13. Acesso em: 29 out. 2024. Comente o compromisso brasileiro, firmado pelo Acordo de Paris, de reduzir as emissões nacionais de gases do efeito estufa em 53% até 2030, em relação aos níveis de 2005. Se julgar adequado, incentive os estudantes a refletirem sobre esse compromisso e as ações atuais para conter as emissões de gases do efeito estufa, destacando, principalmente, o aumento no número de queimadas, assunto tratado no Tema anterior.

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Comente que as plantas e as algas, incluindo as unicelulares, removem o gás carbônico da atmosfera ao realizarem a fotossíntese, processo metabólico no qual este gás e a água são transformados em gás oxigênio e glicose. Comente que a remoção do gás carbônico que já se encontra na atmosfera é denominada sequestro de carbono. As plantas necessitam de grande quantidade de carbono para incorporar a sua biomassa e crescer. As florestas, portanto, constituem grandes estoques de carbono.

Proteção da camada de ozônio

Destaque que, desde a década de 1970, sabe-se que há uma redução na espessura da camada de ozônio sobre a Antártica. Esse fenômeno ficou conhecido como buraco na camada de ozônio. Essa descoberta foi associada ao uso de CFCs e rendeu a três pesquisadores, o mexicano Mario Molina (1943-2020), o neerlandês Paul Crutzen (1933-2021) e o americano Frank Sherwood Rowland (1927-2012), o Prêmio Nobel de Química de 1995. Por conta disso, o uso de CFCs foi proibido pelo Protocolo de Montreal. Com o tempo, outras substâncias passaram a ser controladas (restritas ou proibidas) por esse acordo, visando proteger a camada de ozônio.

#FICA A DICA, professor! •

A reportagem a seguir apresenta informações do buraco da camada de ozônio e sua longa recuperação. Walker Kira. O que aconteceu com o buraco na camada de ozônio? Publicada por: BBC News Brasil. Disponível em: https:// www.bbc.com/portuguese/vert-fut-61426602. Acesso em: 29 set. 2024.

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Conheça as substâncias controladas pelo Protocolo de Montreal acessando o site a seguir. Protocolo de Montreal. Publicado por: Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis. Disponível em: https://www.gov.br/ibama/pt-br/assuntos/emissoes-e-residuos/ emissoes/protocolo-de-montreal. Acesso em: 29 out. 2024.

Sustentabilidade

Sobre a importância de repensar o consumo de água, diga aos estudantes que também é necessário repensar sobre o consumo de materiais, de modo geral, pois a quantidade de água utilizada para sua produção pode ser muito expressiva, caracterizando um consumo indireto desse recurso. A atividade 8 da seção Atividades trabalha este assunto. No boxe Espaços de aprendizagem, há indicação de um simulador para calcular o impacto do consumo individual sobre os recursos, por meio do cálculo da pegada ecológica. No endereço indicado no Livro do estudante, clique em “Dê o primeiro passo”. Para algumas perguntas, é possível selecionar uma resposta de forma mais direta; entretanto, ao clicar sobre “Adicionar detalhes para melhorar a precisão”, é possível indicar com mais detalhes a resposta escolhida. Ao final, é possível acessar os resultados clicando sobre “Apenas ver meus resultados” ou por meio do preenchimento do formulário. Caso queira ampliar o trabalho sobre descarte de resíduos, realize a atividade descrita a seguir.

Ampliando

Proponha uma atividade de pesquisa e investigação sobre logística reversa, regulamentada pelo decreto presidencial no 10.936, de 12 de janeiro de 2022. Os estudantes deverão pesquisar, no município, algum fabricante, importador, distribuidor ou comerciante de pilhas e baterias, pneus, lâmpadas e produtos eletroeletrônicos e seus componentes, bem como de embalagens plásticas, metálicas ou de vidro, que operam um sistema de logística reversa. Ao escolherem uma operação para investigar, deverão obter dados sobre o resíduo sólido que é recolhido e sobre os potenciais perigos desses resíduos ao ambiente e à comunidade. A investigação busca promover o trabalho com a CG 2, ao possibilitar o exercício da curiosidade intelectual, e com a habilidade EM13CNT104, pois os estudantes irão avaliar os riscos envolvidos na destinação inadequada de resíduos sólidos na natureza.

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Oficina científica

O objetivo dessa oficina é desenvolver um projeto sustentável para coletar e reutilizar resíduos recicláveis. O projeto envolve criar um ponto de coleta na escola, informar a comunidade sobre a higienização correta dos resíduos e produzir objetos, a partir de resíduos, que possam ser utilizados no dia a dia. Entre os objetos que podem ser criados pelos estudantes, estão carrinhos de brinquedo, flores plásticas decorativas e vasos para plantas feitos de garrafas PET; caixas organizadoras, porta-joias, porta-retratos a partir de caixas de papelão; porta-lápis e brinquedo tipo telefone de lata a partir de latas de metal; entre outros. Esta é uma oportunidade de trabalho no TCT Educação Ambiental em conjunto com o(a) docente do componente curricular Arte, que pode sugerir a aplicação de diferentes técnicas artísticas no uso de materiais recicláveis. A atividade também sugere que os estudantes façam doação dos objetos criados, fortalecendo vínculos com a comunidade local. Dessa forma, desenvolve-se o senso de comunidade, a solidariedade, promove-se a conscientização ambiental e incentiva-se o voluntariado. Outra sugestão refere-se à venda dos produtos criados, a preços simbólicos, valorizando o trabalho dos estudantes e promovendo a sustentabilidade econômica; o dinheiro arrecadado pode ser reinvestido em outros projetos sustentáveis na escola, ajudando a manter e a expandir as iniciativas e oportunizando um trabalho com o TCT Educação Financeira, de maneira que os estudantes possam trabalhar noções básicas de economia, como precificação, lucro e reinvestimento. A abordagem desse tema pode ser feita em conjunto com o(a) docente de Matemática. Converse com os estudantes sobre o perfil da comunidade e se a escolha por vender os produtos deve ser feita, bem como os valores a serem praticados. O trabalho com resíduos recicláveis possibilita a criação de diversas situações-problema, que precisam de esforço tanto individual quanto coletivo para serem resolvidas e encaminhadas. A participação de todos é fundamental, assim como o saber ouvir e aceitar. Possibilitar uma discussão sobre o tema permite entender alguns problemas existentes no cotidiano das cidades: qual é a origem desses resíduos? O uso deles poderia ser substituído por outro material? Seria possível recusá-los se houvesse opção? Quem sente e percebe o acúmulo de resíduos sólidos no cotidiano? Quem os produziu? De quem é a responsabilidade por promover e executar ações de reciclagem e reutilização: cada indivíduo, a iniciativa privada ou o poder público? Por outro lado, ações de reutilização de materiais recicláveis para produção de novos objetos também são atividades que precisam ser pensadas. O produto tem qualidade? Tem função? Interessa a alguém? Tem valor financeiro? Vale a pena produzi-lo? Todas essas questões favorecem que os estudantes reflitam sobre nossos hábitos de consumo e colaborem, com argumentos, para tomadas de decisão.

Saiba mais

A seção pode ser trabalhada de forma integrada ao componente curricular Química. Para isso, verifique a disponibilidade do(a) docente responsável por esse componente para o planejamento e a execução de uma aula conjunta, na qual pode ser explorada a química verde, uma abordagem científica que tem como objetivo o desenvolvimento de produtos e processos químicos que reduzam o uso e a geração de substâncias que impactam o ambiente, como os produtos ecológicos. O trabalho integrado deste assunto pode enriquecer o entendimento dos estudantes sobre o papel da Ciência na busca de um futuro sustentável. Explique a diferença entre produto ecológico e produto sustentável. Os produtos ecológicos podem ser considerados sustentáveis do ponto de vista ambiental. Já produtos sustentáveis abrangem um conceito mais amplo, incluindo também o impacto social e econômico positivo. Ou seja, um produto sustentável engloba o conceito de ser ecológico, mas um produto ecológico não necessariamente atende a todos os critérios de sustentabilidade.

Na atividade 3 da seção, os resultados apresentados no enunciado dizem respeito a pessoas que compõem a geração Z, ou seja, nascidas entre 1997 e 2012. Ao realizar essa atividade, se desejar, é possível propor uma abordagem integrada com os responsáveis pela área de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas, principalmente Sociologia e Filosofia, perpassando pelo TCT Vida Familiar e Social. A divisão das gerações é uma forma de categorizar grupos de pessoas nascidas em determinados períodos, com o objetivo de entender suas características comuns, comportamentos e influências culturais. Essa classificação ajuda a analisar como eventos históricos, avanços tecnológicos e mudanças sociais moldam a visão de mundo e os hábitos de diferentes grupos ao longo do tempo. As principais gerações são: Baby Boomers (nascidos entre 1946 e 1964), X (nascidos entre 1965 e 1980), Y ou Millennials (nascidos entre 1981 e 1996), Z (nascidos entre 1997 e 2012) e Alfa (nascidos no início da década de 2010 até o presente).

#FICA A DICA, professor! •

Para conhecer mais características de cada geração, acesse o site a seguir. Hugo Tourinho Filho. Conflito de gerações e a arte de ensinar na sociedade contemporânea. Publicado por: Jornal da USP. Disponível em: https://jornal.usp.br/artigos/conflito-de-geracoes-e-a-arte-deensinar-na-sociedade-contemporanea/. Acesso em: 29 out. 2024.

Organizando as ideias

Oriente os estudantes na elaboração de um esquema próprio, com os principais conceitos estudados na Unidade. Se considerar pertinente, sugira que copiem parte ou todo o esquema do Livro do estudante no caderno, complementando conforme suas necessidades de aprendizagem ou interesses. Outras possibilidades de trabalho podem ser realizadas, como pedir que façam conexões a outros conceitos, ou que indiquem palavras de ligação entre os conceitos apresentados, ou ainda que escrevam pequenos resumos dos conceitos. Os esquemas podem ser utilizados como instrumentos avaliativos do processo de aprendizagem e, por se tratar de estratégia distinta de avaliação, podem auxiliar estudantes de diferentes perfis. Esses esquemas podem ser construídos ao longo do estudo da Unidade, Tema a Tema, a fim de que os estudantes produzam um resumo de todas as ideias centrais trabalhadas. Na página 442 deste Manual do professor, é possível encontrar informações sobre outros tipos de avaliação.

Integrando com Ciências Humanas e Sociais Aplicadas, Linguagens e suas Tecnologias e Química

O impacto do mercado de usados Esta seção possibilita uma integração com a área de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas, a partir da reflexão a respeito do impacto econômico e geográfico do mercado de produtos usados, considerando, por exemplo, os possíveis efeitos na geração de empregos, na redução de resíduos e na reconfiguração de cadeias produtivas. Ao se avaliar o impacto desse mercado na sociedade e nas relações estabelecidas entre alguns de seus setores, pode-se trabalhar com o TCT Vida Familiar e Social. Ao trabalhar a seção, promova uma conversa destacando o comércio de usados como um modelo econômico que, por um lado, pode mostrar que os consumidores estão adquirindo maior consciência ambiental, mas, por outro, pode indicar que as pessoas estão com menos recursos financeiros para poder consumir produtos novos – o que pode ser um indício de que o poder de compra da população esteja diminuindo. Converse com os estudantes sobre seus próprios estilos de consumo. Se consomem por vaidade ou por impulso, se são convencidos a adquirir um produto ou um serviço por uma propaganda ou por um influenciador ou influenciadora, ou se consomem apenas após reflexão ou por necessidade. É provável que os estudantes reconheçam que há produtos que consomem de maneira mais consciente, enquanto outros consomem por outros motivos. A esse respeito, é possível propor uma abordagem integrada do TCT Educação para o Consumo com o responsável pela área de Linguagens e suas Tecnologias para avaliarem propagandas e analisarem como elas mexem com nossos desejos de adquirir produtos de que não necessitamos.

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A atividade 2 desta seção oportuniza o trabalho integrado com o(a) docente de Química, que pode abordar assuntos relacionados aos tipos de pilha e bateria, os elementos químicos de sua composição e o impacto de metais pesados no ambiente, bem como citar iniciativas de logística reversa nesse setor. Assim, a atividade explora a habilidade EM13CNT104. A atividade 3 possibilita um trabalho com as CGs 4 e 5 ao pedir aos estudantes que desenvolvam um vídeo sobre obsolescência programada e que o compartilhem via redes sociais. Os estudantes deverão, além de explicar o significado desse termo, citar os impactos ambientais, como o lixo eletrônico, e propor alternativas sustentáveis e conscientes. Ao promover um trabalho em equipe, também é possível desenvolver a CG 9, relacionada à colaboração.

Sugestões de avaliação

Sugerimos que a avaliação dos conteúdos trabalhados nesta Unidade compreenda instrumentos variados e seja organizada para que ocorra em diferentes momentos do desenvolvimento pedagógico. A seguir, apresentamos algumas sugestões que podem ser incorporadas ao seu planejamento, adaptando-as a sua realidade escolar. Vale destacar que há outras maneiras que o material pode contribuir para o processo avaliativo. Ao introduzir cada Tema, há atividades no boxe Pense e responda que podem contribuir para o mapeamento de conhecimentos prévios. Algumas delas podem ser retomadas ao finalizar o conteúdo, solicitando que os estudantes avaliem se houve alteração em suas percepções iniciais e como o estudo do Tema contribuiu para seu aprendizado. Por exemplo, a atividade 1 do boxe Pense e responda do Tema 20 oportuniza que os estudantes apresentem seus conhecimentos prévios sobre a relação ecológica estabelecida entre o bodião-limpador e outros peixes, acerca da qual devem apontar os benefícios recebidos por cada espécie. Essa atividade pode ser retomada ao final do estudo do tema, no qual são apresentadas as relações ecológicas e suas características. Há diversas oportunidades para avaliar os conhecimentos construídos pelos estudantes ao longo do estudo de cada Tema, sobretudo em algumas das questões do boxe Pense e responda e

na seção Atividades. Por exemplo, na atividade 5 do boxe Pense e responda do Tema 21, é possível avaliar o aprendizado do estudante sobre os fatores que interferem no tamanho de uma população de pombos em diferentes ambientes. Já no Tema 19, é possível avaliar o aprendizado sobre as relações alimentares estabelecidas entre os seres vivos na atividade 7 da seção Atividades, que propõe a análise de um texto de divulgação científica sobre os manguezais. Outro instrumento avaliativo que pode ser utilizado é a atividade prática indicada na seção Oficina científica. No Tema 24, é proposto aos estudantes que organizem um projeto sustentável na escola, no qual devem construir produtos sustentáveis a partir de materiais recicláveis. Na oficina, os estudantes devem aplicar, de forma prática, o conceito de sustentabilidade, considerando os pilares ambiente, sociedade e economia. Como complemento, é possível realizar as sugestões de dinâmicas e atividades extras indicadas na seção Ampliando deste Manual do professor. No Tema 23, há a sugestão de envolver os estudantes em uma investigação da situação das queimadas no Brasil ao longo dos últimos anos, a partir da análise de dados obtidos de uma plataforma de monitoramento. Essa atividade pode ser utilizada para avaliar o aprendizado dos estudantes sobre impactos ambientais provocados por atividades humanas. Ao final do estudo da Unidade, é possível explorar a seção Organizando as ideias, na qual há um esquema que relaciona os principais conceitos trabalhados na Unidade, que pode, então, ser ampliado pelos estudantes. As atividades presentes na seção Atividades complementares também podem ser utilizadas. Por exemplo, na atividade 8, é possível avaliar o aprendizado dos estudantes sobre interferências no ciclo do carbono provocadas pelo uso de combustíveis fósseis, conceitos explorados no Tema 22. Outros instrumentos avaliativos podem ser incorporados a sua proposta de avaliação, tais como a elaboração de seminários, produtos digitais (como slides, vídeos e podcasts) e textos dissertativos sobre os conteúdos estudados. Para mais propostas de avaliação, retomar a página 442 deste Manual do professor.

Unidade 5 Corpo humano e Genética • • •

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BNCC Competências gerais: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10. Competências específicas de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: 1, 2 e 3. Habilidades de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: EM13CNT103, EM13CNT104, EM13CNT202, EM13CNT205, EM13CNT301, EM13CNT303, EM13CNT305, EM13CNT306 e EM13CNT310. Temas Contemporâneos Transversais (TCTs): Educação para o Trânsito Vida Familiar e Social Processo de Envelhecimento, Respeito e Valorização do Idoso Trabalho Educação para Valorização do Multiculturalismo nas Matrizes Históricas e Culturais brasileiras Diversidade Cultural Ciência e Tecnologia

Objetivos da Unidade • •

Diferenciar os principais tipos de tecido que formam o corpo humano. Identificar os componentes dos sistemas digestório, respiratório, cardiovascular, urinário e nervoso e explicar aspectos de sua fisiologia.

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Relacionar a integração dos sistemas digestório, respiratório, cardiovascular e urinário sob a perspectiva da respiração celular. Reconhecer as defesas inespecíficas e específicas do corpo humano. Diferenciar e explicar os mecanismos que levam à imunidade ativa e passiva, sejam eles naturais ou artificiais. Diferenciar vacinas e soros. Investigar os efeitos da cobertura vacinal na qualidade de vida e na saúde da população, reconhecendo necessidades locais com relação a ela. Reconhecer a importância dos estudos de Mendel sobre hereditariedade. Explicar os resultados dos experimentos de Mendel feitos com as ervilhas-de-jardim. Definir genes, alelos, genótipo e fenótipo. Compreender a influência do ambiente sobre o fenótipo. Analisar a transmissão de características herdáveis em diferentes seres vivos, entre eles os seres humanos, utilizando heredogramas. Utilizar o quadrado de Punnett na determinação de possíveis resultados genotípicos e fenotípicos em diferentes cruzamentos. Compreender diferentes mecanismos de herança de características determinadas por um gene e de características determinadas por mais de um gene.

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Compreender a estrutura molecular do DNA. Explicar os mecanismos moleculares relacionados à replicação do DNA, à síntese de proteínas e à mutação. Avaliar os riscos da exposição a agentes mutagênicos, como as radiações ionizantes.

Orientações gerais Esta Unidade propicia o estudo de sistemas fisiológicos humanos, de modo que o estudante reconheça seus componentes e funções por eles desempenhadas para realização de alguns processos, como a respiração, a digestão, a circulação, a produção de urina e o controle e a regulação do organismo. Também oportuniza a compreensão da imunidade e seu papel na defesa do organismo contra agentes estranhos, como agentes patogênicos de doenças. A esse respeito, os estudantes se dedicarão ao estudo da dinâmica da vida, podendo fazer previsões sobre seu funcionamento, trabalhando com a CE 2. Outros assuntos abordados pela Unidade são alguns fundamentos da genética mendeliana, apresentando as contribuições de Mendel ao estudo da hereditariedade, além de extensões do mendelismo, discorrendo sobre diferentes mecanismos de herança, relacionadas a um ou mais genes. Entre os mecanismos apresentados, está a herança de características quantitativas, como a cor da pele. Embasados nos estudos genéticos, os estudantes concluirão que não há embasamento científico para a definição de raças humanas, sendo esta uma construção social. Assim, podem avaliar as implicações dos conhecimentos científicos, desenvolvendo a CE 3. A Unidade também oportuniza o estudo da genética molecular, perpassando pelo mecanismo molecular da mutação. Discorre-se sobre os agentes mutagênicos e os possíveis efeitos de sua exposição. Nesse contexto, ao avaliar as relações entre matéria e energia, os estudantes exercem a CE 1.

Abertura da Unidade

A fotografia traz uma jovem durante uma refeição, cuja expressão facial evidencia sua satisfação ao se alimentar. Inicie a conversa perguntando aos estudantes se existe algum alimento de sua preferência e se lhes desperta lembranças. Peça que partilhem suas experiências. Em seguida, comente que, durante a alimentação, diferentes estímulos são percebidos pelo organismo, tais como visuais (aspecto e cor dos alimentos), olfativos (odor), gustatórios (sabor) e táteis (textura), que são interpretados pelo sistema nervoso. Além disso, a todo o momento, diferentes sistemas fisiológicos atuam no organismo, como o sistema respiratório, promovendo as trocas gasosas; o digestório, promovendo a digestão dos alimentos; e o cardiovascular, promovendo o transporte de gases e nutrientes pelo organismo. Outro aspecto que pode ser ressaltado, no contexto da imagem, são os fatores que determinam as características dos alimentos que são in natura. Nesse exemplo, cor, textura e sabor são determinados geneticamente e podem ser influenciados pelas condições ambientais, como luminosidade, disponibilidade de água e nutrientes etc. O contexto escolhido para esta abertura integra diferentes assuntos explorados nesta Unidade, tais como alguns dos sistemas fisiológicos do corpo humano, os mecanismos de herança de algumas características dos seres vivos e o estudo molecular do DNA. É possível explorar os conhecimentos prévios dos estudantes sobre esses assuntos realizando as atividades presentes na abertura. Outras também podem ser formuladas com esse mesmo objetivo. Por exemplo, como ocorre a transmissão e a interpretação dos estímulos percebidos durante a refeição, ou mesmo por que certos alimentos têm sabores e texturas diferentes, mesmo quando são da mesma espécie.

Tema 25 - Sistemas digestório e respiratório

Neste Tema, trabalham-se os componentes dos sistemas digestório e respiratório e suas funções, possibilitando que os estudantes analisem parte do funcionamento do organismo humano, de forma a desenvolverem a habilidade EM13CNT202 e o autoconhecimento,

previsto pela CG 8. Esta competência, no que diz respeito aos cuidados com a saúde, é explorada na atividade 8 da seção Atividades, que proporciona uma reflexão sobre os danos do tabagismo ao organismo. Antes de iniciar este Tema, se julgar pertinente, faça questionamentos que permitam averiguar os conhecimentos prévios dos estudantes sobre sistemas digestório e respiratório. De acordo com esse diagnóstico, é possível planejar as aulas adequadamente à realidade da turma. Na Abertura do Tema, há uma reflexão sobre o consumo de bebidas alcoólicas ou substâncias psicoativas e sua relação com direção perigosa, abrindo possibilidade de trabalho com o TCT Educação para o Trânsito. Organize os estudantes em um semicírculo para trabalhar o contexto da abertura. Pergunte o que sabem sobre a lei que proíbe que pessoas dirijam sob influência dessas substâncias e quais são os perigos associados a essa prática ilegal. Se julgar adequado, considerando a realidade dos estudantes, peça para que investiguem notícias recentes de acidentes envolvendo motoristas embriagados e sobre a “Lei seca”. Discuta que algumas drogas e o álcool reduzem o reflexo, a capacidade de atenção e de tomar decisões, tornando o motorista incapaz de dirigir com segurança. Verifique a possibilidade de convidar um(a) representante do departamento de trânsito para uma palestra na escola. Ao abordar o funcionamento do etilômetro, é possível promover uma abordagem integrada com o componente curricular Química. Verifique a possibilidade de o(a) docente responsável apresentar a reação de oxidação do etanol.

Tecidos

Ao introduzir o trabalho com os tecidos que constituem o corpo humano, questione os estudantes a respeito dos níveis de organização biológica do organismo, avaliando se compreendem que o organismo humano é constituído por um conjunto de sistemas, formados por diferentes órgãos, os quais, por sua vez, são formados por diferentes tecidos, que são arranjos de células similares. Se necessário, revisite esses conceitos, apresentados no Tema 2. Se considerar pertinente, explique que o epitélio de revestimento também desempenha funções importantes na absorção de íons e moléculas em órgãos como rins e intestino e na percepção de estímulos, como o gustativo e olfatório.

Sistema digestório

Ao comentar sobre a função da bile, destaque que os sais biliares apresentam regiões polares e apolares. Assim, na emulsificação de gorduras, as regiões hidrofóbicas dos sais biliares interagem com os lipídios, enquanto suas regiões hidrofílicas interagem com o quimo intestinal, que é aquoso. Isso permite que os lipídios sejam organizados em pequenos glóbulos, o que facilita sua digestão. No boxe Espaços de aprendizagem, há uma reportagem sobre a microbiota intestinal, desde sua formação até sua importância para a manutenção da saúde humana. Há também diversas informações sobre como o desequilíbrio na microbiota intestinal, que pode ser causado por uso de medicamentos (como antibióticos), por infecções (como covid) ou por doenças não infecciosas (como câncer, alergia e inflamações), pode levar a outros problemas de saúde. Ao trabalhar com a dentição humana, ressalte a importância de uma boa escovação e higienização bucal para a manutenção da saúde. A higienização incorreta dos dentes pode causar mau hálito, inflamações na gengiva e cáries, o que pode causar, também, sentimentos de baixa autoestima e insegurança.

#FICA A DICA, estudante! Para saber mais sobre saúde bucal, acesse o site a seguir. Saúde bucal. Publicado por: Ministério da saúde. Disponível em: https://www.gov.br/saude/pt-br/assuntos/saude-de-a-a-z/s/ saude-bucal. Acesso em: 30 out. 2024. O boxe Diálogos da natureza promove uma integração desse conteúdo com o componente curricular Química. Verifique a disponibilidade do(a) docente responsável para uma abordagem integrada sobre •

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enzimas e sua ação catalítica. O(A) docente convidado pode explorar o conceito de energia de ativação e explicar que ela é reduzida pela ação das enzimas, resultando no aumento da rapidez das reações. Essa integração pode enriquecer o aprendizado dos estudantes sobre a ação das enzimas na digestão de alimentos.

Ampliando

A avaliação da cor e da consistência das fezes pode indicar a qualidade da alimentação. A Escala de Bristol ajuda no autoconhecimento e pode apontar a necessidade de adotar hábitos alimentares mais saudáveis. Sugira aos estudantes que façam uma pesquisa sobre essa escala e identifiquem quais dos setes tipos de fezes indicados nela são considerados saudáveis. Peça para que estabeleçam relações entre certos alimentos que costumam ingerir e o aspecto das fezes, de modo a identificar o que é possível melhorar na alimentação para garantir o melhor funcionamento do sistema digestório. Também sugira que façam uma reflexão sobre a textura endurecida das fezes e o baixo consumo de água. Os estudantes podem propor uma hipótese para explicar por que isso acontece e sugerir práticas para garantir o consumo adequado de água. Esta atividade proposta oportuniza o trabalho com a CG 2, ao promover o exercício da curiosidade intelectual e da investigação, e com a CG 8, ao oportunizar o autoconhecimento.

Sistema respiratório

Explique que a respiração possui três estágios: a ventilação pulmonar, que constitui a troca de ar entre a atmosfera e os alvéolos pulmonares; a respiração pulmonar, que é a troca de gases entre os alvéolos pulmonares e o sangue nos capilares pulmonares; e a respiração tecidual, que constitui a troca de gases entre o sangue e as células do corpo. Ao trabalhar o boxe Espaços de aprendizagem, explique que a voz é produzida pela passagem do ar pelas pregas vocais, localizadas na laringe. Os sons são provenientes da vibração dessas estruturas e é amplificado nas fossas nasais, boca e laringe. Os músculos das pregas vocais se contraem, aproximando-se, diminuindo o diâmetro pelo qual o ar passa. Esse controle do tamanho do diâmetro modula os sons produzidos no canto ou na fala. Pode-se mencionar que o conjunto dos tons de voz são fundamentais para a organização dos corais e do canto lírico. Aproveite para comentar que, durante a adolescência, a voz passa por modificações causadas pelos hormônios sexuais, o que implica alterações em sua tonalidade ao longo da vida. Caso julgue necessário, desenvolva uma atividade para impedir e combater possíveis formas de bullying relacionado com as características da voz dos estudantes. O boxe Diálogos da natureza promove uma abordagem integrada com o(a) docente responsável pelo componente curricular Física. O(A) docente convidado pode aprofundar o estudo dos gases, trabalhando as relações entre volume, pressão e temperatura. Esta abordagem conjunta pode contribuir para o aprendizado dos estudantes sobre como ocorrem as trocas gasosas realizadas entre os alvéolos pulmonares e o ambiente. Ao abordar a atividade 8 da seção Atividades, se achar pertinente, retome o #FICAADICA, estudante! sobre a questão dos cigarros eletrônicos apresentado na Unidade 2 deste Manual do professor. Sugira novamente a leitura ou uma pesquisa baseada no texto.

Oficina científica

Os objetivos dessa atividade são identificar a presença de amido em alimentos utilizando solução de tintura de iodo e verificar a ação da amilase salivar. Explique aos estudantes que a solução de iodo reage quimicamente com o amido dos alimentos e pode ser utilizada para uma avaliação qualitativa da presença desse polissacarídeo em amostras preparadas na escola, no caso dessa atividade, em bananas maduras. Na presença de iodo, o amido pode adquirir coloração em diferentes tons de azul, enquanto na ausência dessa substância, a tintura permanece com sua cor original. Explique que os copos 1 e 3 são os controles experimentais dessa atividade, nos quais eles podem observar

qual coloração a tintura de iodo adquire na presença de amido (copo 1) e qual é a coloração original, ou seja, na ausência de amido (copo 3). A tintura de iodo pode ser adquirida em farmácias. Observe que a concentração de 2% é a ideal para esse experimento, mas existem no mercado soluções de iodo mais concentradas – no caso dessas mais concentradas, é preciso fazer uma diluição. Ao final do experimento, essa solução precisa ser descartada. Para tanto, dilua a solução de iodo em água e neutralize-a com tiossulfato de sódio (Na₂S₂O₃) em ambiente ventilado, usando proteção. Após a neutralização, descarte-a em recipiente próprio para resíduos químicos, evitando despejá-la diretamente na pia. Destaque a importância de utilizar luvas de borracha ou cirúrgicas ao coletar a saliva, evitando o contato direto da pele com as amostras. As luvas também devem ser utilizadas durante a manipulação do conta-gotas com a solução de iodo. Organize os estudantes em grupos para a análise dos resultados. Caso a turma conte com estudantes com deficiência visual, oriente os estudantes videntes a descreverem os resultados observados. Dessa forma, contribui-se para a inclusão escolar, auxiliando o desenvolvimento de habilidades socioemocionais, como a empatia, conforme previsto pela CG 9.

Tema 26 - Sistema cardiovascular, imunidade e sistema urinário

Neste tema, trabalham-se os componentes e as funções dos sistemas cardiovascular e urinário, além dos mecanismos de defesa do organismo, que compõem a imunidade. A continuidade no estudo do corpo humano amplia o desenvolvimento da habilidade EM13CNT202. Aborda também assuntos relacionados à saúde, ao autoconhecimento e ao autocuidado, auxiliando no desenvolvimento da CG 8. Na atividade 7, da seção Atividades, os estudantes realizarão uma pesquisa de campo para coletar e analisar informações sobre a cobertura de determinada vacina em sua região, desenvolvendo a habilidade EM13CNT310. Ao se envolverem em práticas científicas de coleta e análise de dados e proporem soluções a situações-problema de seu cotidiano, podem desenvolver a habilidade EM13CNT301, bem como a CG 2. Ainda nesta atividade, os estudantes devem criar um panfleto informativo sobre a importância da vacinação, envolvendo-se com o uso de diferentes linguagens em uma ação coletiva responsável, como previsto pela CG 4 e pela CG 10. Ao destacar a importância da vacinação, os estudantes irão apresentar argumentos cientificamente embasados, exercendo a CG 7. O trabalho em equipe oportuniza o diálogo, a cooperação e a colaboração, conforme a CG 9, que também pode ser desenvolvida. A Abertura do Tema oportuniza uma reflexão sobre a doação de sangue. As atividades 1 e 2 propostas no boxe Pense e responda podem ser feitas com antecedência, de maneira que os estudantes tenham tempo de realizar as entrevistas. As respostas obtidas pelos estudantes podem ser utilizadas para introduzir o tema. Na atividade 3, é possível trabalhar mitos e mal-entendidos associados à prática da doação de sangue. É importante pedir aos estudantes que façam pesquisas em sites confiáveis sobre o assunto. Se julgar adequado, peça para que preparem postagens para redes sociais que transmitam informações corretas e combatam desinformações sobre o assunto. Dessa forma, podem exercitar a CG 5 ao criar conteúdos digitais de forma crítica. Essa dinâmica pode contribuir para seu engajamento no estudo do assunto, uma vez que envolve elementos da cultura digital, que se fazem presentes na cultura juvenil.

#FICA A DICA, estudante! •

Para auxiliar os estudantes com informações sobre mitos e verdades sobre a doação de sangue, sugere-se o site a seguir. Mayra Malavé Malavé. Mitos e verdades sobre a doação de sangue. Publicado por: Fiocruz. Disponível em: https://portal. fiocruz.br/noticia/mitos-e-verdades-sobre-doacao-de-sangue. Acesso em: 30 out. 2024.

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Sistema cardiovascular

Explique aos estudantes que as células que compõem o corpo humano precisam de glicose e de gás oxigênio para realização de seu metabolismo celular, ao mesmo tempo que precisam que os resíduos do metabolismo celular sejam transportados até os órgãos que possam fazer sua eliminação. Partindo dessas informações, mencione que o sangue é responsável por realizar o transporte dessas substâncias pelo organismo. O boxe Diálogos da natureza oportuniza a realização de um trabalho integrado com os componentes curriculares Química e Física. O(A) docente responsável por Química pode abordar a classificação dos materiais, ao dizer que o sangue é um coloide, e os conceitos de separação de materiais, enquanto o(a) docente de Física pode explorar o conceito de força centrífuga e densidade. Essa abordagem contribui para o entendimento dos estudantes sobre como ocorre a separação dos componentes do sangue por meio da centrifugação. Ao explicar sobre o ciclo cardíaco, auxilie os estudantes na interpretação da ilustração que o representa. Explique que o círculo central indica os momentos de sístole e de diástole atrial e ventricular. É importante que os estudantes compreendam que, em cada etapa representada, são citados eventos que ocorrem nos átrios e nos ventrículos, sendo esses eventos simultâneos. Por exemplo, quando ocorre a sístole ventricular, os átrios estão em diástole. Para auxiliar seus estudos, recomenda-se que assistam ao vídeo indicado no boxe Espaço de aprendizagem. O vídeo está em inglês, mas conta com legendas em português. Nele, é representado o ciclo cardíaco, assim como os componentes do sistema cardiovascular.

Imunidade

Diga aos estudantes que ácaros e grãos de pólen são considerados agentes que podem desencadear processos inflamatórios. Nesses processos, ocorre liberação de histamina, uma molécula sinalizadora, no local da lesão, o que leva a uma dilatação dos vasos sanguíneos próximos e o consequente inchaço local. Também participam da resposta inflamatória os macrófagos e os neutrófilos (glóbulos brancos com capacidade fagocítica), que descarregam citocinas (moléculas sinalizadoras das respostas imunes), o que promove maior fluxo sanguíneo para o local da lesão ou infecção, ocasionando vermelhidão e elevação da temperatura da pele. Apresente os linfócitos B e os linfócitos T. Em caso de infecção, os linfócitos T auxiliam outros linfócitos ou destroem células hospedeiras infectadas; já os linfócitos B produzem anticorpos. Se desejar, comente com os estudantes que a fagocitose é uma das defesas que pode ser ativada em combate ao agente infeccioso. Ela se refere ao englobamento de partículas sólidas ou de células inteiras, como é o caso das defesas do organismo frente a infecções. Após terem sido englobadas, as partículas ou células são digeridas pela ação dos lisossomos. Ao abordar as vacinas, destaque a importância da vacinação para a saúde individual, uma vez que permite a aquisição de imunidade a certas doenças. Enfatize sua importância para a saúde coletiva, pois uma alta taxa de cobertura vacinal ao longo do tempo pode resultar na erradicação de doenças. Quando isso ocorre, é importante que a população continue a se vacinar adequadamente, caso contrário, é possível haver casos reincidentes. Explore o boxe Espaços de aprendizagem indicando que os estudantes observem suas carteiras de vacinação e a comparem com a lista de vacinas disponibilizadas gratuitamente em postos de saúde.

Sistema urinário

Ao mencionar a bexiga urinária, evidencie que ela se expande conforme é preenchida pela urina. O volume médio de urina que pode ser armazenada na bexiga urinária de um adulto é cerca de 500 mL. Em algumas situações, como durante a gestação ou em casos de volume da próstata aumentada, a bexiga urinária pode ser comprimida e há maior frequência da micção. Comente que, nos homens, a uretra é responsável pela passagem de urina e de sêmen.

O enunciado da atividade 9 do boxe Pense e responda traz uma reflexão sobre a saúde da urina e cita a coloração da urina como um indicativo de saúde. A urina mais escura pode estar relacionada com desidratação ou até mesmo com problemas hormonais. Enfatize que, caso sejam notadas alterações na coloração, um médico deverá ser consultado para que seja feito o devido diagnóstico.

Integração dos sistemas e a respiração celular

O esquema apresentado traz informações sobre a integração dos sistemas do corpo humano e a respiração celular. Caso seja necessário, retome a apresentação da respiração celular, conteúdo abordado no Tema 4. Faça a leitura do esquema em conjunto com os estudantes, sanando eventuais dúvidas. Destaque que esse esquema representa uma integração simplificada e relacionada à respiração celular. Se achar relevante, é possível explorar mais detalhes. Um exemplo é o CO₂ produzido na respiração celular, que também pode se dissolver no plasma sanguíneo, formando ácido carbônico (H₂CO₃). Esse composto ajuda a manter o equilíbrio ácido-base no sangue, essencial para o funcionamento adequado das células e enzimas. Se considerar pertinente, é possível citar outros exemplos de integração entre sistemas, como a regulação e o controle das atividades do organismo, realizados pelo sistema nervoso e pelas glândulas endócrinas. As glândulas endócrinas foram abordadas no Tema 7, enquanto o sistema nervoso será estudado no Tema 27.

Saiba mais

Ao trabalhar esta seção, é possível retomar a Abertura do Tema, sobre doação de sangue. A história das tentativas de transfusões sanguíneas remonta ao século XVII, quando, em 1667, o médico francês Jean-Baptiste Denis (1625-1704) transferiu sangue de carneiro a um homem. Houve sucesso nas primeiras tentativas, porém o quarto paciente faleceu após serem observados sintomas compatíveis com reação hemolítica. Naquela época, o parlamento francês, a academia de ciências e entidades religiosas proibiram os estudos sobre a transfusão sanguínea e, por cerca de 150 anos, não houve mais registros de tentativas de transferência de sangue. Em 1875, os alemães Leonard Landois (1837-1902) e Emil Ponfick (1844-1913), com base em dados estatísticos, mostraram os perigos das transfusões de sangue entre outros animais e seres humanos e explicaram que o soro humano era capaz de aglutinar ou destruir as hemácias dos mamíferos. Em 1900 e 1901, o austríaco Karl Landsteiner (1868-1943) fez experimentos que acabaram por demonstrar que o contato das hemácias de uma pessoa com o soro sanguíneo de outra poderia causar aglutinação do sangue. A partir de seus experimentos, ele propôs a existência de três grupos sanguíneos, os quais chamou de A, B e O, e que a transfusão de sangue entre pessoas do mesmo grupo não causava destruição das células sanguíneas. Karl Landsteiner recebeu, em 1930, o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina por essa importante contribuição às ciências. A abordagem desse contexto histórico evidencia a contínua construção dos conhecimentos científicos, enquanto valoriza a contribuição de diversos pesquisadores ao longo do tempo, conforme a CG 1.

Tema 27 - Sistema nervoso

O Tema apresenta o sistema nervoso humano, detalhando a transmissão de impulsos nervosos. O estudo desses assuntos, relacionados à dinâmica da vida, contribui para o desenvolvimento da habilidade EM13CNT202, além de promover o autoconhecimento, abordando a CG 8. O trabalho com o simulador proposto no boxe Espaços de aprendizagem propicia o exercício do pensamento científico, a construção de hipóteses e a interpretação de modelos explicativos, favorecendo a mobilização da habilidade EM13CNT301. Além disso, possibilita o desenvolvimento da CG 5, ao levar os estudantes a compreenderem e utilizarem tecnologias digitais para a produção de conhecimentos.

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A seção Saiba mais possibilita o trabalho com os TCTs Vida Familiar e Social e Processo de Envelhecimento, Valorização e Respeito ao Idoso ao promover uma reflexão sobre a convivência dos estudantes com pessoas idosas e o compartilhamento das histórias de cada um, valorizando as contribuições das pessoas mais velhas na vida familiar, social, no trabalho, entre outros aspectos trazidos pelos estudantes. Essa reflexão oportuniza o exercício da empatia e do respeito, conforme a CG 9. Ao produzirem um vídeo que promova a valorização do idoso, os estudantes podem exercer a CG 4, relativa ao uso da linguagem para partilhar informações; a CG 5, relativa ao uso de tecnologias digitais de forma significativa; e a CG 10, relativa à ação coletiva embasada em princípios inclusivos. A Abertura do Tema promove uma reflexão sobre anestesia, uma forma de inibir a sensação de dor. Destaque que os conhecimentos sobre os agentes anestésicos são relativamente recentes. Apesar de haver registros de cirurgias pelos egípcios e pelos chineses, que utilizavam, respectivamente, ervas e acupuntura em suas práticas, a primeira cirurgia com uso de anestesia geral ocorreu em 1846. Aproveite a oportunidade para conversar sobre a profissão anestesista. Destaque que, para exercê-la, é preciso graduar-se em Medicina e, posteriormente, realizar residências na pós-graduação, para se especializar e adquirir o treinamento necessário para exercer a profissão. Essa conversa pode auxiliar os estudantes em seus projetos de vida, sendo uma oportunidade para trabalhar o TCT Trabalho e desenvolver a CG 6.

#FICA A DICA, professor! Para conhecer mais sobre a definição de dor, acesse o artigo indicado no site a seguir. Josimari Melo DeSantana e colaboradores. Definição de dor revisada após quatro décadas. Publicado por: Scielo. Disponível em: https://www.scielo.br/j/brjp/a/GXc3ZBDRc78PGktrfs3jgFR /?lang=pt. Acesso em: 30 out. 2024.

Neurônios e o tecido nervoso

Ao comentar sobre o sistema nervoso, ressalte aos estudantes que as glândulas endócrinas também participam do controle das funções dos sistemas biológicos por meio de hormônios, regulando o funcionamento de outros órgãos e, dessa forma, promovendo ou inibindo determinadas respostas fisiológicas. Se necessário, retome o Tema 7, no qual foi realizado o estudo das glândulas endócrinas. Retome o assunto da página de abertura e comente com os estudantes que a dor é uma resposta a alguns desses estímulos quando causam ou ameaçam causar danos ao organismo. Na atividade 3 do boxe Pense e responda, os estudantes irão investigar o mecanismo de ação de alguns anestésicos e sua relação com a inativação dos canais de sódio, impedindo a propagação da dor. Ao estimular o pensamento científico dos estudantes, pode-se desenvolver a CG 2. No boxe Espaços de aprendizagem, o simulador indicado oportuniza o trabalho com modelos explicativos e gráficos sobre a função dos impulsos nervosos. Antes da atividade, verifique se a escola apresenta um laboratório de informática compatível com o simulador e teste-o. Sugere-se entregar aos estudantes um roteiro impresso com as instruções para o experimento virtual e atividades para avaliar seu aprendizado. Se a escola não contar com computadores e os estudantes não puderem desenvolver a atividade, é recomendável imprimir cenas do simulador para que as interpretem. O simulador é iniciado com o potencial de repouso, ou seja, não há estímulo na região dos dendritos. No ícone “legenda”, é possível visualizar as proteínas de membrana e os íons envolvidos nesse processo. O ícone “mostrar” pode ser ativado para a visualização de todos os íons, cargas, concentrações e o gráfico de potencial. Pergunte aos estudantes: “Qual íon é mais concentrado no espaço intracelular quando o neurônio está em repouso?”. Como visto no esquema, o íon potássio (K+) está mais concentrado. “Qual é o íon mais concentrado no espaço extracelular em repouso?”. O íon sódio (Na+) é mais concentrado no espaço extracelular. “O que acontece quando clicamos no

botão estimular neurônio?”. Nesta situação, ocorre uma entrada rápida de sódio no neurônio, alterando o potencial de membrana e, em seguida, há uma saída dos íons potássio, e, gradualmente, o neurônio recupera o seu potencial de repouso. O uso desse simulador pode ser realizado em conjunto com o(a) docente de Química, que pode apresentar mais informações sobre aspectos químicos relativos à condução dos impulsos nervosos, e com o(a) docente de Física, que pode explorar aspectos físicos.

Organização do sistema nervoso

Se desejar, explique aos estudantes que, dependendo da origem do impulso nervoso que transmitem, os nervos podem ser classificados em sensitivos, motores ou mistos. Os nervos sensitivos conduzem impulsos nervosos dos diferentes órgãos do corpo humano à parte central do sistema nervoso; os nervos motores conduzem impulsos nervosos da parte central do sistema nervoso para os diferentes órgãos do corpo humano; e os nervos mistos transmitem impulsos nervosos nos dois sentidos. Apresente aos estudantes a coordenação e a sinalização nervosa no ato reflexo. Nesse caso, apenas três neurônios coordenam a contração muscular. Neurônios sensoriais enviam informações à medula espinal; interneurônios localizados na medula podem redirecionar esse sinal a neurônios motores; ou os sinais podem ser transmitidos diretamente a neurônios motores. Os neurônios motores, por fim, conduzem os sinais de resposta aos músculos ou aos órgãos que vão efetuar a resposta de reflexo. A partir desse exemplo, destaque que nem toda sinalização nervosa passa pelo encéfalo. Essa resposta possibilita um movimento rápido de defesa diante do estímulo. Se julgar conveniente, explique que o sistema nervoso autônomo se divide em duas partes que, de maneira geral, transmitem respostas opostas: a parte simpática, que estimula uma ação, e a parte parassimpática, que tende a inibir a ação. Uma sugestão de exemplo é da ativação da parte simpática a uma situação de estresse ou perigo, preparando o corpo para a luta ou fuga. Entre as respostas fisiológicas encontradas estão o aumento da frequência cardíaca, a dilatação das pupilas e a liberação de glicose no sangue, a fim de fornecer mais energia aos músculos. Já a divisão parassimpática atua para restaurar o equilíbrio após o perigo ter passado, e podem-se observar respostas como a redução da frequência cardíaca, a contração das pupilas e a promoção da digestão.

Saiba mais

Organize os estudantes em pequenos grupos para trabalhar a seção. Busque uma abordagem cuidadosa, pois os estudantes podem ser próximos de pessoas com doenças neurodegenerativas, como o Alzheimer. Mantenha um ambiente de respeito na turma, evitando qualquer tipo de brincadeira. Como forma de ampliar as discussões sobre o assunto e possibilitar outra estratégia de abordagem, é possível pedir aos estudantes que pesquisem descobertas científicas atuais que têm como objetivo melhorar a qualidade de vida das pessoas com Alzheimer. O site indicado no boxe #Fica a dica, professor! traz informações importantes e pode ser compartilhado com os estudantes.

#FICA A DICA, professor! •

Para obter mais informações sobre a doença de Alzheimer, acesse o site a seguir. Associação Brasileira de Alzheimer. Publicado por: Abraz. Disponível em: https://abraz.org.br/. Acesso em: 15 out. 2024.

Tema 28 - Genética mendeliana

Neste Tema, são apresentados alguns assuntos relacionados à Genética e à forma como ocorre a transmissão hereditária de características associadas a um gene. Serão trabalhados alguns conceitos essenciais para a compreensão do conteúdo, como gene, alelos, genótipo e fenótipo, e serão utilizados heredogramas para embasar o estudo da hereditariedade. Os estudantes podem mobilizar a habilidade EM13CNT301 ao fazer previsões e interpretar resultados experimentais no estudo da hereditariedade, que os ajudarão a resolver as situações-problema relacionadas à genética que serão apresentadas. Essa habilidade pode

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ser mobilizada nas atividades 4, 5, 6, 7 e 8 da seção Atividades, nas quais poderão, também, mobilizar a CG 2 ao recorrer à abordagem própria das Ciências para investigar e resolver os problemas propostos. A Abertura do Tema mostra duas fotografias do milho, a primeira variedade é uma forma selvagem, chamada teosinto, antes dos processos de seleção artificial promovidos pelos seres humanos e, a segunda, de um milho atual, como o conhecemos. Algumas técnicas de aprimoramento de espécies vegetais foram aplicadas pelos seres humanos desde o início da agricultura, como a seleção de sementes de plantas que produziam frutos maiores, mais doces ou, ainda, mais resistentes a determinada condição ambiental. Essa contextualização trabalha a CG 1 ao utilizar conhecimentos historicamente construídos para entender a realidade.

Introdução aos estudos de Mendel

Destaque que os estudos de Mendel foram apresentados em 1865, em reuniões na Brno Natural Science Society e, em 1866, foram publicados por meio de um artigo em uma revista científica, mas os pesquisadores que tiveram acesso às descobertas na época não reconheceram a relevância das contribuições de Mendel. Atualmente, sugere-se que as ideias propostas por Mendel não estavam em consonância com as ideias vigentes na época. Com esse contexto, é possível trabalhar com os estudantes a noção de que a construção dos conhecimentos científicos é atrelada às condições sociais, econômicas, políticas e culturais de uma época, e, por isso, dizemos que a Ciência é um empreendimento humano. Os estudos de Mendel sobre transmissão de características hereditárias foram redescobertos por cientistas em 1900, pouco mais de 30 anos depois, quando suas contribuições à genética e aos mecanismos de hereditariedade foram reconhecidos.

A primeira lei de Mendel

Esclareça que Mendel selecionou plantas de linhagens puras por cruzamentos sucessivos de plantas que, por pelo menos duas gerações, só geravam descendentes com as mesmas características das plantas-mãe. É interessante ressaltar que Mendel demorou cerca de dois anos apenas selecionando as características que iria observar nas plantas. Os estudantes podem apresentar dificuldade em diferenciar fenótipo de genótipo. Dessa forma, explique que o fenótipo diz respeito à manifestação de determinada característica, por exemplo, planta alta e semente de ervilha lisa são fenótipos observados por Mendel. Os fenótipos aparecem em decorrência de um genótipo, mas o ambiente ou outros genes podem influenciar na manifestação do fenótipo. Por exemplo, uma planta cujo genótipo a potencializa para ser uma planta alta pode ter o crescimento limitado por falta de nutrientes, baixa iluminação ou água em escassez e, por motivos ambientais, não manifestar plenamente sua característica de planta alta. Outros genes também podem influenciar um fenótipo, por exemplo, um gene que determina o crescimento das raízes pode limitar a absorção de nutrientes, impedindo que a planta alta atinja seu tamanho potencial plenamente. Desse modo, apesar do genótipo, o fenótipo nem sempre se manifestará em sua plenitude.

Tipos de dominância

Explique aos estudantes que nem sempre as características são induzidas por pares de alelos que apresentam uma relação de dominância completa e, portanto, há características que exibem proporções fenotípicas diferentes das esperadas pela primeira lei de Mendel. Na dominância incompleta, o heterozigoto apresenta um fenótipo intermediário (a cor rosada das flores de maravilha, por exemplo), enquanto, na codominância, o heterozigoto apresenta os dois fenótipos simultaneamente (a pelagem malhada dos bovinos Shorthorn).

Probabilidade genética

O estudo da probabilidade genética pode ser abordado em conjunto com o(a) docente responsável pela área de Matemática e suas Tecnologias, por envolver conceitos estatísticos.

Explique aos estudantes que a probabilidade é utilizada para determinar a frequência com que um evento esperado deve ocorrer. Se jogarmos uma moeda para cima, por exemplo, sabemos que existem dois lados que podem ficar no topo: cara ou coroa. Considerando moedas não viciadas, teríamos a compreensão da natureza do evento: a chance de dar cara é a mesma de dar coroa, ou seja, 1/2. Dizemos que a probabilidade de jogar uma moeda e obter cara é de 50%. Destaque que as probabilidades refletem os resultados esperados, contudo, os resultados obtidos na prática não são exatamente os previstos, a menos que se façam infinitas jogadas, o que aproximará o resultado obtido dos resultados esperados, que são apenas teóricos. Utilize essa explicação para ressaltar os limites explicativos da Ciência, com base em noções de probabilidade, fornecendo subsídios ao desenvolvimento da habilidade EM13CNT205. É por isso que as ervilhas-de-jardim (que possuem crescimento rápido e produzem grande número de descendentes) favoreceram os trabalhos estatísticos de Mendel, que foi capaz de fazer previsões sobre as chances de os eventos ocorrerem e, assim, pôde conseguir resultados em que as proporções fenotípicas alcançadas experimentalmente se aproximassem dos resultados teóricos esperados de 3:1.

Heredogramas

Destaque que a transmissão de características genéticas pode ser representada por símbolos em um heredograma, que ajuda a observar sua ocorrência em uma família. Se desejar ampliar o trabalho com heredogramas, faça a seguinte atividade. Divida os estudantes em duplas e oriente cada dupla a construir um heredograma hipotético para o albinismo. Cada dupla deve trocar de heredograma com outra dupla e interpretar a herança dessa característica no exemplo hipotético que receberam, identificando os genótipos e fenótipos de cada indivíduo representado.

A segunda lei de Mendel

Explique aos estudantes que, na segunda lei de Mendel, são avaliadas as probabilidades da ocorrência de dois eventos simultaneamente, por exemplo, a probabilidade de ocorrer uma planta com sementes de dada cor e de dada textura ao mesmo tempo. Reproduza o passo a passo do quadrado de Punnett representado no Livro do estudante na lousa, indicando os gametas produzidos pela geração heterozigota para as duas características. A segunda lei de Mendel é também chamada de lei da segregação independente, pois a presença de um alelo no gameta não influencia na presença de um outro alelo. Isso só é possível porque os genes estão localizados em cromossomos distintos e, neste caso, durante a meiose, os cromossomos homólogos se separam de forma independente de outros cromossomos, ou seja, não existe interferência de um sobre o outro. O resultado seria completamente diferente se os genes estudados estivessem em um único cromossomo; nesse caso, a separação de um alelo acarretaria a mesma forma de separação de outro alelo, pois estariam em um mesmo cromossomo homólogo.

Genética além de Mendel

Comente que, ao selecionar as características das plantas de ervilha a serem estudadas, Mendel contou com a vantagem de trabalhar com características que apresentavam apenas dois alelos, um dominante e um recessivo. Entretanto, neste Tema já foram apresentadas proporções de cruzamentos diferentes, nos quais não havia dominância de um alelo sobre o outro. Após essa introdução, explique aos estudantes que também existem genes que apresentam mais de dois alelos. Outro exemplo de alelos múltiplos, além dos relacionados ao sistema ABO, pode ser apresentado aos estudantes: a pelagem de coelhos. O gene responsável pela cor da pelagem de coelhos apresenta quatro alelos: c + , c ch, c h e c. Em condições de homozigose, cada alelo expressa um padrão de coloração diferente. O genótipo c +c + expressa coloração selvagem, o genótipo c chc ch expressa coloração chinchila, o genótipo c hc h expressa a coloração himalaia e o genótipo cc expressa a coloração albina. Esses alelos apresentam relação de dominância

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Genótipo

Fenótipo

é inibida, e não ocorre a conversão do composto A no composto B; portanto, a planta será branca. Caso o genótipo da planta seja ww, a enzima I promove a conversão do composto A no composto B, e a planta pode ser verde ou amarela. Neste caso, se o genótipo da planta for yy, a enzima II é inibida, e a planta será verde. Se o genótipo da planta for Y_, a enzima II promove a conversão do composto B no composto C, e a planta será amarela.

selvagem

c chc ch; c chc h; c chc

chinchila

c c ;c c

himalaia

(branco)

albino

h h

+ ch

+ h

Tema 29 - Interações gênicas e herança quantitativa

Neste Tema, são abordados os casos em que uma característica é determinada por mais de dois genes. Serão estudados casos de interação gênica e de herança quantitativa. Ao longo do tema, os estudantes podem desenvolver a habilidade EM13CNT301, ao fazer previsões e interpretar resultados experimentais que os ajudarão a resolver as situações-problema relacionadas à Genética. Essa habilidade também pode ser mobilizada nas atividades 6 e 7 da seção Atividades, que podem, também, mobilizar a CG 2 ao recorrer à abordagem própria das Ciências para investigar e resolver os problemas propostos. A seção Saiba mais promove uma discussão sobre a inexistência de raças humanas, partindo de um texto de divulgação científica no qual é problematizado o uso indevido dos conhecimentos científicos na tentativa de justificar uma hierarquização social dos seres humanos. Portanto, oportuniza o trabalho com as habilidades EM13CNT303 e EM13CNT305 e fornece subsídios para que os estudantes elaborem argumentos embasados cientificamente para o combate ao racismo, contribuindo para o desenvolvimento da CG 7. A seção também promove a valorização da diversidade humana, trabalhando com o TCT Diversidade Cultural. Na atividade 2 desta seção, os estudantes farão um vídeo para valorizar essa diversidade. Portanto, ao envolver os estudantes com produções artísticas, é possível abordar a CG 3, e, com o uso de tecnologias digitais, a CG 5. Ao incentivar uma ação coletiva com base em princípios éticos e coletivos, é possível desenvolver a CG 10. Na Abertura do Tema, é trabalhada a diversidade humana a partir de uma manifestação artística que busca retratar e valorizar a população brasileira. As atividades trabalham a CG 3 ao possibilitar a fruição de uma manifestação artística ao mesmo tempo que buscam promover e valorizar a diversidade humana.

Interações gênicas

Ao apresentar as interações gênicas não epistáticas, epistáticas recessivas e epistáticas dominantes, procure utilizar o quadrado de Punnett. Para cada exemplo citado, registre-o na lousa, representando os tipos de gameta produzidos por cada geração (P e F1), bem como as possibilidades de combinações genotípicas e seus respectivos fenótipos, que poderiam ser encontrados na geração F2. Ao apresentar o exemplo da cor das abóboras, durante o estudo da epistasia dominante, se considerar oportuno, explique aos estudantes sobre a via bioquímica que envolve a produção de pigmentos desse fruto. O pigmento que confere a cor amarela das abóboras é provavelmente determinado por uma via bioquímica de duas etapas, que envolvem duas enzimas: a enzima I converte o composto A (branco) em composto B (verde); e a enzima II converte o composto B (verde) em composto C (amarelo). Essas enzimas podem ser inibidas, dependendo do genótipo apresentado pela planta. Caso o genótipo da planta seja W_, a enzima I

c c ;c c ;c c ;c c + +

EDITORIA DE ARTE

distinta, de tal forma que: c + > c ch > c h > c , ou seja, o alelo c + é dominante sobre todos os outros; o alelo c ch é dominante sobre os alelos c h e c; e o alelo c h é dominante sobre o alelo c. Assim, entre os genótipos heterozigotos, existem diferentes possibilidades de expressão de fenótipos. A relação entre genótipos e fenótipos para a cor da pelagem está expressa no quadro a seguir.

composto A — enzima I ô composto B — enzima II ô composto C (verde)

(amarelo)

Elaborado com base em: PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Localizável em: p. 196 do pdf.

Herança quantitativa

Destaque que os tipos de herança estudados anteriormente eram marcados por fenótipos descontínuos, ou seja, não havia uma gradação entre a manifestação da característica. Na herança quantitativa, ocorre, por outro lado, uma gradação contínua entre as variedades de fenótipos. Ao exemplificar a herança quantitativa relacionada à variação da cor da pele em seres humanos, destaque que essa característica também é influenciada por fatores ambientais, como a exposição à luz solar. Quanto maior a exposição, ou seja, quanto mais radiação UV incide sobre a pele humana, maior é o estímulo para a produção de melanina, pigmento que pode, temporariamente, alterar a cor da pele. A produção de melanina é, portanto, uma resposta ao estímulo ambiental e protege a pele contra os raios UV. Essa alteração é natural e pode variar conforme a intensidade e duração da exposição. Ao trabalhar os fatores genéticos e ambientais que influenciam na cor da pele humana e ao apresentar os dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) sobre a proporção da população brasileira, por cor, busca-se motivar os estudantes no contexto de seu pertencimento étnico-racial. Destaque que a cor da pele dos brasileiros é uma característica que apresenta grande variação, uma vez que a origem da população brasileira decorre da miscigenação que se deu no passado entre ameríndios, europeus e africanos, e que ainda ocorre por causa dos fluxos migratórios. É possível explorar este assunto com os(as) docentes responsáveis pela área de Ciências Humanas Sociais e Aplicadas, que podem apresentar aspectos geográficos, históricos e sociais sobre o assunto, trabalhando o TCT Educação para Valorização do Multiculturalismo nas Matrizes Históricas e Culturais Brasileiras. É importante destacar aos estudantes que o IBGE considera a autodeclaração dos entrevistados, ou seja, entende os grupos como uma construção social ao qual as pessoas se sentem pertencentes. A Ciência já demonstrou que não existem diferenças biológicas que possibilitem entender a diversidade humana dentro de um conceito de raça. Se julgar adequado, antecipe o trabalho com a seção Saiba mais, que explora o assunto.

Saiba mais

Ao trabalhar a seção, peça a voluntários para realizarem a leitura do texto em voz alta. A leitura pode ser feita pausadamente, solicitando que os estudantes expliquem o que compreenderam de cada parte do texto. Então, aprofunde as discussões sobre o assunto. Explique aos estudantes que, no passado, pseudociências tentaram justificar, de forma indevida, a existência de raças humanas. Ressalte que as pseudociências defendem suas ideias de forma distorcida, sem evidências consistentes ou rigor metodológico, e, portanto, não são válidas. Comente que o racismo científico perpetuava ideias racistas, baseando-se na falsa premissa de que existem diferenças biológicas ine-

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rentes entre grupos que eram considerados pertencentes a uma mesma “raça”, características essas que tornariam um grupo superior a outro. Conforme o texto destaca, não há embasamento científico para organizar os seres humanos em raças, uma vez que não existem diferenças biológicas suficientes entre tais grupos. A diferença reside entre pessoas, e não entre “raças humanas”, sendo esta ideia uma construção social. O racismo científico teve grande impacto histórico e possui reflexos até o presente, pois contribuiu e ainda contribui para a marginalização e opressão de pessoas com base em suas características físicas. Aproveite a oportunidade para realizar um trabalho integrado com o(a) docente de Sociologia para promover uma discussão com a turma sobre questões raciais que impactam a sociedade na atualidade, contribuindo para sua conscientização sobre o assunto.

#FICA A DICA, professor! •

A leitura sugerida a seguir propõe uma reflexão sobre como tentativas infundadas de determinar raças humanas favorecem processos de exclusão e discriminação. Sérgio Danilo Junho Pena. Não existem raças humanas (e isso é uma afirmação!). Rio de Janeiro: Academia Brasileira de Ciências, 2024. Disponível em: https://www.abc.org.br/wp-content/ uploads/2024/09/ABC_Evolucao_redux.pdf. Acesso em: 31 out. 2024.

•

O artigo indicado a seguir discorre sobre potencialidades e contradições de uma proposta didática de se trabalhar a genética humana em uma perspectiva decolonial. Decolonialidade e ensino de biologia: Potências e contradições na abordagem do processo da mestiçagem em aulas de genética. Publicado por: Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias. Disponível em: http://reec.uvigo.es/volumenes/volumen22/ REEC_22_1_3_ex1917_697.pdf. Acesso em: 31 out. 2024.

Tema 30 - Genética Molecular

O Tema proporciona o estudo molecular do material genético, destacando sua composição, seu processo de duplicação semiconservativo e a síntese proteica. Apresenta explicações sobre mutações, destacando riscos envolvidos na exposição a agentes mutagênicos, entre eles, os raios X, utilizados em exames de radiografia. Nesse sentido, o tema possibilita o desenvolvimento das habilidades EM13CNT103 e EM13CNT104. Explora-se a importância do uso de equipamentos de segurança durante a realização deste exame, abordando a habilidade EM13CNT306. Na Abertura do Tema, apresenta-se um contexto sobre a importância do sequenciamento do material genético humano, conhecido como projeto Genoma Humano. Em seguida, os estudantes são questionados sobre o objetivo desse projeto, incentivando sua curiosidade. Dessa forma, é possível desenvolver a CG 2. Esse assunto representa uma abordagem do TCT Ciência e Tecnologia, visto que o sequenciamento foi possível em razão dos conhecimentos científicos existentes e das tecnologias disponíveis na época e que essas tecnologias já evoluíram muito desde 2003 e puderam, por exemplo, auxiliar no rápido sequenciamento do coronavírus, no início da pandemia, ajudando no mapeamento e no rastreamento das variedades de coronavírus e na produção das vacinas. É importante que os estudantes retomem os conceitos relativos ao material genético estudados anteriormente. Para um diagnóstico desses conhecimentos prévios, é possível questionar aos estudantes o que sabem sobre o DNA, onde o DNA está localizado, se todos os seres vivos apresentam DNA e se as informações genéticas podem ser encontradas em outro tipo de molécula. Não é esperado que os estudantes se lembrem de tudo, mas é interessante destacar que o DNA se encontra, nos organismos eucariontes, no núcleo das células, enquanto, nos procariontes, encontra-se disperso no citoplasma. É interessante também iniciar o estudo do tema recordando que existe outra forma de material genético, o RNA, molécula importante para o processo de síntese de proteínas, que será estudado neste tema. Se necessário, retome parte do conteúdo do Tema 3.

O DNA

Se desejar, comente que a maior parte do material genético das células humanas encontra-se no núcleo. No entanto, uma pequena porção está presente nas mitocôndrias, chamado de DNA mitocondrial. O DNA mitocondrial tem origem materna, ou seja, é transmitido da mãe para os filhos. Por isso, ele pode ser utilizado em estudos para traçar relações de ancestralidade, além da história evolutiva humana. Ao observar a representação do nucleotídeo, mencione que ela é simplificada, com formas e cores que não são reais, apenas utilizada para fins didáticos. Se julgar conveniente, diga aos estudantes que as bases nitrogenadas adenina e guanina são purinas e possuem dois anéis orgânicos. Já as bases nitrogenadas citosina e timina são pirimidinas e possuem apenas um anel. Neste momento e no trabalho com o boxe Diálogos da natureza, é possível solicitar ao(à) docente de Química um trabalho conjunto, ampliando o estudo químico dos nucleotídeos e da molécula de DNA. Diga aos estudantes que a imagem produzida do DNA por Rosalind Franklin (1920-1958) foi obtida utilizando a técnica de cristalografia por raios X. Essa imagem não representa uma fotografia das moléculas de DNA. Mas, como James Watson (1928-) conhecia os padrões gerados por moléculas helicoidais por meio dessa técnica, logo percebeu que se tratava de uma molécula helicoidal. Ao comentar sobre Rosalind Franklin, cite que suas contribuições à descrição da estrutura do DNA não foram devidamente reconhecidas na época. Utilizando esse contexto, aproveite a oportunidade para discutir sobre as desigualdades de gênero que historicamente têm marcado o desenvolvimento científico. Proponha uma reflexão sobre como as mulheres, ao longo dos séculos, enfrentaram (e ainda enfrentam) barreiras para ingressarem, manterem-se e serem reconhecidas em áreas científicas. Se considerar oportuno, é possível convidar os(as) docentes de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas para ampliar a discussão.

#FICA A DICA, professor! •

Os textos a seguir apresentam mais detalhes sobre o episódio histórico da descrição da estrutura tridimensional do DNA, reconhecendo a importância da participação de Rosalind Franklin. Esses textos podem embasar reflexões sobre a desigualdade de gênero na Ciência, capacitando os estudantes a agir de forma crítica e consciente, e, assim, favorecer processos educativos emancipatórios. Alejandra Martins. Foto 51: a fascinante história por trás da célebre imagem de Rosalind Franklin da estrutura do DNA. Publicado por: BBC News Mundo. Disponível em: https://www. bbc.com/portuguese/geral-61393662. Amarilis Abreu Souza e Geraldo Wellington Rocha Fernandes. O papel e as contribuições de Rosalind Franklin para a elucidação da estrutura do DNA: um olhar de seu processo histórico a partir de uma pesquisa bibliográfica. Publicado por: Alexandria: Revista de Educação em Ciência e Tecnologia. Disponível em: https://periodicos.ufsc.br/index.php/alexandria/article/ view/91492/54623. Acessos em: 31 out. 2024.

#FICA A DICA, estudante! •

Recomende o acesso ao site a seguir, que traz uma sequência de podcasts sobre as contribuições de Rosalind Franklin para a Ciência. Biografias: Rosalind Franklin, uma vida dedicada à ciência. Publicado por: Biblioteca Digital de Ciências. Disponível em: https://www.bdc.ib.unicamp.br//bdc/visualizarMaterial. php?idMaterial=796. Acesso em: 30 out. 2024.

Ampliando

Ao trabalhar a estrutura tridimensional do DNA, proponha aos estudantes a construção de modelo didático de parte de uma molécula tridimensional de DNA. Eles deverão se reunir em grupos, e cada grupo deverá usar a criatividade, utilizando materiais diversos, principalmente recicláveis ou de fácil acesso. De modo a promover a inclusão de estudantes de baixa visão e não videntes, oriente os estudantes a considerarem materiais de diferentes texturas.

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Após explicar com detalhes a atividade, combine uma data para a entrega dos modelos. No dia da entrega, verifique se eles seguiram todas as orientações e faça eventuais correções. Essa atividade possibilita o desenvolvimento da CG 3 ao permitir que os estudantes se envolvam com produções artísticas. Além disso, pode compor parte da avaliação dos estudantes com relação ao aprendizado deste conteúdo. Verifique se os estudantes entenderam o processo de duplicação do DNA, apresentando sequências hipotéticas de DNA no quadro e pedindo a eles que realizem a duplicação de cada fita molde. Um dos experimentos que contribuíram com o modelo explicativo de Watson e Francis Crick (1916-2004) para a duplicação semiconservativa do DNA foi o do geneticista e biologista molecular americano Matthew Meselson (1930-) e do biólogo e geneticista molecular Franklin Stahl (1929-). No final dos anos 1950, Meselson e Stahl conduziram seus experimentos sobre duplicação do DNA utilizando bactérias Escherichia coli e demonstraram que o processo é semiconservativo. Apesar de os estudos terem sido realizados em E. coli, hoje se sabe que a duplicação semiconservativa do DNA é um mecanismo universal. Esse contexto oportuniza a valorização dos conhecimentos historicamente construídos para explicar fenômenos biológicos, abordando a CG 1. Se julgar pertinente, diga aos estudantes que, no processo de adição de novos desoxirribonucleotídeos à fita que está sendo sintetizada, atua uma enzima denominada DNA-polimerase. Em geral, além dos desoxirribonucleotídeos, a DNA-polimerase necessita de um nucleotídeo iniciador e de uma fita molde de DNA para iniciar a duplicação do DNA.

O RNA

Diga aos estudantes que existe uma diferença estrutural entre os açúcares desoxirribose e ribose. A desoxirribose tem um átomo de oxigênio a menos ligado ao segundo átomo de carbono do anel. Veja a imagem a seguir. 5’

ALEX SILVA

HOCH2 4’

3’

2’

1’

Desoxirribose (no DNA)

5’

HOCH2 4’

3’

2’

1’

Ribose (no RNA)

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 85. Representação química da desoxirribose e da ribose. Observe a diferença em destaque.

Síntese proteica

Diga aos estudantes algumas das funções desempenhadas pelas proteínas no organismo: são componentes da membrana celular; participam do metabolismo catalisando reações químicas; atuam na contração muscular; participam da defesa específica do organismo. Ao apresentar a transcrição, se desejar, comente que a enzima que atua na separação das fitas de DNA é a RNA-polimerase. Essa mesma enzima une os nucleotídeos de RNA complementares à fita molde de DNA. O processamento do RNAm recém-sintetizado ocorre ainda no núcleo das células eucarióticas. Nessa etapa, ocorre a remoção de grandes porções da molécula que não apresentam informações que serão expressas. As porções que apresentam informações que serão expressas são mantidas e religadas, resultando na molécula de RNAm madura. Esse processo denomina-se splicing. Explique aos estudantes que os ribossomos podem permanecer aderidos à membrana externa do envoltório nuclear, ao retículo endoplasmático granular ou ficar livres no citoplasma. Diga que suas subunidades se unem durante a síntese proteica.

Um exemplo de proteína formada pela associação de diferentes subunidades proteicas é a hemoglobina. Cada subunidade apresenta uma porção da proteína associada a um grupo heme, o qual apresenta um átomo de ferro (Fe). A hemoglobina está presente nas hemácias e é responsável pelo transporte de gás oxigênio (O2) pelo corpo.

Mutação gênica

Durante o trabalho com o boxe Diálogos da natureza, as radiações ionizantes podem ser abordadas de forma integrada com os(as) docentes de Física e de Química, que podem enriquecer o assunto com mais informações sobre ondas eletromagnéticas, tipos de radiação, poder de penetração e aplicações da radioatividade, inclusive na medicina diagnóstica, em exames como o raio X e as tomografias e em tratamentos, como na radioterapia. Explique as medidas de segurança necessárias aos profissionais que trabalham com exames que envolvem a aplicação de radiação, como os técnicos em radiologia. Se julgar adequado, peça aos estudantes que façam uma avaliação dos riscos envolvidos nessa profissão e que justifiquem o uso de equipamentos visando à integridade física dos trabalhadores. Essa abordagem trabalha aspectos inerentes à profissão radiologista, podendo explorar o TCT Trabalho. Comente que um tipo bem conhecido de mutação que ocorre nas hemácias humanas altera a sequência de aminoácidos do polipeptídio da globina b da hemoglobina, causando anemia falciforme. Essa anomalia causa alteração no formato nas hemácias, pode causar dores e cansaço nas pessoas acometidas e, em indivíduos homozigotos para o alelo mutante, sintomas associados à anemia.

Organizando as ideias

Oriente os estudantes na elaboração de um esquema próprio, com os principais conceitos estudados na Unidade. Se considerar pertinente, sugira que copiem parte ou todo o esquema do Livro do estudante no caderno, complementando conforme suas necessidades de aprendizagem ou interesses. Outras possibilidades de trabalho podem ser realizadas, como pedir que façam conexões a outros conceitos, ou que indiquem palavras de ligação entre os conceitos apresentados, ou ainda que escrevam pequenos resumos dos conceitos. Os esquemas podem ser utilizados como instrumentos avaliativos do processo de aprendizagem e, por serem estratégias distintas de avaliação, podem auxiliar estudantes de diferentes perfis. Esses esquemas podem ser construídos ao longo do estudo da Unidade, Tema a Tema, a fim de que os estudantes produzam um resumo de todas as ideias centrais trabalhadas. Na página 442 deste Manual do professor, é possível encontrar informações sobre outros tipos de avaliação.

Integrando com Ciências Humanas e Sociais Aplicadas e Física

Interação entre o cérebro e a máquina. O conteúdo dessa seção evidencia o trabalho com o TCT Ciência e Tecnologia ao abordar uma tecnologia recente que pode dar mais qualidade de vida às pessoas que, por algum motivo, perderam o controle de algum membro. Os equipamentos baseados em interfaces cérebro-máquina, associados aos algoritmos de inteligência artificial, podem auxiliar na interpretação de impulsos nervosos e reproduzir em próteses, por exemplo, uma função ou atividade que seria efetuada por um músculo. Os(As) docentes responsáveis pela área de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas podem conversar sobre os aspectos éticos e os relacionados aos direitos de acesso às tecnologias por todos, enquanto o(a) docente do componente curricular Física pode auxiliar no entendimento de como os sinais elétricos podem ser interpretados por algoritmos e como estes podem produzir comandos. A seção traz alguns filmes em que a ideia dessa integração entre máquinas e cérebro já foi retratada. Se possível, peça aos estudantes que, em grupos, assistam aos filmes e que escrevam pequenas resenhas sobre como ocorria a integração naquelas histórias e se eles imaginam que, no futuro, a interação entre cérebros e computadores pode mesmo ser como retratado nas obras de ficção. As resenhas podem ser utilizadas para avaliação dos estudantes. Ambos os filmes são continuações de histórias anteriores. Se achar interessante, peça aos estudantes que assistam aos primeiros filmes para facilitar o entendimento do enredo.

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#FICA A DICA, estudante!

Se possível, converse com os estudantes sobre os trabalhos pioneiros do médico e cientista brasileiro Miguel Nicolelis. Sobre o assunto, oriente a leitura do texto no site a seguir. Miguel Nicolelis: a vanguarda da neurociência e a conquista de fronteiras cognitivas. Publicado por: Eduvem. Disponível em: https:// eduvem.com/miguel-nicolelis-a-vanguarda-da-neurociencia-ea-conquista-de-fronteiras-cognitivas/. Acesso em: 30 out. 2024.

Sugestões de avaliação

Sugerimos que a avaliação dos conteúdos trabalhados nesta Unidade compreenda instrumentos variados e seja organizada para que ocorra em diferentes momentos do desenvolvimento pedagógico. A seguir, apresentamos algumas sugestões que podem ser incorporadas ao seu planejamento, adaptando-as a sua realidade escolar. Vale destacar que há outras maneiras que o material pode contribuir para o processo avaliativo. Ao introduzir cada Tema, há atividades no boxe Pense e responda que podem contribuir para o mapeamento de conhecimentos prévios. Algumas delas podem ser retomadas ao finalizar o conteúdo, solicitando que os estudantes avaliem se houve alteração em suas percepções iniciais e como o estudo do Tema contribuiu para seu aprendizado. Por exemplo, a atividade 2 do boxe Pense e responda do Tema 27 oportuniza que os estudantes apresentem seus conhecimentos prévios sobre a ação de anestésicos sobre o tecido nervoso. Essa atividade pode ser retomada ao final do Tema, após o estudo da transmissão de impulsos nervosos. Há diversas oportunidades para avaliar os conhecimentos construídos pelos estudantes ao longo do estudo de cada Tema, sobretudo em algumas das questões do boxe Pense e responda e na seção Ati-

vidades. Por exemplo, na atividade 4 do boxe Pense e responda do Tema 28, é possível avaliar o aprendizado dos estudantes sobre o uso do quadrado de Punnett como ferramenta para auxiliar o cálculo da probabilidade genética. Já no Tema 29, é possível avaliar o aprendizado sobre interações gênicas na atividade 6 da seção Atividades, que propõe a análise da transmissão da cor da pelagem de camundongos. Outro instrumento avaliativo que pode ser utilizado é a atividade prática indicada na seção Oficina científica. No Tema 25, é proposto aos estudantes que investiguem o papel da amilase salivar na digestão do amido por meio da interpretação de resultados experimentais com base em seus conhecimentos sobre o assunto. Como complemento, é possível realizar as sugestões de dinâmicas e atividades extras indicadas na seção Ampliando deste Manual do professor. No Tema 30, há a sugestão de envolver os estudantes na construção de um modelo didático que represente uma molécula de DNA. Essa atividade pode ser utilizada para avaliar seu aprendizado sobre a estrutura tridimensional da molécula de DNA. Ao final do estudo da Unidade, é possível explorar a seção Organizando as ideias, na qual há um esquema que relaciona os principais conceitos trabalhados na Unidade, que pode, então, ser ampliado pelos estudantes. As atividades presentes na seção Atividades complementares também podem ser utilizadas. Por exemplo, na atividade 6 é possível avaliar o aprendizado dos estudantes sobre imunização, conceito explorado no Tema 26. Outros instrumentos avaliativos podem ser incorporados a sua proposta de avaliação, tais como a elaboração de seminários, produtos digitais (como slides, vídeos e podcasts) e textos dissertativos sobre os conteúdos estudados. Para mais propostas de avaliação, retomar a página 442 deste Manual do professor.

Unidade 6 Evolução, sociedade e biotecnologia BNCC

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Competências gerais: 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9 e 10. Competências específicas de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: 1, 2 e 3. Habilidades de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: EM13CNT106, EM13CNT201, EM13CNT205, EM13CNT208, EM13CNT301, EM13CNT302, EM13CNT303, EM13CNT304, EM13CNT305, EM13CNT306, EM13CNT309 e EM13CNT310. Temas Contemporâneos Transversais (TCTs):

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Saúde Ciência e Tecnologia

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Objetivos da Unidade • • •

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Reconhecer evidências da evolução dos seres vivos. Compreender um breve histórico dos eventos que levaram à aceitação do evolucionismo na comunidade científica. Comparar diferentes explicações sobre a evolução da vida, identificando suas características e contrastando-as com a teoria científica atualmente mais aceita. Explicar o papel de fatores como a mutação, a recombinação, o fluxo gênico, a deriva genética e a mutação na evolução dos seres vivos. Explicar processos que culminam no surgimento de novas espécies. Analisar aspectos relacionados à evolução humana, considerando sua origem e expansão pelo planeta e a formação da sociedade. Analisar questões relacionadas ao uso de fontes de energia pelo mundo, considerando a dependência mundial em relação aos combustíveis fósseis.

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Conhecer fontes energéticas alternativas. Avaliar a importância do acesso aos serviços de saneamento básico da manutenção da saúde da população. Analisar tecnologias de manipulação do DNA, suas aplicações e sua importância em nossa sociedade atual. Promover e participar de debates a respeito de situações controversas relacionadas à aplicação dos conhecimentos científicos, a partir da construção de argumentos consistentes, e posicionar-se diante delas.

Orientações gerais Esta Unidade propicia o estudo de aspectos relacionados à evolução da vida na Terra. Nesse sentido, apresenta-se brevemente um histórico do pensamento evolutivo, destacando as proposições de Lamarck, de Darwin e de Wallace, para, então, abordar a teoria sintética da evolução, atualmente tida como consenso entre a comunidade científica. Também se aborda o surgimento de novas espécies e a história da vida na Terra, destacando eventos evolutivos importantes, incluindo a evolução humana, sua origem, dispersão pelo planeta e o estabelecimento de sociedades. A compreensão desses aspectos evolutivos possibilita a fundamentação de que os seres humanos pertencem à mesma espécie, e, apesar das diferenças fenotípicas, são similares em termos genéticos. Essa fundamentação é feita de modo a problematizar atitudes discriminatórias e segregacionistas, incentivando os estudantes a defenderem ideais éticos e responsáveis, conforme a CE 2. A seção Integrando com... aborda aspectos relevantes para a reflexão crítica, possibilitando avaliar as aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, também de acordo com a CE 2. Essa perspectiva científica embasa

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a crítica a atitudes racistas, promovendo a valorização da diversidade humana. A abordagem decolonial complementa essa visão ao propor uma revisão crítica das estruturas históricas e culturais que perpetuam desigualdades, promovendo uma educação que valorize a diversidade humana e combata estereótipos raciais. Com relação à aplicação dos conhecimentos das Ciências da Natureza nas esferas da infraestrutura, da energia e das biotecnologias, apresentam-se situações em que os estudantes devem se posicionar de forma ética e responsável, aprofundando o desenvolvimento da CE 2. Por necessitarem da análise de fenômenos naturais e processos tecnológicos a fim de propor ações individuais e coletivas para a melhoria das condições de vida, desenvolvem a CE 1. Além disso, ao proporcionar que os estudantes investiguem diferentes situações-problema e as aplicações do conhecimento científico na sociedade, utilizando linguagem e procedimentos próprios das Ciências, essa Unidade permite o desenvolvimento da CE 3.

Abertura da Unidade

A fotografia traz a reconstrução de um hominínio da espécie Homo neanderthalensis, que viveu entre cerca de 400 mil e 40 mil anos atrás. Durante parte desse período, os neandertais coexistiram com nossa espécie. Em suas pesquisas, o biólogo Svante Pääbo e sua equipe identificaram evidências de que os neandertais não apenas compartilharam territórios com os primeiros humanos modernos mas também se reproduziram com eles, deixando uma herança genética que ainda persiste em populações humanas atuais. O contexto escolhido para esta abertura integra diferentes assuntos explorados nesta Unidade, tais como a evolução dos seres vivos, incluindo a do ser humano, além de técnicas de manipulação do DNA. É possível explorar os conhecimentos prévios dos estudantes sobre esses assuntos realizando as atividades presentes na abertura. Outras também podem ser formuladas com esse mesmo objetivo, como perguntar qual é a importância do estudo do DNA para compreender as relações evolutivas entre diferentes seres vivos, como entre os seres humanos e outros hominínios.

Tema 31 - Ideias evolucionistas

O Tema apresenta algumas evidências da evolução e as ideias evolucionistas de Lamarck e de Darwin e Wallace. Os estudantes irão analisar e discutir modelos teóricos explicativos sobre a evolução biológica, auxiliando na mobilização da habilidade EM13CNT201. Além disso, os estudantes irão desenvolver a CG 1, valorizando conhecimentos historicamente construídos para a explicação de fenômenos da realidade. Na atividade 5 da seção Atividades, é possível desenvolver a CG 7 ao solicitar aos estudantes que construam argumentos a respeito da importância da preservação da natureza, desenvolvendo sua consciência ambiental. Já nas atividades 2 e 6, que envolvem a análise de textos de temáticas científicas, é possível mobilizar a habilidade EM13CNT303. Na Abertura do Tema, são apresentadas fotografias de quatro espécies de aves e é solicitado que os estudantes elaborem hipóteses sobre seus hábitos alimentares, baseando-se no formato de seus bicos. Nesse sentido, ao exercerem a abordagem e a linguagem próprias da Ciência, podem desenvolver a CG 2. Ressalte aos estudantes que o bico das aves não possui dentes e é composto de narinas, mandíbula superior e mandíbula inferior. Pergunte se o formato do bico poderia conferir alguma vantagem à sobrevivência desses animais. É possível que identifiquem que os bicos das aves podem influenciar o tipo de alimento que poderá ser ingerido por esses animais.

A vida evolui

Diga aos estudantes que os fósseis são registros mineralizados de seres vivos que viveram há milhares ou milhões de anos. Cite que nem sempre é possível obter registros inteiros e contínuos de todas as espécies. Porém, a partir de fósseis parciais, é possível fazer projeções ilustrativas, em programas digitais específicos, de como seria o corpo deles. Indique aos estudantes o site do boxe Espaços de aprendizagem, na página 371, que possibilita uma visita virtual ao Museu

de Paleontologia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), sendo uma oportunidade ao desenvolvimento da CG 5. Se possível, faça uma visita presencial a este ou a outros museus de paleontologia do Brasil, próximos à escola. Também é possível entrar em contato com os museus para saber se algum(a) representante poderia conversar com os estudantes. Comente que a presença de um fóssil em uma camada de rocha sedimentar não fornece uma forma precisa de datação. Isso porque movimentos naturais das placas tectônicas podem alterar a posição inicial do fóssil. Assim, a datação mais precisa deve ser feita por outras técnicas, como a determinação do percentual de carbono-14, explorada no boxe Diálogos da natureza. É importante destacar que a precisão da datação por carbono-14 pode ser afetada por fatores como a contaminação da amostra, as variações na quantidade de carbono-14 na atmosfera ao longo do tempo e a natureza do material fossilizado. Além disso, a datação não fornece um ano preciso, mas uma faixa de anos, e é sujeita a uma margem de erro. Esse assunto pode ser trabalhado em conjunto com o(a) docente responsável pelo componente curricular Química, que pode explorar a formação do carbono-14 e o decaimento radioativo desse isótopo, cuja meia-vida é de aproximadamente 5 730 anos. Essa sugestão de trabalho integrado pode contribuir para o aprendizado dos estudantes sobre as estimativas da idade dos fósseis. Em respeito à idade escolar dos estudantes, não foram apresentadas todas as divisões do tempo geológico no planeta Terra, que compreendem éons, eras, períodos, épocas e idades. Comente com os estudantes que o fóssil mais antigo de mamífero pertence à espécie Brasilodon quadrangularis, um animal que tinha cerca de 20 cm de comprimento e era semelhante a pequenos roedores atuais. Esse fóssil, datado de 225 milhões de anos, foi descoberto no estado do Rio Grande do Sul e estudado por uma equipe de pesquisadores, em sua maioria, brasileiros. Aproveite para destacar a participação brasileira em pesquisas científicas, valorizando o desenvolvimento científico em âmbito nacional. Recomende que os estudantes assistam ao vídeo indicado na página 373, no boxe Espaços de aprendizagem para obterem mais informações sobre a descoberta desse fóssil. Em 2017, dois artigos foram publicados relatando a descoberta de fósseis de Homo sapiens de cerca de 300 mil anos no Marrocos. Anteriormente a essa descoberta, os fósseis mais antigos de Homo sapiens datavam de 200 mil anos e haviam sido encontrados na Etiópia. A evolução humana será aprofundada no Tema 34.

#FICA A DICA, professor! •

Para obter mais informações a respeito da datação dos fósseis, sugere-se o acesso ao site a seguir. Pércio de Moraes Branco. Como sabemos a idade das rochas? Publicado por: Serviço Geológico do Brasil. Disponível em: https:// www.sgb.gov.br/pt/web/guest/como-sabemos-a-idade-das -rochas. Acesso em: 31 out. 2024.

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Para conhecer as divisões do tempo geológico, acesse o site a seguir. Tabela Cronoestratigráfica Internacional: versão setembro de 2023. Publicado por: International Commission on Stratigraphy. Disponível em: https://stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2023 -09BRPortuguese.pdf. Acesso em: 31 out. 2024.

História do pensamento evolutivo

Ao trabalhar temas científicos de décadas ou séculos passados, é possível que os estudantes acreditem que as ideias são ultrapassadas ou sem relevância. No entanto, é essencial enfatizar que a Ciência é uma construção humana situada no contexto de condições políticas, econômicas, sociais e culturais da época em que se desenvolve. Assim, é necessário reconhecer quais ideias eram predominantes e como elas dão suporte para construirmos novos conceitos científicos. Dessa forma, ao valorizar conhecimentos historicamente construídos, é possível mobilizar a CG 1. Ressalte que, embora as ideias de Lamarck tenham sido parcialmente refutadas, esse cientista foi um dos primeiros a se contrapor à corrente do fixismo, que afirmava não ser possível haver uma

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mudança das características biológicas das espécies. Nesse contexto, aproveite para perguntar aos estudantes por que é importante que cientistas ampliem suas investigações e proponham novas ideias, devidamente fundamentadas, mesmo que sejam divergentes das ideias vigentes à respectiva época em que se encontram. Esse questionamento incentiva a reflexão sobre o papel do pensamento crítico e inovador na Ciência, que permite o progresso e a revisão de nossas compreensões sobre o mundo. Ao se contrapor às ideias do fixismo, Lamarck passa a propor a relação do meio ambiente com os seres vivos, admitindo que as espécies poderiam mudar ao longo dos anos. A crítica ao fixismo possibilitou a abertura do campo científico para outras pesquisas, contribuindo para a construção do conhecimento científico atual. Ao explicar a teoria de Lamarck, retome com os estudantes parte do Tema 6, no qual foram apresentadas as ideias da biogênese em contraposição à abiogênese, que se manteve vigente por muitos séculos. Comente que a teoria da geração espontânea vinha sendo questionada desde o século XVII, até ser refutada no século XIX, cerca de 50 anos após os estudos de Lamarck. Ressalte que, na época, não se conheciam os fatores hereditários, as células reprodutivas, a embriologia ou o DNA e como suas sequências influenciam as características dos organismos. Essa contextualização contribui para o entendimento das limitações e da importância das ideias de Lamarck no avanço das teorias evolucionistas. Ao tratar a lei do uso e desuso e da herança dos caracteres adquiridos, forneça alguns exemplos práticos do cotidiano. Pergunte aos estudantes, por exemplo, o que acontece com os músculos de muitos atletas, ao longo de suas carreiras. Espera-se que respondam que, em virtude do treinamento intenso, a musculatura de muitos tende a ser mais desenvolvida. Então pergunte se essa característica é transmitida aos filhos desses atletas. Espera-se que os estudantes concluam que isso não ocorre, porque o desenvolvimento muscular não altera a constituição genética do indivíduo, e, portanto, não é uma característica hereditária. Ao comentar os estudos de Charles Darwin, mencione aos estudantes que a viagem do HMS Beagle proporcionou a Darwin uma enorme quantidade de dados de observação de campo. A partir do registro das informações e das observações, Darwin levantou hipóteses para explicar as razões da biodiversidade nos trópicos e por que algumas espécies eram diferentes entre si. Comente com os estudantes que, além de fazer extensas observações de campo, Darwin também tinha interesse na criação de animais domésticos. Já se sabia que os criadores de pombos poderiam induzir a geração de animais com características específicas a partir de acasalamentos entre linhagens de aves. Essa seleção artificial de caracteres contribuiu para que o cientista pensasse sobre como esse fenômeno ocorria na natureza. Informe aos estudantes que, para a proposição da teoria da seleção natural, Darwin fora influenciado por Thomas Malthus (1766-1834), um economista britânico que estudou o crescimento populacional. Os trabalhos de Malthus causaram enorme impacto na sociedade britânica ao demonstrar que o crescimento populacional ocorria de forma exponencial, enquanto o crescimento da produção de alimentos crescia de forma linear. Como consequência, poderia haver, em algum momento, uma situação de fome e disputa por alimentos. Malthus não considerou em seus cálculos processos tecnológicos na produção de recursos e alimentos, mas seus trabalhos geraram bastante impacto na época. Darwin pensou que a competição por recursos poderia influenciar a sobrevivência das espécies, impactando o tamanho populacional e a probabilidade de deixar descendentes. Portanto, populações de indivíduos com características diversas poderiam ter maior chance de superar situações adversas.

#FICA A DICA, professor! •

Conhecer as aproximações entre a natureza, a história e a filosofia da Ciência pode contribuir para a prática docente. Para saber mais, leia o artigo a seguir.

Breno Arsioli Moura. O que é natureza da Ciência e qual sua relação com a História e Filosofia da Ciência? Publicado por: Revista Brasileira de História da Ciência. Disponível em: https:// rbhciencia.emnuvens.com.br/revista/article/view/237/189. Acesso em: 16 out. 2024. •

Caso queira saber mais sobre o pensamento evolutivo, sugere-se a seguinte leitura. Ernst Mayr. O que é a evolução. Rio de Janeiro: Rocco, 2009.

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Para mais informações sobre as contribuições de Alfred Russell Wallace, sugerimos a leitura do artigo disponível no site a seguir. Nelson Papavero e Christian Fausto Moraes dos Santos. Evolucionismo darwinista? Contribuições de Alfred Russel Wallace à teoria da evolução. Publicado por: Scielo. Disponível em: https://www.scielo.br/j/rbh/a/G6z3gmqHCJPXzxrnTNj8mQP. Acesso em: 13 out. 2024.

Saiba mais

Os celacantos são peixes que vivem em águas profundas, sendo considerados “fósseis vivos”, entre outras razões, pela baixa variabilidade genética da espécie. Ainda assim, os celacantos atuais não são idênticos aos antigos fósseis da espécie. Pergunte aos estudantes se eles têm hipóteses para explicar essas mudanças, além das apresentadas no texto. Escreva as respostas na lousa para que a turma possa avaliar atentamente essas possibilidades. A formulação de hipóteses permite o desenvolvimento parcial da habilidade EM13CNT301.

#FICA A DICA, estudante! •

Para saber mais sobre os celacantos, compartilhe com os estudantes a reportagem disponível no site a seguir. Liz Langley. Peixe primitivo de águas profundas vive até os 100 anos. Publicado por: National Geographic Brasil. Disponível em: https://www.nationalgeographicbrasil.com/animais/2021/06/ peixe-primitivo-de-aguas-profundas-vive-ate-os-100-anos. Acesso em: 31 out. 2024.

Tema 32 - Teoria sintética da evolução

Este Tema aborda os processos evolutivos que compreendem a teoria sintética da evolução. Os assuntos deste Tema incorporam a base teórica de genética e biologia molecular aos conceitos evolucionistas desenvolvidos a partir do século XIX. Dessa forma, o tema continua a abordagem da habilidade EM13CNT201, ao tratar da explicação sobre a evolução biológica atualmente aceita na comunidade científica. Essa habilidade também é desenvolvida na seção Atividades. Na atividade 4 da seção Atividades, é possível que os estudantes desenvolvam as CGs 7 e 10, ao serem solicitados a construir argumentos que promovam a consciência socioambiental com relação aos impactos provocados pela sobrepesca e a agir com responsabilidade com base em princípios sustentáveis. Na seção Oficina científica, os estudantes irão desenvolver um jogo de tabuleiro que envolva fatores evolutivos. Assim, podem trabalhar a CG 3, ao se envolverem em produções artísticas, e a CG 4, ao utilizarem diferentes linguagens para compartilhar conhecimentos científicos. A atividade pode ser realizada de forma integrada com os docentes responsáveis pelos componentes curriculares Arte e Língua Portuguesa. Na Abertura do Tema, é trabalhada a resistência de agentes patogênicos aos fármacos existentes e sua relação com o uso incorreto ou excessivo de medicamentos, principalmente de antibióticos. Explore esse contexto, levantando os conhecimentos prévios dos estudantes sobre resistência antimicrobiana. Proporcione uma reflexão sobre os cuidados da saúde, uma ação cotidiana, dando ênfase ao comportamento de segurança de não se automedicar, comentando sobre os riscos envolvidos nesta prática, garantindo assim a integridade da saúde individual e coletiva, desenvolvendo a habilidade EM13CNT306.

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Mutação

Retome os conceitos de gene e genótipo, estudados no Tema 28, e de mutação gênica, tratado no Tema 30. Reforce que alterações na sequência de DNA nem sempre causam alterações fenotípicas, mas que, se ocorrem em células germinativas, podem ser transmitidas às gerações futuras. Questione os estudantes sobre como diferentes características biológicas surgem em uma dada espécie. Eles podem achar que as características aparecem para cumprir alguma finalidade. Essa forma de raciocinar é atribuída ao pensamento finalista. Ressalte aos estudantes que, em termos evolutivos, não há um objetivo para que um determinado órgão ou estrutura se desenvolva. Ao contrário, mencione que as novas características dos seres vivos ocorrem por meio de mutações aleatórias na sequência de DNA, causando a variabilidade genética. No meio ambiente, os organismos mais adaptados às variações ambientais tendem a apresentar maior probabilidade de sobrevivência e deixam maior número de descendentes. Essa abordagem oportuniza retornar ao tema da abertura e indicar que o uso incorreto de medicamentos que agem contra agentes patogênicos pode favorecer a seleção de organismos resistentes.

Recombinação

No início do assunto sobre a recombinação, a meiose é retomada de maneira resumida. Se achar pertinente, retome os estudos sobre meiose I e II presentes no Tema 3 do Livro do estudante. A recombinação gênica é apresentada brevemente neste Tema para que os estudantes percebam como a variabilidade genética pode ser amplificada em uma população. Se julgar adequado, cite que o crossing-over acontece na prófase I da meiose. Isso ocorre porque os cromossomos podem se entrelaçar, formando quiasmas, estruturas que se assemelham a um nó. Após a divisão dos cromossomos pelo fuso acromático, os fragmentos de DNA são passados para seus respectivos homólogos.

Fluxo gênico

Ao tratar de fluxo gênico, é importante mencionar que as populações de indivíduos de uma mesma espécie apresentam variações no material genético. Destaque que é preciso considerar conceitos biogeográficos para compreender os efeitos populacionais do fluxo gênico. Os indivíduos não podem acasalar com todos os organismos de uma espécie, somente com aqueles que estejam em regiões acessíveis. Portanto, o isolamento reprodutivo é determinante para as características de uma população.

Deriva genética

A deriva genética é um fenômeno relevante, especialmente em populações pequenas e isoladas com baixa variabilidade genética, que são mais vulneráveis à perda de diversidade genética ao longo do tempo. Esse processo aleatório pode aumentar o risco de extinção dessas populações, pois limita a capacidade de sua sobrevivência frente a mudanças ambientais. É importante identificar espécies ameaçadas e buscar alternativas reprodutivas para impedir esse fenômeno. Algumas populações presentes em zoológicos passam por esse problema, sendo necessário haver uma rede de comunicação entre pesquisadores, buscando aumentar a variabilidade genética delas. Na natureza, a construção de estradas e espaços urbanos pode isolar as espécies em pequenas manchas territoriais. Além de isolá-las, pode diminuir a quantidade de recursos disponíveis para sua sobrevivência. Uma forma de mitigar esse problema é a construção de corredores ecológicos, possibilitando a troca de material genético entre indivíduos presentes em localidades diferentes. Os corredores ecológicos são explorados na atividade 3 da seção Atividades.

Seleção natural

Explique aos estudantes que a seleção natural não ocorre aleatoriamente. Pelo contrário, é resultado da maior capacidade de reprodução de indivíduos com características que constituem vantagens em determinados ambientes.

#FICA A DICA, professor! •

Mais detalhes sobre os ratos Peromyscus polionotus podem ser encontrados no artigo a seguir (em inglês). Nynne M. Mullen. Natural selection along an environmental gradient: a classic cline in mouse pigmentation. Publicado por: Evolution. Disponível em: https://academic.oup.com/evolut/article/ 62/7/1555/6853247?login=false. Acesso em: 16 out. 2024.

Oficina científica

O objetivo desta atividade é elaborar um jogo que explore conceitos evolutivos estudados neste Tema. Incentive os estudantes a exercerem sua criatividade e os oriente a elaborar materiais e regras que tornem o jogo inclusivo. A seguir, há uma sugestão de como o jogo pode ser estruturado pelos estudantes. A sugestão pode ser utilizada para auxiliar aqueles que tiverem dificuldades. No entanto, é fundamental incentivar a autonomia e o protagonismo dos estudantes, de modo que tenham a liberdade de desenvolver suas próprias ideias. Dessa forma, eles poderão explorar e aprimorar habilidades de planejamento, trabalho em equipe e resolução de problemas, enriquecendo a experiência de aprendizado. Objetivo: ser o primeiro jogador a atravessar a última casa do tabuleiro. Número de jogadores: 3 a 5 jogadores. Configuração inicial do jogo: cada jogador recebe uma peça para movimentação e 5 fichas de cores diferentes. As cartas devem ser embaralhadas e viradas para baixo em um monte. Elaboração do jogo: os estudantes podem escolher algumas casas aleatórias no tabuleiro como “especiais”. As cartas contêm perguntas que se relacionam aos assuntos do tema e devem ser elaboradas com base no livro ou em pesquisas feitas na internet. Como jogar: cada jogador, na sua vez, joga o dado e move sua peça considerando o número de casas correspondentes no tabuleiro. Ao chegar a uma casa não especial do tabuleiro, o jogador situado à direita deve retirar uma carta do monte e ler a pergunta. Se o jogador da vez acertar a resposta, ele ganha uma ficha extra de sua escolha, disponível no monte; se errar a resposta, ele deve devolver uma de suas fichas ao monte. Ao chegar a uma casa especial do tabuleiro, o jogador deve seguir o comando indicado. Devem existir quatro tipos de casas especiais no tabuleiro, correspondentes a fatores evolutivos: casa da mutação (o jogador pode trocar uma ficha de uma cor por outra disponível no monte); casa da seleção natural (o jogador recebe uma ficha extra da mesma cor das fichas que apresenta em maior quantidade); casa da deriva genética (o jogador perde uma ficha de forma aleatória); casa do fluxo gênico (o jogador deve trocar uma ficha com outro jogador). Como vencer: o primeiro jogador a atravessar a última casa com pelo menos uma ficha de cada uma das cinco cores vence o jogo. Caso o jogador ultrapasse a última casa, mas não tenha todas as cores de fichas, ele deve retornar dez casas e tentar ganhar mais fichas nas próximas rodadas. Após a construção do jogo, oriente os grupos a fazerem testes para identificar pontos de melhoria. É importante que reflitam sobre o que funcionou bem e o que pode ser ajustado para torná-lo mais divertido e desafiador. Os estudantes também podem contribuir para a análise do jogo proposto por outros grupos. Ao final, os estudantes podem construir um relatório detalhando como o jogo foi construído e testado, além dos pontos analisados. Esse relatório pode servir como instrumento de avaliação dos estudantes.

Tema 33 - Especiação

O Tema aborda o surgimento de novas espécies, destacando dois processos distintos para a especiação: alopátrica e simpátrica. Na atividade 3 da seção Atividades, os estudantes devem concluir como teriam surgido duas espécies de esquilos no Grand Canyon a partir das informações de sua distribuição. Portanto, ao investigar causas para elaborar conclusões, trabalham a CG 2.

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Na Abertura do Tema, há um texto que informa o surgimento de uma nova espécie de jararaca, a jararaca-ilhoa, endêmica da Ilha da Queimada Grande. O texto possibilita aos estudantes mobilizar a habilidade EM13CNT303 por meio da leitura e da interpretação de um texto de divulgação científica sobre temáticas das Ciências da Natureza. A respeito do texto, é feito um questionamento aos estudantes, solicitando que elaborem uma explicação para o surgimento da nova espécie, desenvolvendo a CG 2. Sugere-se que o trabalho com esse contexto inicial seja feito organizando os estudantes em pequenos grupos, de quatro membros, incentivando a interação e a troca de ideias entre eles. No boxe Espaços de aprendizagem da Abertura do Tema, há indicação de um vídeo com algumas informações e imagens da jararaca-ilhoa, bem como de outros organismos que habitam a ilha da Queimada Grande, oportunizando o trabalho com a CG 5.

Isolamento reprodutivo

Ao considerar o conceito biológico de espécie, faz-se necessário destacar mecanismos de isolamento reprodutivo que permitem concluir que duas populações distintas pertencem a espécies diferentes. O quadro apresentado organiza tipos de isolamento reprodutivo, associando as condições de sua ocorrência ao mecanismo de isolamento.

Especiação alopátrica

Pergunte aos estudantes exemplos de barreiras geográficas que podem isolar duas populações de uma dada espécie. Possivelmente, eles irão considerar barreiras decorrentes de processos geológicos intensos, como montanhas ou vales. Então, destaque que uma barreira está relacionada à capacidade de deslocamento da espécie; por exemplo, um pequeno riacho pode ser uma barreira geográfica para formigas, mas não para uma ave.

Especiação simpátrica

Além da poliploidia, há evidências de especiação simpátrica por meio de seleção sexual. Neste caso, as fêmeas podem, por exemplo, reproduzir-se preferencialmente com machos que apresentem determinadas características físicas ou comportamentais. Um exemplo conhecido é o dos peixes ciclídeos que habitam o lago Vitória, no leste da África. Há evidências de que a principal barreira reprodutiva entre os ciclídeos das espécies Pundamilia pundamilia e Pundamilia nyererei é que o dorso dos primeiros é levemente azulado, enquanto o dos segundos é avermelhado. A preferência das fêmeas por uma ou outra característica foi determinante para o isolamento sexual que resultou na formação das duas espécies.

Tema 34 - Evolução humana

Este Tema aborda aspectos relacionados à evolução dos seres humanos. São apresentados o parentesco evolutivo entre a espécie humana e de outros primatas, além de algumas características de hominínios já extintos. Também é apresentado o surgimento e a dispersão da espécie humana pelo planeta. Ao serem trabalhadas a origem, a dispersão e as diferentes formas de ocupação do planeta pela espécie humana, considerando os princípios da evolução biológica, é possível desenvolver a habilidade EM13CNT208. Essa habilidade pode ser mobilizada nas atividades 3, 5 e 6 da seção Atividades, pois envolvem a aplicação de princípios da evolução biológica para analisar a história humana, considerando sua origem evolutiva e sua dispersão pelo planeta. Na atividade 4 da seção Atividades, os estudantes podem mobilizar a habilidade EM13CNT305, ao investigarem o mau uso dos conhecimentos científicos para justificar, de modo indevido, a segregação e a discriminação. Além disso, a CG 7 é desenvolvida ao elaborarem argumentos para a defesa de pontos de vista e posicionamentos que promovam os direitos humanos. Na Abertura do Tema, são apresentadas manchetes de casos de racismo, considerado crime conforme a lei no 7.716, de 5 de janeiro de 1989 (disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/ leis/l7716.htm) e a lei no 14.532, de 11 de janeiro de 2023, disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2023-2026/2023/ lei/l14532.htm (acessos em: 13 out. 2024). Utilizando essas manchetes como ponto de partida, promova um debate sobre o racismo

ser um dos reflexos das tentativas de dividir e hierarquizar os seres humanos em raças ao longo da história. Essa abordagem pode ser enriquecida em conjunto com os(as) docentes responsáveis pela área de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas, que podem trazer aspectos do racismo como uma tentativa de justificar a exploração de povos e a colonização. Nesse contexto, os(as) docentes convidados podem propor uma discussão sob uma perspectiva decolonial, de modo a combater os reflexos do colonialismo e suas influências na sociedade. Dessa forma, incentiva-se que os estudantes participem de debates de temas contemporâneos de forma a articularem informações de diversas áreas do conhecimento, a fim de desenvolverem valores éticos. Aproveite para destacar a relevância das lutas sociais relativas às questões étnico-raciais e a importância das discussões que buscam combater e desconstruir o racismo. Nesse contexto, enfatize que não há bases científicas para organizar os seres humanos em raças, sendo elas uma construção social. Retome a seção Saiba mais do Tema 29, que apresenta bases genéticas para a desconstrução do conceito de raça. Acrescente que, neste tema, os estudantes estudarão bases evolutivas para tal, compreendendo que todas as pessoas compartilham uma origem comum e são aparentadas entre si. A abordagem científica pode contribuir para o combate ao racismo. Essas discussões fornecem subsídios para que os estudantes ajam pessoal e coletivamente com responsabilidade, autonomia e determinação, baseados em princípios democráticos, éticos e inclusivos, contribuindo para o desenvolvimento da CG 10.

A ordem Primata

Explique que o polegar opositor é uma característica importante para o manuseio de objetos, a captura de alimentos e a realização de uma série de movimentos complexos, como agarrar, escalar, manipular, entre outros. No senso comum, é possível existir a percepção de que os seres humanos vieram dos macacos. Explique aos estudantes que essa concepção é errônea, uma vez que os seres humanos e os demais primatas compartilham o mesmo ancestral, já extinto, que se modificou e se diversificou em diferentes linhagens, originando os primatas atuais. Esse assunto é explorado na atividade 3 da seção Atividades. É possível que existam dúvidas quanto às nomenclaturas utilizadas na classificação de primatas. É importante destacar que parte dos primatas pertencem à família Hominidae, sendo conhecidos por hominídeos. São exemplos os orangotangos (subfamília Ponginae), os gorilas (subfamília Gorillinae) e os hominíneos (subfamília Homininae). Entre os hominíneos estão os chimpanzés e bonobos (tribo Panini) e os hominínios (tribo Hominini). Entre os hominínios, estão os gêneros Sahelanthropus, Orrorin, Australopithecus, Ardipithecus, Paranthropus e Homo. Para evitar confusões, optamos por apresentar apenas o termo hominínio no Livro do estudante, uma vez que o estudo se suscitará a respeito de seus representantes. Destaque aos estudantes que a taxonomia é um campo dinâmico e que novas informações podem levar a mudanças nas classificações. Os dados apresentados no Livro do estudante para a similaridade genética entre seres humanos, chimpanzés e bonobos foram obtidos das referências indicadas na seção #FICA A DICA, professor!.

#FICA A DICA, professor! •

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O site a seguir apresenta informações sobre a similaridade genética de humanos e chimpanzés (em inglês). Comparison of human and chimpanzee genomes reveals striking similarities and differences. Publicado por: Broad Institute. Disponível em: https://www.broadinstitute.org/news /comparison-human-and-chimpanzee-genomes-reveals -striking-similarities-and-differences. Acesso em: 9 out. 2024. O artigo indicado no site a seguir apresenta dados sobre a similaridade genética entre humanos e bonobos (em inglês). Ann Gibbons. Bonobos join chimps as closest human relatives. Publicado por: Science. Disponível em: https://www.science.org/ content/article/bonobos-join-chimps-closest-human-relatives. Acesso em: 9 out. 2024. A classificação de primatas está presente no site a seguir (em inglês).

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Sally Gibbs, Mark Collard, Bernard Wood. Soft-tissue anatomy of the extant hominoids: a review and phylogenetic analysis. Publicado por: Journal of Anatomy. Disponível em: https:// www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1570881/table/tbl1/. Acesso em: 8 out. 2024.

História evolutiva do ser humano

Ao iniciar este tópico, questione os estudantes se a evolução da espécie humana significa uma melhoria nas características dos seres humanos. Atente para caso alguns estudantes respondam que sim. É muito importante que os estudantes tenham compreendido que não há propósito na evolução biológica. Se necessário, retome o estudo dos fatores evolutivos que compõem a teoria sintética da evolução, estudada no Tema 32. Ao longo deste tópico, são apresentadas espécies de hominínios, destacando sua origem e algumas de suas características físicas e comportamentais. É importante ressaltar que essas informações estão embasadas no estudo dos fósseis encontrados até o momento. Por isso, caso novos fósseis sejam encontrados, é possível que esses conhecimentos sejam revistos e reformulados. Faça a leitura da linha do tempo apresentada em conjunto com os estudantes, explorando suas interpretações sobre esta representação. Explique que as barras apontam o surgimento e a extinção de cada uma das espécies listadas na escala de tempo geológica. Os indícios sobre a postura bípede parcial foram obtidos por meio da interpretação da posição do forame magno (orifício na base do crânio através do qual passa a medula espinhal) em fósseis do crânio de Sahelanthropus tchadensis. Quanto à espécie Orrorin tugenensis, os indícios foram interpretados a partir do estudo de um fêmur fossilizado da espécie, que apresenta características similares às do Homo sapiens. Destaque que os fósseis mais antigos de Homo sapiens foram encontrados no continente africano, o que apoia a hipótese de que a África é o local de nossa origem. Evidências fósseis sugerem que a migração dos Homo sapiens para fora da África tenha ocorrido entre 68 mil e 86 mil anos atrás. No entanto, algumas das primeiras populações migrantes possivelmente não contribuíram geneticamente para as populações modernas. Evidências genéticas demonstram que as populações atuais encontradas em outros continentes descendem de uma única onda de migração para fora da África, que teria ocorrido por volta de 60 mil anos atrás. Novas evidências sugerem que a ocupação das Américas teria ocorrido há pelo menos 30 mil anos. Foram encontrados artefatos no continente americano, como ferramentas de pedra, ossos de animais e restos de carvão, que datam entre 31 e 33 mil anos atrás. Isso significa que populações ancestrais teriam ocupado esse continente antes do fim do último período glacial, ocorrido entre 27 mil e 19 mil anos atrás.

#FICA A DICA, professor! •

Para saber mais sobre as hipóteses relacionadas à ocupação da América pelo Homo sapiens, acesse os sites a seguir. Herton Escobar. Caverna mexicana reescreve história do povoamento da América. Publicado por: Jornal da USP. Disponível em: https://jornal.usp.br/ciencias/caverna-mexicana-reescrevehistoria-do-povoamento-da-america/. Acesso em: 09 out. 2024. Lucía Blasco. Como a genética está reconstruindo a fascinante jornada dos primeiros humanos à América. Publicado por: BBC News Brasil. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/ resources/idt-3c7cd43a-42e9-4379-a5f1-a02af109fabf. Acesso em: 9 out. 2024.

Sociedade humana

O estudo deste tópico pode ser feito em conjunto com os(as) docentes responsáveis pelos componentes curriculares de Geografia e de História, que podem avaliar outras características das sociedades humanas. Destaque aos estudantes que não há uma cultura superior ou inferior à outra; ao contrário, todos os povos têm o direito de existência e manutenção de suas tradições. Enfatize que a intolerância fere a dignidade das pessoas. Com relação ao assunto, destaque que a dignidade da pessoa humana é um direito assegurado pela Constituição Federal Brasileira de 1988.

Ao final deste Tema, proponha a realização da atividade a seguir. Se for possível, realize a atividade em conjunto com os(as) docentes da área de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas.

Ampliando

Essa atividade visa à análise de situações da vida cotidiana, estilos de vida e valores, voltada à problematização de formas de desigualdade, preconceito, intolerância e discriminação. Peça aos estudantes que formem grupos de até quatro integrantes, realizem uma pesquisa sobre essas situações e confeccionem cartazes e/ou apresentações digitais sobre o assunto, de modo a problematizá-las e reiterar o respeito e a valorização da diversidade humana. Os cartazes ou apresentações digitais devem ser disponibilizados à comunidade escolar como um todo. Essa atividade permite que os estudantes ajam com responsabilidade, baseando-se em princípios democráticos e inclusivos, conforme apontado pela CG 10. Também possibilita que manuseiem tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, criativa e reflexiva e utilizem diferentes linguagens para se expressarem, trabalhando as CGs 4 e 5.

Tema 35 - Sociedade, ambiente e saúde

Neste Tema, são abordados impactos decorrentes de duas mudanças importantes na história da sociedade: o uso de fontes energéticas (tipos de fonte e para quais finalidades) e da instituição do saneamento básico. Esse estudo mobiliza as habilidades EM13CNT106 e EM13CNT309, ao oportunizar que os estudantes avaliem questões associadas ao setor energético e elétrico, podendo concluir quanto à dependência do mundo atual em relação aos combustíveis fósseis. As habilidades também são trabalhadas durante a discussão sobre alternativas tecnológicas para a geração de energia. Ambas as habilidades podem ser exploradas na atividade 2 da seção Atividades. O Tema também fomenta discussões sobre a importância do saneamento básico ao ambiente e principalmente à saúde, trabalhando o TCT Saúde. Na atividade 3 da seção Atividades, os estudantes irão investigar e analisar as condições de saneamento básico em seu bairro, identificando necessidades locais e propondo ações que visem à melhoria da qualidade de vida da população. Desse modo, desenvolvem a habilidade EM13CNT310 e a CG 10. Ao se envolverem com uma investigação e a resolução de uma situação-problema de seu cotidiano, podem desenvolver a habilidade EM13CNT301 e a CG 2. Ao comunicarem os resultados obtidos em um relatório, é possível trabalhar a CG 4 e a habilidade EM13CNT302. Na atividade 5 da seção Atividades, os estudantes devem justificar a importância do acesso ao saneamento básico, com argumentos baseados em dados e princípios sustentáveis, exercendo a CG 7. Ao iniciar o trabalho com a abertura deste Tema, retome a discussão feita no Tema 34 sobre a formação das primeiras comunidades e as mudanças que implicaram no modo de vida das pessoas. Destaque que mudanças no modo de vida da sociedade continuaram a ocorrer desde então, influenciadas por inúmeros fatores e impulsionadas pelos avanços científicos e tecnológicos. Nesta conversa, explore as imagens presentes na abertura e pergunte como essas cenas poderiam ser representadas hoje. Pode-se comentar que a iluminação pública passou a contar com a rede elétrica e que houve a implementação do saneamento básico, que inclui a coleta de esgoto. Provoque reflexões sobre os impactos sociais e ambientais dessas mudanças e realize as atividades propostas no boxe Pense e responda.

Matrizes energética e elétrica

Comente com os estudantes que, anteriormente ao amplo acesso à energia elétrica, as atividades realizadas no período noturno eram restritas. Com a produção de energia elétrica em larga escala, a partir da segunda metade do século XIX, a iluminação pública se tornou mais eficiente, permitindo que as pessoas ampliassem suas atividades noturnas voltadas ao trabalho ou ao lazer. Novas profissões surgiram, enquanto outras foram extintas, como a do acendedor de lampião de ruas, presente na Abertura do Tema. Além disso,

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houve uma alteração das fontes energéticas utilizadas pelos países, uma vez que parte delas passaram a ser destinadas à produção de energia elétrica. Ao comparar matrizes energéticas e elétricas, recomende que os estudantes pesquisem por dados mais recentes e façam comparações entre eles e os dados de 2022. Diga para que avaliem as modificações no uso de fontes energéticas pelo Brasil e pelo mundo nesse período. A atividade 4 proposta no boxe Pense e responda pode ser trabalhada em conjunto com o(a) docente responsável pelo componente curricular Matemática, que pode auxiliar os estudantes na elaboração dos gráficos. O uso de ferramentas digitais nessa tarefa contribui para o desenvolvimento da CG 5. Ao abordar a bioenergia, destaque que o Brasil, nos últimos anos, tem investido no uso da biomassa para a geração de energia elétrica. No início de 2024, o país contava com centenas de empreendimentos movidos a biomassa, que utilizavam, principalmente, bagaço de cana-de-açúcar, resíduos florestais e biogás como combustíveis. Ao citar o biogás, retome a Abertura do Tema 22, no qual foi apresentado um esquema sobre a produção desse biocombustível. Se desejar aprofundar o trabalho com a tecnologia de células de combustíveis microbianas (CCM) de forma prática, realize a atividade descrita a seguir.

Ampliando

Se houver disponibilidade, é possível construir um modelo de uma CCM. O modelo pode enriquecer o aprendizado dos estudantes sobre essa tecnologia. Os materiais necessários à construção do modelo, bem como os procedimentos a serem realizados, podem ser obtidos no artigo disponível em: https://renbio.org.br/index. php/sbenbio/article/view/80. Acesso em: 8 out. 2024. Neste artigo, também há sugestões para se promover um trabalho integrado aos componentes curriculares Química e Física. Ao trabalhar o boxe Diálogos da natureza, converse com os(as) docentes responsáveis pelas disciplinas de Física e Química para realizarem o planejamento e a execução de uma aula conjunta sobre o assunto. O(A) docente de Física pode explorar conceitos relacionados às transformações de energia e à energia elétrica (como corrente elétrica, tensão e circuitos elétricos) durante a abordagem da captação de elétrons pelas algas e a criação de corrente elétrica. O(A) docente de Química, por sua vez, pode abordar questões sobre as reações de oxidação-redução (redox), ao falar sobre a oxidação da água e as reações químicas envolvidas na fotossíntese. Conceitos sobre compostos orgânicos e biomoléculas também podem ser abordados, ao comentar sobre biocombustíveis. Questões sobre sustentabilidade podem se fazer presentes durante o desenvolvimento do conteúdo pelos(as) docentes convidados.

#FICA A DICA, professor! •

Caso queira obter o detalhamento das matrizes indicadas, consulte a indicação a seguir. Resenha Energética Brasileira: 2024. Publicado por: Ministério de Minas e Energia. Disponível em: https://www. gov.br/mme/pt-br/assuntos/secretarias/sntep/publicacoes/ resenha-energetica-brasileira/resenhas/re_2024_v6_vf.pdf. Acesso em: 8 out. 2024.

Saneamento básico

Entre os serviços compreendidos pelo saneamento básico está o abastecimento da população com água potável, ou seja, adequada ao consumo humano, livre de agentes patogênicos ou de contaminantes. Pergunte aos estudantes como é possível obtê-la. Possivelmente, eles responderão que ela deve ser devidamente tratada em locais específicos. Complemente explicando que, para obter água potável, é preciso que a água doce seja coletada de corpos d’água e que passe por processos químicos específicos em uma Estação de Tratamento de Água (ETA). Se considerar pertinente, o tratamento da água pode ser explorado em conjunto com o(a) docente responsável pelo componente curricular Química, que pode abordar os métodos de separação de misturas e os processos químicos envolvidos. Também se pode planejar uma

pesquisa de campo a uma ETA, guiada por um(a) funcionário(a) responsável pelo serviço de tratamento de água. Caso não seja possível levar os estudantes em uma pesquisa de campo, sugere-se convidar um(a) funcionário(a) para fazer uma apresentação na escola. Comente com os estudantes que, na estação de tratamento, a água é constantemente avaliada e, caso esteja adequada aos padrões de qualidades exigidos, é enviada à população. A água que chega pela torneira das residências abastecidas por esse serviço é, teoricamente, potável. Contudo, dependendo das condições de limpeza do sistema de tubulação, ou mesmo da própria torneira das residências, é possível que a água seja contaminada. Por isso, para garantir que a ingestão da água da torneira não faça mal à saúde, é importante que ela seja filtrada ou fervida antes de ser ingerida. Também é importante que as saídas de água das residências, além das caixas d’água, sejam regularmente higienizadas. A relação entre a coleta de esgoto e as doenças de veiculação hídrica é explorada na atividade 5 da seção Atividades. Nesta atividade, os estudantes podem utilizar algumas etapas do pensamento computacional para concluir essa relação. Primeiramente, é preciso realizar a decomposição, que compreende a análise dos gráficos apresentados separadamente (acesso à rede de esgoto e número de internações por doenças veiculadas pela água). Então, é preciso selecionar as informações mais relevantes para a resolução da atividade, que, neste caso, corresponde à tendência dos dados expressos em cada gráfico (aumento da coleta de esgoto e diminuição das internações). Ao fazer isso, podem relacionar suas interpretações conforme seus conhecimentos. Auxilie os estudantes a identificar essas etapas, de modo que possam criar padrões de resolução para outras situações similares. Para mais informações sobre o pensamento computacional, retome a página 442 deste Manual do professor. Ao comentar sobre a coleta de resíduos, destaque que a eficácia deste serviço também depende da colaboração da sociedade. Sem o engajamento e a responsabilidade das pessoas no descarte correto, os desafios na gestão de resíduos continuarão a impactar negativamente a saúde pública e o meio ambiente. Esse exemplo pode ser trabalhado à luz da CG 10, no que diz respeito à responsabilidade e à flexibilidade em tomar decisões com base em princípios sustentáveis e solidários. Explique que, nos últimos anos, o número de casos de dengue tem aumentado de forma significativa. O avanço da dengue está relacionado ao desmatamento e às mudanças climáticas, que proporcionam condições favoráveis à reprodução do mosquito da dengue em ambiente urbano.

#FICA A DICA, professor!

Para saber mais sobre a relação entre o aumento dos casos de dengue, mudanças climáticas e desmatamento, acesse o link a seguir. Aumento da dengue está associado a mudanças climáticas e ao desmatamento. Publicado por: Fundação Oswaldo Cruz. Disponível em: https://portal.fiocruz.br/noticia/2024/03/aumento-da-dengue -esta-associado-mudancas-climaticas-e-ao-desmatamento. Acesso em: 8 out. 2024. Ao destacar a importância da lavagem das mãos como medida preventiva contra diversas doenças, pergunte aos estudantes se sabem realizá-la de forma eficaz. Então, recomende que assistam ao vídeo indicado para o estudante a seguir. •

#FICA A DICA, estudante! •

O vídeo a seguir apresenta a maneira correta de lavar as mãos. Recomende-o aos estudantes. O jeito certo de lavar as mãos. Publicado por: Canal Butantan. vídeo (1 min). Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v= m4QHo59UvaU. Acesso em: 8 out. 2024.

Tema 36 - Biotecnologia

Este Tema aborda biotecnologias e suas aplicações na sociedade. São destacadas tecnologias de manipulação do DNA, como a clonagem molecular, organismos geneticamente modificados, vacina gênica e a terapia gênica, além da obtenção de células-tronco. Portanto, explora o TCT Ciência e Tecnologia. Ao abordar o uso de células-tronco embrionárias na pesquisa, é solicitado que os estudantes analisem questões envolvidas nessa aplicação, de modo a se posicionarem. Assim, é possível mobilizar a

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habilidade EM13CNT304. Os estudantes também podem desenvolver a CG 7, relacionada à arguição e à defesa de opiniões, e a CG 9, relacionada ao diálogo respeitoso. Nas atividades 5 e 7, os estudantes também irão debater sobre questões controversas da Ciência, como o uso de transgênicos e impactos da inteligência artificial, respectivamente, ampliando a mobilização da habilidade EM13CNT304. Na atividade 4 da seção Atividades, é possível mobilizar a habilidade EM13CNT205 ao solicitar que os estudantes interpretem resultados experimentais apresentados no enunciado e realizem previsões sobre ele, considerando os limites explicativos da Ciência. Na atividade 9 dessa seção, é solicitado que os estudantes proponham o desenvolvimento de um organismo sintético que possa ter aplicação na sociedade, possibilitando a mobilização da habilidade EM13CNT301. Ao promover a curiosidade intelectual e a análise crítica, desenvolve-se a CG 2. A atividade também contribui para o desenvolvimento da CG 5, pois os estudantes devem elaborar uma apresentação digital para comunicar suas respostas aos colegas. Na seção Oficina científica, os estudantes vão realizar uma prática de extração de DNA de cebola. Nesta seção, ao recorrerem à abordagem própria das Ciências, desenvolvem a CG 2. Além disso, ao proporem hipóteses da origem do DNA e do uso de detergente e ao interpretarem resultados de atividades experimentais, mobilizam partes das habilidades EM13CNT301 e EM13CNT205. Na seção Saiba mais, ao interpretar um texto científico e analisar criticamente a consistência dos argumentos, é possível mobilizar a habilidade EM13CNT303. Na Abertura do Tema, os estudantes são direcionados a refletir sobre o que é a biotecnologia. Muitos podem associá-las apenas a tecnologias de manipulação de DNA. No entanto, em uma definição mais ampla, as biotecnologias se referem ao uso de seres vivos ou partes deles, como células e enzimas, para produzir ou modificar produtos de interesse humano. Nesse sentido, práticas que existem há milhares de anos, como a produção de alimentos e bebidas fermentadas, também são exemplos de práticas em biotecnologia.

Engenharia genética

Para facilitar a compreensão dos estudantes, sugere-se que a produção de uma molécula de DNA recombinante seja representada passo a passo na lousa, conforme a ilustração indicada na página do Livro do estudante. Se achar conveniente, retome com os estudantes a produção e ação da insulina no corpo humano, assunto abordado no Tema 7. Na produção da insulina, o cDNA é sintetizado a partir do RNAm, que já passou pelo processo de splicing, no qual os íntrons, segmentos não codificantes, são removidos. Assim, o cDNA resultante contém apenas os éxons, as regiões codificantes do gene. Esse detalhamento não é apresentado aos estudantes em respeito à idade escolar. Contudo, caso verifique a necessidade da explicação, é possível se basear nessas informações apresentadas. Ao introduzir o assunto sobre organismos geneticamente modificados (OGMs), questione se os estudantes já consumiram algum alimento feito com ingredientes transgênicos. Diga que hoje, no Brasil, uma parcela significativa de soja cultivada é transgênica. Por isso, é possível que os estudantes já tenham consumido alimentos feitos com ingredientes transgênicos, como biscoitos ou óleo de cozinha. Mencione que essa indicação vem no rótulo dos alimentos desde a lei de biossegurança, Lei no 11.105, de 2005, disponível em: https://normas.leg.br/?urn=urn:lex:br:federal:lei:2005-03-24;11105 (acesso em: 14 out. 2004). Se desejar, oriente que investiguem a presença de matéria-prima transgênica nos alimentos industrializados que consumiram nos últimos dias, trazendo os resultados de sua investigação na aula seguinte. Verifique se os estudantes compreenderam que todo transgênico é um OGM; mas nem todos os OGM são transgênicos. Se necessário, reforce a explicação dizendo que um OGM pode ter genes modificados ou editados sem necessariamente incluir material genético de outra espécie, o que não o caracteriza como transgênico. Comente com os estudantes que os testes de segurança das plantas transgênicas levam em consideração alguns critérios, como: toxicidade (são realizados testes que avaliam os efeitos diretos dos transgênicos na saúde humana); alergenicidade (são realizados testes que verificam o potencial para provocar reação alérgica no or-

ganismo humano); estabilidade do gene (são realizados testes para avaliar a estabilidade do gene que foi inserido no genoma do organismo transgênico); efeitos nutricionais (são realizados testes para avaliar quais são os efeitos nutricionais proporcionados pela modificação genética realizada); entre outros. Ao abordar a soberania alimentar, se considerar pertinente, promova um debate com a turma sobre aspectos positivos e negativos relacionados à inovação digital da oferta de serviços em plataformas on-line para a agricultura. Para isso, explique que, de maneira geral, caracteriza-se trabalho sob demanda e que depende de plataformas digitais para contratar trabalhadores temporários sob demanda, vender produtos agrícolas ou alugar equipamentos e serviços agrícolas. Questione-os sobre os impactos desse modelo de trabalho. Entre os benefícios, é possível citar a maior flexibilidade, tanto para os agricultores quanto para os trabalhadores, pois o trabalho pode ser adaptado de acordo com as necessidades sazonais e a demanda de mercado. Outro benefício é o acesso facilitado a mercados e a consumidores. Contudo, essa inovação levanta preocupações, como a precarização do trabalho agrícola e a dependência de empresas de tecnologia para mediar as relações de produção. As grandes empresas coletam os dados de agricultores e aprofundam a parceria, por meio do uso de insumos agrícolas e sementes transgênicas. Isso pode levar à redução da biodiversidade, pois os produtores podem ficar dependentes dessas plataformas e ter acesso somente a produtos lucrativos às empresas. Sendo assim, enquanto a soberania alimentar busca empoderar os pequenos agricultores e reduzir a dependência de grandes corporações, a uberização pode ter o efeito contrário, aumentando a vulnerabilidade dos trabalhadores rurais ao impor condições de trabalho instáveis, mediadas por plataformas. Ao tratar de imunizantes e das recentes inovações nesse campo, se considerar pertinente, é possível apresentar aos estudantes outro tipo de vacina gênica: as vacinas de RNAm. Essas vacinas contêm um RNAm sintético, que codifica uma proteína específica do agente infeccioso ao qual se quer combater. Os ribossomos das células passam então a produzir essa proteína que não causa a doença. Assim as células do sistema imune reconhecem a proteína como estranha ao organismo e produzem uma reação imune quando em contato com ela. A principal diferença em relação à vacina de DNA é que, na de RNA, o material genético já está pronto para ser traduzido diretamente em proteína (o antígeno). Nas vacinas de DNA, o DNA precisa primeiro ser transcrito em RNA e só depois traduzido em proteína. Apesar dessa diferença no processo, ambas as vacinas são seguras e eficazes.

Biologia Sintética

A Biologia Sintética foi originada a partir do desenvolvimento de áreas relacionadas à genômica, área responsável por decifrar o genoma e entender como as diversas partes que o compõem operam e interagem para garantir o funcionamento dos organismos. A genômica é subdividida em duas principais áreas: genômica estrutural e genômica funcional. A genômica estrutural busca identificar a sequência de nucleotídeos de todo o genoma de um ser vivo, facilitando a identificação e o isolamento do gene de interesse. A genômica funcional inclui outras áreas, sendo a transcriptômica, a proteômica e a metabolômica algumas das principais. A transcriptômica visa identificar o conjunto de RNA mensageiros que estão sendo expressos sob determinadas condições, permitindo identificar quais genes são ativados em resposta a diferentes estímulos. A proteômica busca identificar o conjunto de proteínas sintetizadas por um organismo em resposta a determinados estímulos, como o uso de medicamentos. A metabolômica, por sua vez, foca identificar as funções dos genes e o estado bioquímico de um organismo em resposta a alterações genéticas e ambientais. Ao finalizar o trabalho com este assunto, é possível realizar a atividade 7 da seção Atividades. Ela inter-relaciona a inteligência artificial e a biotecnologia, o que pode proporcionar avanços mais rápidos na Biologia Sintética. O desenvolvimento de novas tecnologias segue um padrão exponencial, com inovações surgindo cada vez mais rápido e em maior

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número. Este fenômeno é observado em diversas áreas, sendo uma delas a Biologia Sintética, que oferece avanços significativos, principalmente na área da saúde. Parte dessa aceleração se torna possível graças à inteligência artificial, que pode ser utilizada para analisar grandes quantidades de dados biológicos, como sequências de DNA, facilitando a descoberta de novos genes e a compreensão de processos biológicos complexos. Contudo, alguns pontos de atenção são necessários. Converse com os estudantes sobre as questões éticas e de privacidade relacionadas, por exemplo, ao uso das informações pessoais de saúde. Outra questão é a segurança, pois a modificação genética de organismos pode ter impactos não previstos no ambiente. Aproveite a oportunidade para comentar os impactos dessas tecnologias no mercado de trabalho. A necessidade de profissionais com uma combinação de habilidades que envolvam conhecimentos em Biologia, programação e análise de dados está crescendo. Ao mesmo tempo, o aumento na velocidade e nas opções de oferta de serviços biológicos (resultados de análises genômicas por exemplo) aceleram pesquisas e aumentam a pressão sobre os profissionais, que podem ser terceirizados, sem vínculos empregatícios, conduzindo ao modelo de plataformas digitais de serviços.

#FICA A DICA, estudante! •

A inteligência artificial é classificada em três etapas. Oriente os estudantes a assistir ao vídeo a seguir sobre este assunto. As 3 etapas da inteligência artificial e por que a 3a pode ser fatal. Publicado por: BBC News Brasil. 1 vídeo (9 min). Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=i6xbl9QzIK0. Acesso em: 11 out. 2024.

Oficina científica

LYN ALWEIS/THE DENVER POST/ GETTY IMAGES

Esta seção tem como objetivo realizar a extração do DNA a partir de células de cebola, envolvendo os estudantes com procedimentos que podem ser realizados em pesquisas conduzidas em laboratório. Se achar conveniente, explique aos estudantes que a maceração da cebola pode ser usada para facilitar a ruptura da parede celular, aumentando a permeabilidade das células. O detergente é usado para romper a membrana plasmática das células da cebola, favorecendo a liberação do DNA. A função do sal é manter proteínas dissolvidas no líquido extraído, impedindo que estas se precipitem com o DNA. O aquecimento da solução possibilita o desarranjo dos fosfolipídios da membrana e a desnaturação de enzimas e proteínas que podem se ligar às moléculas de DNA ou promover seu corte. O álcool é usado para agrupar os filamentos de DNA, tornando-os visíveis a olho nu, já que há uma grande quantidade de material genético. Quanto mais gelado estiver o álcool, menor será a solubilidade do DNA. Preferencialmente, realize a etapa do banho-maria. O álcool 98º pode ser substituído pelo álcool absoluto, encontrado em lojas de produtos médico-hospitalares. Ao final do experimento, é provável que o material do copo seja visualizado conforme a fotografia a seguir.

Saiba mais

DNA (e outros componentes celulares) em tubo de vidro ao final de um experimento de extração do DNA de cebola.

Ao abordar essa seção, diferentes assuntos podem ser trabalhados com os estudantes relacionados a questões como pós-verdade, fake news e necropolítica. Esses assuntos podem ser explorados em conjunto com o(a) docente de Sociologia, que pode promover uma análise dos impactos sociais atrelados a essas questões.

No ano de 2016, inúmeras informações falsas foram divulgadas em diferentes mídias sociais, o que fez que o termo pós-verdade fosse eleito como a palavra do ano. [...] Em 2016, o Dicionário Oxford elegeu, como palavra do ano, o termo pós-verdade, “denotando circunstâncias em que fatos objetivos são menos influentes em moldar a opinião pública do que apelos emocionais e crenças pessoais” (Oxford Dictionary, 2016, tradução nossa). Hoje, na mesma perspectiva, observamos o uso crescente do termo fake news nas redes sociais (Idoeta, 2018). Ademais, percebe-se, atualmente, a adoção e divulgação de perspectivas alternativas às científicas, como o terraplanismo (Alvim, 2017), a defesa de terapias alternativas (Lima, & Nascimento, 2018), a negação do efeito das vacinas (Corrêa, 2014) e a negação do aquecimento global antropogênico (Junges, & Massoni, 2018). Tais visões tensionam a opinião pública sobre temas que têm não somente relevância intelectual, mas que impactam concretamente o futuro de nossa sociedade. [...] LIMA, Nathan Willig et al. Educação em Ciências nos tempos de pós-verdade: reflexões metafísicas a partir dos estudos das ciências de Bruno Latour. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, Rio de Janeiro, v. 19, p. 155-189, maio 2019. p. 157. Disponível em: https://lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/218005/001121275. pdf?sequence=1&isAllowed=y. Acesso em: 2 nov. 2024. Atualmente a pós-verdade é reforçada pelas fake news e está presente em assuntos polêmicos da sociedade, sendo responsável, entre outros fatores, pelo negacionismo das vacinas, por exemplo. Nesse contexto, também pode estar inserida a necropolítica, um termo cunhado pelo teórico político, historiador e intelectual camaronês Achille Mbembe (1957-) que, de maneira geral, faz relação ao poder de determinar quais grupos podem viver e quais podem ser expostos à morte ou violência, revelando o controle estatal sobre a vida e a morte. Por exemplo, quando figuras públicas e influentes replicam opiniões infundadas, contrárias aos fatos já comprovados pela Ciência, como a eficácia das vacinas, podem influenciar a opinião das pessoas e prejudicar sua saúde e sobrevivência.

#Fica a dica, professor! •

Para mais informações sobre como a desinformação é utilizada a favor da necropolítica, acesse o site a seguir: Professor explica como a necropolítica usa a desinformação para conquistar o que quer. Publicado por: Ministério da Saúde. Disponível em: https://www.gov.br/saude/pt-br/assuntos/saude -com-ciencia/noticias/especialista-explica-como-a-necropolitica -usa-a-desinformacao-para-conquistar-o-que-quer. Acesso em: 2 nov. 2024.

Organizando as ideias

Oriente os estudantes na elaboração de um esquema próprio, com os principais conceitos estudados na Unidade. Se considerar pertinente, sugira que copiem parte ou todo o esquema do Livro do estudante no caderno, complementando conforme suas necessidades de aprendizagem ou interesses. Outras possibilidades de trabalho podem ser realizadas, como pedir que façam conexões a outros conceitos, ou que indiquem palavras de ligação entre os conceitos apresentados, ou ainda que escrevam pequenos resumos dos conceitos. Os esquemas podem ser utilizados como instrumentos avaliativos do processo de aprendizagem e, por serem estratégias distintas de avaliação, podem auxiliar estudantes de diferentes perfis. Esses esquemas podem ser construídos ao longo do estudo da Unidade, Tema a Tema, a fim de que os estudantes produzam um resumo de todas as ideias centrais trabalhadas. Na página 442 deste Manual do professor, é possível encontrar informações sobre outros tipos de avaliação.

Integrando com Ciências Humanas e Sociais Aplicadas

Ciência para todos Nessa seção, é apresentada uma reflexão sobre a existência de intencionalidade de um cientista, ou de um grupo, em dada pesquisa

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científica. Discute-se que valores éticos de determinada época, local ou pessoas acabam influenciando a forma como a Ciência é conduzida. Dessa forma, busca-se engajar os estudantes na reflexão crítica sobre determinadas ideias, que, a princípio, podem parecer neutras ou alinhadas a conhecimentos científicos, mas que, na realidade, podem estar carregadas do subjetivismo dos agentes envolvidos. A atitude de confrontar sistematicamente uma concepção, desde que argumentada e sustentada por um método, desenvolve autonomia de pensamento e capacidade de produzir análises críticas. Na proposta de reflexão da seção, retoma-se a discussão sobre a não existência de raças humanas e cita-se a eugenia. Se julgar pertinente, destaque que Francis Galton (1822-1911) cunhou esse termo ao propor que seria possível, por meio de seleção artificial, aprimorar a espécie humana por meio da seleção genética, evitando-se o que chamou de “cruzamentos indesejáveis”, em consonância com os pensamentos racistas comuns na época. Galton acreditava que as faculdades mentais, como o quociente de inteligência, apresentavam um padrão hereditário. Suas conclusões foram motivadas por um estudo sobre as famílias britânicas no final do século XIX. Contudo, ao estudá-las, Galton ignorou a influência do meio sobre a condição econômica, incluindo a escolarização das pessoas, acesso aos livros e à informação, bem como as condições mínimas de sobrevivência, por exemplo, acesso a alimentos, saneamento básico, entre outros fatores que prejudicam as interações sociais e o desenvolvimento socioeconômico. Apesar de não exibir fundamentos, os estudos de Galton levaram muitos cientistas, na época, a defender a supremacia racial e o conceito de raça pura, justificando a discriminação de uma grande parcela da população sob pretextos pseudocientíficos. Nesse contexto, os(as) docentes responsáveis pela área de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas podem enfatizar, por exemplo, que teorias eugenistas foram utilizadas para justificar os processos de colonização, de exploração da força de trabalho e de discriminação de pessoas negras, indígenas e asiáticas, cujos reflexos são sentidos até o dia de hoje, como visto nos casos de racismo e discriminação existentes na sociedade. Esclareça que a eugenia não apresenta fundamentação científica, ou seja, trata-se de uma opinião sem evidências validadas por um método científico, e não é uma teoria científica válida. A compreensão do uso oportunista de concepções científicas equivocadas na justificativa de processos de segregação racial e supressão de direitos é fundamental para promover discussões e estimular o desenvolvimento da habilidade EM13CNT305. Nesse contexto, os estudantes podem discutir as vulnerabilidades das práticas científicas e a necessidade de a Ciência estar em constante validação por pares, de forma a desenvolver ações que extingam casos como a eugenia. Essa reflexão busca engajar os estudantes em atitudes socialmente responsáveis, baseadas em princípios éticos e inclusivos, permitindo o desenvolvimento da CG 10, além de fornecer subsídios à defesa de pontos de vista inclusivos, contribuindo também para o desenvolvimento da CG 7. A seção também busca promover a ideia de que a Ciência precisa ser diversa, a fim de inibir certos vieses de pensamento ou experimentais. Na atividade 3, é solicitado aos estudantes que pesquisem sobre vieses em pesquisas e na produção, distribuição e aplicação de vacinas durante a pandemia de covid-19. Nesse contexto, é possível que os estudantes explorem o exemplo dos espirômetros apresentados na seção, uma vez que estudos apontam que a variável racial pode ter enviesado os relatórios clínicos de pacientes em recuperação da covid-19. Os estudantes devem criar uma apresentação em podcast sobre os resultados encontrados, mobilizando a habilidade EM13CNT302, relacionada à comunicação de resultados de pesquisa a públicos variados.

#Fica a dica, professor! •

Os artigos a seguir discorrem sobre como a distorção do conhecimento biológico, em alguns momentos da história, favoreceu processos de exclusão e discriminação. Vanderlei Sebastião Souza. Eugenia, racismo científico e antirracismo no Brasil: debates sobre ciência, raça e imigração

•

no movimento eugênico brasileiro (1920-1930). Publicado por: Revista Brasileira de História. Disponível em: https://www.scielo. br/j/rbh/a/TLsppHZdSyVtfKjZbRx9qXK/. Acesso em: 2 nov. 2024. Luisa Massarani et al. Ciência, gênero e raça nas conversações sobre Estrelas Além do Tempo. Publicado por: Revista Estudos Feministas. Disponível em: https://www.scielo.br/j/ref/a/ BLgb39VTnFdMxnVkmNHmnys/. Acesso em: 1 nov. 2024. Beth Baker. Race and biology. Publicado por: BioScience. Disponível em: https://academic.oup.com/bioscience/article/71/2/119/6101 069?login=false. Acesso em: 2 nov. 2024. Esse artigo apresenta informações de como o ensino de Biologia pode colaborar para processos inclusivos. Nivaldo Aureliano Léo Neto; Sueli Ribeiro Mota Souza. Flores e Dores: emoções e a ética da vida para um ensino de ciências e biologia intercultural e antirracista. Publicado por: Revista Temas em Educação. Disponível em: https://periodicos.ufpb.br/index.php/ rteo/article/view/42353/27639. Acesso em: 2 nov. 2024.

Sugestões de avaliação

Sugere-se que a avaliação dos conteúdos trabalhados nesta Unidade compreenda instrumentos variados e seja organizada para que ocorra em diferentes momentos do desenvolvimento pedagógico. A seguir, apresentamos algumas sugestões que podem ser incorporadas ao seu planejamento, adaptando-as a sua realidade escolar. Vale destacar que o material pode contribuir para o processo avaliativo de outras maneiras, conforme a condução docente. Ao introduzir cada Tema, há atividades no boxe Pense e responda que podem contribuir para o mapeamento de conhecimentos prévios. Algumas delas podem ser retomadas ao finalizar o conteúdo, solicitando que os estudantes avaliem se houve alteração em suas percepções iniciais e como o estudo do Tema contribuiu para seu aprendizado. Por exemplo, a atividade 2 do boxe Pense e responda do Tema 31 oportuniza que os estudantes apresentem seus conhecimentos prévios sobre a evolução do formato do bico de diferentes espécies de aves. Essa atividade pode ser retomada ao final do Tema, após o estudo da seleção natural. Há diversas oportunidades para avaliar os conhecimentos construídos pelos estudantes ao longo do estudo de cada Tema, sobretudo em algumas das questões do boxe Pense e responda e na seção Atividades. Por exemplo, na atividade 3 do boxe Pense e responda do Tema 33, é possível avaliar o aprendizado dos estudantes sobre formas de especiação, utilizando como contexto a origem da jararaca-ilhoa, apresentada na Abertura do Tema. Já na atividade 5 da seção Atividades do Tema 35, é possível avaliar o aprendizado sobre a relação entre o acesso à coleta de esgoto e a incidência de doenças veiculadas pela água, com base na análise de gráficos que trazem dados para ambos os fatores. Outro instrumento avaliativo que pode ser utilizado é a atividade prática indicada na seção Oficina científica. No Tema 32, é proposto aos estudantes que construam um jogo de tabuleiro sobre os fatores evolutivos que compõem a teoria sintética da evolução, com base em seus conhecimentos sobre o assunto. Como complemento, é possível realizar as sugestões de dinâmicas e atividades extras indicadas na seção Ampliando deste Manual do professor. No Tema 34, há a sugestão de envolver os estudantes na problematização e no debate de situações cotidianas relacionadas a formas de desigualdade, preconceito, intolerância e discriminação. Essa atividade pode ser utilizada para avaliar sua capacidade argumentativa embasada em princípios éticos. Ao final do estudo da Unidade, é possível explorar a seção Organizando as ideias, na qual há um esquema que relaciona os principais conceitos trabalhados na Unidade, que pode, então, ser ampliado pelos estudantes. As atividades presentes na seção Atividades complementares também podem ser utilizadas. Por exemplo, na atividade 13, é possível avaliar o aprendizado dos estudantes sobre transgenia, conceito explorado no Tema 36. Outros instrumentos avaliativos podem ser incorporados a sua proposta de avaliação, tais como a elaboração de seminários, produtos digitais (como slides, vídeos e podcasts) e textos dissertativos sobre os conteúdos estudados. Para mais propostas de avaliação, retomar a página 442 deste Manual do professor.

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RESOLUÇÕES DAS ATIVIDADES PROPOSTAS NO LIVRO DO ESTUDANTE

Unidade 1 • Citologia e origem da vida Abertura de Unidade 1. Resposta pessoal. Aproveite o questionamento para verificar o pen-

samento científico do estudante. Questione-o sobre o motivo que o levou a escolher a característica a ser pesquisada, a pergunta que gostaria de responder a partir de sua pesquisa e se possui alguma ideia de como ela poderia ser realizada. Se considerar oportuno, introduza algumas etapas que podem estar presentes em uma investigação científica. 2. Resposta pessoal. Espera-se que o estudante cite estruturas em comum, como membrana plasmática e núcleo. Aproveite a oportunidade para questionar se os estudantes conhecem estruturas que não são comuns a essas células, como a parede vegetal e o vacúolo, presentes somente nas células vegetais. 3. Resposta pessoal. Embora seja possível observar o tardígrado a olho nu, espera-se que o estudante responda que não é possível observar seus detalhes. 4. Resposta pessoal. É possível que os estudantes respondam a presença de água líquida, nutrientes, temperatura amena, entre outros. Até onde se conhece, as condições fundamentais para a existência da vida em qualquer lugar do Universo são a presença de matéria orgânica, temperatura média em que seja possível manter água ou outra substância, como amônia, em estado líquido e um fluxo constante de energia.

Tema 1 • A construção dos conhecimentos científicos Pense e responda 1. Resposta pessoal. Neste momento, é possível que os estudantes

citem que as pesquisas no ramo da Paleontologia são desenvolvidas a partir do estudo dos fósseis. Aproveite para explicar outras etapas envolvidas, como a realização de escavações em determinados locais, a coleta de amostras, a análise e o estudo das amostras em laboratório, entre outras. 2. Resposta pessoal. Neste momento é possível que os estudantes apontem os fósseis como uma “prova” de sua existência. No entanto, não é esperado que saibam dizer como é possível conceber a aparência de um dinossauro ou conhecer seus hábitos alimentares, mas que façam inferências. Converse sobre como o estudo e a análise dos fósseis dão oportunidade aos pesquisadores de elaborar diferentes conclusões a respeito das características dos dinossauros, como, por exemplo, estimar seu comprimento e sua altura (a partir do tamanho dos ossos encontrados), determinar seus hábitos alimentares (a partir da estrutura dos dentes encontrados, do formato e de outras características das fezes fossilizadas), entre outras. Também é importante que os estudantes compreendam que os fósseis não são formados apenas por ossos, mas por qualquer registro de material biológico ou sua impressão. 3. Os pesquisadores elaboraram questões iniciais sobre a causa da morte dos animais (envenenamento ou falta de gás oxigênio). A partir dessas questões, foi levantada a hipótese de que o nível de gás oxigênio dissolvido na água estaria abaixo do ideal. A hipótese foi testada através do delineamento de procedimentos para a coleta de amostras de água ao longo do rio. As amostras passaram por testes químicos e físicos e a análise dos dados permitiu a interpretação dos resultados e elaboração de conclusões. 4. Não. Os resultados evidenciam que a quantidade de gás oxigênio dissolvido na água é inferior aos níveis ideais. Para concluir que a morte dos animais seja decorrente dessa situação, seriam necessários outros tipos de investigação, envolvendo análise dos animais que foram afetados, por exemplo. 5. Resposta pessoal. Um questionamento que pode ser elaborado pelos estudantes é “Qual o motivo da concentração de gás oxigênio na água do rio estar abaixo dos níveis aceitáveis?”. Incentive a elaboração de outros questionamentos e como os pesquisadores poderiam respondê-los. 6. O Tribunal de Nuremberg foi uma corte criada para julgar os crimes de guerra cometidos pelos oficiais militares da Alemanha durante a Segunda Guerra Mundial. A cidade de Nuremberg foi escolhida de maneira simbólica, pois ali houve a promulgação das primeiras leis de discriminação contra o povo judeu que morava na Alemanha (leis antissemitas). A importância do Código de Nuremberg foi

estabelecer normas para regulamentação da pesquisa envolvendo seres humanos, como o consentimento informado e a proteção dos direitos dos participantes da pesquisa, por exemplo. A importância da Declaração Universal dos Direitos Humanos é garantir justiça e equidade de direitos a qualquer ser humano, em nível global, mantendo sua dignidade e integridade. Oriente os estudantes na realização desta atividade. Se considerar pertinente, é possível dividi-los em grupos menores e solicitar que cada um dos grupos seja responsável por pesquisar e apresentar alguns direitos humanos que constam nesse documento. A Declaração Universal dos Direitos Humanos indicada a seguir pode ser utilizada como fonte de busca pelos estudantes. • Declaração Universal dos Direitos Humanos. Publicado por: Fundo das Nações Unidas para a Infância (Unicef). Disponível em: https://www.unicef.org/brazil/declaracao-universal-dos-direitos -humanos. Acesso em: 30 out. 2024. 7. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes conheçam e valorizem saberes tradicionais de comunidades brasileiras, como indígenas, quilombolas, ribeirinhos e caiçaras. Oriente os estudantes a considerar como os saberes tradicionais refletem a cultura e o modo de vida da comunidade pesquisada.

Atividades 1. A Ciência pode ser entendida como um empreendimento humano,

que busca explicar os fenômenos naturais e construir conhecimentos baseados em evidências interpretadas de forma lógica. Os conhecimentos científicos se relacionam aos contextos históricos, sociais, políticos, culturais e econômicos em que foram desenvolvidos. Eles são dinâmicos, ou seja, estão em constante construção. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes respondam que as investigações científicas partem de uma pergunta a respeito dos processos e dos fenômenos observados no mundo natural. Para respondê-las, são elaboradas hipóteses, que são explicações previamente formuladas como possíveis respostas ou soluções aos problemas investigados. Para testar uma hipótese, geralmente são planejados procedimentos específicos a serem seguidos, que incluem formas de coleta e análise de dados. Os dados coletados são analisados, o que possibilita a obtenção de resultados, os quais podem ser interpretados a partir de conhecimentos prévios sobre o tema. A interpretação possibilita formular conclusões que corroboram ou refutam a hipótese inicial. 3. a) Não, pois o estereótipo de um cientista é um homem branco, de idade avançada e que trabalha isoladamente em seu laboratório. Já nesse caso, as pesquisadoras são mulheres, de etnias e idades variadas e que trabalharam em colaboração para a solução do problema. b) Resposta pessoal. Oriente os estudantes a buscar as informações em fontes confiáveis, como sites de universidades e revistas de divulgação científica. As informações a respeito das pesquisadoras brasileiras podem ser obtidas em notícias veiculadas por jornais e revistas, por exemplo. Incentive-os a buscar pesquisadoras de áreas variadas da Ciência. Se considerar pertinente, é possível orientar cada grupo a pesquisar as contribuições de três cientistas diferentes. 4. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes discordem dessa afirmação, já que as teorias científicas não são sinônimo de especulações, mas explicações bem fundamentadas sobre fenômenos de maior complexidade. Elas se baseiam em fatos, evidências e até mesmo em leis científicas. 5. a) Resposta pessoal. Possível resposta: qual é a influência da luz no crescimento das plantas? b) Resposta pessoal. Possíveis respostas: a presença de luz exerce influência no crescimento das plantas, limitando-o; a presença de luz exerce influência no crescimento das plantas, estimulando-o; a presença de luz não exerce influência no crescimento das plantas. c) Quatro vasos, quatro exemplares de plantas jovens, substrato (solo e adubo em quantidades iguais entre os vasos) e água. d) Como foi observado que as plantas mantidas no escuro não cresceram tanto quanto as plantas mantidas na presença de luz, pode-se afirmar que a presença de luz exerceu influência no crescimento das plantas estudadas, estimulando-o.

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6. a) Resposta pessoal. Aproveite a oportunidade para instigar os

estudantes a se expressarem sobre os assuntos que mais despertam sua curiosidade. Promova um debate na sala de aula sobre as temáticas levantadas. Se viável, incentive os estudantes a apresentar trabalhos relacionados na feira de ciências da escola. b) Resposta pessoal. Caso a escola não tenha feira de Ciências, o objetivo é que os estudantes pesquisem e proponham uma maneira de implementá-la, e que apresentem sua proposta para a coordenação/direção da escola.

Saiba mais 1. O panfleto pode ser físico ou digital, contendo ilustrações chama-

tivas e textos objetivos sobre a temática: combate às fake news. É importante que os textos tragam orientações sobre como identificá-las, tais como verificar quem são os autores, qual a data e o local de publicação, se a publicação foi feita por mais de uma fonte confiável, entre outras. Caso o panfleto seja físico, verifique a possibilidade de produzir cópias para serem entregues à comunidade escolar. Caso o panfleto seja digital, ele pode ser compartilhado no site da escola ou nas redes sociais da turma.

Tema 2 • Células Pense e responda 1. Resposta pessoal. Os adipócitos são células que armazenam gordura e podem ser encontrados, principalmente, sob a pele. Os miócitos são células responsáveis pela contração muscular e são encontrados nos músculos do corpo. 2. Resposta pessoal. Os estudantes podem citar as células epiteliais, as hemácias, os linfócitos, os neurônios, entre outras. 3. Resposta pessoal. O objetivo deste questionamento é verificar o conhecimento prévio do estudante sobre seres vivos unicelulares e pluricelulares, embora não se espere que citem tais termos. 4. Nessas condições, ocorreria a difusão dos íons de sódio e de potássio por meio dos canais iônicos, de tal forma que o íon de sódio seria difundido para o meio intracelular e o íon de potássio seria difundido para o meio extracelular. Com o tempo, a concentração desses íons no meio extracelular e no meio intracelular tenderia a se igualar.

Atividades 1. Presença de material genético, citoplasma e membrana plasmática. 2. Esse modelo descreve a estrutura da membrana plasmática como

uma dupla camada de fosfolipídios, na qual estão presentes proteínas. A maioria desses componentes está em constante movimento, o que lhe confere fluidez. 3. Organismo, sistemas, órgãos, tecidos, células, moléculas e átomos. 4. a) Não. O tipo celular X se trata de uma célula eucariótica, pois foi observada a presença de um núcleo delimitado por envoltório nuclear. Essa característica é exclusiva desse tipo celular. Já a presença de parede celular na célula Z não é suficiente para sua identificação, uma vez que essa estrutura está presente em células procarióticas e em algumas células eucarióticas, como as células vegetais. Por isso não é possível afirmar que ela seja uma célula procariótica. b) Resposta pessoal. Essa atividade pode ser realizada em três momentos: primeiro, os estudantes podem fazer um esboço dessas células sem consultar uma referência; depois, os estudantes podem consultar uma referência e fazer eventuais ajustes necessários no esboço; por fim, os estudantes podem colorir o esboço, finalizando o esquema. c) Resposta pessoal. Espera-se que o estudante identifique que a célula Z é uma célula eucariótica vegetal e a represente de forma esquemática com suas principais organelas. 5. a) A molécula corada foi o DNA, que se encontra no núcleo de células eucarióticas. Por isso, o que a seta aponta é o núcleo celular. b) Possíveis respostas: vacúolos e plastos. Os vacúolos estão associados ao controle do volume de água no interior da célula, ao acúmulo de nutrientes e metabólitos e ao depósito de pigmentos e toxinas. Os plastos estão associados à síntese e armazenamento de pigmentos (no caso dos cromoplastos) ou de outras substâncias, desprovidas de pigmentos (no caso dos leucoplastos). 6. a) A solução de água e sal de cozinha apresenta maior concentração de solutos em relação às células vegetais que constituem as folhas de alface. Quando a folha é mantida nessa solução, há o movimento

de moléculas de água das células vegetais (menor concentração) para a solução de água e sal (maior concentração) por osmose. Por ter perdido água, a folha de alface se apresenta com aspecto murcho. b) Para evitar que as saladas percam água por osmose e murchem antes de serem consumidas, os restaurantes costumam mantê-las sem tempero. 7. a) As hemácias estão imersas em uma solução hipertônica, pois elas estão murchas, ou seja, a água sai do meio menos concentrado (interior das células) para o mais concentrado (exterior das células). b) Seria necessário ele colocar a amostra de hemácias em uma solução hipotônica em relação à célula. Com isso, a água entraria na célula, saindo do meio externo (menos concentrado) para o interior celular (mais concentrado).

Oficina científica 1. Resposta pessoal. É esperado que os estudantes concluam que sim,

pois a gota de água pode atuar como uma lente de aumento, cuja ampliação seja suficiente para observar microrganismos unicelulares contidos nela. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes deduzam não ser possível inferir que existe vida em todos os ambientes aquáticos, pois utilizaram somente uma amostragem. Neste momento, é possível sugerir a eles que realizem novas coletas, de locais diferentes, para ampliar a amostragem e criar novas argumentações. Aproveite para conversar sobre os limites explicativos das ciências, pois os resultados obtidos por uma pesquisa se referem apenas ao contexto por ela investigado, não sendo possível fazer generalizações. 3. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes elaborem questionamentos aos seus colegas sobre o procedimento realizado e/ou assuntos relacionados. Uma sugestão de questionamento seria: a) Quantos “tipos” de microrganismos distintos foi possível identificar nas amostras coletadas? Nesse caso, os estudantes devem identificar diferenças perceptíveis entre os microrganismos visualizados em todas as amostras, para a contagem dos “tipos”. Salientamos que não podemos nos referir a espécies, pois não é possível afirmar que são diferentes espécies apenas por essa observação. Assim, optamos por manter a designação “tipos”. Outra sugestão: b) Se uma gota de água de outro ambiente (mar, rio, poça de água) fosse analisada, os microrganismos seriam diferentes? Para essa questão, seria interessante a realização da coleta de amostras de outros locais. Talvez não seja possível identificar as diferenças. 4. Resposta pessoal. Os estudantes podem elaborar hipóteses simples, como, por exemplo: se for utilizada uma amostra de água de outro local, outros tipos de microrganismos podem ser observados? Incentive-os na elaboração de outras hipóteses.

Tema 3 • Núcleo e divisões celulares Pense e responda 1. Entre os objetivos das campanhas Outubro Rosa e Novembro Azul

estão a conscientização da população sobre, respectivamente, o câncer de mama e o câncer de próstata, além do incentivo para a realização de exames de diagnóstico contra essas doenças. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes elaborem explicações para a expressão popular relacionada a alguns casos de câncer. Neste momento, é esperado que eles façam possíveis relações entre o câncer e a multiplicação celular desordenada. Não se espera, no entanto, que eles expliquem os mecanismos relacionados ao desenvolvimento dos diferentes tipos de câncer e ao estabelecimento de metástases. 3. São formadas duas células-filhas, cada uma com 6 cromossomos (2n = 6). Para o desenho, os estudantes podem utilizar como referência as ilustrações apresentadas no Livro do Estudante. 4. São formadas quatro células-filhas, cada uma com 3 cromossomos (n = 3). Para o desenho, os estudantes podem utilizar como referência as ilustrações apresentadas no Livro do Estudante.

Atividades 1. O núcleo celular é constituído pelo envoltório nuclear, que deli-

mita o núcleo, separando o material genético do citoplasma; pelo nucleoplasma, que preenche os espaços do interior do núcleo; pelo nucléolo, que se relaciona à produção de ribossomos; e pela cromatina, que corresponde à forma como o material genético se encontra no interior do núcleo.

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2. Células haploides apresentam apenas um conjunto cro-

mossômico. No caso da espécie humana, as células sexuais (responsáveis pela reprodução) são haploides (n = 23). Células diploides apresentam dois conjuntos cromossômicos. No caso da espécie humana, as células somáticas (que formam o organismo) são diploides (2n = 46). 3. a) A área 2. Neste momento, está ocorrendo a duplicação do DNA. Ao final da fase S, a quantidade de DNA no núcleo da célula é o dobro (2X). b) A área 4. Neste momento, a célula passa pela mitose e as cromátides-irmãs são separadas e levadas a polos opostos da célula, onde serão formados os núcleos das células-filhas. É possível perceber que no início da área indicada em 4, o DNA está duplicado (2X), isto é, os cromossomos apresentam cromátides-irmãs. Ao final, está com a quantidade de DNA (X) que normalmente apresentaria, indicando que as cromátides-irmãs foram separadas e constituíram os conjuntos cromossômicos das células-filhas. c) A intérfase pode ser separada em três fases: G1 (crescimento da célula), S (duplicação do DNA) e G2 (crescimento da célula e finalização do preparo para a fase mitótica). 4. a) Anáfase, pois, durante esta fase, as cromátides-irmãs são separadas e levadas em direção aos polos da célula. b) Após chegarem aos polos das células, os cromossomos se descondensam. Inicia-se a formação de um envoltório nuclear ao redor de cada conjunto cromossômico, resultando em dois núcleos geneticamente idênticos. Então, ocorre a divisão do citoplasma, originando duas células-filhas idênticas à que lhes deu origem. 5. a) Metáfase, pois é a fase em que os cromossomos se encontram em maior grau de condensação. b) No interior do núcleo celular, o DNA pode ser encontrado em diferentes níveis de condensação, tais como cromatina, fibras de cromatina, alças e cromossomo. A cromatina é um complexo formado por associações entre a molécula de DNA e proteínas específicas, tendo como unidade básica os nucleossomos. As fibras de cromatina são formadas pelo enovelamento do DNA, ocasionado pela interação dos nucleossomos. As alças correspondem às fibras um pouco mais condensadas e os cromossomos compreendem a forma ainda mais condensada. 6. a) Meiose. Ao final do processo, são formadas quatro células com metade do número de cromossomos da célula que lhes deu origem. b) Em células gaméticas. Após a meiose, as células-filhas possuem um número n de cromossomos. Isso permite a restauração do número 2n da espécie, após a fecundação. c) 2n = 2 cromossomos, n = 1 cromossomo.

Tema 4 • Metabolismo celular Pense e responda 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes estabeleçam uma

relação entre o uso direto da energia luminosa do Sol pela planta, durante a fotossíntese, e indireto pela lagarta, ao se alimentar da planta. 2. Não, pois a clorofila, o principal pigmento responsável pela absorção da luz necessária para a fotossíntese, absorve com mais eficiência comprimentos de onda nas regiões roxa/azul e laranja/vermelha do espectro visível. A luz ultravioleta tem comprimentos de onda menores que o violeta, enquanto a luz infravermelha tem comprimentos de onda maiores que o vermelho, ambos fora da faixa de absorção eficiente da clorofila. 3. Não. Na fotossíntese, gás carbônico e água (reagentes) são transformados em gás oxigênio e carboidratos (produtos) na presença de luz solar. Isso significa que, na ausência desse fator, a fotossíntese é interrompida, e não ocorre a produção de carboidratos, necessários para o desenvolvimento da planta.

Atividades 1. No catabolismo, moléculas mais complexas e mais energéticas são

transformadas em moléculas mais simples e menos energéticas, ocorrendo liberação de energia. No anabolismo, moléculas simples são transformadas em moléculas mais complexas e mais energéticas, reações que requerem energia. 2. a) Mitocôndria. O coronavírus gera disfunções na mitocôndria, comprometendo a fosforilação oxidativa, etapa final da respiração celular. Essa etapa ocorre nas cristas mitocondriais.

b) A produção de moléculas de ATP, responsáveis por fornecer energia para a célula. c) Glicólise. A glicólise ocorre no citosol da célula e envolve um conjunto de reações químicas que promove a quebra de uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato. Nesse processo, duas moléculas de ATP e duas moléculas de NADH são produzidas. d) O ácido pirúvico ou piruvato, pois essa molécula é produto da quebra da glicose, que ocorre na glicólise, a via utilizada pela célula infectada para obtenção de energia. e) O coronavírus compromete a produção de energia celular ao danificar o funcionamento das mitocôndrias. Em resposta, as células utilizam a glicólise como via alternativa para obtenção de energia. O piruvato, produto formado na glicólise, é utilizado como fonte energética pelo vírus, favorecendo sua replicação. Nessa situação, a resposta inflamatória do organismo é intensificada, resultando nos casos graves da doença. 3. a) Respiração celular. A respiração celular ocorre quando moléculas de glicose são oxidadas completamente na presença de gás oxigênio, liberando energia que é utilizada na síntese de ATP. Ao final do processo, são formados gás carbônico e água. A respiração celular consiste em algumas etapas, realizadas em diferentes locais da célula: glicólise (citosol), oxidação do piruvato (matriz mitocondrial), ciclo de Krebs (matriz mitocondrial) e fosforilação oxidativa (cristas mitocondriais). b) Fermentação láctica. A fermentação ocorre no citosol das células. Ela é iniciada pela glicólise, isto é, pela quebra de uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato. Nesse processo, ocorre a síntese de ATP e de NADH. Então, cada molécula de piruvato é reduzida a ácido láctico (ou lactato). Nesse processo, ocorre a regeneração do NAD+ a partir do NADH. c) Ácido láctico. 4. a) Cloroplasto. b) Os pigmentos fotossintetizantes são responsáveis pela absorção da luz solar. Alguns exemplos: clorofila a, clorofila b e carotenoides. Cada um deles é capaz de absorver uma faixa de comprimento de onda da luz branca. c) Espera-se que os estudantes desenhem um cloroplasto, evidenciando as seguintes estruturas: membrana externa, membrana interna, espaço intermembrana, estroma, grana e tilacoide. d) Na fotossíntese, gás carbônico e água são utilizados para a síntese de carboidratos, como a glicose. Nesse processo, o gás oxigênio também é formado e liberado no ambiente. A fotossíntese ocorre na presença de luz e pode ser dividida em duas etapas: a etapa fotoquímica, na qual ocorre a fotofosforilação e a fotólise da água, e a etapa química, na qual ocorre a síntese de carboidratos por meio do ciclo das pentoses. e) 6 CO2 + 6 H2O luz C6H12O6 + 6 O2 5. Sim. Na ausência de água, não há liberação de íons de hidrogênio e elétrons necessários para a redução do gás carbônico, o que resultaria na síntese de carboidratos. Os carboidratos são fonte de energia para as células da planta. Assim, com a redução da síntese de carboidratos no período, as plantas pouco se desenvolvem. 6. Ao interromper o transporte de elétrons durante a respiração celular, reduz-se consideravelmente a síntese de moléculas de ATP. A menor disponibilidade de ATP para as células do peixe compromete suas funções vitais, o que ocasiona o seu atordoamento, facilitando sua captura. 7. a) A fermentação é iniciada pela glicólise, isto é, pela quebra de uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato. Na fermentação alcoólica, cada molécula de piruvato é convertida em acetaldeído, etapa em que há liberação de gás carbônico. O acetaldeído, então, é reduzido a etanol, com regeneração de NAD+ a partir de NADH. b) Resposta pessoal. Entre as vantagens, é possível citar: fonte renovável; menor emissão de gases poluentes na atmosfera. Entre as desvantagens, é possível citar: menor eficiência energética; possibilidade de impactar a produção de alimentos (ao ser necessário destinar parte da produção ao setor de transportes). Oriente os estudantes na realização desta atividade. Se preferir, é possível dividi-los em dois grandes grupos: um deles será responsável por pesquisar vantagens associadas ao etanol, e o outro, desvantagens. Então, é possível reservar uma aula para realizar um debate sobre os pontos pesquisados por cada um dos grupos.

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8. a) Mitocôndria. I - Membrana externa; II - Membrana interna; III -

Matriz mitocondrial; IV - Cristas mitocondriais. b) Respiração celular. Etapas: glicólise, oxidação do piruvato, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. c) Em III (matriz mitocondrial), ocorrem a oxidação do piruvato e o ciclo de Krebs. Em IV (cristas mitocondriais), ocorre a fosforilação oxidativa. 9. A afirmativa II está correta. I. A fotossíntese e a quimiossíntese representam processos anabólicos. A respiração celular e a fermentação representam processos catabólicos. III. A glicólise é uma etapa comum à respiração celular e à fermentação. IV. A respiração celular pode ser dividida nas seguintes etapas: a glicólise (que ocorre no citosol), a oxidação do piruvato (que ocorre na matriz mitocondrial), o ciclo de Krebs (que ocorre na matriz mitocondrial) e a fosforilação oxidativa (que ocorre nas cristas mitocondriais).

Oficina científica 1. Resposta pessoal. Espera-se que o balão da garrafa 4 (água +

+ farinha de trigo + fermento biológico) infle. Isso ocorre porque as leveduras (presentes no fermento biológico) realizam a fermentação alcoólica, que consiste na oxidação parcial de moléculas de glicose (presentes na farinha de trigo). Nesse processo, libera-se gás carbônico, que faz com que o balão infle. Espera-se que os balões das garrafas 2 e 3 não inflem, já que não apresentam farinha de trigo e fermento biológico simultaneamente. Também é esperado que o balão da garrafa 1 não infle, já que apresenta apenas água. 2. Resposta pessoal. Para que a massa do pão cresça, são necessários: leveduras (presentes no fermento biológico) e glicose (presente na farinha). Portanto, é possível validar as hipóteses que tenham considerado a presença de fermento biológico e de farinha de trigo, simultaneamente, para explicar o crescimento da massa do pão (como observado pelos resultados da garrafa 4). Em contrapartida, não é possível validar as hipóteses que consideraram apenas a presença de farinha de trigo ou apenas a presença do fermento biológico para explicar o crescimento da massa do pão (como observado pelos resultados das garrafas 2 e 3, respectivamente). 3. Respostas pessoais. Espera-se que os estudantes elaborem seus próprios procedimentos extras ao realizar essa alteração no experimento. Eles podem, por exemplo, fotografar os balões em períodos determinados para facilitar a comparação dos resultados. É esperado que o balão com açúcar infle mais rápido e com maior quantidade de gás carbônico do que o balão com farinha de trigo. Isso ocorre porque a farinha, que é uma mistura, contém moléculas de açúcares cuja metabolização leva mais tempo para acontecer.

Saiba mais 1. Podem ser citados, por exemplo, iogurtes e queijos. 2. Tipiti, na língua tupi, significa “cesto para espremer água”. Ele se

assemelha a uma mangueira e pode ser feito trançando folhas de palmeira. No seu interior vai a massa da mandioca. Em um modelo de tipiti, uma de suas extremidades é presa em um local alto, e a outra extremidade é presa em um tronco, onde uma pessoa se senta. Com o peso, o tipiti se estica e prensa a massa da mandioca, fazendo o líquido sair. O site a seguir pode ser indicado aos estudantes como sugestão de fonte de pesquisa. • Tecnologia indígena de uso secular na Amazônia é mapeada por pesquisa do PIBIC. Publicado por: G1. Disponível em: https://g1.globo.com/am/amazonas/noticia/2019/05/04/tec nologia-indigena-de-uso-secular-na-amazonia-e-mapeada -por-pesquisa-do-pibic.ghtml. Acesso em: 17 out. 2024. 3. O tucupi pode ser utilizado como base para vários tipos de sopas e caldos em que se cozinha peixe, crustáceo, frango ou pato, com muitos tipos de hortaliças, combinado com farinha de mandioca. Ele também pode ser temperado com pimenta e utilizado como tempero. O livro de receitas pode ser digital ou físico. No caso de um livro digital, oriente os estudantes a compartilhá-lo nas redes sociais ou no blogue da turma. No caso de um livro físico, oriente os estudantes a criar cópias e entregá-las à comunidade escolar.

Tema 5 • O Universo e as condições para a vida Pense e responda 1. Resposta pessoal. Espera-se que o estudante cite estrelas, planetas, luas, cometas, galáxias, buracos negros, entre outros.

2. Resposta pessoal. Neste momento, não é esperado que o estu-

dante saiba a resposta a esta questão, mas que ele pense sobre o assunto. Este assunto será retomado neste Tema, ao abordar as condições para a existência de vida. 3. Respostas pessoais. Faça um levantamento das explicações apresentadas pelos estudantes e auxilie-os a analisar se as explicações dadas são baseadas em conhecimentos científicos, empíricos, filosóficos ou religiosos. 4. Segundo a lenda de Nhamandu, na Terra, Tupã criou os mares, as montanhas e o primeiro humano, Nhanderovussu. Este, por sua vez, criou os animais, as plantas e a primeira mulher, que se tornou sua esposa. Juntos, deram origem aos diversos povos que hoje existem. Cansado de andar pela Terra, Nhanderovussu decidiu partir e se transformar no Sol; sua esposa, então, decidiu fazer o mesmo, e se transformou na Lua. Desde então, eles estariam no céu, olhando e cuidando do povo tupi-guarani. 5. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes conheçam modelos explicativos sobre a origem e a evolução do Universo. Por exemplo, eles podem pesquisar sobre o modelo estático, que considera que o Universo teve e continuará tendo o mesmo aspecto com o passar do tempo; sobre o modelo expansivo, que considera que o Universo esteja em expansão; entre outros. Oriente-os a conversar sobre as explicações. Os estudantes podem elaborar apresentações digitais em formato de slides ou vídeos. Caso a apresentação digital não seja viável, uma alternativa é a elaboração de um texto expositivo. Sugira os sites a seguir como possíveis fontes de pesquisa. • As teorias que veem o Big Bang não como o início, mas uma ‘transformação’ do Universo. Publicado por: BBC News Brasil. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/ vert-fut-51215323. • Físicos veem novos indícios de que o Universo pode ser cíclico. Publicado por: Fundação Araucária. Disponível em: https://www. fappr.pr.gov.br/Noticia/Fisicos-veem-novos-indicios-de-que-o -Universo-pode-ser-ciclico#&gid=1&pid=1. Acessos em: 18 out. 2024. 6. No planeta Y, que se encontra na zona habitável deste sistema planetário, ou seja, encontra-se em uma região cuja radiação emitida pela estrela Z permite que a temperatura de sua superfície seja suficiente para a existência de água no estado líquido e, por consequência, abrigue vida. 7. As luas Titã, Encélado, Ganimedes, Calisto, Io, Ceres, Tritão e o planeta Vênus.

Atividades 1. O Big Bang ocorreu há cerca de 13,8 bilhões de anos e corresponde

ao evento em que um único ponto no espaço, no qual a temperatura e a densidade eram infinitamente altas, se expandiu, liberando toda a matéria e a energia que existem no Universo. 2. O Sistema Solar é formado por uma estrela, o Sol; oito planetas que, em ordem de proximidade do Sol, correspondem a Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno; cinco planetas anões (Ceres, Plutão, Haumea, Makemake e Éris); mais de 280 luas; dois cinturões de asteroides, sendo um maior entre Marte e Júpiter e outro menor, após a órbita de Netuno; cometas e meteoroides. 3. É uma região ao redor de uma estrela cuja radiação emitida permita temperaturas suficientes para que a água seja mantida no estado líquido. 4. A distância de sua órbita em relação ao Sol, que permite a existência de temperaturas que garantam a presença de água líquida em sua superfície; e a composição da atmosfera, que auxilia a manutenção da temperatura média do planeta. 5. Resposta pessoal. Esta atividade permite que os estudantes analisem e diferenciem as informações científicas do gênero ficção científica. Converse com eles sobre a utilização desses elementos científicos em obras do gênero, como filmes ou livros, bem como as limitações dessas abordagens. Nesta atividade, os estudantes devem exercer a criatividade e utilizar alguns conceitos apresentados no Tema, tais como galáxias, sistemas planetários, exoplanetas, zonas habitáveis e as condições básicas para a existência da vida. Dependendo do enredo da história, outros conteúdos podem ser abordados, tornando-se um bom incentivo para pesquisas e ampliação do conhecimento.

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6. a) A Via Láctea é uma galáxia formada por bilhões de estrelas, onde

se situa o Sistema Solar. O nome Via Láctea significa “caminho de leite” e é usado em menção ao aspecto esbranquiçado, possível de ser observado da Terra, conferido por suas estrelas. b) O principal motivo está relacionado à poluição luminosa (luzes, placas, semáforos) que impede a visualização da escuridão natural do céu e dificulta a identificação do contraste da luz emitida pelas estrelas. Converse com os estudantes sobre o fato de alguns estudos estimarem que, daqui a 20 anos, grande parte das constelações não estará mais visível no céu. c) Resposta pessoal. Incentive os estudantes a procurar locais onde seja possível observar o céu com menor interferência da luminosidade. Se considerar oportuno, leve-os para uma observação noturna ou convide um grupo de astrônomos para realizar observações na escola, ou em local mais apropriado. Se em sua região tiver algum observatório astronômico, verifique a possibilidade de agendar uma visita com os estudantes. Três marias (Mintaka, Alnilam e Alnitak)

Sírius

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7. a) Identificação das estrelas citadas no texto:

Betelgeuse Procyon

b) Os astros tiveram, e ainda têm, influência nas manifestações artísticas, crenças, costumes e na mitologia. A observação dos astros auxilia a fazer previsões sobre a chegada dos melhores momentos de plantio e colheita, na orientação espacial, entre outros. c) Constelação é um agrupamento de estrelas visíveis no céu, que os astrônomos da Antiguidade imaginaram formar figuras de pessoas, animais ou objetos. d) As Três Marias (Mintaka, Alnilam e Alnitak) e Betelgeuse pertencem à constelação de Órion. Sírius é uma estrela pertencente à constelação de Cão Maior, e Procyon pertence à constelação de Cão Menor. e) O objetivo desta atividade é que o estudante possa ter acesso a um simulador astronômico, despertando nele o interesse pela observação do céu. Verifique a possibilidade de realizar esta atividade no laboratório de computação da escola. Também é possível baixar o aplicativo de mesmo nome no celular, e realizar a dinâmica em sala.

Saiba mais 1. Resposta pessoal. O objetivo da atividade é que os estudantes se posicionem criticamente diante das duas visões apresentadas sobre as viagens espaciais. Incentivar o pluralismo de ideias, de modo que argumentem sobre ambas as visões, justificando se concordam com elas ou discordam delas. 2. Resposta pessoal. Esta proposta permite um trabalho conjunto com docentes do componente curricular de Arte. Se houver oportunidade, combine com os estudantes uma data para exposição das produções.

Tema 6 • Origem da vida na Terra Pense e responda 1. Resposta pessoal. Caso os estudantes não conheçam outros mitos

e lendas, é possível solicitar que pesquisem e tragam os resultados encontrados para a próxima aula. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes proponham que os ratos eram atraídos pelo alimento, se aninhavam e se reproduziam em tempo relativamente curto. 3. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem que a contaminação dos frascos se deve aos microrganismos presentes no ar, e que o ar presente em altas altitudes possui menor quantidade de partículas e microrganismos. Com isso, os frascos abertos em maiores altitudes contaminavam menos do que os frascos abertos em menores altitudes. Esses são os resultados

esperados a serem encontrados pelos estudantes nas pesquisas, e eles permitem considerar que os líquidos eram contaminados por microrganismos que estavam presentes no ar, fato que ajudou a refutar a teoria da abiogênese.

Atividades 1. a) Os seres vivos teriam se formado a partir do espírito de Pan Gu,

após sua morte. b) As linhas de pesquisa consideram que a vida teria se originado a partir de: moléculas de material genético, DNA ou RNA, capazes de produzir cópias de si mesmas (capacidade de autorreplicação); ciclos de reações metabólicas, relacionadas ao aproveitamento de energia (metabolismo); ou a formação de pequenos compartimentos delimitados externamente por uma membrana (compartimentalização). c) A panspermia é uma teoria que argumenta que existe vida em todo o Universo e que ela pode ser transportada de um lugar para outro no espaço. No caso da Terra, a vida teria se desenvolvido a partir de microrganismos que chegaram até a Terra por meio de meteoritos. Se julgar pertinente, o site https://www.bbc. com/portuguese/geral-59823982 (acesso em: 16 ago. 2024) é uma fonte de pesquisa que pode ser sugerida aos estudantes. Oriente os estudantes a elaborar o roteiro da produção e a realizar ensaios antes da apresentação da peça de teatro ou da gravação do curta-metragem. 2. a) A geração espontânea considera que os seres vivos surgem a partir da matéria inanimada. b) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes citem a possibilidade de postura de ovos de moscas sobre os resíduos orgânicos antes de serem colocados na composteira. c) Redi realizou um experimento cujos resultados demonstraram não ser possível o surgimento espontâneo de larvas sobre a matéria inanimada. Nesse experimento, colocou pedaços de carne em recipientes abertos e em recipientes fechados. Após alguns dias, percebeu a presença de larvas apenas nos recipientes abertos. Se a geração espontânea fosse possível, larvas também seriam observadas nos frascos fechados – o que não ocorreu. d) Pasteur realizou um experimento cujos resultados demonstraram não ser possível a geração espontânea de microrganismos sobre a matéria inanimada. Nesse experimento, colocou um caldo à base de carne no interior de recipientes. O caldo foi fervido, de modo a eliminar os microrganismos que poderiam estar presentes. Removeu o gargalo de alguns recipientes e de outros, não. Após alguns dias, percebeu que houve a proliferação de microrganismos nos recipientes sem gargalo. Se a geração espontânea fosse possível, microrganismos também se proliferariam nos frascos com gargalo – o que não ocorreu. e) Biogênese, que afirma que seres vivos somente se originam a partir de outros, por meio da reprodução. 3. a) A hipótese de Oparin e Haldane considera que a constituição da atmosfera primitiva da Terra, a radiação solar e as descargas elétricas de tempestades teriam possibilitado a ocorrência de reações químicas que originaram as primeiras moléculas orgânicas. Essas moléculas teriam formado coacervados, aglomerados que mantinham um ambiente interno diferente do externo. Os coacervados teriam originado as primeiras células. b) É esperado que os estudantes representem de forma esquemática o aparato experimental utilizado por Miller e Urey, que continha: frasco com água; frasco com gases; eletrodos que forneciam descargas elétricas; condensador; frasco no local de coleta de líquido. Em seu experimento, Miller e Urey criaram um ambiente fechado que simularia as condições que teriam existido na Terra primitiva, segundo a hipótese de Oparin e Haldane. Nesse experimento, a água foi aquecida, liberando vapor de água. O vapor de água, em conjunto com os gases metano, amônia e hidrogênio, receberam descargas elétricas, propiciando a ocorrência de reações químicas. Então, os gases foram resfriados em um condensador. No líquido condensado, identificaram a presença de moléculas orgânicas. c) Não. Apesar de o experimento de Miller e Urey ter demonstrado ser possível formar moléculas orgânicas sob as condições propostas por Oparin e Haldane, não evidenciou a origem de seres vivos. 4. a) Endossimbiose, hipótese que explica a origem de mitocôndrias e cloroplastos a partir de uma relação benéfica estabelecida entre

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células procarióticas ancestrais. De acordo com essa hipótese, células procarióticas hospedeiras teriam englobado células procarióticas menores, as quais não teriam sido degradadas, mas estabelecido uma relação que beneficiaria ambas. b) Mitocôndrias e cloroplastos possuem seu próprio material genético e ribossomos, estruturas que apresentam semelhanças a algumas bactérias. Além disso, essas organelas apresentam duas ou mais membranas, sendo a mais interna similar à membrana dos procariontes.

Atividades complementares

1. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes

elaborem argumentos favoráveis e contrários ao uso das células HeLa em pesquisas científicas. Se possível, reserve um momento da aula para que os grupos apresentem seus argumentos à turma, promovendo um debate sobre o tema. É importante que reconheçam que, apesar do avanço científico proporcionado pelo uso dessas células, sua coleta e comercialização foram feitas sem o consentimento de Henrietta Lacks, ferindo o que, atualmente, é uma das principais diretrizes da pesquisa envolvendo seres humanos: o consentimento voluntário do participante. Se considerar pertinente, comente com os estudantes que os familiares de Henrietta Lacks apenas tiveram conhecimento do uso dessas células para fins científicos em 1973 e que, desde então, lutavam na justiça por seus direitos. Apenas em 2023 foi feito um acordo entre eles e a empresa responsável por sua comercialização. 2. Alternativa c. A estudante fez uma observação (presença de larvas de insetos no interior de frutos), levantou uma hipótese (deposição de ovos por uma mosca durante a maturação dos frutos), planejou e executou uma maneira de testar a hipótese levantada (ensacar os frutos durante a maturação). Ao final, obteve os resultados do teste realizado (ausência de larvas de insetos no interior dos frutos). 3. Alternativa c. A hipótese científica indicada apresenta todas as características listadas: é definida; sua comprovação ou negação trará contribuições válidas à comunidade científica; pode ser testada experimentalmente e não exibe excesso de abrangência. 4. Alternativa e. Células vegetais apresentam parede celular celulósica, plastos e vacúolo, que são estruturas ausentes nas células animais. 5. Alternativa a. As mitocôndrias são as organelas onde ocorrem as etapas finais da respiração celular. 6. Alternativa d. Os ribossomos são responsáveis pela síntese de proteínas. Caso os ribossomos sejam destruídos, a síntese de proteínas é inibida. 7. Alternativa b. Na difusão simples, ocorre o movimento de solutos de um meio onde há maior concentração de solutos para um meio onde há menor concentração. Na osmose, ocorre o movimento de água através de uma membrana semipermeável, de uma região de menor concentração de solutos para uma região de maior concentração. 8. Alternativa c. Em meio hipotônico, ocorre a entrada de água na célula. Com isso, o vacúolo amplia de tamanho e o pigmento que dá a coloração arroxeada é diluído pela água.

9. Alternativa b. A intérfase é constituída por três fases: G1, S e G2.

Durante a fase S, ocorre a duplicação do material genético. A fase mitótica é constituída de prófase, metáfase, anáfase e telófase. Durante a anáfase, ocorre a segregação das cromátides-irmãs para polos opostos da célula. 10. Alternativa d. Nas condições descritas, a divisão celular é interrompida durante a metáfase, fase na qual se iniciaria a formação do fuso acromático. Nessa fase, a célula apresenta 8 cromossomos, cada qual com 2 cromátides-irmãs, totalizando 16. 11. Alternativa e. Na fosforilação oxidativa, ocorre a passagem de íons de hidrogênio pela ATP sintase (ou ATP sintetase), favorecendo a síntese de ATP. A termogenina interrompe esse processo. 12. Alternativa c. Na etapa fotoquímica, ocorre a produção de ATP e NADPH. Uma das reações que ocorrem nessa etapa é a fotólise da água, isto é, a quebra de moléculas de água na presença de luz solar. 13. Alternativa c. A fermentação é iniciada pela glicólise, que resulta na formação de piruvato. O processamento do piruvato difere

conforme o tipo de fermentação realizada. Esse processo ocorre na ausência de gás oxigênio. 14. a) O texto informa a descoberta de novas luas de Saturno, o que fez com que ele se tornasse o planeta com maior número de luas do Sistema Solar novamente (cargo antes ocupado por Júpiter). Em maio de 2023, Saturno contava com 145 luas e Júpiter com 95 luas. b) A constante construção dos conhecimentos científicos, que não estão findados em si mesmos, podendo ser revistos, reformulados ou até refutados. Avalie a pertinência de outras características da Ciência que possam ser apontadas pelos estudantes. c) Planetas gasosos. Os planetas gasosos têm como características principais: atmosferas gasosas, ausência de superfície sólida, grande número de satélites e anéis. d) É possível que novas luas tenham sido descobertas no momento de realização desta atividade. Caso isso tenha ocorrido, aproveite a oportunidade para destacar o constante desenvolvimento científico. Caso isso não tenha ocorrido, ressalte que isso não significa que não haverá novas descobertas no futuro. 15. Alternativa c. Os seres vivos se originam a partir de outros já existentes por meio da reprodução, processo denominado biogênese.

Integrando com...

1. A relação entre o desenvolvimento científico, a época e o con-

texto vivenciado pela sociedade. Nesse caso, o estudo realizado procurou verificar o percentual de filtragem e a respirabilidade de diferentes modelos de máscaras de proteção facial durante a pandemia de covid-19. Durante esse período, o uso das máscaras foi recomendado para impedir a disseminação da doença. 2. A máscara PFF2/N95. Esse modelo de máscara teve 95% de capacidade de filtragem, a maior entre os modelos estudados. Isso significa que esse modelo é capaz de filtrar 95% de partículas de diâmetro de 60 a 300 nm, o que inclui o coronavírus, cujo diâmetro varia entre 60 e 140 nm. 3. Medida do diâmetro do coronavírus (SARS-CoV-2): 60 nm a 140 nm (máximo). 140 nm = 140 x 10_9 m = 1,4 x 10_7 m Medida do diâmetro das partículas utilizadas no estudo da eficiência das máscaras: 60 nm a 300 nm (máximo). 300 nm = 300 x 10_9 m = 3,0 x 10_7 m O diâmetro das partículas utilizadas no estudo é maior (3,0 x 10_7 m) do que o da bactéria apresentada no texto (2,0 x 10_7 m) e o do coronavírus (1,4 x 10_7 m). 4. Resposta pessoal. Um dos objetivos desta atividade é que os estudantes escolham um tema de pesquisa e, a partir disso, planejem como a atividade será conduzida. Ressalte que os temas a serem escolhidos pelos estudantes precisam ser devidamente justificados. Oriente-os a planejar as etapas de realização de sua pesquisa, definindo uma pergunta a ser respondida, uma hipótese a ser testada, formas de coletar e analisar dados. Reserve uma data em seu planejamento escolar para que mostrem suas apresentações aos colegas. Outro objetivo desta atividade é despertar a curiosidade dos estudantes por temas que sejam de seu interesse. Incentive-os a elaborar um projeto de pesquisa, verifique a possibilidade de sua execução e ofereça apoio aos estudantes.

UNIDADE 2 • Hormônios, reprodução humana e saúde Abertura de Unidade 1. Resposta pessoal. Não existe uma resposta correta a esta pergunta.

Ela vai depender do que o estudante considera como saúde. Pela simples observação, o estudante pode analisar que a pessoa está feliz, ou está “tomando sol”, mas não é possível considerar se ela tem alguma doença, embora, aparentemente, seu lado emocional esteja saudável. 2. Resposta pessoal. É possível organizar um quadro na lousa com as condições abordadas pelos estudantes, de maneira que todos

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possam colocar suas opiniões. Verifique a necessidade de expandir determinado assunto, conforme sua pertinência no resultado geral do quadro. 3. Resposta pessoal. Permita que os estudantes se expressem livremente, inclusive sobre outras questões que não envolvam diretamente a saúde.

Tema 7 • Regulação hormonal Pense e responda 1. Respostas pessoais. Os estudantes podem mencionar reações

similares ou distintas às descritas, além de outras, como reações de luta ou fuga ao tomarem um susto, como aumento da frequência cardíaca e respiratória, sentir o corpo tenso, entre outras. 2. Resposta pessoal. É importante que os estudantes primeiramente saibam identificar alterações de humor, e que elas podem estar relacionadas aos sentimentos, como um estado de ansiedade, raiva, tristeza, felicidade, medo, euforia, prazer. Questione se eles percebem que essas alterações também acontecem aparentemente sem motivos, como eles reagem e como lidam com elas. Conduza a conversa com seriedade e promova um clima acolhedor para os sentimentos expostos. 3. Resposta pessoal. Aproveite o questionamento para identificar os conhecimentos dos estudantes sobre hormônios. Explique que uma reação, ou sentimento, geralmente é gerado pela interação de vários hormônios, que são liberados em maior ou menor intensidade. Os principais hormônios responsáveis pelo sono e pela fome são a melatonina e a grelina, cujas ações serão exploradas na seção Atividades deste Tema. 4. A diabetes é caracterizada pelos elevados níveis sanguíneos de glicose, em decorrência da produção insuficiente de insulina (tipo 1) ou do não aproveitamento da insulina produzida (tipo 2). Entre os sintomas da diabetes tipo 1 estão a perda de peso, a fraqueza e a fadiga, e da diabetes tipo 2, o formigamento nos pés e mãos e o aparecimento de feridas que demoram a cicatrizar. Sintomas comuns a ambos os tipos são: fome frequente, sede constante e vontade de urinar diversas vezes ao dia. O Ministério da Saúde disponibiliza um glossário sobre o assunto que pode ser indicado como referência para pesquisa. • Diabetes (diabetes mellitus). Publicado por: Ministério da Saúde. Disponível em: https://www.gov.br/saude/pt-br/assuntos/saude -de-a-a-z/d/diabetes. Acesso em: 31 out. 2024.

Atividades 1. Hormônios são mensageiros químicos que atuam na regulação e

na coordenação de vários tecidos, órgãos e sistemas. Exemplos: hormônios liberadores e hormônios inibidores produzidos no hipotálamo; hormônio do crescimento (GH), hormônio estimulador da hipófise (TSH), hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), prolactina (PRL), hormônio folículo estimulante (FSH), hormônio luteinizante (LH), ocitocina (OT) e hormônio antidiurético (ADH), que são liberados pela hipófise; calcitonina, triiodotironina (T3) e tiroxina (T4), que são hormônios da tireoide; paratormônio (PTH), um hormônio das paratireoides; cortisol, adrenalina e noradrenalina, produzidos pelas glândulas suprarrenais; insulina e glucagon, produzidos pelo pâncreas; estrogênio e progesterona, produzidos pelos ovários, e testosterona, produzida pelos testículos. Avalie a função apresentada pelos estudantes em suas respostas. 2. Glândulas endócrinas produzem e secretam hormônios na corrente sanguínea. Exemplos: hipotálamo, hipófise, tireoide, paratireoides, suprarrenais, ovários e testículos. Glândulas exócrinas liberam suas secreções na superfície do corpo ou em cavidades corporais por meio de ductos. Exemplos: glândulas sudoríparas, glândulas salivares, glândulas mamárias, entre outras. Glândulas mistas possuem tanto função endócrina como exócrina. Um exemplo é o pâncreas. 3. A melatonina é produzida pela glândula pineal, uma glândula endócrina localizada no encéfalo. Esse hormônio é liberado no período noturno e influencia o ciclo de sono e de vigília. Durante o sono, os níveis de melatonina são elevados; próximo de despertar, os níveis diminuem. 4. a) Após as refeições. b) A insulina auxilia a captação de glicose pelas células e estimula seu armazenamento na forma de glicogênio no fígado, promovendo a redução de sua concentração sanguínea.

c) Glucagon. d) Em períodos de jejum, os níveis sanguíneos de glicose estão baixos. Nessa condição, ocorre a secreção de glucagon, que promove a degradação de glicogênio, reestabelecendo os níveis sanguíneos de glicose. Após as refeições, os níveis sanguíneos de glicose estão elevados, em decorrência da digestão dos alimentos e da absorção dos nutrientes. Nessa condição, ocorre a secreção de insulina, que promove a captação de glicose pelas células e a síntese de glicogênio, que será armazenado no fígado. Assim, os níveis de glicose no sangue são reestabelecidos. e) A grelina é secretada pelo estômago em períodos de jejum. Uma de suas funções é promover a sensação de fome, de modo a aumentar a ingestão alimentar. 5. a) Hipófise (adenoipófise). b) O GH estimula o crescimento de tecidos e órgãos do corpo, como ossos e músculos. c) Resposta pessoal. O objetivo da elaboração do panfleto é conscientizar outros estudantes sobre os impactos decorrentes do hábito de utilizar aparelhos eletrônicos antes de dormir, sobretudo considerando sua interferência na secreção de GH. O GH é liberado quando a pessoa está no estágio de sono profundo. O uso de aparelhos eletrônicos antes de dormir impede que o indivíduo alcance esse estágio do sono, reduzindo a liberação de GH. Com baixos níveis desse hormônio no organismo, o aumento da estatura e da massa muscular durante a infância e a adolescência pode ser comprometido. 6. a) Suprarrenal. b) A adrenalina e a noradrenalina promovem alterações fisiológicas que aumentam a disponibilidade de energia no organismo, possibilitando que o indivíduo aja em situações de estresse de curta duração. Entre as alterações, estão a elevação da frequência cardíaca, da frequência respiratória e dos níveis sanguíneos de glicose, além do aumento do fluxo sanguíneo para o coração e para os músculos, permitindo que o gás oxigênio e a glicose sejam direcionados aos tecidos. c) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes relatem situações que envolvam uma resposta ao estresse de curta duração, que preparam o corpo para enfrentar ou fugir de determinada situação.

Tema 8 • Sistema genital e puberdade Pense e responda 1. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é proporcionar um

momento de integração, no qual os estudantes possam conversar sobre sentimentos. Inicie o diálogo questionando os estudantes se eles percebem mudanças em seu jeito de pensar ou agir. Relacione essas mudanças às questões hormonais típicas da puberdade. 2. Resposta pessoal. O objetivo da atividade é que os estudantes reflitam sobre as mudanças corporais que estão vivenciando e, caso se sintam à vontade, que compartilhem seus sentimentos com a turma. É importante manter um ambiente acolhedor, de modo que todos sejam ouvidos e respeitados. 3. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é promover uma reflexão do estudante sobre sua realidade, convidando-o a refletir sobre suas concepções e experiências, reconhecendo as diferentes formas como cada pessoa vivencia essa fase. Ao pensar sobre como essas mudanças influenciam suas decisões, o estudante pode começar a elaborar hipóteses e questionamentos sobre como lidar com essas transformações de maneira prática e informada. A reflexão sobre as mudanças pessoais também está ligada às escolhas futuras, como o impacto dessas mudanças no planejamento de seu projeto de vida, saúde e decisões relacionadas ao trabalho. 4. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes conheçam seus direitos, que envolvem o direito à saúde, à vida, à liberdade, à dignidade, entre outros. Para que a turma explore uma maior diversidade de direitos, é possível propor a divisão da leitura do documento entre os grupos de estudantes. Estatuto da Criança e do Adolescente. Publicado por: Ministério dos Direitos Humanos e da Cidadania. Disponível em: https://www.gov. br/mdh/pt-br/navegue-por-temas/crianca-e-adolescente/publica coes/eca_mdhc_2024.pdf. Acesso em: 31 out. 2024. 5. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes conheçam diferentes culturas. É possível solicitar aos grupos que ampliem suas pesquisas, considerando outros costumes e tradições dos povos pesquisados. Incentive-os a respeitar e a valorizar a diversidade cultural existente em nosso planeta.

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Atividades 1. Durante a puberdade, são manifestadas características sexuais

secundárias em decorrência da ação de hormônios sexuais (testosterona, estrogênio e progesterona). A secreção dos hormônios sexuais é estimulada pelo FSH e LH (secretados pela hipófise), sob ação de GnRH (secretado pelo hipotálamo). Entre as características manifestadas pelos meninos, estão: o desenvolvimento dos órgãos genitais; o crescimento de pelos no rosto, nas axilas e na região púbica; o aumento de massa muscular; o engrossamento da voz. Entre as características manifestadas pelas meninas, estão: o desenvolvimento dos órgãos genitais; o crescimento de pelos nas axilas e na região púbica; o alargamento do quadril; o desenvolvimento das mamas; o acúmulo de gordura em algumas regiões do corpo. 2. a) O ciclo reprodutivo feminino é um conjunto de mudanças cíclicas que ocorrem nos ovários e no útero, voltadas para a liberação de um ovócito pronto para ser fecundado e para o preparo do útero para uma possível gestação. Nele, atuam o hormônio foliculestimulante (FSH), o hormônio luteinizante (LH), a progesterona e o estrogênio. b) Os dias correspondentes à fase menstrual de Ana são: 18 a 22 de outubro (totalizando, cinco dias). Nesta fase, devido à queda dos níveis de estrogênio e de progesterona, ocorre a constrição dos vasos sanguíneos que irrigam parte do endométrio, que se desintegra, resultando no sangramento. O ovócito não fecundado é eliminado junto ao sangue. c) A ovulação de Ana ocorrerá dia 31 de outubro (14o dia do ciclo). d) Os dias correspondentes à fase pós-ovulatória de Ana são: 1 a 14 de novembro (totalizando, 14 dias). Nesta fase, inicialmente, tem-se o aumento da secreção de estrogênio e de progesterona, resultando no espessamento e maior vascularização do endométrio. Caso não haja fecundação, os níveis desses hormônios caem, resultando na menstruação. e) O próximo ciclo reprodutivo de Ana terá início no dia 15 de novembro. 3. a) A próstata produz uma secreção constituinte do sêmen. Sua secreção dá o aspecto leitoso do sêmen e contém substâncias importantes para a síntese de energia utilizada pelos espermatozoides, além de substâncias com ação bactericida. b) O útero é o órgão que abriga o feto durante a gravidez. c) Respostas pessoais. Espera-se que os estudantes identifiquem que a campanha Março Lilás foi criada para conscientizar a população sobre a prevenção e o tratamento do câncer de colo de útero, incentivando a realização do exame preventivo conhecido como Papanicolau. A campanha Novembro Azul foi criada para conscientizar a população sobre a prevenção e o diagnóstico precoce do câncer de próstata, incentivando a realização do exame preventivo de toque. Auxilie os estudantes a confeccionar os panfletos e a organizar a entrega à comunidade escolar. 4. a) Estes parâmetros analisam, respectivamente, a capacidade de locomoção, a estrutura e a quantidade de espermatozoides por volume de sêmen ejaculado. b) Sim. Os valores de motilidade, morfologia e concentração estão acima dos valores de referência. Portanto, esse homem pode ser considerado fértil. c) O sêmen é constituído pelos espermatozoides e pela secreção das glândulas acessórias (seminais, bulbouretrais e próstata). O trajeto percorrido pelos espermatozoides durante a ejaculação é: epidídimo (onde são armazenados após serem produzidos nos testículos), ductos deferentes, ducto ejaculatório (onde recebem a secreção das glândulas seminais), uretra (onde recebem a secreção da próstata e das glândulas bulbouretrais) e meio externo. 5. Resposta pessoal. Entre as práticas de higiene que podem ser citadas, estão: o uso de água corrente e sabão neutro para lavar os órgãos genitais externos; o uso de roupas íntimas devidamente lavadas, com o mínimo de produtos químicos possíveis; e para as mulheres, a troca de absorventes a cada quatro horas de uso etc.

Tema 9 • Gestação e parto Pense e responda 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes reconheçam o

formato similar ao de um espermatozoide e digam que Nicolaas Hartsoeker era um espermista. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes compreendam que esses exames são importantes para avaliar a saúde materna e do bebê durante a gestação. Os exames podem identificar eventuais problemas ou complicações que precisam de intervenções médicas, podendo solucioná-los sem oferecer maiores riscos. 3. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes conversem sobre o desenvolvimento gestacional a partir das percepções que eles possuem. Incentive a troca de vivências, promovendo um ambiente confortável e respeitoso durante a conversa. 4. Resposta pessoal. Os exames realizados durante a assistência pré-natal permitem identificar doenças da gestante, presentes durante e antes da gravidez, como a hipertensão arterial, diabetes, doenças do coração, anemias, sífilis, entre outras. Os exames também detectam alterações na formação do feto, problemas na placenta, hemorragias, pré-eclâmpsia (elevação da pressão arterial, comprometimento da função renal e cerebral, ocasionando convulsões e coma). Assim, a gestante pode passar por tratamentos que evitam maior prejuízo a ela e ao bebê, durante e após a gestação. Outro importante objetivo da assistência pré-natal é o preparo para a maternidade, trazendo informações sobre os cuidados durante a gestação, no momento do parto, após o parto, e sobre os cuidados com o bebê, como higienização, alimentação, medicações, além do preparo psicológico da mãe.

Atividades 1. Fecundação dos gametas, que compreende a união dos gametas

(ovócito e espermatozoide) nas tubas uterinas; implantação da massa celular em desenvolvimento (blastocisto) no endométrio; desenvolvimento embrionário e fetal ao longo das semanas gestacionais, durante as quais são formados os membros, os órgãos e os sistemas do novo indivíduo. 2. O parto pode ser realizado naturalmente (parto normal) ou por meio de uma intervenção cirúrgica (parto cesárea). No parto normal, contrações uterinas promovem a dilatação do colo do útero. Essas contrações também auxiliam a expulsão do bebê, por meio do canal vaginal. No parto cesárea, é realizado um corte no abdômen da mãe para que o obstetra possa acessar o útero e retirar o bebê. O parto cesárea é recomendado para casos em que há complicações que impeçam a saída natural do bebê pela vagina ou que coloquem riscos à saúde materna ou do bebê. 3. A amamentação oferece água e nutrientes ao bebê, além de anticorpos que auxiliam na defesa de seu organismo. Também fortalece o vínculo afetivo estabelecido entre a mãe e o bebê, além de auxiliar a retração do útero materno. 4. a) De modo geral, para que uma gravidez ocorra, são necessárias: a fecundação e a implantação da massa celular em desenvolvimento no endométrio. A fecundação compreende a união entre um espermatozoide e um ovócito maduro. Por vias naturais, a fecundação ocorre nas tubas uterinas, após o ato sexual. Da fecundação, forma-se um zigoto, que se divide algumas vezes enquanto é conduzido ao útero, formando uma massa celular. Após alguns dias, a massa celular se implanta no endométrio, dando início à gestação. Em contrapartida, na fertilização in vitro, a fecundação é realizada no laboratório. Para isso, os gametas dos parceiros são coletados previamente. A massa celular (pré-embrião) é cultivada por alguns dias, e, então, introduzida no útero para ser implantada. b) Resposta pessoal. Entre os aspectos positivos, é possível citar: a possibilidade de superar alguns casos de infertilidade por vias naturais; a possibilidade de estender a fertilidade de mulheres, que podem congelar seus ovócitos, para, futuramente, realizar a técnica de fertilização in vitro; entre outros. Entre os aspectos negativos, é possível citar: o custo elevado, não sendo uma técnica acessível a todos; o risco de gravidez múltipla; o grande número de pré-embriões que não são usados e permanecem em estoque; entre outros. 5. a) Gêmeos dizigóticos, pois possuem sexos diferentes. Se fossem gêmeos monozigóticos, necessariamente teriam o mesmo sexo biológico, pois seriam geneticamente idênticos.

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b) Os gêmeos dizigóticos se originam de zigotos distintos. Nesse caso, ocorrem duas fecundações: dois ovócitos maduros são liberados pelo ovário e cada um deles é fecundado por um espermatozoide distinto. 6. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes apontem exames de sangue, de urina e a ultrassonografia. Os exames de sangue e de urina são importantes para a avaliação da saúde, possibilitando o diagnóstico e/ou a prevenção de algumas doenças. Os exames de ultrassonografia, ou ultrassom, são realizados periodicamente e possibilitam o acompanhamento do crescimento e do desenvolvimento do bebê, durante a gravidez. Por meio desse exame, é possível visualizar a criança, estimar sua idade, medir seu comprimento, verificar seu sexo, detectar seus batimentos cardíacos e identificar possíveis alterações nos padrões de desenvolvimento.

Saiba mais 1. Sim. O resultado pode ter sido falso negativo por uma série de

motivos, entre eles: a concentração de hCG, que, no primeiro dia de atraso, pode ter sido muito baixa para ser detectada pelo teste; a diluição da urina, que pode interferir na detecção de hCG; a irregularidade dos ciclos reprodutivos, não possibilitando determinar com precisão quando foi o primeiro dia de atraso menstrual; erros durante a realização do teste etc. 2. Resposta pessoal. Oriente os estudantes a confeccionar o panfleto, que deve conter texto e ilustrações informativas que representem o modo de uso e os possíveis resultados do teste. 3. Situações como essa podem prejudicar a saúde materna e do bebê, uma vez que o acesso aos cuidados de saúde ofertados pela assistência pré-natal ocorrerá de forma tardia.

Tema 10 • Contracepção e prevenção de ISTs Pense e responda 1. Resposta pessoal. O foco da tirinha é sobre a manutenção da

saúde, neste caso física e psicológica, ao evitar ISTs e uma gravidez indesejada. Contudo, é possível explorar que por vezes, a preocupação com julgamentos de outras pessoas pode influenciar negativamente o autocuidado e o cuidado com os outros. No caso da tirinha, o adolescente poderia deixar de adquirir preservativos por vergonha ou medo. 2. Resposta pessoal. Aproveite o momento para introduzir o assunto sobre contracepção e prevenção de ISTs com os estudantes a partir de uma situação cotidiana. Mantenha um ambiente sereno e acolhedor e oriente sobre o respeito às diferentes escolhas e opiniões, de maneira que os estudantes sintam segurança para conversar sobre o assunto. 3. A clamídia é causada pela bactéria Chlamydia trachomatis e a gonorreia é causada pela bactéria Neisseria gonorrhoeae. Ambas são transmitidas por meio do contato oral-genital ou genital-genital com parceiros contaminados em relações sexuais desprotegidas. Outras formas de transmissão são da mãe contaminada para o bebê, durante o parto. Na maioria das ocorrências, causam infecções associadas. Em muitos casos, são assintomáticas. Entretanto, nas mulheres, podem ocorrer corrimento vaginal com dor, e nos homens, corrimento no pênis e dor ao urinar. A prevenção pode ser feita com o uso de preservativos nas relações sexuais. 4. Resposta pessoal. O objetivo da atividade é que os estudantes contribuam para a conscientização da comunidade escolar sobre o uso de preservativos nas relações sexuais com o objetivo de se protegerem contra ISTs. Oriente os grupos a gravar as cenas do vídeo utilizando um smartphone com câmera. O vídeo pode ser editado com o auxílio de aplicativos de edição gratuitos.

Atividades 1. A escolha de métodos contraceptivos a serem utilizados por parcei-

ros deve ser feita em conjunto, já que não são totalmente eficazes para evitar uma gravidez e nem todos são capazes de prevenir a transmissão de agentes infecciosos. Assim, a segurança das relações sexuais deve ser de responsabilidade compartilhada entre os envolvidos. 2. a) O uso de dois preservativos não aumenta a eficácia na contracepção, visto que podem romper ou rasgar devido ao atrito entre eles. A pílula do dia seguinte deve ser ingerida somente em situações emergenciais, após a prática de relações sexuais desprotegidas, e apenas sob orientação médica. Os anticoncepcionais

não são capazes de prevenir infecções sexualmente transmissíveis; apenas os preservativos oferecem dupla proteção. b) Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes registrem as dúvidas que tiverem sobre métodos contraceptivos e sobre ISTs e que essas dúvidas sejam apresentadas e respondidas pelos colegas. Professor, caso os estudantes não saibam responder às dúvidas dos colegas, auxilie-os nessa explicação. 3. a) Resposta pessoal. Possíveis respostas: Pílulas anticoncepcionais, medicamentos orais que contêm hormônios sintéticos, muito similares aos hormônios sexuais femininos produzidos pelos ovários (o estrogênio e a progesterona), que atuam inibindo a ovulação, além de dificultarem a passagem dos espermatozoides para o interior do útero por causa de alterações provocadas nas características do endométrio. Diafragma, um objeto flexível em forma de anel, inserido na abertura do colo do útero, por meio do canal vaginal, que atua como barreira à passagem dos espermatozoides. Dispositivo intrauterino, um pequeno objeto de plástico inserido no útero por um profissional, que dificulta o encontro dos espermatozoides e do ovócito. Preservativos, que atuam como barreira à entrada dos espermatozoides no corpo da mulher pois ficam retidos, junto ao sêmen. b) Os preservativos masculino e feminino. 4. a) Não. Aperto de mãos não é uma forma de transmissão do HIV. b) Formas de transmissão do HIV: sexo vaginal, anal ou oral sem preservativos; uso de seringas compartilhadas; transfusão de sangue contaminado; durante a gravidez, no parto e na amamentação, da mãe infectada para o filho; instrumentos perfurantes ou cortantes não esterilizados. Condutas que não transmitem o HIV: sexo vaginal, anal ou oral com preservativos; beijo no rosto ou na boca, aperto de mão ou abraço; compartilhamento de sabonete, toalha, lençóis, talheres, copos, assento de ônibus, piscina, banheiro; pelo ar. c) Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes realizem uma pesquisa de campo sobre os conhecimentos da comunidade escolar a respeito do HIV. Para a pesquisa, é importante que os estudantes mantenham o anonimato das pessoas entrevistadas, registrando apenas suas idades e suas respostas. Para a análise, é possível que criem categorias de resposta, organizando-as a partir da faixa etária dos entrevistados. Os resultados de suas análises podem constar nos panfletos, sendo apresentados por meio de gráficos, tabelas etc. É importante que os panfletos destaquem as respostas corretas às perguntas sugeridas no enunciado da atividade, além de outras informações que possam contribuir para a conscientização da população sobre o assunto. 5. a) Os casos de sífilis aumentaram consideravelmente entre os anos de 2012 e 2022. b) A transmissão da sífilis ocorre por meio do contato sexual com parceiros contaminados em relações sexuais desprotegidas. Outras formas de transmissão são da mãe contaminada para o bebê durante a gestação ou o parto; ou pelo contato com o sangue contaminado, diretamente ou por transfusões. A prevenção pode ser feita com o uso de preservativos nas relações sexuais. Além disso, é importante que gestantes façam exames para a detecção de sífilis durante o pré-natal, para evitar a contaminação do bebê.

Oficina científica 1. Resposta pessoal. Espera-se que o conteúdo de seis copos tenha

brilhado na luz negra, enquanto o conteúdo de um copo, não. Os copos que brilharam na luz negra correspondem aos copos únicos, recebidos por seis dos participantes. O conteúdo do copo que não brilhou na luz negra corresponde ao copo que estava encaixado abaixo de outro, do participante que havia recebido dois copos. Espera-se que os estudantes concluam que a água tônica brilha sob a luz negra e que a água não. Ao trocar o conteúdo dos copos entre si, a água tônica foi distribuída entre eles, e, por isso o conteúdo da maioria dos copos brilhou. O copo cujo conteúdo não brilhou na luz negra corresponde ao segundo copo do participante que tinha dois copos. Como a água que estava armazenada nesse copo não entrou em contato com os líquidos trocados, ela não brilhou como os demais. 2. Resposta esperada: preservativo (masculino ou feminino). 3. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes mencionem que a contaminação por IST pode ocorrer sem que as pessoas saibam, já que não é possível identificar quando uma pessoa tem ou não uma infecção; que o contágio ocorre de forma silenciosa; que uma

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pessoa infectada pode transmitir a IST a diversas pessoas; e que a utilização de preservativos (masculino ou feminino) é o único método contraceptivo que também protege contra uma IST. 4. Em um primeiro momento, o estudante deve inferir que pelas condições propostas, existem seis participantes. Assim, a probabilidade de um participante se contaminar na primeira rodada é dada pela razão entre a quantidade de pessoas contaminadas (1) e o total de pessoas com as quais ele pode se relacionar (5), ou seja: __ 1 = 0,2 = 20% 5 A probabilidade do participante se contaminar na segunda rodada é dada pelo produto da probabilidade de ele não ter sido contaminado na primeira rodada (1 – __ 1 = __ 4 ) e a probabilidade de ele se 5 5 relacionar com uma pessoa contaminada na segunda rodada ( __ 2 ), 5 8 4 2 __ __ ___ ou seja: x = = 0,32 = 32% 5 5 25 Assim, a probabilidade de que o participante seja contaminado nesse experimento é dada pela soma de ele ser contaminado na primeira rodada mais a probabilidade de ele ser contaminado na segunda rodada, ou seja: __ 1 + ___ 8 = ___ 13 = 0,52 = 52% ou 20% + 32% = 52% 5 25 25 Reforce a importância do uso de preservativos dizendo que, nesta situação, o resultado de 52% indica que o participante teria mais chances de se contaminar do que não se contaminar.

Tema 11 • Sexualidade Pense e responda 1. Resposta pessoal. No momento, não é esperado que os estudantes

saibam diferenciar sexo e sexualidade, mas que pensem a respeito dos termos. Aproveite para identificar seus conhecimentos prévios sobre o tema. As imagens apresentam duas situações relacionadas à sexualidade afetiva, que envolvem carinho, cumplicidade, amizade. 2. Resposta pessoal. Possíveis palavras: respeito, confiança, companheirismo, sinceridade, lealdade etc. É importante que conversem sobre o que cada palavra mencionada significa para eles, dentro de um relacionamento afetivo. Essas palavras serão apresentadas à turma, ampliando a discussão. 3. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes reflitam sobre os desafios vivenciados por adolescentes (meninos e meninas) que se tornam pais, podendo citar a dificuldade em continuar e concluir os estudos, as dificuldades financeiras, os impactos na saúde mental, entre outros aspectos.

Atividades 1. a) A dimensão sociocultural da sexualidade, que está relacionada

à influência social e cultural sobre os seres humanos enquanto seres sexuais. No caso, a fotografia representa a quebra de um estereótipo, de que balé é uma dança apenas para meninas. b) Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes encontrem fotografias em revistas, jornais e na internet, ou produzam desenhos relacionados às dimensões da sexualidade. No caso da dimensão sociocultural e ética, o conjunto de imagens pode tanto reforçar estereótipos, quanto rompê-los. É importante que os estudantes identifiquem quando cada uma das situações está sendo representada e discutam suas opiniões sobre elas, ampliando a discussão para todos da turma, sempre pautada no respeito. 2. a) A diferença entre os termos tolerância e respeito. O texto apresenta o termo tolerância com conotação negativa, como se houvesse distinção entre dois grupos, um de maior prestígio que tolera os abaixo dele. Em contrapartida, o texto apresenta o termo respeito como uma opção para substituir o uso do termo tolerância, já que respeito envolve empatia. b) O texto pode ser relacionado à dimensão ética da sexualidade, a qual se refere ao respeito a nós mesmos e às outras pessoas, em relação às diferentes manifestações da sexualidade. c) Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes conversem sobre situações cotidianas que envolvem a dimensão ética da sexualidade, como, por exemplo, situações em que as pessoas se sentiram, de um lado, desrespeitadas ou “toleradas”, e de outro, respeitadas, em decorrência das manifestações de sua sexualidade. Essas situações podem ser encontradas em notícias, reportagens ou relatos compartilhados em blogues e

vídeos de pessoas que passaram por elas. É importante que os estudantes conversem sobre as situações e exponham suas opiniões acerca delas. Evidencie a importância dessa dimensão, visto que todos devem ser igualmente respeitados. 3. a) Dimensão ética, que compreende o respeito às diversas manifestações da sexualidade humana. O conteúdo das manchetes evidencia o contrário, relatando casos de desrespeito, intolerância, preconceito e agressão. b) Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes analisem diferentes aspectos relativos às manchetes. É importante que os estudantes elaborem argumentos que defendam e promovam os direitos humanos, colaborando para uma sociedade justa e inclusiva. Para auxiliá-los, recomende que façam uma leitura da Declaração Universal dos Direitos Humanos. • Declaração Universal dos Direitos Humanos. Publicado por: Fundo das Nações Unidas para a Infância (Unicef). Disponível em: https://www.unicef.org/brazil/declaracao-universal-dos-direitos -humanos. Acesso em: 17 out. 2024.

Saiba mais 1. Outras formas de violência contra mulheres são: psicológica (humi-

lhar, manipular, ameaçar, constranger, chantagear etc.), sexual (abusar sexualmente, impedir o uso de contraceptivos, forçar uma gravidez etc.), patrimonial (controlar o dinheiro, destruir documentos pessoais, não pagar pensão alimentícia etc.) e moral (fazer acusações e juízos morais sobre a conduta, expor a vida íntima etc.). Oriente os estudantes a utilizar a indicação a seguir como referência para pesquisa complementar. • Tipos de violência. Publicado por: Instituto Maria da Penha. Disponível em: https://www.institutomariadapenha.org.br/ lei-11340/tipos-de-violencia.html. Acesso em: 18 out. 2024. 2. Maria da Penha foi vítima de agressões de seu ex-marido durante muitos anos de sua vida. Uma delas, que ocorreu em 1983, deixou-a paraplégica, por um tiro que levou em suas costas. Por muitos anos, Maria da Penha lutou por seus direitos. Mas, devido à inexistência de leis de proteção à mulher em casos de agressão, o agressor de Maria da Penha foi preso após 19 anos do crime cometido. O caso de Maria da Penha ganhou reconhecimento internacional e contribuiu para a elaboração da lei no 11.340, sancionada em 7 de agosto de 2006. Essa lei passa a reconhecer a violência contra mulheres como uma violação aos direitos humanos, oferecendo proteção e assistência às vítimas, além de punir agressores. Caso não seja possível elaborar panfletos digitais, oriente os estudantes a confeccionar panfletos físicos. 3. Resposta pessoal. Oriente os estudantes na organização da campanha, durante a qual podem realizar diferentes ações, além do compartilhamento dos produtos criados anteriormente (podcasts e panfletos). Algumas sugestões são palestras e rodas de conversa sobre formas de violência contra mulheres, o ciclo de violência e formas de denunciar a violência. O objetivo é contribuir para a conscientização da comunidade escolar sobre o tema.

Tema 12 • A juventude e seus desafios Pense e responda 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes reflitam e discorram sobre as dificuldades que encontram em seu cotidiano.

2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes citem hábitos que se relacionem à saúde física e mental.

3. Resposta pessoal. Entre os hábitos, podem ser citados: fazer ao

menos três refeições diárias (café da manhã, almoço e jantar) com alimentos variados, incluindo grãos, hortaliças e verduras, e, quando possível, incluir um lanche entre elas, com alimentos leves e ricos em vitaminas, como as frutas; retirar a gordura das carnes e a pele das aves, antes de seu preparo; evitar o consumo de frituras, de alimentos ricos em açúcares (como refrigerantes, sucos industrializados, bolachas, biscoitos, doces e bolos) e de alimentos ricos em sódio, como alimentos industrializados e ultraprocessados (salsicha, presunto, linguiça, salgadinhos e temperos prontos). Recomende aos estudantes a consulta ao guia a seguir. • Guia Alimentar da População Brasileira. Publicado por: Ministério da Saúde. Secretaria de atenção à saúde. Departamento de atenção Básica. Disponível em: https://bvsms.saude.gov.br/ bvs/publicacoes/guia_alimentar_populacao_brasileira_2ed.pdf. Acesso em: 18 out. 2024.

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Equipamento usado para acesso à internet por domicílio 94,6 98,9

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47,5

20 0

100 80 60

16,4

11,3 Telefone celular

87,2 64,7

2016 2022

35,5

7,6

Televisão Microcomputador Tablet Tipo de equipamento

Pessoas que utilizam a internet 91,6 89,5 88,2 82,4 83,2 72,3 71,8 67,9 54,3 52,3

2016 2022

ILUSTRAÇÕES: ORACICART

100

Su l

de ste Su

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ro – nt

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Região

No r

rte

o bem-estar físico, mental e social. 2. Resposta pessoal. Oriente os estudantes a registrar os alimentos ingeridos nas principais refeições diárias (café da manhã, almoço e jantar) ao longo de uma semana. Caso não façam uma dessas refeições, peça que registrem essa informação, pois também constitui um dado para análise. Para a avaliação, é possível retomar a consulta ao Guia Alimentar da População Brasileira indicado anteriormente. O objetivo da atividade é que os estudantes avaliem se fazem boas escolhas ao se alimentarem, a partir dos dados registrados. De maneira geral, hábitos alimentares saudáveis incluem fazer, ao menos, três refeições diárias, com alimentos variados, incluindo boas fontes de carboidratos, proteínas, lipídios, vitaminas e sais minerais. Esteja atento a situações em que os fatores financeiros possam restringir o acesso a uma variedade maior de alimentos. Nessas situações, é possível considerar se o preparo dos alimentos é feito de forma saudável (por exemplo, alimentos cozidos são mais saudáveis que alimentos fritos em óleo). 3. a) O personagem Armandinho faz uma relação entre os hábitos alimentares e o estado de saúde de uma pessoa, afirmando que a opção por uma alimentação não saudável pode culminar no desenvolvimento de doenças. Por exemplo, a obesidade é uma doença que pode ser ocasionada por diferentes fatores, entre eles a predisposição genética e o modo de vida do indivíduo, como seus hábitos alimentares (normalmente, a ingestão excessiva de açúcares e gorduras) e o sedentarismo. Outros exemplos podem ser citados, como diabetes tipo 2, aterosclerose e hipertensão arterial. b) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes listem atitudes voltadas à manutenção de uma alimentação saudável, nutritiva e balanceada, de acordo com as necessidades individuais. Entre elas, ingerir alimentos diversos, que incluam todos os grupos de nutrientes (carboidratos, proteínas, lipídios, vitaminas e sais minerais); evitar alimentos industrializados, ricos em gorduras e/ou sódio, de baixo valor nutricional; ingerir frutas e legumes diariamente etc.

percebe-se como se estivesse com a casca bastante manchada. b) A distorção de imagem pode afetar a autoestima e prejudicar a autoaceitação de uma pessoa. Também pode alterar seus comportamentos, na busca por padrões estéticos impostos pela sociedade. Por exemplo, devido ao medo de ganhar peso, uma pessoa pode desenvolver transtornos alimentares. c) Resposta pessoal. Oriente os estudantes na produção do vídeo. É possível determinar algumas etapas, como elaboração de um roteiro, definição das datas e locais de gravação do vídeo, ferramentas utilizadas para gravação e edição e divulgação dos vídeos finalizados. Sugere-se o uso de um celular com câmera e aplicativos gratuitos para a edição dos vídeos, que podem ter entre 3 e 5 minutos e ter recursos diversos (músicas, colagens etc.). Incentive a criatividade dos estudantes. 5. a) Sim. Houve um aumento no uso do telefone celular e da televisão para acessar a internet, enquanto houve uma redução no uso do microcomputador e do tablet para acessar a internet. b) O celular, que representou 94,6% em 2016 e 98,9% em 2022. c) Em 2022, o uso da internet foi mais expressivo na região Centro-Oeste (representando 91,6%) e menos expressivo na região Norte (representando 82,4%). Em 2016, o uso da internet foi mais expressivo na região Sudeste (representando 72,3%) e menos expressivo na região Nordeste (representando 52,3%). d) Resposta pessoal. O objetivo da atividade é que os estudantes percebam que, em poucos anos, a internet se tornou cada vez mais presente na vida das pessoas, sendo utilizada para auxiliar no trabalho, nos estudos e até para o lazer.

Br as

Atividades 1. A saúde pode ser entendida como uma condição de harmonia entre

4. a) Distorção de imagem. Uma banana sem manchas na casca

Proporção de equipamentos (%)

baixo valor nutricional, a adoção de má postura e a possibilidade de o adolescente estar privando seu sono e dormindo de modo insuficiente. Outras questões como a distância do aparelho e o excesso de luminosidade também podem ser citadas pelos estudantes ou a eles questionadas. 5. Resposta pessoal. Oriente os estudantes a refletir sobre os momentos em que estão conectados (durante as aulas, os estudos, as refeições, em momentos descontraídos com amigos e família, em momentos de lazer etc.) e as finalidades para isso (conversas, atualização de redes sociais, pesquisas de informação na internet etc.). Peça a eles que estimem o tempo dedicado a cada uma dessas finalidades em seu dia. Eles podem analisar cada um desses usos como necessário ou não necessário e, então, avaliar se fazem uso responsável de tecnologias digitais. Diante de suas reflexões, peça que listem atitudes que podem auxiliá-los a melhor gerenciar esse uso (definir previamente momentos para uso, ativar notificações que avisam o tempo de uso etc.). 6. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é promover a valorização e o respeito entre as gerações. Cada cultura traz consigo um repertório único de ervas e métodos de preparo, refletindo o conhecimento tradicional sobre as propriedades terapêuticas das plantas locais. Esse hábito não só contribui para a saúde mas também fortalece a identidade cultural e o vínculo entre as comunidades. 7. Respostas pessoais. Espera-se que os estudantes considerem em suas respostas que as drogas podem afetar diversos aspectos da vida de uma pessoa, como a saúde (provocando diversas doenças e podendo levar o indivíduo ao óbito), os relacionamentos afetivos, o trabalho, os projetos de vida etc., e que reconheçam a importância do incentivo e do apoio da família nos processos de tratamento e recuperação da dependência química. 8. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes elaborem e exponham cartazes a respeito do uso das drogas, buscando conscientizar a comunidade escolar sobre o assunto. Incentive o uso de materiais recicláveis, como jornais e revistas, para a confecção dos cartazes.

Proporção de pessoas (%)

4. Espera-se que os estudantes apontem a ingestão de alimentos com

e) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes respondam que o uso excessivo de aparelhos digitais e mídias sociais pode ocasionar problemas à saúde física e mental dos usuários, bem como à sua vida social. Os problemas podem decorrer da ingestão de alimentos pouco nutritivos em uma dieta desbalanceada, da privação de sono, da má postura adotada, do distanciamento social, da diminuição da concentração nos afazeres e obrigações diários, como estudo, trabalho etc. As atitudes que podem ser indicadas devem considerar o uso responsável de tecnologias digitais, considerando a administração do tempo, do modo e da finalidade para a qual são utilizadas. f) Sim. A nomofobia compreende o medo irracional de ficar sem o celular, seja por esquecê-lo em algum lugar, por ficar sem bateria, por estar sem sinal, entre outras situações. Esse medo pode estar relacionado à necessidade compulsiva de utilizar tecnologias digitais, o que caracteriza a dependência digital. 6. a) O álcool é uma droga depressora, pois deprime a atividade do sistema nervoso. b) Entre os efeitos do álcool, estão a redução da capacidade intelectual, da memória, da concentração e da atenção, além de sonolência e embriaguez.

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c) Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes se posicionem de modo a contribuir com a conscientização da comunidade escolar a respeito dos danos provocados pelo consumo de bebidas alcoólicas, sobretudo ao associá-lo à direção de veículos. Como fonte de pesquisa, é possível consultar a indicação a seguir. • Álcool. Publicado por: Organização Pan-Americana de Saúde (OPAS). Disponível em: https://www.paho.org/pt/topicos/alcool. Acesso em: 18 out. 2024. 7. a) Maus hábitos alimentares, como a ingestão excessiva de nutrientes, sobretudo de açúcares e gorduras, e o sedentarismo. b) O acúmulo de gordura corporal pode decorrer da ingestão de grande quantidade de açúcares, condição que pode conduzir à diabetes tipo 2. Essa doença é caracterizada pela elevada concentração de glicose no sangue devido à resistência das células à ação da insulina. A alta concentração sanguínea de glicose pode prejudicar o funcionamento dos rins, provocar cegueira e afetar a circulação sanguínea. 8. a) Resposta pessoal. Os estudantes podem considerar diversos tipos de grupos de acordo com suas afinidades e interesses, como amigos da escola, colegas de esportes, pessoas com as quais compartilham hobbies ou gostos musicais. b) Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes reflitam sobre suas ações, identificando se fizeram algo (que não fariam ou não gostariam de ter feito) somente para se sentirem aceitos em um grupo. Não é necessário que compartilhem suas respostas, mas é importante que pensem sobre o assunto. Destaque a importância de agir de forma ética e responsável, não ferindo sua integridade física e moral nem a de outras pessoas. c) Resposta pessoal. Verifique a possibilidade de convidar os(as) docentes de Arte e de Língua Portuguesa para auxiliar os estudantes em suas produções artísticas.

Atividades complementares

1. a) A eritropoietina é um hormônio secretado pelos rins. Ele esti-

mula a medula óssea a produzir hemácias, células sanguíneas responsáveis por transportar gás oxigênio pelo organismo. A maior capacidade de transporte de gás oxigênio permite maior resistência e desempenho aeróbio, ou seja, a capacidade que o corpo possui de realizar exercícios de alta intensidade e curta duração, como em uma corrida de 100 metros, por exemplo. O hormônio do crescimento (GH) é produzido pela hipófise. Ele também melhora o desempenho anaeróbio do atleta. A testosterona é produzida pelos testículos. Ela aumenta a massa muscular e a força do atleta. Todos esses hormônios melhoram o desempenho de um atleta, por isso a prática de seu uso é considerada doping esportivo. b) Resposta pessoal. O objetivo da atividade é uma conversa sobre os princípios do esporte e como eles ajudam na construção de valores e de cidadãos mais justos e saudáveis. Fair play é, em tradução livre, jogo limpo. Questões sobre os princípios do esporte podem ser trabalhadas em conjunto com o componente curricular de Educação Física. 2. Alternativa c. A ocitocina é um hormônio secretado pela neuroipófise. Uma de suas funções é promover as contrações do útero no momento do parto. 3. Alternativa c. Os hormônios T3 (triiodotironina) e T4 (tetraiodotironina) são produzidos pela glândula tireoide. 4. a) Mudanças corporais que preparam o corpo para a reprodução, configurando a puberdade. É possível que os estudantes também citem mudanças emocionais, considerando os sentimentos conflituosos, as dúvidas e os anseios que podem surgir na adolescência. b) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes expressem seus sentimentos e suas experiências pessoais nos poemas, compartilhando-os com a classe. Caso os estudantes não se sintam confortáveis em compartilhar seus poemas, uma opção é pedir que escrevam anonimamente e combinar previamente que você poderá ler essas produções para todos em sala de aula, de modo que possam conversar a respeito. Verifique a possibilidade de promover um trabalho integrado com o componente curricular de Língua Portuguesa. 5. a) 380 695 adolescentes se tornam mães no Brasil por ano. Resolução: 1 043 x 365 = 380 695. b) Cerca de 4,5% de adolescentes (a) entre 10 e 14 anos se tornam mães no Brasil por hora. Resolução: 44 x a = 2 x 100 h h 44 a = 200 h a = ____ 200 h a = 4,5 44

c) Resposta pessoal. Para a confecção dos cartazes, os estudantes devem considerar questões de saúde, emocionais e financeiras que envolvem uma gravidez na adolescência. Também devem destacar o respeito ao momento certo para ter relações sexuais, a importância da responsabilidade compartilhada na escolha de métodos contraceptivos e de sempre utilizar preservativos para se proteger contra ISTs. 6. Alternativa e. O hormônio luteinizante (LH) é secretado pela hipófise. Nos homens, o LH estimula os testículos a secretar testosterona e, nas mulheres, estimula os ovários a secretar estrogênio, além de atuar no ciclo reprodutivo feminino. 7. Alternativa b. A fixação da massa celular em desenvolvimento no endométrio corresponde à nidação, também conhecida como implantação. 8. Alternativa e. Gêmeos dizigóticos originam-se de zigotos distintos, formados a partir de duas fecundações (dois ovócitos maduros liberados pelo ovário, sendo cada um deles fecundado por um espermatozoide distinto). Na gestação de gêmeos dizigóticos, existem duas placentas. 9. Alternativa d. A vasectomia é um método cirúrgico no qual os ductos deferentes (não identificados na ilustração) são cortados e fechados, impedindo que os espermatozoides cheguem à uretra. O diafragma é introduzido no canal vaginal (indicado em 2) e atua impedindo a passagem dos espermatozoides. O DIU atua no útero (não identificado na ilustração), dificultando o encontro entre o espermatozoide e o ovócito. A laqueadura é um método cirúrgico no qual as tubas uterinas (indicadas em 4) são cortadas, impedindo a passagem dos ovócitos. 10. Alternativa d. Os preservativos masculinos (externos) e femininos (internos) oferecem dupla proteção: contracepção e prevenção de ISTs. 11. Resposta pessoal. É possível que os estudantes relacionem essa fotografia à dimensão biológica, pois evidencia as diferenças biológicas entre homens e mulheres; e à dimensão afetiva, pois evidencia a demonstração de carinho e de afeto entre duas pessoas. Caso os estudantes estabeleçam relação entre a cena da fotografia e outras dimensões da sexualidade humana, avalie a pertinência de suas respostas. 12. Resposta pessoal. O objetivo da atividade é oportunizar que os estudantes reflitam sobre as questões trazidas nos textos, relacionadas ao aumento das mensagens de ódio em redes sociais (texto A) e à importância de se compreender os limites da liberdade de expressão (texto B). Espera-se que considerem que, apesar de a liberdade de expressão garantir às pessoas o direito de compartilhar suas opiniões e ideias, esse direito não é absoluto e não deve ser usado como justificativa para comportamentos que violam a dignidade de outras pessoas. 13. O uso de Dispositivos Eletrônicos para Fumar (DEFs) pode ocasionar problemas respiratórios e cardiovasculares, câncer, infarto, entre outros.

Integrando com...

1. Respostas pessoais. Organize a turma para realizar esta conversa e

oriente-os no contexto. Faça perguntas como: é fácil identificar um bullying? E o cyberbullying? Você já sofreu alguma violência desse tipo? Como se sentiu? Já praticou? Como se sentiu? A situação apresenta um caso de bullying e cyberbullying, diferenciando-se apenas pelo meio presencial ou virtual no qual as ações são realizadas. 2. Resposta pessoal. Incentive os estudantes a elaborar a propaganda. Oriente-os na escolha do modelo para a comunicação. Converse com os professores da área de Linguagens e suas Tecnologias para um trabalho em conjunto com esta atividade. 3. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem que a cultura de paz incentiva a promoção do respeito, o desenvolvimento da empatia, a resolução de conflitos de forma pacífica, entre outros aspectos que podem contribuir para o combate ao cyberbullying. 4. Resposta pessoal. Entre as palavras a serem utilizadas pelos estudantes para a elaboração da poesia concreta, estão: liberdade, justiça, democracia, direitos humanos, respeito, igualdade e solidariedade. É possível explorar melhor o movimento concretista através da integração com o componente curricular de Língua Portuguesa.

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Unidade 3 • Seres vivos Abertura de Unidade 1. Resposta pessoal. O objetivo do questionamento é que os estu-

dantes concluam que o conhecimento sobre a diversidade de seres vivos amplia nosso entendimento sobre fenômenos e processos que englobam a vida. Esse conhecimento pode ter vários desdobramentos, como embasar ações voltadas à proteção dos seres vivos e das relações que estabelecem entre si, incluindo aí os seres humanos; direcionar pesquisas voltadas ao desenvolvimento de produtos e tecnologias que possam ter aplicações na sociedade; entre outros. 2. Resposta pessoal. Espera-se que o estudante comente sobre a dificuldade de se identificar um ser vivo somente a partir de seu nome comum. Também é objetivo desta atividade valorizar a diversidade cultural do Brasil. Alguns exemplos: o peixe “pirarucu” também é conhecido na Amazônia como “bacalhau-da-amazônia”. A “onça-pintada” é conhecida como “jaguar” na Região Norte e “onça” em outras partes do Brasil. O “mandacaru”, como é conhecido no Nordeste, é chamado de “cacto-cereus” em outras regiões. O “pequi”, típico do Centro-Oeste, é conhecido como “piquiá” em algumas partes do Norte e Nordeste. Macaxeira, mandioca ou aipim são a mesma raiz. O “buriti” é também conhecido como “miriti” em certas áreas. O “tucunaré” é chamado de “acará” em algumas regiões.

Tema 13 • Nomenclatura e classificação dos seres vivos Pense e responda 1. Resposta pessoal. A classificação dependerá dos critérios usados

pelo estudante, que poderá se basear em estruturas do corpo do animal, como a posição das antenas, das asas, ou o formato do corpo. As espécies Automeris metzli e Attacus atlas são mariposas e as espécies Mellicta athalia e Hamadryas arinome, borboletas. Se considerar pertinente, explore a classificação taxonômica da família Saturniidae, que abrange muitas das maiores mariposas do mundo e da família Nymphalidae, que agrupa muitas das borboletas mais coloridas já identificadas. As quatro espécies também podem ser classificadas como insetos (classe Insecta) da ordem Lepidoptera. 2. Resposta pessoal. A classificação dos seres vivos permite organizar informações sobre a diversidade da vida e partilhá-las de maneira compreensível. Isso facilita o estudo e a comunicação sobre diferentes espécies e suas características. Como efeito, é possível reconhecer espécies em perigo e realizar ações para sua proteção. Também permite o manejo e uso sustentável dos seres vivos para a alimentação, no tratamento de doenças, na indústria, entre outros. 3. A imagem do gorila apareceria em reino, filo, classe e ordem, pois o gorila pertence à família dos Hominidae e ao gênero Gorilla. Como os gorilas pertencem a outra família, eles não apareceriam a partir desse táxon. 4. As espécies A, B, C e D são viventes. A espécie X é a espécie ancestral comum às espécies viventes. O nó entre as espécies indica um ancestral hipotético comum aos grupos B, C e D. Além disso, simboliza a possível ocorrência de um evento que separou uma população que originou a espécie B e uma outra população que, futuramente, originou as espécies C e D. 5. Espera-se que os estudantes considerem características relacionadas a estruturas celulares de uma maneira geral, como a presença de membrana plasmática, que separa o meio externo do meio interno e o material genético.

Atividades 1. Os nomes científicos são constituídos por duas palavras, sendo a primeira o gênero, grafada com inicial maiúscula, e a segunda o epíteto específico, grafada com inicial minúscula; devem ser escritos em latim e destacados (itálico, em texto impresso; sublinhado, em texto escrito à mão). 2. As afirmativas I, V, VII e VIII estão corretas. II. As espécies representadas pertencem a famílias diferentes: o leopardo pertence à família Felidae; o texugo-americano e a lontra-europeia pertencem à família Mustelidae; e, o coiote e o lobo-cinzento pertencem à família Canidae. III. O coiote e o lobo-cinzento são mais aparentados entre si que o leopardo e o texugo-americano. IV. O número 2 representa o ancestral comum mais recente entre o coiote e o lobo-cinzento.

VI. Entre as espécies representadas, estão indicados quatro gêneros. 3. a) Pertence ao gênero Lontra. b) Pertence à espécie Lontra longicaudis. c) Reino Animalia, filo Chordata, classe Mammalia, ordem Carnivora, família Mustelidae. d) Resposta pessoal. O objetivo é que os estudantes conheçam diferentes animais, seus hábitos de vida, seu nome científico e criem uma maneira de classificá-los. Os critérios podem considerar características físicas dos animais (presença de pelos, de penas), locais onde vivem (ambientes terrestres, aquáticos), hábitos alimentares (herbívoros, carnívoros, onívoros), entre outros. É importante que utilizem mais de um critério para classificar os animais pesquisados. Se desejar, amplie a atividade e peça que pesquisem seres vivos pertencentes a diferentes reinos ou domínios. 4. a) Nomes populares: pica-pau-de-cara-canela, beija-flor-de-costas-violeta, albatroz-real-do-norte e cotinga-crejoá. b) Nomes científicos: Celeus galeatus, Thalurania watertonii, Diomedea sanfordi e Cotinga maculata. c) Gêneros: Celeus, Thalurania, Diomedea e Cotinga. De modo geral, a perda de hábitat está entre as principais causas de ameaça dessas aves. Recomende que estudantes consultem a indicação a seguir. • Livro Vermelho da Fauna Brasileira Ameaçada de Extinção - Volume III Aves. Publicado por: Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade. Disponível em: https://www.gov. br/icmbio/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/publicacoes-di versas/livro_vermelho_2018_vol3.pdf. Acesso em: 2 nov. 2024.

Saiba mais 1. Resposta pessoal. Oriente-os a pesquisar os nomes científicos dos

seres vivos e a confirmá-los em sites de referência, como universidades ou institutos de pesquisa. Indique a utilização de aplicativos gratuitos de edição de imagens disponíveis na internet para a elaboração do cartaz digital. Os cartazes podem conter fotografias, ilustrações, palavras e outros elementos que representem a influência da cultura indígena na cultura brasileira. Considere indicar as referências a seguir. • Palavras indígenas incorporadas ao português. Publicado por: Instituto Socioambiental. Disponível em: https://mirim.org/pt-br/ linguas-indigenas/palavras-indigenas-portugues. • Dicionário Tupi-Guarani. Disponível em: https://dicionario tupi.com.br/. Acessos em: 19 out. 2024.

Tema 14 • Bactérias, arqueias, protozoários, algas e fungos Pense e responda 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes infiram sobre a

redução de resíduos plásticos no ambiente e a produção de materiais biodegradáveis, que se decompõem naturalmente no ambiente sem deixar resíduos. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes citem diferentes situações que envolvam os microrganismos e sua ação no ambiente, na saúde, na economia, na indústria. Doenças humanas causadas por bactérias, protozoários e fungos podem ser mencionadas, além de possíveis produtos derivados da ação microbiana, como pães, iogurtes, antibióticos, biocombustíveis, entre outros. 3. Resposta pessoal. Esta atividade pode ser ampliada, pedindo ao estudante que monte uma apresentação sobre uma das doenças citadas. Ela deve conter o agente etiológico, forma de contaminação, sintomas, formas de prevenção e tratamento. 4. Tempo total: 1 hora e 40 minutos = 100 minutos. Tempo de geração de Escherichia coli: 20 minutos. Número de gerações em 100 minutos: 100 ÷ 20 = 5 gerações. Começando com uma célula, o número de células após n gerações é dado por 1 x 2n. Para 5 gerações: 1 x 25 = 32. Portanto, após uma hora e quarenta minutos, haverá 32 células de E. coli. 5. Malária: causada por protozoários do gênero Plasmodium, transmitidos através da picada da fêmea infectada do mosquito-prego (gênero Anopheles). Sintomas comuns: febre alta que pode se repetir em intervalos regulares, calafrios, tremores, sudorese e dor de cabeça.

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Atividades 1. a) Houve maior crescimento bacteriano no frasco mantido a 37 °C.

Como a bactéria mencionada causa doenças em seres humanos, a temperatura ideal para seu crescimento é próxima à temperatura do corpo humano, que é aproximadamente 37 °C. b) Na cultura a 37 °C, na fase lag, as bactérias exibem intensa atividade metabólica, preparando-se para se dividir. Na fase log, ocorre um crescimento exponencial da população bacteriana. Na fase estacionária, não há crescimento líquido da população. Na fase de morte celular, o tamanho da população bacteriana diminui em decorrência do aumento do número de mortes, que excede o número de novas bactérias formadas. Os mesmos eventos aconteceram na cultura a 25 °C, contudo, o processo é mais lento pois as bactérias estão expostas a temperaturas que não são ideais para seu desenvolvimento. c) De modo geral, baixas temperaturas diminuem o metabolismo dos microrganismos, retardando sua reprodução e o crescimento populacional, prolongando o período de consumo seguro dos alimentos. d) Pasteurização: processo de aquecer alimentos líquidos (como leite e sucos) a temperaturas específicas por um determinado período para destruir microrganismos patogênicos, sem afetar significativamente a qualidade do alimento. Esterilização: exposição dos alimentos a temperaturas muito altas para eliminar todos os microrganismos. UHT (Ultra High Temperature): aquecimento de alimentos líquidos a temperaturas muito altas (135 °C a 150 °C) por alguns segundos para esterilização, seguido de embalagem asséptica. Desidratação: remoção de água dos alimentos para impedir o crescimento microbiano. Liofilização: congelamento do alimento seguido de remoção da água por sublimação, preservando melhor a textura e os nutrientes. 2. a) No passado, o termo arqueobactérias era utilizado porque se considerava que pertenciam ao mesmo grupo taxonômico das bactérias. Atualmente, são chamadas de arqueias, pois, com o avanço dos estudos, verificou-se que exibem características distintas das bactérias, ao ponto de pertencerem a domínios distintos. As arqueias pertencem ao domínio Archaea, enquanto as bactérias, ao domínio Bacteria. b) Sim, pois trata-se de uma arqueia, que, na sua maioria, vive em condições ambientais extremas. O texto indica que o microrganismo estudado está presente em locais pobres em oxigênio, e que será submetido a outras condições extremas, como radiações cósmicas, microgravidade e temperaturas extremas. 3. A quitosana é um produto natural, de baixo custo, renovável e biodegradável, que se decompõe facilmente no meio ambiente. É compatível com tecidos humanos, o que a torna útil em aplicações médicas, como nas suturas cirúrgicas. As propriedades antimicrobianas possibilitam a aplicação em desinfetantes e conservantes. Além disso, tem alta capacidade de adsorver metais pesados e outros contaminantes, o que é útil no tratamento de água. Também pode ser utilizada em cosméticos e produtos de higiene; entre outros. 4. a) A estrutura é um flagelo, que é responsável pela movimentação do Trypanosoma. b) A doença de Chagas é transmitida pelo contato com as fezes do mosquito barbeiro contaminado. Ao picar uma pessoa para se alimentar, o barbeiro defeca no local. Ao se coçar, geralmente durante o sono, a pessoa pode promover a entrada de fezes contaminadas com o protozoário na ferida. Outras formas de transmissão incluem a ingestão de alimentos contaminados com o protozoário, transmissão de mãe para filho na gestação e no parto e transfusão de sangue ou transplante. Na fase aguda da doença, os principais sintomas incluem febre prolongada, dor de cabeça, fraqueza intensa e inchaço no rosto e nas pernas. Na fase crônica, os sintomas incluem complicações cardíacas e digestivas. 5. A frase não está correta. A frase correta seria: “As algas são seres eucariontes, podem ser unicelulares ou pluricelulares, autotróficas e todas realizam fotossíntese”. 6. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes se envolvam com práticas científicas, como a coleta e a análise de dados, a interpretação e a discussão dos resultados. O levantamento de dados no posto de saúde deve ser feito na presença de um adulto. Os dados devem constituir diferentes variáveis para enriquecer a análise. Por exemplo, pode-se analisar a quantidade de pessoas acometidas em cada mês, em um intervalo de um ano; pode-se

analisar a quantidade de pessoas acometidas em certo período de acordo com a sua faixa etária; entre outros. Os dados podem ser expressos utilizando diferentes recursos, como gráficos, tabelas etc. Os resultados podem ser apresentados no formato de slides. Caso não seja possível realizar a pesquisa de campo, uma alternativa seria direcionar os grupos a buscar os dados em uma pesquisa na internet em páginas oficiais, como no site do Ministério da Saúde, indicado a seguir, ou da Secretaria de Saúde de cada estado. • Ministério da Saúde. Publicado por: Governo Federal. Disponível em: https://www.gov.br/saude/pt-br. Acesso em: 20 out. 2024.

Oficina científica 1. Resposta pessoal. Em relação aos copos 1 a 4, ao final da atividade

espera-se que o crescimento de microrganismos seja observado com maior expressividade no copo 1, com menor expressividade no copo 2 e ausente nos copos 3 e 4. Contudo, o resultado também dependerá dos ingredientes escolhidos para os copos 5 a 8 e das condições nas quais a atividade foi realizada, como a manipulação, o condicionamento, entre outros fatores. Espera-se que o parâmetro utilizado (sinais de “+”) apresente alterações durante a análise. 2. Resposta pessoal. Explicações para os copos 5 a 8 dependerão do ingrediente escolhido e do resultado obtido. As explicações apresentadas se referem aos copos 1 a 4. No copo 1, não foi realizada nenhuma prática de conservação de alimentos, resultando em maior contaminação, intensificada com o passar do tempo. Nos copos 2, 3 e 4, foram aplicadas práticas cotidianas de conservação, resultando em menor contaminação quando comparados ao copo 1. Copo 2: envolvido com filme plástico, simulando o armazenamento em recipientes fechados, o conteúdo permanece isolado de contaminantes externos, resultando em um crescimento reduzido de microrganismos no mingau. Copo 3: coberto com sal, semelhante à técnica de salga usada no passado. O sal cria um ambiente hipertônico ao redor do mingau, causando a morte dos microrganismos pela desidratação, o que resulta em menor crescimento microbiano. Copo 4: coberto com óleo, semelhante à imersão de alimentos em banha de porco usada antigamente. O óleo forma uma camada que impede o contato do alimento com o gás oxigênio, limitando o crescimento de microrganismos aeróbios no mingau. 3. Resposta pessoal. Os estudantes podem utilizar outros ingredientes para substituir o mingau, como ágar puro ou gelatina sem sabor. Também podem alterar o local de armazenamento dos copos, como acrescentar o armazenamento em geladeira. Também podem alterar a maneira como os ingredientes são adicionados, como colocá-los durante o preparo do meio de cultura em vez de colocá-los sobre o meio pronto, e ampliar o número de amostras para cada condição testada.

Saiba mais 1. O coronavírus (SARS-CoV-2), responsável pela covid-19, é reves-

tido externamente por um envelope lipoproteico. Ao lavar as mãos, a região apolar das moléculas de sabão interage com os lipídios, enquanto a região polar interage com a água. Essa interação desestabiliza e pode romper o envelope viral. Como as forças de atração entre as regiões polares das moléculas de sabão e da água são intensas, elas podem formar uma configuração chamada micela, que envolve as moléculas de gordura. Ao esfregar as mãos, a desfragmentação do vírus é maior, e ao enxaguá-las, as micelas e os fragmentos virais são levados pela água. Se possível, convide o docente de Química para uma abordagem integrada do conceito de polaridade das moléculas.

TEMA 15 • Animais invertebrados Pense e responda 1. Os animais que possuem conchas são invertebrados, como mexilhões, ostras e caramujos.

2. Resposta pessoal. O novo modelo de pista de atletismo, produzido

para as Olimpíadas de Paris 2024, reaproveita conchas de moluscos que normalmente seriam jogadas fora em aterros. Isso elimina a necessidade de extrair carbonato de cálcio, que é utilizado na produção da pista. Ao evitar a mineração, há uma redução significativa do impacto direto na paisagem do local e na produção de resíduos, que podem ser eliminados no solo ou em cursos de água, e do uso de máquinas pesadas, que, por sua vez, consomem combustíveis

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fósseis e liberam gases poluentes na atmosfera. Essas ações trazem benefícios, como a diminuição dos impactos ambientais e a preservação dos recursos naturais. 3. Sendo um molusco, o marisco é um animal que possui tecidos verdadeiros (eumetazoário), simetria bilateral, três camadas germinativas (ectoderme, endoderme e mesoderme), é celomado, e protostômio, no qual o blastóporo origina a boca. 4. Resposta pessoal. O objetivo da atividade é que os estudantes conheçam e compartilhem informações sobre algumas das principais verminoses que acometem a população brasileira. Como referência para a pesquisa, é recomendável a consulta ao site do Ministério da Saúde, (disponível em: https://www.gov.br/saude/ pt-br, acesso em: 23 set. 2024). É possível dividir as verminoses a serem pesquisadas entre os grupos, de modo que todas sejam trabalhadas. Aproveite a oportunidade para conversar com os estudantes sobre o controle das verminoses. Normalmente, seu controle está associado a hábitos de higiene (lavar as mãos com frequência, principalmente antes das refeições, antes e após utilizar o banheiro; e manter as unhas cortadas e limpas), cuidados com os alimentos (higienização, armazenamento e cozimento adequado) e acesso aos serviços de saneamento básico, incluindo o tratamento de água e de esgoto. Considere integrar o projeto aos componentes curriculares de Língua Portuguesa e Arte para orientar a redação de textos e a fabricação de panfletos ou vídeos.

Atividades 1. Animais com simetria radial podem ser divididos em metades

equivalentes por qualquer plano que passe pelo centro de seu corpo, como ocorre nos cnidários. Já animais com simetria bilateral podem ser divididos em metades equivalentes apenas por um único plano, que os separa em lado esquerdo e lado direito. Exemplos incluem platelmintos, nematódeos, moluscos, anelídeos e artrópodes. Os equinodermos apresentam simetria bilateral durante a fase larval, mas adquirem simetria radial na fase adulta. Animais assimétricos, por sua vez, não podem ser divididos em partes equivalentes, independentemente do plano de corte, como é o caso da maioria dos poríferos. 2. Normalmente, os acidentes acontecem quando alguém toca nos tentáculos de águas-vivas e caravelas. Os tentáculos dos cnidários são revestidos por cnidócitos. Ao ser estimulado, um filamento em seu interior, o nematocisto, é projetado para fora e penetra a parede do corpo da pessoa, injetando toxinas urticantes que causam irritação na pele. 3. a) Afirmativa correta. Como evidenciado no cladograma, o surgimento da endoderme e da ectoderme ocorreu em um ancestral que originou a linhagem dos cnidários e a linhagem dos demais animais, mas não ocorreu na linhagem dos poríferos. Portanto, essas camadas germinativas estão presentes na maioria dos animais, com exceção dos poríferos. b) Afirmativa incorreta. Como evidenciado no cladograma, o surgimento da bilateralidade não ocorreu na linhagem dos poríferos nem dos cnidários, apenas na linhagem que originou os demais animais. Portanto, a bilateralidade está presente na maioria dos animais, com exceção dos poríferos (assimétricos) e dos cnidários (radiais). c) Afirmativa incorreta. Como evidenciado no cladograma, as três camadas germinativas estão presentes na maioria dos animais, com exceção dos poríferos (que não possuem tecidos verdadeiros) e dos cnidários (que possuem apenas duas camadas germinativas, a ectoderme e a endoderme). d) Afirmativa incorreta. Como evidenciado no cladograma, a mesoderme surgiu após o desenvolvimento da simetria bilateral, apenas na linhagem que originou os demais animais. 4. Crustáceos (artrópodes): camarões, lagostas e caranguejos. Os artrópodes possuem como principais características: simetria bilateral; corpo segmentado; apêndices articulados; e exoesqueleto de quitina. Os crustáceos, especificamente, possuem exoesqueleto enriquecido com carbonato de cálcio, e, em muitas espécies, parte dele forma uma carapaça. Cefalópodes (moluscos): polvos e

lulas. Os moluscos são animais de corpo mole, tendo como principais características: simetria bilateral; corpo dividido em cabeça, massa visceral e pé; muitos apresentam rádula. Os cefalópodes, especificamente, possuem tentáculos unidos à região da cabeça. Bivalves (moluscos): mexilhões e ostras. Os bivalves possuem corpo protegido por uma concha composta por duas partes, chamadas valvas. Equinoides (equinodermos): ouriço do mar. Os equinodermos possuem como principais características: simetria bilateral durante a fase larval e simetria radial durante a fase adulta; ausência de cabeça; presença de um esqueleto interno feito de ossículos ou placas calcárias; presença de sistema hidrovascular. Os equinoides não possuem braços. Incentive os estudantes a apresentar receitas brasileiras. Alguns exemplos são o bobó-de-camarão, caranguejada, moqueca de polvo, mariscada. 5. As minhocas são anelídeos (oligoquetos). Os anelídeos são animais de corpo mole, cilíndrico e segmentado em anéis; possuem simetria bilateral; a parede de seu corpo é constituída por músculos circulares e longitudinais; seu corpo é revestido externamente por uma cutícula úmida. A grande maioria dos anelídeos apresenta cerdas. No caso dos oligoquetas, poucas cerdas por segmento. Ao realizarem suas atividades, as minhocas escavam e misturam partículas de solo, contribuindo para sua aeração. Além disso, digerem restos orgânicos e eliminam fezes ricas em nutrientes, contribuindo para a formação do húmus e a fertilidade do solo. 6. Resposta pessoal. Oriente os estudantes a visitar o centro de saúde comunitário, ou a pesquisar dados sobre doenças causadas por vetores que atinjam a comunidade local. Em seguida, eles devem pesquisar sobre as doenças pertinentes, identificando: agente causador da doença; a que grupo de invertebrados o vetor pertence; formas de transmissão; principais sintomas; formas de prevenção; número de casos da doença na região em que vive nos últimos anos. As informações sobre as doenças podem ser encontradas no site do Ministério da Saúde (disponível em: https://www.gov.br/ saude/pt-br/assuntos/saude-de-a-a-z, acesso em: 22 set. 2024) e os dados de sua incidência podem ser encontrados no site das secretarias de saúde de seu estado. Com todos os dados em mãos, auxilie-os no desenvolvimento de uma estratégia de saúde coletiva. 7. a) Bob Esponja: inspirado em uma esponja-do-mar, um porífero. Os poríferos são, em sua maioria, assimétricos; seu corpo é uma estrutura tubular coberta por poros; apresentam células especializadas, mas não possuem tecidos, órgãos ou sistemas. Gary: caracol marinho, um gastrópode (molusco). Os moluscos possuem simetria bilateral; corpo mole, dividido em cabeça, massa visceral e pé; muitos apresentam rádula. Boa parte dos gastrópodes possui concha externa. Lula Molusco: polvo, um cefalópode (molusco). Os cefalópodes possuem tentáculos unidos à cabeça. Seu Siriguejo: caranguejo, um crustáceo (artrópode). Os artrópodes possuem simetria bilateral; corpo segmentado; apêndices articulados; e exoesqueleto de quitina. Os crustáceos possuem exoesqueleto enriquecido com carbonato de cálcio; muitos apresentam uma carapaça. Patrick Estrela: estrela-do-mar, um asteroide (equinodermos). Os equinodermos possuem simetria bilateral na fase larval e simetria radial na fase adulta; esqueleto interno feito de ossículos ou placas calcárias; sistema hidrovascular. Não possuem cabeça. Os asteroides possuem corpo achatado e, geralmente, cinco braços. b) Resposta pessoal. Caso não seja possível elaborar uma apresentação digital, oriente os estudantes a redigir um texto com suas respostas. Espera-se que os estudantes verifiquem que Stephen Hillenburg era um entusiasta da vida marinha. Iniciou sua carreira como biólogo marinho, lecionando na Califórnia (EUA) na década de 1980. Posteriormente, migrou para a área artística produzindo animações. É possível que as seguintes inconsistências sejam apontadas pelos estudantes: I) o corpo do personagem Bob Esponja não se assemelha ao corpo de uma esponja-do-mar, que possui formato tubular, delimitando uma cavidade chamada átrio; além disso, as esponjas-do-mar não apresentam pernas e são sésseis; II) apesar de ser chamado de Lula Molusco, este personagem se assemelha a um polvo, cujos tentáculos estão unidos à cabeça; III) apesar de ser

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chamado de Seu Siriguejo, o corpo deste personagem não se assemelha ao de um caranguejo, que apresenta cinco pares de pernas; IV) o corpo do personagem Patrick Estrela também não apresenta algumas estruturas de estrelas-do-mar, como os pés ambulacrais. c) Resposta pessoal. O objetivo da atividade é oportunizar o exercício da criatividade dos estudantes, envolvendo-os em uma produção artística. Verifique a possibilidade de realizar um trabalho integrado com o componente curricular de Arte, para que os estudantes incorporem algumas características de movimentos artísticos na criação de seus personagens de desenho animado.

TEMA 16 • Cordados Pense e responda 1. Resposta pessoal. Possíveis respostas: um esqueleto interno

constituído de vértebras e um sistema nervoso central bem desenvolvido. 2. Resposta pessoal. É possível que os estudantes citem a presença de pulmões e de membros adaptados para a locomoção em ambiente terrestre. Caso não citem mais exemplos, instigue-os a pensar sobre outros pontos, como um revestimento corporal que proteja contra a desidratação. 3. Se a densidade do peixe for igual a 1 g/cm3, ele ficará em uma posição neutra na água (nem afunda nem sobe). Para subir na coluna de água, a densidade máxima do peixe deve ser ligeiramente menor do que 1 g/cm3. 4. Sim, porque a pele permeável dos anfíbios facilita a absorção de poluentes do solo e da água, tornando-os altamente vulneráveis à contaminação ambiental. 5. Répteis e aves compartilham um ancestral comum mais recente na escala evolutiva. 6. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem que a maioria dos peixes e muitos anfíbios exibem fecundação externa, enquanto répteis, aves e mamíferos exibem fecundação interna. A maioria das espécies de peixes, de anfíbios e de répteis, as aves e alguns mamíferos (monotremados) são ovíparas. A maior parte dos mamíferos é vivípara. É importante salientar que variações para essas características podem ser encontradas em diversos grupos. Por exemplo, a viviparidade e a o ovoviviparidade podem estar presente entre algumas espécies de peixes, de anfíbios e de répteis. Como sugestão para contemplar todos os grupos estudados, é possível sorteá-los entre os grupos de estudantes.

Atividades 1. A presença de notocorda, estrutura que dá suporte ao corpo, e de

um tubo nervoso dorsal, que nos vertebrados se desenvolve na medula espinal. 2. Os agnatos não possuem mandíbula ou escamas, apresentam nadadeiras ímpares pouco desenvolvidas; são representados por feiticeiras e lampreias. Os condrictes possuem esqueleto majoritariamente cartilaginoso, nadadeiras peitorais e pélvicas pares, escamas placoides; são representados por tubarões e raias. Os osteíctes possuem esqueleto ósseo, apresentam nadadeiras peitorais e pélvicas pares, possuem escamas dérmicas; representam a maior diversidade de peixes, incluindo dourado, peixe-palhaço e lambari. 3. Membros anteriores modificados em asas; corpo com formato aerodinâmico e recoberto por penas; presença de sacos aéreos conectados aos pulmões, aumentando a eficiência das trocas gasosas; músculos peitorais bem desenvolvidos; ossos pneumáticos, que reduzem a densidade das aves, assim como a ausência de bexiga urinária e dentes. 4. O objetivo é que o estudante utilize o maior número de termos na descrição do animal. Os termos que podem ser associados ao tubarão são: ectotérmico, escamas placoides, maxila, respiração branquial, ampolas de Lorenzini, circulação simples, fecundação interna, ovíparo (maioria das espécies), vivíparo (algumas espécies). Os termos que podem ser associados ao gambá são: endotérmico, pelos, maxila, quatro membros, tetrápode, respiração pulmonar, circulação dupla, amniota, fecundação interna, vivíparo. Os termos que podem ser associados ao crocodilo são: ectotérmico, maxila, quatro membros, tetrápode, respiração pulmonar, circulação dupla, amniota, fecundação interna, ovíparo.

5. a) Mamíferos. O desenho representa um animal com quatro

membros, com corpo recoberto por pelos – característica exclusiva de mamíferos. b) Presença de glândulas mamárias produtoras de leite e pele queratinizada. 6. a) Significa que os anfíbios possuem notocorda (cordados) em suas fases iniciais de desenvolvimento, a qual é gradativamente substituída por uma coluna vertebral (vertebrados). O sangue é bombeado por um coração e permanece durante todo o percurso no interior de vasos sanguíneos (sistema circulatório fechado), passando duas vezes pelo coração para completar um ciclo (circulação dupla). b) Os anfíbios são fundamentais para o controle de vetores responsáveis por doenças que afligem os seres humanos, como os mosquitos que causam a dengue, chicungunha, malária e febre amarela. c) Os anfíbios têm uma pele altamente permeável que permite a troca de gases e água diretamente com o ambiente. Isso os torna particularmente sensíveis a poluentes químicos e variações nos níveis de umidade. Eles têm um ciclo de vida que geralmente envolve fases aquáticas (larval) e terrestres (adulto). Alterações em qualquer um destes ambientes podem afetar diretamente os anfíbios. Outras questões que os estudantes podem encontrar em suas pesquisas dizem respeito à sensibilidade à temperatura, à radiação ultravioleta do Sol. d) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes relacionem que atitudes simples podem afetar direta ou indiretamente os animais. Um exemplo de atitude direta é o despejo de resíduos no ambiente. Uma ação indireta é a troca de aparelhos eletrônicos sem necessidade, que fomenta a exploração de recursos naturais para sua produção, além de ampliar a produção de resíduos.

Saiba mais 1. Os conhecimentos tradicionais dos pescadores artesanais

contribuem para a conservação dos ecossistemas aquáticos ao respeitarem os ciclos naturais, como as marés e épocas de reprodução, utilizando práticas de pesca seletivas e de baixo impacto ambiental. Esse saber acumulado, transmitido entre gerações, permite a gestão sustentável dos recursos pesqueiros, evitando a sobrepesca e preservando a biodiversidade. Dessa forma, as comunidades mantêm tanto seu sustento quanto a integridade dos ecossistemas, promovendo uma cultura de respeito e conservação ambiental. 2. Resposta pessoal. Professor, auxilie os estudantes no contato, agendamento e gravação da entrevista, que pode ser presencial ou on-line. Sobre a produção do podcast, acesse a seção Divulgar e informar: a Biologia no digital ao final deste livro. Aproveite a oportunidade para promover um trabalho integrado com outras áreas. Os docentes de História, Geografia e Sociologia podem contribuir com a formulação do questionário para a entrevista. O docente de Língua Portuguesa pode auxiliar na elaboração de perguntas e o docente de Arte pode fornecer subsídios para a edição e divulgação do podcast.

Tema 17 • Plantas Pense e responda 1. Resposta pessoal. Caso os estudantes não tenham tido contato

com manchetes sobre o assunto, é possível recomendar que façam uma pesquisa sobre reportagens que comuniquem a descoberta de espécies de plantas em seu estado ou em sua região. Os resultados de suas pesquisas podem ser registrados no caderno e explorados durante as aulas. 2. Resposta pessoal. Aproveite a oportunidade para questionar os estudantes se todas as plantas possuem flores, explorando ainda mais seus conhecimentos sobre o assunto. 3. Resposta pessoal. É possível que os estudantes respondam que nem todas as plantas possuem frutos. Nesse caso, incentive-os a citar exemplos de plantas que produzem frutos e plantas que não os produzem. 4. Uma planta de feijão consegue crescer apenas com água e algodão, porque os cotilédones da semente fornecem os nutrientes para o seu desenvolvimento inicial. A planta de feijão crescerá nessas condições apenas até esgotar os nutrientes armazenados na semente. Após esse período inicial, a planta precisará de solo com nutrientes adicionais para continuar crescendo de forma saudável. Considere na resposta a água, essencial para que ocorra a germinação, e o algodão, que proporciona um ambiente úmido e suporte físico para a raiz.

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Atividades 1. Durante o ciclo de vida das plantas, duas gerações de organismos se alternam: o gametófito (n), que é responsável pela produção de gametas (n) por mitose, e o esporófito (2n), que é responsável pela produção de esporos (n) por meiose. 2. a) Briófitas e pteridófitas. A água é o meio utilizado pelos gametas masculinos para se deslocarem até o gameta feminino, ocorrendo a fecundação.

b) Gimnospermas e angiospermas. Essas plantas ampliaram a colonização do ambiente terrestre devido à presença de grãos de pólen, que correspondem ao gametófito masculino (geração produtora de gametas). A presença de grãos de pólen dispensa a necessidade de água para o transporte dos gametas masculinos até as estruturas que abrigam os gametas femininos, uma vez que os grãos de pólen podem ser transportados pelo vento ou pelos animais polinizadores.

3. Sugestão de quadro: Características Embrião multicelular Alternância de gerações Raiz, caule e folha verdadeiros Vasos condutores Semente Flores e frutos

Briófitas X X

4. a) As plantas vasculares apresentam tecidos especializados na

condução. O xilema realiza o transporte de água e sais minerais pelo corpo da planta e o floema realiza o transporte de açúcares produzidos pela fotossíntese para os locais onde serão utilizados ou armazenados. As plantas vasculares são as pteridófitas, as gimnospermas e as angiospermas. b) A presença de vasos condutores oferece maior sustentação à planta, devido à lignificação da parede dos vasos do xilema. Além disso, possibilita que o transporte de água e nutrientes ocorra por longas distâncias. Essas características possibilitam que as plantas vasculares atinjam dimensões maiores do que as plantas avasculares, as briófitas. 5. a) Soros das samambaias, que pertencem ao grupo das pteridófitas. b) Os soros são estruturas onde estão agrupados os esporângios, estruturas nas quais ocorre a produção de esporos. Os esporos são células reprodutivas capazes de desenvolver um novo organismo sem a necessidade de fecundação. No caso das plantas, os esporos se desenvolvem e originam o gametófito (geração haploide). Os esporos são formados nos esporófitos (geração diploide). c) Meiose. 6. a) Gimnospermas. As gimnospermas são plantas vasculares com sementes que não apresentam flores nem frutos. b) A semente confere proteção ao embrião, além de oferecer nutrientes nos estágios iniciais de seu desenvolvimento. Ela pode ser transportada a longas distâncias, ampliando a ocupação do ambiente. Além disso, pode permanecer dormente por longos períodos, até que as condições ambientais sejam favoráveis à germinação. c) A dispersão das sementes é importante para a propagação das plantas no ambiente. d) Resposta pessoal. A araucária, também conhecida popularmente como pinheiro-do-paraná, é nativa da Região Sul do Brasil, constituindo um elemento de sua cultura. O pinhão é muito valorizado na culinária da região, compondo vários pratos típicos. As araucárias também são importantes para a alimentação e para a cultura de povos tradicionais, como os indígenas kaingang. No passado, as matas das araucárias foram amplamente exploradas para o uso de sua madeira, restando menos de 5% da mata original no território brasileiro. Por conta disso, a araucária está entre as espécies ameaçadas de extinção no país. 7. a) A polinização corresponde à transferência dos grãos de pólen até os gametas femininos. b) Os animais possibilitam a polinização de inúmeras espécies de plantas, cerca de 90% das espécies silvestres, além de 75% das culturas alimentares. A polinização é uma etapa importante para a reprodução das angiospermas, contribuindo para a produção de frutos, muitos dos quais são utilizados como alimento por diversos seres vivos, incluindo os seres humanos. c) Práticas agrícolas intensivas, alterações no uso dos solos, a prática da monocultura, uso de pesticidas e alterações climáticas. d) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem a perda da biodiversidade de plantas e a redução da produção de alimentos, o que poderá impactar o equilíbrio ecológico e a economia mundial.

Pteridófitas X X X X

Gimnospermas X X X X X

Angiospermas X X X X X X

Saiba mais 1. Resposta pessoal. Como exemplos, estão a camomila, utilizada para aliviar a ansiedade, e o boldo, usado para tratar problemas digestivos.

2. Os conhecimentos sobre plantas medicinais representam parte da

cultura de povos e comunidades tradicionais. Além de contribuírem para a preservação da saúde de seus membros, esses saberes abrem caminhos para o desenvolvimento de pesquisas científicas voltadas à descoberta de novos medicamentos e tratamentos.

Oficina científica 1. Resposta pessoal. Espera-se que as sementes dos copos 1 e 3

tenham germinado, enquanto as sementes dos copos 2 e 4 não tenham germinado. Contudo, o desenvolvimento inicial das plantas jovens dos copos 1 e 3 deve ter sido diferente: no copo 1, as plantas são esverdeadas, o desenvolvimento do caule e das folhas ocorre de forma adequada; já no copo 3, as plantas são esbranquiçadas, o caule apresenta aspecto alongado e as folhas possuem tamanho reduzido. 2. Resposta pessoal. A germinação das sementes de feijão é influenciada pela água: na presença de água, a germinação ocorreu, como evidenciado nos copos 1 e 3. Na ausência dela, a germinação não ocorreu, como evidenciado nos copos 2 e 4. A germinação das sementes de feijão não depende da presença de luz, pois evidenciou-se a germinação diante da exposição à luz solar (copo 1) e na ausência de luz (copo 3). No entanto, as plantas que germinaram na presença de luz se desenvolveram adequadamente (copo 1) e na ausência dela, não se desenvolveram adequadamente (copo 3). Isso ocorre porque, na ausência de luz, ocorre o estiolamento, que corresponde ao alongamento do caule, folhas reduzidas e ausência de clorofila, conferindo um aspecto esbranquiçado à planta. É importante destacar que esses resultados se referem às sementes de feijão. Caso o experimento seja realizado com outra planta, os resultados podem ser diferentes. 3. Resposta pessoal. Os estudantes podem investigar a germinação de outras sementes, como do milho, utilizando os mesmos parâmetros deste experimento. Também podem alterar os parâmetros investigados, por exemplo, aumentando a quantidade de água disponibilizada; possibilitando a exposição à luz solar de forma limitada a pequenos intervalos diários; entre outros.

Tema 18 • Fisiologia vegetal Pense e responda 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes compartilhem suas experiências com frutos que costumam consumir no cotidiano.

2. Resposta pessoal. De modo geral, os estudantes podem considerar as mudanças de cor, cheiro, textura e sabor.

3. Resposta pessoal. Para acelerar o amadurecimento, é possí-

vel armazenar diferentes frutos juntos; embrulhar os frutos individualmente com jornal; entre outras técnicas. Para retardar o amadurecimento, é possível colocar o fruto na geladeira, ou armazená-lo em lugar arejado, longe de outros frutos. 4. Etileno, que está relacionado ao amadurecimento de frutos. Ao interromper a liberação desse hormônio, é possível retardar o processo de amadurecimento.

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Atividade 1. A absorção de água ocorre nas raízes. A água é absorvida por

osmose, pois as células de alguns tecidos das raízes acumulam minerais, em boa parte, de forma ativa. Como a concentração de íons no interior dessas células é maior que a do meio ao seu redor, a água é absorvida. 2. O transporte de seiva inorgânica ocorre nos vasos do xilema e pode ser explicado pela tensão e coesão. A transpiração das plantas cria uma tensão no interior dos vasos do xilema, responsável por puxar as moléculas de água em direção às partes aéreas. As moléculas de água permanecem ligadas umas às outras devido à coesão, formando uma coluna ininterrupta nos vasos do xilema. 3. a) Floema. b) Há uma produção significativa de açúcares nas folhas, que serão transportados a todas as partes da planta. Contudo, o transporte desses produtos das partes aéreas para as raízes é interrompido na região de retirada do anel da casca. Isso promove o acúmulo dos produtos da fotossíntese acima do local de retirada do anel. c) Espera-se que os estudantes concluam que a interrupção do transporte de seiva elaborada para as raízes da planta pode comprometer seu funcionamento, e, com o passar do tempo, a planta pode ser levada à morte. 4. a) Evapotranspiração é um processo que envolve a transpiração das plantas (liberação de vapor de água para a atmosfera) e a evaporação da água do solo e de superfícies aquáticas. b) A evapotranspiração transfere água da superfície terrestre para a atmosfera, contribuindo com a formação de nuvens e, eventualmente, com a precipitação. c) Estômatos. A transpiração das plantas ocorre através dos estômatos. d) Com a retirada da vegetação, ocorre a redução da transpiração. Além disso, o solo fica desprotegido, retém menos água e acelera a evaporação devido ao aumento da temperatura. Isso reduz a quantidade de vapor de água disponível na atmosfera e, consequentemente, a formação de nuvens e a quantidade de chuvas na região. 5. a) Os resultados evidenciam que o crescimento dessa espécie de planta ocorre em direção à luz, pois, quando foram mantidas em um ambiente escuro, apenas iluminado por uma fonte de luz artificial projetada lateralmente, as plantas cresceram em direção a ela. b) Esses resultados estão relacionados à ação das auxinas, que estimulam o alongamento do caule. No experimento realizado, ocorreu a concentração de auxinas no lado sombreado do caule e, portanto, o alongamento das células dessa região, resultando na curvatura do caule na direção da fonte de luz. 6. a) Etileno. b) Amadurecimento de frutos.

Atividades complementares

1. Alternativas I, IV e V estão corretas. Quanto às alternativas incorretas:

II. Há dois gêneros entre as espécies listadas: Rhinella e Ceratophrys. III. Todas as espécies listadas possuem o mesmo nome popular, mas diferentes nomes científicos (trata-se de espécies diferentes). 2. Alternativa d. Seres vivos que pertencem a uma mesma espécie compartilham os mesmos táxons de maior abrangência (gênero, família, ordem, classe, filo e reino). 3. Alternativa e. Embalagens à vácuo não apresentam ar em seu interior; e, como consequência, não há gás oxigênio. Na ausência de gás oxigênio, não há o crescimento de microrganismos aeróbios. 4. Alternativa e. Os artrópodes, como os caranguejos, possuem exoesqueleto de quitina. 5. Alternativa b. Os moluscos possuem simetria bilateral. De maneira geral, seu corpo pode ser dividido em três regiões: cabeça, onde se concentram os órgãos dos sentidos; pé, utilizado para locomoção; e massa visceral, que compreende os principais órgãos internos. 6. Alternativa c. Cnidários possuem simetria radial e sistema nervoso difuso. Platelmintos possuem simetria bilateral e sistema nervoso organizado em gânglios. 7. a) Mamíferos. Algumas características comuns aos mamíferos: presença de glândulas mamárias produtoras de leite; corpo revestido parcial ou completamente por pelos; entre outras. b) O coração dos mamíferos apresenta dois átrios (direito e esquerdo) e dois ventrículos (direito e esquerdo). O ventrículo

direito bombeia sangue com baixa concentração de gás oxigênio aos pulmões, onde é oxigenado. O sangue oxigenado retorna ao coração pelo átrio esquerdo, em seguida, chega ao ventrículo esquerdo e de lá é bombeado para o corpo, levando gás oxigênio às células. O sangue, agora com baixa concentração de gás oxigênio, retorna ao coração pelo átrio direito. c) As baleias pertencem à ordem Cetaceae, os morcegos à ordem Chiroptera e as lebres à ordem Lagomorpha. O objetivo dessa atividade é que os estudantes conheçam a diversidade de mamíferos existente. Como sugestão de referência para pesquisa, é possível recomendar os links a seguir: https://www.ufrgs.br/ faunadigitalrs/classe-mammalia/ e https://pos.uel.br/biologicas/ wp-content/uploads/2021/06/Livro-completo-Mamiferos-do -Brasil.pdf. (acessos em: 23 ago. 2024). 8. Alternativa e. A pele dos anfíbios também é uma superfície respiratória. A presença de queratina impossibilitaria a ocorrência de trocas gasosas. 9. Alternativa a. A tainha, o sapo, o tamanduá, o crocodilo e o tico-tico apresentam notocorda durante o desenvolvimento embrionário (I). O sapo, o tamanduá, o crocodilo e o tico-tico apresentam pulmões (II). O tamanduá, o crocodilo e o tico-tico apresentam estruturas extraembrionárias durante o desenvolvimento, entre elas o âmnio (III). Apenas o tamanduá possui pelos (IV). O crocodilo e o tico-tico possuem ovos com casca mineralizada (V). 10. Alternativa d. O tubo polínico se desenvolve a partir dos grãos de pólen, e é nele que se formam os gametas masculinos. Essa estrutura transporta os gametas masculinos até os estróbilos femininos nas gimnospermas, ou nos estigmas das flores, nas angiospermas, possibilitando a ocorrência da fecundação. Os grãos de pólen podem ser transportados pelo vento ou por animais, não necessitando, portanto, da presença de água. 11. Alternativa a. Gimnospermas não apresentam flores nem frutos. Essas estruturas são exclusivas de angiospermas. 12. Alternativa b. O tecido triploide corresponde ao endosperma, que funciona como uma reserva nutritiva para o embrião em desenvolvimento. 13. Alternativa a. Um dos efeitos do gás etileno é promover o amadurecimento de frutos. Dessa forma, ao manter o abacate no interior de um recipiente fechado, o gás etileno liberado pelo próprio abacate se acumula, acelerando o amadurecimento desse fruto. 14. Alternativa b. A transpiração corresponde à perda de água na forma de vapor pelas folhas. Quando ocorre, cria-se uma tensão capaz de puxar a água do interior dos vasos do xilema, das raízes em direção às folhas.

Integrando com 1. a) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes conversem sobre

a diferença entre a abordagem tradicional da Revolução Industrial, que se focava na extração de recursos naturais, e a abordagem da Revolução da Biomimética, que enfatiza o aprendizado com a natureza. A biomimética aborda o conceito de imitação respeitosa da natureza, segundo o qual, ao invés de tentar dominar ou alterar os sistemas naturais, busca-se entender e replicar suas estratégias eficazes e sustentáveis. Verifique se os estudantes compreenderam os benefícios potenciais da biomimética para a sociedade, como o desenvolvimento de tecnologias mais sustentáveis e eficientes. b) Resposta pessoal. Sugira aos estudantes que conversem com os docentes responsáveis pelas disciplinas de Física e de Química sobre o assunto. Aproveite a oportunidade para realizar um trabalho articulado com esses docentes, ampliando a percepção do estudante sobre a integração presente na área de Ciências da Natureza. Entre os conceitos e assuntos que podem ser citados, estão: força e atrito, no exemplo do sapato antiderrapante; estrutura e funcionamento de aerogeradores, no exemplo das turbinas eólicas etc. c) Resposta pessoal. Sugira aos estudantes que escolham um exemplo de tecnologia biomimética que lhes interesse. É importante que considerem o problema a ser solucionado, o organismo ou sistema natural que serviu de inspiração e qual é a aplicação da tecnologia desenvolvida. Oriente-os a utilizar diversas fontes de informação, como artigos científicos, livros, vídeos educacionais e sites confiáveis, para obter uma visão abrangente do tema.

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Unidade 4 • Ecologia, impactos e conservação ambiental Abertura de Unidade

1. Espera-se que os estudantes respondam que a extinção da anta

poderia impactar a distribuição das espécies de plantas para as quais atua como dispersora de sementes e na fertilização do solo. 2. Espera-se que o estudante faça inferências sobre como a perda de espécies pode causar desequilíbrio ambiental e degradação dos ecossistemas. Isso pode reduzir a disponibilidade de matérias-primas para indústrias, afetar o abastecimento de alimentos, comprometer a qualidade da água. Além disso, as modificações ocorridas no ambiente em razão da perda de biodiversidade podem impactar a disponibilidade de água e a remoção de gases de efeito estufa da atmosfera, contribuindo assim para as mudanças climáticas. A partir dessas inferências, espera-se que os estudantes percebam que as mudanças ambientais ocorrem em efeito cascata e interferem diretamente na vida dos seres humanos. 3. Resposta pessoal. Se considerar interessante, peça aos estudantes que façam uma pesquisa sobre um animal que esteja ameaçado de extinção e proponham o nome de uma campanha que auxilie em sua conservação. 4. Resposta pessoal. Considere a diversidade de respostas. É possível que alguns estudantes respondam que, embora mais pessoas estejam conscientes sobre questões ambientais, muitas ainda não dão a devida importância a essas questões no dia a dia. Ações como desperdício de água e uso excessivo de plástico mostram que práticas sustentáveis não são seguidas por todos.

Tema 19 • Relações alimentares Pense e responda 1. Resposta pessoal. É possível que os estudantes apontem que ambos

os animais são carnívoros e que vivem próximo a corpos d’água. Avalie a pertinência de outras inferências feitas pelos estudantes. 2. Regiões Norte e Centro-Oeste. 3. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes representem as relações de modo tradicional: planta aquática H larva H peixe menor H peixe da imagem H ariranha. Entretanto, considere outras formas de apresentação, questionando quais foram os critérios que eles utilizaram para a representação que fizeram. 4. Resposta pessoal. A resposta depende da região. 5. Possíveis cadeias alimentares: gramínea H capivara H jacaré H H sucuri; gramínea H capivara H sucuri; aguapé H peixe H H jacaré H sucuri; aguapé H peixe H sucuri; aguapé H caramujo H peixe H jacaré H sucuri; aguapé H caramujo H peixe H H sucuri; aguapé H caramujo H peixe H tuiuiú; aguapé H caramujo H tuiuiú; aguapé H larva de inseto H peixe H jacaré H H sucuri; aguapé H larva de inseto H peixe H sucuri; aguapé H H larva de inseto H peixe H tuiuiú. Animais herbívoros: capivara, caramujo e larva de inseto. Animais carnívoros: jacaré, sucuri, tuiuiú. Animal onívoro: peixe. Seres que podem ocupar mais de um nível trófico: sucuri (consumidor secundário, terciário ou quaternário), jacaré (consumidor secundário ou terciário), tuiuiú (consumidor secundário ou terciário), peixe (consumidor primário ou secundário). 6. Os seres vivos existentes em um corpo d’água contaminado podem acumular as substâncias prejudiciais a eles em seu organismo. Essas substâncias ainda podem ser acumuladas ao longo da cadeia alimentar. Caso os seres humanos se alimentem de seres vivos provenientes desses corpos d’água, também irão se contaminar, podendo apresentar problemas de saúde. 7. 1% da energia total. Cálculo: _______ 100 = ____ 1 = 1%. 10 000 100 2 8. Consumidores primários: 345,2 kcal/m x 4,18 kJ = 1 442,94 kJ/m2. Consumidores secundários: 34,52 kcal/m2 (144,30 kJ/m2). Consumidores terciários: 3,452 kcal/m2 (14,43 kJ/m2).

Atividades 1. O hábitat compreende o local onde uma população ou um organismo vive e obtém os recursos necessários à sua existência, como alimento e abrigo. O nicho ecológico se refere ao papel desempenhado por uma espécie em seu hábitat, ou seja, às relações que estabelece com o ambiente e com outras espécies. 2. Biosfera, ecossistema, comunidade, população, espécie e organismo.

3. Produtores, consumidores e decompositores. Os produto-

res ocupam o primeiro nível trófico e são representados pelos autótrofos. Os consumidores ocupam do segundo nível trófico em diante e são representados pelos heterótrofos que ingerem outros organismos, ou parte deles, para obtenção de nutrientes. Os decompositores ocupam o último nível trófico e são representados por bactérias e fungos que decompõem a matéria orgânica. 4. O fluxo de energia é unidirecional. A energia entra nas cadeias alimentares pelos produtores. Apenas parte da energia assimilada por eles é disponibilizada aos consumidores primários. Por sua vez, parte da energia assimilada por eles é disponibilizada aos consumidores secundários, e assim sucessivamente. Dessa forma, ocorre uma diminuição significativa no percentual de energia que é disponibilizado ao último nível trófico da cadeia alimentar. 5. Em uma cadeia alimentar, os produtores transformam energia luminosa ou energia proveniente de compostos inorgânicos em energia presente em moléculas de carboidratos. Parte dessa energia será utilizada no metabolismo, parte será dissipada no ambiente na forma de calor e parte será transferida aos consumidores. A energia que é passada aos consumidores é obtida por meio da alimentação. Parte dessa energia é utilizada no metabolismo e parte é perdida ao ambiente, na forma de calor. Esse processo se repete ao longo dos níveis tróficos. Por esse motivo, a quantidade de energia que pode ser transferida entre os níveis tróficos de uma cadeia alimentar é cada vez menor, limitando o seu tamanho. 6. a) Cinco: produtor (planta); consumidor primário (gafanhoto); consumidor secundário (roedor); consumidor terciário (serpente); consumidor quaternário (águia). b) Fotossíntese. Por meio desse processo, moléculas simples, menos energéticas, são transformadas em moléculas complexas, mais energéticas, utilizando a luz solar como fonte de energia. c) Para fazer essa representação, é preciso incluir uma seta partindo de cada nível trófico do esquema para o termo “decompositores”. 7. a) Cinco níveis tróficos: produtores (mangues); consumidores primários (crustáceos e peixes jovens); consumidores secundários (tainhas adultas); consumidores terciários (aves e grandes peixes) e decompositores (bactérias e fungos). Explique aos estudantes que as bactérias e os fungos decompõem a serapilheira, disponibilizando nutrientes que podem ser reutilizados por outros organismos. b) Consumidor terciário (aves e grandes peixes). Como ao longo dos níveis tróficos da cadeia alimentar há redução da quantidade de energia que se torna disponível, seja por uso do organismo em seu metabolismo ou pela dissipação de energia na forma de calor, o último nível trófico é sempre aquele que apresenta a menor quantidade disponível. c) Consumidor primário = 128,7 kcal/m2 (10% da quantidade total); consumidor secundário = 12,87 kcal/m2 (10% da quantidade do nível anterior); consumidor terciário = 1,287 kcal/m2 (10% da quantidade do nível anterior). d) Os mangues são importantes áreas de reprodução e alimentação e ambientes ricos em diversidade de espécies marinhas, como crustáceos, moluscos, peixes e aves que passam parte do seu ciclo de vida nesse ambiente. Além disso, as árvores de manguezais são os produtores de diversas cadeias alimentares em ambiente marinho. 8. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem em suas respostas que o desmatamento destrói locais habitados por muitas espécies. As populações de espécies de animais que conseguem se deslocar para outros ambientes passam a competir por território e por alimentos. Essa competição pode resultar em desequilíbrio ecológico e extinções locais. Os estudantes também devem considerar que, além da destruição do hábitat, o desmatamento pode erradicar espécies de plantas que são comumente consumidas por determinados animais, recurso alimentar que é a base das cadeias alimentares, prejudicando diversas espécies em diferentes níveis tróficos. 9. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes conheçam a diversidade de espécies que existem em sua região. Para a apresentação dos resultados da pesquisa, os estudantes também podem elaborar panfletos digitais, que podem ser compartilhados no site da turma, ou cartazes, que podem ser expostos na escola. 10. Entre os principais problemas estão prejuízos à agricultura, a potencial transmissão de doenças aos seres humanos e a competição por alimentos com os caramujos nativos. No caso da competição

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por alimento, pode ocorrer a tomada do ambiente pelos animais introduzidos, provocando a extinção local da população nativa. Consequentemente, outras espécies que dependem das relações alimentares que estabeleciam com os caramujos nativos podem ser afetadas, levando-as à extinção. Sobre a possibilidade da existência de outra espécie exótica na região do estudante, incentive-os a buscar informações nos órgãos ambientais locais. 11. a) Representação C. Esta pirâmide representa que apenas parte da energia assimilada pelos produtores é disponibilizada ao nível trófico seguinte, e que apenas parte da energia obtida dos produtores pelos consumidores primários é disponibilizada para os consumidores secundários. Isso porque grande parte da energia obtida por um nível trófico é assimilada e utilizada para realização das funções fisiológicas do organismo e uma parte é dissipada ao ambiente na forma de calor. b) A representação A está incorreta, pois a quantidade de energia disponibilizada pelos consumidores primários não é igual à quantidade de energia disponibilizada pelos produtores, já que esses últimos utilizam parte dela para realizar suas funções básicas e eliminam no ambiente parte dela na forma de calor. A representação B está incorreta, pois a quantidade de energia disponibilizada pelos níveis tróficos não pode ser maior do que a disponibilizada pelo nível anterior, já que a energia não pode ser criada, apenas transformada. 12. A pirâmide de números A representa a cadeia alimentar II, pois centenas de pés de trigo alimentam dezenas de besouros, os quais alimentam alguns pássaros. A pirâmide de números B representa a cadeia alimentar III, pois uma pitangueira alimenta alguns sabiás, os quais podem alimentar dezenas de carrapatos. A pirâmide de números C representa a cadeia alimentar I, pois centenas de pés de capim alimentam um búfalo, o qual pode alimentar alguns leões.

TEMA 20 • Relações ecológicas Pense e responda 1. Ambos obtêm benefícios nesta relação. O bodião-limpador tem a

obtenção de alimento facilitada, pois não precisa se deslocar nem se expor para encontrar alimento. O peixe Priacanthus hamrur é limpo e se torna livre de eventuais parasitas que poderiam prejudicar seu organismo. 2. Resposta pessoal. É possível que os estudantes descrevam exemplos de relações alimentares, como competição e predação, ou de parasitismo, sem nomear essas relações. Incentive-os a apontar se as relações apresentadas ocorrem entre indivíduos de uma mesma espécie ou de espécies distintas; se trazem benefícios a ambos; se prejudicam um deles; entre outras características que considerem pertinentes. 3. As castas são determinadas pela fertilização e pelo alimento oferecido às larvas. Os zangões se desenvolvem a partir de ovos não fecundados, processo denominado partenogênese, enquanto as rainhas e as operárias se desenvolvem a partir de ovos fecundados. Nos primeiros dias, todas as larvas são alimentadas por uma secreção produzida pelas operárias, chamada geleia real. As larvas que originarão os zangões e as operárias recebem pólen e mel a partir do terceiro dia de vida, enquanto as que originarão as rainhas continuam recebendo a geleia real.

Atividades 1. Relações ecológicas são interações estabelecidas entre os seres vivos

de um ecossistema, as quais podem ocasionar-lhes benefícios, prejuízos ou não lhes causarem impacto algum. Quando elas ocorrem entre indivíduos de uma mesma espécie são chamadas de intraespecíficas. Exemplos: colônia, sociedade e competição intraespecífica. Quando elas ocorrem entre indivíduos de diferentes espécies, são chamadas de interespecíficas. Exemplos: competição interespecífica, predação, mutualismo, protocooperação, comensalismo e parasitismo. 2. a) Mutualismo, pois a relação envolve espécies distintas (fungos e algas), ambos os indivíduos recebem benefícios e é obrigatória. b) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes verifiquem que os bioindicadores são seres vivos cuja existência, quantidade e distribuição podem ser parâmetros utilizados para avaliar as condições ambientais em um determinado local. Recomende o artigo a seguir como sugestão de referência para a pesquisa. • Bioindicadores como avaliação de impacto ambiental. Publicado por: Brazilian Journal of Animal and Environmental Research.

Disponível em: https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/ BJAER/article/view/3258/3128. Acesso em: 23 out. 2024. 3. a) Protocooperação, pois a relação envolve espécies distintas (gavião-carrapateiro e anta), ambos os indivíduos recebem benefícios e podem viver independentemente um do outro. b) Os gaviões-carrapateiros obtêm alimentos e as antas são livradas de parasitas. c) Na ausência dos gaviões-carrapateiros, os carrapatos poderiam se proliferar sobre o corpo das antas, prejudicando seu bem-estar e suas condições de saúde. 4. a) Os corais podem ser encontrados em agrupamentos de indivíduos conectados fisicamente uns aos outros. Essa interação é chamada de colônia. A associação obrigatória entre corais e algas, em que ambos são beneficiados, é classificada como mutualismo. b) A elevação da temperatura da água do mar está relacionada às alterações climáticas ocasionadas por atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis, utilizados como fonte de energia, principalmente no setor industrial e de transportes. O branqueamento dos recifes de corais pode resultar na morte dos corais e de inúmeros outros seres vivos que vivem nesses ecossistemas, ocasionando perda da diversidade de seres vivos. c) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem atitudes que podem ser realizadas em seu cotidiano e que contribuem para a redução do uso de combustíveis fósseis. Por exemplo, atitudes que diminuem o número de automóveis em circulação, como o uso de transporte público e bicicletas, além da caminhada. 5. a) A primeira manchete sugere que as empresas inovadoras manterão uma relação de benefício mútuo com seus colaboradores. Assim como no mutualismo, entende-se que ambas as partes envolvidas ganham. Isso significa que empresas do futuro provavelmente oferecerão boas condições de trabalho, apoio e desenvolvimento profissional, enquanto os colaboradores contribuirão para o sucesso e crescimento da empresa. A segunda manchete indica que o novo celular é um concorrente agressivo e ameaçador para as outras marcas. O termo “predador” sugere que este celular, por ser barato e tecnologicamente avançado, pode eliminar os concorrentes, tomando fatias significativas de vendas. A terceira manchete utiliza o conceito de parasitismo para descrever relações pessoais em que uma pessoa se beneficia às custas da outra sem oferecer nada em troca. O termo “parasitário” implica uma dinâmica desequilibrada e prejudicial, em que uma das partes é explorada, e a manchete promete dicas para ajudar os leitores a identificar esses sinais em seus próprios relacionamentos. b) Resposta pessoal. Entre os aspectos positivos, os estudantes podem citar que essa prática pode despertar a curiosidade e aumentar o interesse do telespectador pelo conteúdo divulgado, além de possibilitar que entre em contato com a linguagem científica, popularizando a Ciência. Entre os pontos negativos, os estudantes podem citar o sensacionalismo e a desinformação, uma vez que o conceito científico por trás da notícia está deturpado.

TEMA 21 • Dinâmica de populações e sucessão ecológica Pense e responda 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem que

os tubarões são predadores de raias. Com isso, devido à redução da população de tubarões, menos raias são predadas. Assim, com o tempo, a população de raias aumentou e elas se tornaram dominantes nos recifes estudados. Outra possibilidade seria considerar que tubarões e raias competem por recursos similares, e que, devido à redução da população de tubarões, as raias tiveram vantagens pela redução da competição por recursos e se tornaram dominantes. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem, em suas hipóteses, possíveis alterações no tamanho populacional das espécies que compõem essa cadeia alimentar. Por exemplo, é possível levantar a hipótese de que o aumento da população de raias reduziria a disponibilidade de pequenos peixes com o passar do tempo. Com base nessa constatação, seria possível propor outra hipótese que explicaria o aumento progressivo das populações de camarões como consequência da redução do número de peixes predadores. 3. D = __ n h D = _______ 400 h D = 0,04 indivíduos por m3, que significa 10 000 V menos de 1 peixe por m3.

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Atividades 1. A densidade populacional corresponde ao número de indivíduos que

forma uma população, existente em determinada área ou volume. Ela pode ser alterada por fatores como o número de nascimentos, de mortes, de imigrantes e de emigrantes. 2. a) Em ambas as condições, o crescimento da população de protozoários ocorre no modelo de curva em S. Inicialmente, ocorre um rápido crescimento da população, que tende a diminuir conforme o tamanho da população se aproxima da capacidade de suporte do ambiente. Ao atingir a capacidade de suporte, o tamanho da população oscila em seu entorno. b) Foi maior na condição em que houve uma disponibilidade de alimentos mais abundante. Nessa condição, a capacidade de suporte do ambiente é superior, possibilitando que o limite máximo de indivíduos que ele é capaz de suportar seja maior do que na condição em que há menor disponibilidade de alimentos. c) Seria esperado que a população de protozoários atingisse um tamanho ainda maior do que atingiu nas duas condições do experimento apresentado, pois a capacidade de suporte do ambiente aumentaria com a maior oferta de alimentos. Professor, é importante destacar aos estudantes que os resultados esperados não necessariamente são os resultados obtidos em uma investigação. Por isso, para avaliar se os resultados esperados seriam observados de fato, seria necessário realizar o experimento. 3. a) Havia uma maior proporção de mulheres, que representavam 51,48% da população brasileira, enquanto os homens representavam 48,51% da população. Os valores foram arredondados para a apresentação de duas casas decimais, por isso o somatório dos percentuais não é equivalente a 100% e sim a 99,99%. b) Em 2022, havia uma maior proporção de homens (3,85%) e de mulheres (4,11%) na mesma faixa etária, entre 35 e 39 anos. c) Essa pirâmide etária apresenta proporções próximas de indivíduos em diferentes faixas etárias, refletindo uma tendência de crescimento lento. 4. a) Sucessão secundária, pois a ilha era anteriormente ocupada por seres vivos, que foram destruídos pela erupção vulcânica de 1883. b) Sucessão primária, pois a ilha é recém-formada e, portanto, nunca havia sido ocupada por seres vivos.

5. a) Foi utilizada uma espécie de vespa para predar uma praga da

laranja. b) Auxilie os estudantes na montagem do gráfico. Caso tenham dificuldades de acesso a um programa de criação de gráficos, é possível construir o gráfico no caderno.

Praga da laranja Vespa

ORACICART

Controle biológico da praga da laranja por vespas 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0

Ja n Fe eiro ve re ir M o ar ço Ab ril M aio Ju nh o Ju lh Ag o Se ost te o m Ou bro No tub ve ro De mbr ze o m br o

damente. O crescimento exponencial de uma população de bactérias pode, por exemplo, contaminar alimentos, tornando-os perigosos para o consumo. Nesse sentido, conhecer as condições ambientais favoráveis ao crescimento bacteriano também pode melhorar o entendimento de condições que limitam ou impedem seu crescimento. O estudo dessas informações pode auxiliar na implantação de práticas de conservação de alimentos, evitando sua contaminação e prolongando o período em que seu consumo é seguro. 5. Resposta pessoal. Os estudantes podem citar que, em ambos os ambientes, as populações de pombos podem variar em decorrência da disponibilidade de alimento e de abrigo, da exposição a doenças, da presença de competidores e predadores, entre outros fatores. Contudo, a influência exercida por cada um desses fatores pode ser diferente em cada um dos ambientes. Por exemplo, a influência exercida pela competição por alimentos no crescimento populacional pode ser menor no ambiente urbano em comparação com o ambiente florestal. Aproveite para comentar com os estudantes que, além dos fatores citados, no ambiente urbano, podem existir políticas de controle populacional realizadas pelo poder público, que contribuem para reduzir a população de pombos. 6. No início da década de 1890, houve um crescimento na população de lebres acompanhada do aumento da população de linces. Isso permite elaborar a hipótese de que o aumento na oferta de alimentos aos linces favoreceu o crescimento da população. Posteriormente, a população de lebres começou a diminuir. Portanto, é possível associar a redução da população de lebres ao aumento da pressão exercida pela predação. Por fim, também ocorreu o declínio da população de linces, que poderia então ser explicado pela diminuição da oferta de alimentos e, consequentemente, pelo aumento da competição entre linces até o período de declínio de ambas as populações próximo ao ano 1900.

Número de indivíduos

4. Em condições ambientais ideais, bactérias podem se reproduzir rapi-

Tempo (meses)

c) O gráfico apresenta duas curvas: uma delas representa a oscilação do tamanho da população da praga da laranja ao longo de 12 meses, e a outra, a oscilação do tamanho da população de vespas no mesmo período. Na reportagem, é informado que as vespas foram utilizadas para realizar o controle biológico da praga da laranja. No estudo, observou-se uma redução no tamanho da população da praga acompanhada da redução no tamanho da população de suas predadoras. Esses resultados são evidenciados pelo gráfico. Segundo os dados fictícios, a introdução da população de vespas ocorreu em março; a partir de julho, houve uma redução no tamanho da população da praga da laranja; a partir de agosto, houve uma redução no tamanho da população de vespas. d) As vespas foram introduzidas em março. A infestação foi resolvida em outubro, quando não se obteve mais contagem da praga, totalizando 7 meses para a resolução do problema. e) Resposta pessoal. Embora os agrotóxicos controlem pragas agrícolas e permitam um aumento de produtividade agrícola de alguns cultivos, o uso intensivo e inadequado pode contaminar o ar, o solo, a água e causar a morte de outros seres vivos que não são alvo de sua ação. Devido à sua toxicidade, agrotóxicos também geram resíduos persistentes que podem contaminar o ambiente e causar problemas de saúde. O controle biológico evita a poluição do solo e da água, é seguro para humanos, animais domésticos e espécies que não são o alvo do controle biológico, incluindo polinizadores. Além disso, preserva a biodiversidade, pois não elimina espécies indiscriminadamente e reduz o risco de seleção artificial de pragas resistentes. A principal desvantagem é que o controle biológico pode ser mais lento em comparação com os agrotóxicos, pois depende do tempo que os organismos naturais levam para reduzir as populações de pragas. 6. a) Curva em J. Entre as décadas de 1900 e 1950, há poucos indivíduos se reproduzindo e, por isso, o crescimento da população é lento. À medida que mais indivíduos são acrescentados à população, mais indivíduos passam a se reproduzir, resultando em um crescimento populacional acelerado a partir da década de 1960. b) D = __ n h D = _______ 11 500 h D = 0,59 h D 1 0,6 elefantes por km2. 19 455 A

Saiba mais 1. A muvuca é uma mistura de sementes selecionadas de várias

espécies nativas que ajudam a criar uma vegetação similar à floresta original. O estabelecimento dessas espécies é importante para, posteriormente, facilitar o assentamento de outras, dando sequência ao processo de sucessão ecológica. 2. Sucessão secundária, pois a área era anteriormente ocupada por seres vivos que deixaram de existir naquele local em decorrência da remoção da cobertura vegetal. 3. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes se envolvam com as questões ambientais da comunidade. É possível que, em suas pesquisas, encontrem informações sobre as oscilações das populações presentes na área. Esse diagnóstico inicial pode ser utilizado para o desenvolvimento de um projeto que envolva a recuperação da área degradada. Para isso, é preciso ampliar as ações e convidar profissionais que possam ajudar a desenvolver os projetos, conseguir sementes ou mudas específicas e obter as autorizações necessárias para a execução.

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TEMA 22 • Ciclos biogeoquímicos Pense e responda 1. Resposta pessoal. O esquema montado pelos estudantes pode

conter diversos caminhos. Por exemplo, vaca H dejetos (eliminados pela vaca) H fertilizantes (produzidos nos biodigestores a partir dos dejetos) H plantas (incorporam o elemento à sua biomassa por meio da fotossíntese) H vaca (ao se alimentar da planta). Professor, considere outros caminhos e nomenclaturas utilizadas pelo estudante. 2. A produção do biogás traz benefícios relacionados ao reaproveitamento de milhares de metros cúbicos de lodo de esgoto e milhares de quilogramas de resíduos orgânicos que antes seriam descartados no ambiente, em aterros sanitários. Além de serem aproveitados para a geração de energia elétrica, eventuais sobras são destinadas à produção de adubo. Também existem efeitos negativos, principalmente relacionados à queima do biogás. A reação que ocorre na combustão do biogás é a mesma reação da queima de metano em uma usina elétrica a gás. Contudo, esclareça que esses problemas são menores quando comparados ao processo de extração, destilação e queima dos produtos derivados de combustíveis fósseis. 3. Resposta pessoal. Espera-se que citem seu deslocamento por meio de veículos movidos à combustão interna. Aproveite a oportunidade para promover uma conversa com a turma sobre atividades que podem interferir indiretamente no ciclo, como o consumo de bens e serviços. Por exemplo, durante a fabricação de uma camiseta, deve-se considerar que os combustíveis fósseis podem ser utilizados no transporte de matérias-primas ao longo das etapas de produção, ou mesmo no transporte do produto finalizado na etapa de distribuição. 4. Resposta pessoal. O adubo natural é produzido a partir da decomposição de materiais orgânicos de origem animal, como estrume, e vegetal, como partes de plantas não aproveitadas na colheita. De modo geral, sua obtenção depende da ação de decompositores, e, por ser um processo lento, seu uso pode ser restrito a áreas menores, limitando a produtividade agrícola. Por outro lado, favorece o estabelecimento de bactérias e fungos no solo, contribuindo para a diversidade de espécies ali existente. Além disso, reduz a possibilidade de poluição do ambiente, que poderia ser ocasionada pelo acréscimo excessivo de nutrientes no solo. Já o adubo sintético é produzido industrialmente, em larga escala, e por isso, pode ser utilizado em áreas maiores, resultando em maior produtividade agrícola. Mas, quando utilizado de forma incorreta, pode contribuir para a poluição do ambiente, devido ao acréscimo excessivo de nutrientes no solo que podem ser carregados a corpos d’água, ocasionando sua eutrofização. 5. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes concluam que é improvável que a água se esgote, pois ela se desloca por diferentes reservatórios (seres vivos, solo, corpos d’água, atmosfera etc.) e em diferentes estados físicos ao longo de um ciclo. Explique aos estudantes que as notícias que dizem respeito à escassez hídrica, normalmente, consideram a falta de água apropriada ao consumo humano nos atuais padrões e em quantidades suficientes para atender à demanda existente. 6. Entre os fatores que podem ser citados, estão: o crescimento populacional que aumenta a demanda por água potável, a poluição de corpos d’água por atividades humanas e o desperdício no consumo desse recurso. As soluções propostas devem envolver a conservação ambiental, o tratamento do recurso consumido e o consumo consciente de água, minimizando desperdícios.

Atividades 1. Os ciclos biogeoquímicos compreendem o fluxo dos elementos quí-

micos na natureza através de diferentes reservatórios, incluindo os seres vivos, os corpos d’água, as rochas, o solo e a atmosfera. 2. A água líquida presente na superfície de corpos d’água, do solo e dos seres vivos evapora. Na atmosfera, em certas condições de temperatura e pressão, o vapor de água condensa. As gotas de água líquida se acumulam e formam as nuvens, que podem precipitar na forma de chuva. Em certas condições de temperatura e pressão, pode ocorrer a solidificação da água, que precipita na forma de granizo ou neve. A solidificação também pode ocorrer na superfície de montanhas ou na formação de geleiras. Em certas condições de temperatura e pressão, o gelo pode fundir.

3. a) As bactérias fixadoras de nitrogênio, como as do gênero Rhizobium,

convertem o gás nitrogênio (N2) em amônia (NH3), composto nitrogenado que pode ser absorvido pelas plantas. Assim, a associação das raízes das plantas com bactérias fixadoras de nitrogênio disponibiliza diretamente nitrogênio às plantas para a síntese de moléculas orgânicas e composição de diversas estruturas vegetais. b) O uso exacerbado e inadequado de fertilizantes na agricultura disponibiliza nutrientes em quantidades que as plantas não são capazes de absorver. O excesso de nutrientes pode contaminar o solo e ser carregado pela água das chuvas até corpos d'água, como rios e lagos, poluindo-os. 4. a) A manchete informa que foi feito um alerta para riscos de alagamentos em decorrência das chuvas na cidade de São Paulo. b) A pavimentação impede a infiltração da água da chuva no solo. Assim, a água passa a escoar sobre a superfície das ruas até que se acumule ou se infiltre em terrenos permeáveis ou corpos d’água. Em épocas chuvosas, o volume de água precipitada é tão grande que pode ser maior do que a capacidade de drenagem. Geralmente, em locais planos e mais baixos, ocorrem alagamentos porque a infiltração da água da chuva no solo, uma etapa do ciclo da água, é impedida de acontecer. c) Resposta pessoal. É esperado que os estudantes proponham manter áreas não pavimentadas em canteiros e parques, por exemplo, e indiquem a construção de bueiros e outros equipamentos de drenagem em áreas propícias a alagamentos. Aproveite o assunto para conversar sobre o conceito de cidade-esponja, projetada para deter, limpar e infiltrar água com base em soluções encontradas na natureza. Se desejar, sugira a leitura da reportagem indicada a seguir. • O que é uma Cidade-esponja e como ela funciona para evitar enchentes? Publicado por: National Geographic Brasil. Disponível em: https://www.nationalgeographicbrasil.com/meio -ambiente/2024/05/o-que-e-uma-cidade-esponja-e-como -ela-funciona-para-evitar-enchentes. Acesso em: 13 nov. 2024. 5. As afirmativas I e II estão corretas. III. Entre os processos biológicos que fazem parte do ciclo do nitrogênio, estão: a fixação biológica do nitrogênio, a nitrificação e a desnitrificação. IV. Ao longo do ciclo da água, ocorrem mudanças de estado físico da água, entre elas a fusão, a solidificação, a evaporação e a condensação. 6. Espera-se que os estudantes indiquem que o carbono é parte do fluxo de energia e circula entre os diversos níveis tróficos na forma de gás carbônico, água, glicose, metano etc. Os produtores realizam a fotossíntese, processo em que gás carbônico e água são transformados em açúcares e gás oxigênio, na presença de luz. Os açúcares podem ser incorporados à sua biomassa ou utilizados na respiração celular. Assim como os produtores, os consumidores realizam a respiração celular, processo em que açúcares e gás oxigênio são transformados em água e gás carbônico, que é liberado na atmosfera. Os decompositores realizam a decomposição da matéria orgânica, processo em que moléculas orgânicas complexas são transformadas em moléculas mais simples, como água, gás carbônico e gás metano, que são liberadas na atmosfera ou permanecem estocadas no solo.

TEMA 23 • Impactos ambientais Pense e responda 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes respondam que

as três primeiras manchetes dizem respeito às consequências provocadas pelas mudanças climáticas, que, por sua vez, estão relacionadas ao impacto ambiental de diversas atividades humanas. Uma das consequências evidenciadas pelas três primeiras manchetes é a alteração no regime de chuvas, resultando em chuvas intensas no Sul do Brasil e longos períodos de estiagem no Centro-Oeste, Norte e Nordeste brasileiros. A última manchete relaciona a interferência ocasionada pelo avanço das ocupações humanas e consequente perda de hábitat de seres vivos, alteração nas cadeias alimentares e aumento do contato entre humanos e animais selvagens, o que facilita a transmissão de patógenos. Considere relacionar a última manchete com a pandemia de covid-19. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes apresentem argumentos que indiquem o papel de imagens de satélite para o desenvolvimento sustentável e para a proteção ambiental. As imagens de satélite auxiliam no planejamento urbano, no mapeamento de áreas adequadas para expansão e construção de infraestrutura, promovendo o crescimento ordenado. Da

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mesma forma, é possível monitorar desmatamentos e alterações ambientais, coletar informações para a análise de degradação ambiental, sendo essenciais para a preservação da biodiversidade e prevenção de atividades ilegais. Além disso, fornecem suporte à gestão de recursos naturais, à agricultura sustentável e à mitigação de desastres naturais, permitindo uma resposta mais rápida a eventos como enchentes e incêndios florestais. 3. Resposta pessoal. Para a pesquisa das espécies ameaçadas de extinção e de suas respectivas categorias de ameaça, recomende aos estudantes que consultem a Lista Nacional de Espécies Ameaçadas de Extinção, indicada a seguir. • Portaria MMA no 148, de 7 de junho de 2022. Publicada por: Ministério do Meio Ambiente. Disponível em: https://www. in.gov.br/web/dou/-/portaria-mma-n-148-de-7-de-junho -de-2022-406272733. Acesso em: 13 nov. 2024. 4. Resposta pessoal. Oriente os estudantes a identificar o bioma de sua região utilizando o mapa apresentado no Livro do Estudante. É importante destacar aos estudantes que os limites entre os biomas podem ser imprecisos e, por isso, identificar o bioma de sua região utilizando o mapa pode não ser possível. Nesse caso, é possível inferi-lo a partir de suas principais características.

Atividades 1. a) Os combustíveis fósseis são utilizados como fonte de energia

nos processos industriais e para o funcionamento de veículos. Sua combustão libera gases de efeito estufa, como o gás carbônico, na atmosfera. Assim, quanto mais os combustíveis fósseis são utilizados, maior a concentração de gás carbônico na atmosfera. b) Sim. A ciclagem de carbono perpassa processos biológicos como a fotossíntese, a respiração celular e a decomposição de matéria orgânica, além de fenômenos naturais como erupções vulcânicas e queimadas naturais. Nesses processos, o carbono participa da constituição de diferentes moléculas, presentes nos seres vivos, no solo e na atmosfera. No entanto, a queima de combustíveis fósseis aumenta a concentração de gás carbônico na atmosfera. c) A queima de combustíveis fósseis libera gases poluentes na atmosfera, sobretudo o gás carbônico. Uma das consequências do aumento desse processo é a elevação da temperatura média do planeta, fenômeno conhecido como aquecimento global. É possível observar no gráfico que a curva de crescimento das emissões de dióxido de carbono entre os anos de 1880 e 2021 segue um padrão similar ao aumento da temperatura média global, no mesmo período. d) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem que, possivelmente, a temperatura média do planeta continuará a aumentar. Entre as consequências desse aumento estão o derretimento das geleiras, a alteração nos regimes de chuvas e a extinção de diversas espécies de seres vivos por vários motivos, tais como: a perda de hábitats naturais, a escassez hídrica, a sensibilidade às alterações de temperatura, entre outros. Caso necessário, proponha a eles que façam uma pesquisa a respeito e que escrevam um texto próprio sobre o assunto. e) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem atitudes que reduzam a exploração e consumo de combustíveis fósseis. Exemplos de ações individuais: privilegiar o uso de equipamentos de maior eficiência energética, recorrer a meios de transporte coletivos e/ou que não necessitem de combustíveis fósseis, reduzir o desperdício de alimentos, apoiar práticas agrícolas sustentáveis, reduzir o consumo de resíduos derivados de petróleo como os plásticos de uso único. Exemplos de ações coletivas: apoiar empresas que adotem práticas sustentáveis, apoiar e propor políticas que promovam energia renovável, transporte sustentável e proteção ambiental como a melhoria da rede de transporte público e ações que reduzam o deslocamento das pessoas para seus trabalhos, estudo, mercado, farmácia etc. 2. a) Ações humanas, como queimadas intencionais para iniciar áreas de agricultura e pecuária, quando associadas ao clima seco intensificado pelo aquecimento global, podem levar a incêndios descontrolados. Com isso, o solo perde nutrientes, a fauna é reduzida por mortes e fugas e a capacidade de regeneração da cobertura vegetal é reduzida. b) Resposta pessoal. Entre os fatores que podem ser citados pelos estudantes estão: alterações climáticas locais, nacionais e mundiais, como o regime de chuva; perda de biodiversidade e alteração nas cadeias alimentares; o aumento de zoonoses devido ao contato entre

seres humanos e animais selvagens; perdas socioeconômicas em todos os setores (agropecuário, industrial, comercial), entre outros. 3. a) O tráfico ilegal de animais contribui para a redução do tamanho das populações nos ecossistemas, ameaçando a sobrevivência da espécie e de outras com as quais interage. b) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes apontem que as autoridades competentes devem investir na fiscalização e penalizar os responsáveis por crimes ambientais. Ao mesmo tempo, a população não deve financiar o produto do tráfico de animais e deve denunciar aos órgãos responsáveis quando identificar atividades ilegais. 4. A poluição do solo e da água, o desmatamento, as mudanças climáticas e as queimadas são alguns impactos que podem levar à perda de hábitat de uma espécie e à sua extinção. 5. a) A energia hídrica é considerada uma fonte de energia renovável porque o ciclo hidrológico é um processo contínuo de evaporação, condensação e precipitação, que ocorre naturalmente, permitindo o uso contínuo da água disponível em reservatórios para gerar energia, como nas usinas hidrelétricas. Se considerar pertinente, mencione que a continuidade desse ciclo depende da manutenção das condições climáticas adequadas. b) Resposta pessoal. Entre as vantagens, é possível que os estudantes citem que essas são menos poluentes, em relação às usinas termelétricas, que utilizam combustíveis fósseis como fonte; que são propícias a serem instaladas no Brasil, devido à riqueza de recursos hídricos do país; que contribuem significativamente à demanda energética da população; entre outras. Entre as desvantagens, é possível que os estudantes citem a alteração de cursos de rios; a perda de biodiversidade causada pela morte de plantas e animais em decorrência da inundação de grandes áreas; a perda de moradias por populações que vivem onde as usinas serão instaladas, sendo forçadas a se deslocar para outras localidades; a interferência em atividades de subsistência de populações ribeirinhas ou extrativistas; entre outras. Organize o debate e oriente os estudantes a apresentar seus argumentos de forma respeitosa. 6. a) Impactos ambientais provocados por um incêndio florestal, entre eles a destruição da cobertura vegetal, representada pelas árvores em chamas, e o deslocamento forçado de animais, representado pelos animais correndo na direção contrária das chamas. b) Incêndios florestais ou queimadas provocam a redução das populações das espécies de plantas presentes no ambiente. Também podem deixar o solo suscetível a processos de erosão e à perda de fertilidade, pois a ciclagem de nutrientes será interrompida. Outro impacto relacionado à remoção da cobertura vegetal é a interferência no ciclo hidrológico, incluindo a alteração do regime de chuvas da região. Além disso, forçam o deslocamento de animais para outros locais, aumentando a competição por recursos, como alimento, abrigo ou parceiros para a reprodução. Isso pode interferir nas relações tróficas estabelecidas entre os seres vivos e alterar o equilíbrio das cadeias alimentares. 7. a) A reportagem informa dados sobre a produção anual de resíduos eletrônicos no Brasil. No país, são produzidos 2,4 milhões de toneladas de resíduos eletrônicos por ano. Além disso, 85% dos brasileiros não sabem como fazer o descarte correto de resíduos eletrônicos. b) Os produtos eletrônicos contêm peças e componentes que liberam elementos tóxicos. O descarte incorreto pode contaminar o solo, a água e os seres vivos, provocando o acúmulo desses produtos ao longo das cadeias alimentares e causando danos à saúde dos organismos. c) Resposta pessoal. Os produtos eletrônicos devem ser separados e entregues ao fabricante ou às empresas especializadas em sua coleta, que irão se responsabilizar pela destinação adequada. É importante que os estudantes localizem esses pontos de descarte na cidade onde moram. Incentive-os a visitar esses locais e neles descartar resíduos eletrônicos, caso os tenham em sua residência. d) Resposta pessoal. O objetivo da atividade é que os estudantes organizem uma ação para promover a conscientização da comunidade escolar quanto ao descarte correto de produtos eletrônicos. Uma sugestão é que os grupos confeccionem panfletos informativos (físicos ou digitais) a respeito do assunto e distribuam aos membros da comunidade. Eles também podem produzir vídeos e podcasts curtos sobre o assunto e divulgá-los em sua própria rede social, na rede da escola, em páginas com notícias do bairro ou da cidade, entre outros meios.

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8. a) O aumento expressivo do desmatamento no Cerrado em

2023, que foi de 67,7% em relação a 2022. b) O avanço das fronteiras agrícolas. 9. Fatores como a extração de recursos naturais, que causam desequilíbrio em um ecossistema, o avanço do desmatamento para a ocupação humana ou para cultivo, moradia ou implantação de cultivos e pastagens, aproximam o ser humano de animais selvagens, aumentando o risco de transmissão de patógenos. A população torna-se mais vulnerável aos vetores de doenças, como mosquitos que encontram ambientes propícios para a reprodução e transmissão de patógenos, como é o caso do mosquito Aedes aegypti, vetor de diversos vírus como os da dengue, zika, chicungunha e febre amarela silvestre e urbana. 10. Algumas ações que podem ser citadas pelos estudantes são: o incentivo à agricultura familiar e aos cultivos agroflorestais, que se caracterizam pela diversidade de culturas e sistemas de produção e contribuem para o manejo sustentável e a produtividade a longo prazo; o plantio direto, que melhora a fertilidade do solo e reduz a necessidade de novas áreas para o plantio, sendo uma forma indireta de reduzir o desmatamento; a integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF), que aumenta a produtividade sem necessidade de desmatar novas áreas; o manejo de pastagens, que pode, por exemplo, rotacionar a área de pastagem com cultivo, evitando sua degradação; o uso de tecnologias avançadas, como agricultura de precisão, em que drones ou sensores identificam locais que precisam de maior ou menor adubação e irrigação, melhorando a produtividade e reduzindo a busca por novas áreas; o monitoramento por satélite, que permite acompanhar o uso da terra e identificar áreas que estão em processo de degradação, florestas fragmentadas, de maneira a realizar uma ocupação do solo de forma inteligente, além de monitorar áreas de preservação ambiental, entre outras.

Tema 24 • Conservação, preservação e sustentabilidade Pense e responda 1. Resposta pessoal. Sim. Espera-se que o estudante explique que o

projeto apresenta benefícios ambientais, pois o biodiesel é menos poluente que o diesel, além de ser obtido de fontes renováveis. Em relação aos benefícios sociais, é possível citar a criação de soluções para problemas locais, como o abastecimento de transporte escolar. Além disso, ao utilizar o óleo de cozinha, um recurso que seria descartado, o projeto aproveita resíduos para gerar valor, economizando recursos financeiros que seriam gastos no transporte e aquisição de biodiesel ou de diesel convencional. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem que, ao priorizar o uso do biodiesel, em substituição ao diesel, reduzem-se as emissões de gases poluentes, entre eles, gases de efeito estufa. Ao reduzir essas emissões, é possível minimizar a intensificação das mudanças climáticas, minimizando possíveis impactos e ajudando a proteger os ecossistemas e sua biodiversidade. 3. As Unidades de Proteção Integral são espaços territoriais protegidos que são mantidos livres de ações humanas. Nessas unidades, portanto, não é tolerada qualquer interferência nos recursos naturais, como o consumo e a coleta. Em contrapartida, são permitidas atividades voltadas à pesquisa científica e à educação ambiental. As Unidades de Uso Sustentável são espaços territoriais protegidos em que se permite o uso sustentável dos recursos. Isto é, uma parcela dos recursos naturais pode ser utilizada, desde que com responsabilidade e de forma economicamente viável, evitando impactos negativos ao ecossistema e seu esgotamento. Nesse sentido, algumas dessas Unidades de Conservação permitem certo grau de ocupação humana. 4. Resposta pessoal. O objetivo da atividade é que os estudantes conheçam as Unidades de Conservação de seu estado. Caso haja mais de uma unidade, peça a eles que escolham uma delas, identificando se ela é de Proteção Integral ou de Uso Sustentável. Solicite informações, como sua localização, ano da criação, quais atividades são permitidas, entre outras. Como sugestão de fonte de pesquisa, os estudantes podem acessar o site a seguir. • Todas as Unidades de Conservação. Publicado por: Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade. Disponível em:

https://www.gov.br/icmbio/pt-br/assuntos/biodiversidade/todas -as-unidades-de-conservacao. Acesso em: 13 nov. 2024. 5. Resposta pessoal. O estudante pode citar a adubação verde, que incorpora ao solo plantas como as leguminosas para melhorar sua fertilidade e estrutura; plantio em curvas de nível, técnica que auxilia na redução da erosão; compostagem, técnica que utiliza resíduos orgânicos para produzir adubo natural, enriquecendo o solo sem o uso de fertilizantes químicos, entre outras. 6. Resposta pessoal. Entre as fontes que poderiam ser citadas, estão: fontes hídricas, solar, eólica, geotérmica e oceânica. No geral, suas principais vantagens envolvem o fato de serem renováveis e menos poluentes, se comparadas aos combustíveis fósseis. As desvantagens variam conforme a fonte considerada. Por exemplo, o uso da energia solar e da energia eólica é dependente das condições meteorológicas; o uso da energia geotérmica é restrito a algumas regiões do planeta de onde ela pode ser extraída; o uso da energia oceânica é restrito a regiões costeiras; entre outras. Para a apresentação, é possível dividir as fontes como tema de pesquisa para cada um dos grupos.

Atividades 1. A preservação de um recurso natural ou de um ecossistema com-

preende sua proteção integral, portanto, não é possível realizar atividades humanas que possam interferir nele. Já a conservação possibilita que os recursos sejam utilizados, desde que de forma sustentável e planejada, que o proteja de um futuro desequilíbrio, dano ou esgotamento. 2. A sustentabilidade apoia-se em três pilares: social, que considera os benefícios trazidos à sociedade; ambiental, que considera a minimização de impactos ambientais; e econômico, que considera o crescimento financeiro justo. 3. a) Entre os anos de 1985 e 2023, houve um aumento significativo do desmatamento no território brasileiro, conforme indicado pelas áreas destacadas no mapa, que se referem ao aumento das áreas ocupadas e exploradas pelos seres humanos. b) Espera-se que os estudantes relacionem o aumento do desmatamento e a destruição dos hábitats ao grande número de espécies ameaçadas de extinção. O desmatamento, além de reduzir a população de espécies de plantas, provoca a morte imediata ou força a migração de populações de animais que competirão por recursos. Como os recursos são limitados à capacidade de suporte de um sistema, haverá risco de diminuição populacional, o que pode tornar algumas espécies ameaçadas de extinção. c) A proteção da biodiversidade garante o equilíbrio dos ecossistemas, mantido pelas relações estabelecidas entre as espécies de seres vivos e delas com os fatores abióticos. Além de garantir a existência das espécies locais, é uma forma de garantir a sobrevivência futura da espécie humana, já que dependemos delas, direta ou indiretamente. d) Algumas políticas ambientais, como a criação de Unidades de Conservação, estabelecem normas a serem cumpridas visando à proteção da natureza. Caso sejam desrespeitadas, os responsáveis deverão responder legalmente pelo crime cometido. Nesse sentido, a criação dessas políticas certifica e reitera a importância de algumas áreas que devem ser protegidas. Protegê-las, por consequência, é uma forma de preservar a biodiversidade. 4. a) Aproximadamente 61%. Para o cálculo, é preciso considerar o total de resíduos que tiveram destinação adequada (a 1 43,8 milhões), com relação ao total de resíduos coletados (t 1 71,7 milhões de toneladas). Se t = 100%, a é uma porção destinada corretamente, equivale a b% do resíduo coletado. Portanto, 4 380 h b = 61%. b = (43,8 x 100) ÷ 71,7 h b = ______ 71,7 b) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem que apenas pouco mais da metade dos resíduos sólidos coletados são destinados adequadamente. Logo, uma grande parte ainda é destinada indevidamente a outros locais, resultando em seu acúmulo no ambiente. Para reverter esse cenário, é preciso que as pessoas mudem seus hábitos diários, relativos ao consumo, à geração e ao descarte de resíduos. c) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes proponham ações que minimizem a geração de resíduos, como adquirir produtos reutilizáveis em vez de descartáveis; adquirir novos produtos somente quando necessário etc. Além de garantir a destinação adequada dos resíduos através da separação em

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categorias para a coleta e envio de resíduos específicos para pontos de coleta adequados, como é o caso de resíduos eletrônicos, óleo usado etc. d) Resposta pessoal. Oriente os estudantes a apresentar dados relativos à produção e ao descarte de resíduos no Brasil, além de listarem ações sustentáveis que possam ser adotadas. Uma sugestão de referência é o Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil indicado a seguir. No momento de produção deste material, o relatório mais recente havia sido publicado em 2023. Verifique a versão mais recente disponível. • Panorama. Publicado por: Associação Brasileira de Resíduos e Meio Ambiente (ABREMA). Disponível em: https://www.abrema. org.br/panorama/. Acesso em: 13 nov. 2024. 5. a) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes relacionem a diminuição do número de veículos circulantes à redução das emissões de gases poluentes decorrentes da queima de combustíveis fósseis. b) Sim, pois está apoiado no tripé: social, ambiental e econômico. Na questão social, o rodízio contribui para a qualidade de vida das pessoas, possibilitando a redução do tráfego de veículos. Na questão ambiental, ele reduz a emissão de gases poluentes. Na questão econômica, ele possibilita que as pessoas economizem tempo no trânsito e reduz o consumo de combustível destinado a veículos particulares. 6. a) A reportagem apresenta dados referentes às emissões de CFCs nos últimos anos. É informado que as emissões aumentaram, tendo seu pico em 2020. b) O Protocolo de Montreal é um tratado internacional que objetiva a redução da produção e do consumo de substâncias capazes de destruir a camada de ozônio, como os clorofluorcarbonetos (CFCs) e os hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs). Recentemente, foi incorporado o objetivo de minimizar a produção e o consumo de substâncias que não necessariamente degradam a camada de ozônio, mas contribuem para as alterações climáticas, como os hidrofluorcarbonetos (HFCs). c) Sim, pois está apoiado no tripé social, ambiental e econômico. Na questão social, contribui para a qualidade de vida das pessoas e a manutenção da saúde. Na questão ambiental, reduz a emissão de gases que destroem a camada de ozônio. Na questão econômica, possibilitará um crescimento econômico que preserva o recurso para gerações futuras. d) Não. A reportagem mostra dados que evidenciam o aumento das emissões de CFCs nos últimos anos, mesmo sendo proibidas desde o estabelecimento do Protocolo de Montreal. 7. a) Entre os benefícios ambientais estão a prevenção da exposição aos fertilizantes e agrotóxicos. O uso excessivo de fertilizantes provoca a eutrofização de corpos d’água. O uso de agrotóxicos contamina plantações, a água e o solo e prejudica a saúde dos seres vivos. b) Sim, pois a agricultura orgânica está apoiada no tripé social, ambiental e econômico. Na questão social, contribui para a qualidade de vida das pessoas, evitando prejuízos à saúde tanto do produtor quanto do consumidor dos alimentos. Na questão ambiental, evita a contaminação e os impactos decorrentes do uso de fertilizantes e de agrotóxicos. Na questão econômica, possibilita o crescimento financeiro, sem prejudicar o ambiente ou a saúde das pessoas. c) Sim. Ao evitar os impactos ambientais associados ao uso dos fertilizantes e dos agrotóxicos mencionados na resposta do item a. 8. a) Resposta pessoal. A pegada hídrica dos produtos pode variar conforme a referência considerada. A referência a seguir pode ser um parâmetro de valores como os exemplificados na tabela. Alimento

Água necessária para sua produção

250 mL de leite

255 L

125 mL de café

132 L

1 kg de chocolate

17 196 L

1 kg de frango

4 325 L

1 kg de carne bovina

15 415 L

Fonte dos dados: WATER FOOTPRINT NETWORK. Product Gallery. Disponível em: https://www.waterfootprint.org/resources/ interactive-tools/product-gallery/. Acesso em: 13 nov. 2024.

b) Resposta pessoal. Oriente os estudantes a acessar um simulador na internet para realizar o cálculo da pegada hídrica. Se preferir, indique o acesso ao simulador a seguir. As ações propostas pelos estudantes devem ser voltadas à economia de água consumida diretamente em suas atividades diárias, como higiene pessoal e tarefas domésticas, ou indiretamente, relativas à água empregada na produção de bens e produtos. • Calculadora da Pegada Hídrica. Publicado por: Associação Portuguesa dos Recursos Hídricos (APRH). Disponível em: https:// ech2o.aprh.pt/peghidrica/pt/index.php. Acesso em: 13 nov. 2024. c) Resposta pessoal. Oriente os estudantes na elaboração de um vídeo que deve apresentar uma explicação sobre o conceito de pegada hídrica e exemplos da pegada hídrica de produtos do cotidiano, além de ações que contribuam para reduzi-la.

Oficina científica 1. Sim, o projeto envolve os fatores ambientais, ao contribuir para a

redução da quantidade de resíduos que seriam descartados; sociais, ao envolver a participação ativa da comunidade nas etapas do projeto; e econômicos ao ser doado ou vendido a preços simbólicos. 2. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes reflitam sobre alguns aspectos relativos ao projeto desenvolvido. Incentive-os a pensar de forma crítica sobre o projeto e propor soluções construtivas para perpetuar a iniciativa.

Saiba mais 1. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes

exerçam a criatividade e o pensamento científico para a elaboração de um produto ecológico que possa contribuir para a resolução de problemas ambientais em escala local ou mesmo global. Para auxiliá-los em sua resposta, oriente-os a considerar um problema ambiental que observam em seu cotidiano e, então, pensar em um produto que poderia contribuir para sua resolução. 2. Resposta pessoal. Como sugestão, é possível recomendar aos estudantes que acessem as páginas oficiais de universidades e instituições brasileiras, que costumam comunicar resultados de pesquisa vinculadas a elas. 3. Resposta pessoal. Incentive a reflexão sobre as diferenças que podem existir entre pessoas que cresceram em diferentes épocas e as relações de consumo que podem estar envolvidas com os anseios e influências de cada geração. Explique aos estudantes a classificação das gerações em: Boomer, X, Y, Z e Alfa. Consulte mais informações sobre esse assunto no Manual do Professor.

Atividades complementares

1. Alternativa a. As algas são seres produtores, ocupando o primeiro nível trófico nas cadeias alimentares de ambientes aquáticos.

2. Alternativa b. O enunciado informa que os poluentes serão capta-

dos para dentro do corpo do vegetal. Portanto, pode-se entender que os contaminantes serão acumulados em seus tecidos, ao que se denomina bioacumulação. 3. Alternativa a. Espécies exóticas, como a jaqueira, competem com espécies nativas por recursos, como luz, água e nutrientes do solo. Se possuírem vantagens competitivas, combinadas com a ausência de predadores naturais e a capacidade de se adaptar a diferentes ambientes, é possível que essas espécies se proliferem rapidamente, ocupando áreas antes dominadas pela vegetação nativa. 4. Alternativa a. Neste exemplo, as larvas são predadoras e os insetos alados são suas presas. 5. Alternativa a. A predação e o parasitismo são relações ecológicas interespecíficas que podem reduzir a taxa de crescimento da população ao aumentar o número de mortes de indivíduos dessa população. Por estarem relacionadas a organismos vivos, a predação e o parasitismo podem ser considerados componentes bióticos da resistência ambiental. 6. Alternativa d. Nessa população, a taxa de natalidade se sobrepõe à de mortalidade, enquanto a taxa de imigração se sobrepõe à de emigração. Isso indica que a população de roedores tende a crescer ao longo do tempo, o que pode ocasionar prejuízos à produção e armazenagem de grãos em razão da alimentação desses animais.

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7. Alternativa c. Espécies pioneiras auxiliam a manutenção da umidade

do solo facilitando o aparecimento de outras espécies ao longo da sucessão ecológica. 8. Alternativa d. A queima de combustíveis fósseis, como o petróleo, libera o carbono que estava aprisionado nesses reservatórios para a atmosfera na forma de gás carbônico. 9. Alternativa c. Bactérias fixadoras convertem o gás nitrogênio (N2) em amônia (NH3). A amônia, por sua vez, pode ser convertida em nitrito (NO_2 ) ou nitrato (NO_3 ). 10. Alternativa b. Os decompositores atuam sobre a matéria orgânica morta, liberando amônia (NH3) no ambiente. 11. Alternativa a. A destruição dos manguezais pode expor a matéria orgânica acumulada no solo desses ecossistemas à ação dos decompositores. Com isso, o carbono que estava armazenado nesse reservatório pode ser liberado na atmosfera na forma de gás carbônico. O aumento da concentração atmosférica desse gás contribui para a intensificação do efeito estufa. 12. Alternativa b. As queimadas e o desmatamento removem a cobertura vegetal de uma área, interrompendo o processo de sequestro de carbono que seria realizado pelas plantas localizadas nessas áreas por meio da fotossíntese. Além disso, durante as queimadas, liberam-se gases de efeito estufa, como o gás carbônico. Ambas as interferências contribuem para as mudanças climáticas. A remoção da cobertura vegetal também implica a diminuição da transpiração vegetal, o que interfere no ciclo hidrológico. Essa interferência é intensificada pelos efeitos das mudanças climáticas, que podem incluir alterações nos regimes de chuvas. 13. Alternativa e. O desmatamento pode resultar em perda de hábitats dos anfíbios, sendo um dos fatores responsáveis pela redução do tamanho populacional desses animais. Assim, o fim do desmatamento poderia contribuir para sua conservação.

Integrando com...

1. Sim, pois ao adquirir produtos de segunda mão, os consumidores

não só economizam, mas também contribuem para a redução do desperdício. Esses produtos, que ainda estão em boas condições, ganham uma nova vida, o que diminui a necessidade de novas produções e, consequentemente, o impacto ambiental. Além disso, essa prática ajuda a combater a cultura da obsolescência, promovendo o consumo consciente. 2. De modo geral, pilhas e baterias contêm metais pesados em sua composição, como chumbo, cádmio e mercúrio, e outros elementos que podem ser tóxicos aos seres vivos, como o alumínio. Se não forem descartadas corretamente, esses elementos contaminam o solo e os rios, e, consequentemente, os seres vivos que ali vivem. Para evitar que o ambiente seja contaminado por esses resíduos, é importante que sejam descartados em postos de coleta específicos que realizam a destinação adequada. Além disso, algumas delas podem ser enviadas diretamente ao fabricante, que irá se responsabilizar pelo descarte. 3. Resposta pessoal. Oriente os estudantes durante a produção do vídeo. É importante que eles apresentem uma explicação sobre a obsolescência programada e citem os impactos ambientais a ela relacionados. Os estudantes podem trazer exemplos reais e depoimentos sobre o assunto. Ao final do vídeo, é preciso que proponham alternativas sustentáveis que objetivam o consumo consciente. Uma sugestão é que o vídeo tenha uma chamada para ação coletiva, incentivando que as pessoas adotem hábitos de consumo conscientes e que compartilhem o vídeo com outros de seu ciclo social. 4. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes conversem sobre o fato de que novos produtos surgem constantemente e, ainda que produtos mais antigos tenham a mesma função, é possível que a constante oferta de novas opções proporcione a sensação de que não é possível acompanhar as tendências de mercado. A percepção de valor de um indivíduo e de seu papel na sociedade pode então ser confundida com o valor de objetos, o que pode aumentar a sensação de desigualdade e exclusão, já que, para adquirir produtos novos constantemente é necessário um poder aquisitivo acima das possibilidades financeiras da maioria das pessoas.

Unidade 5 • Corpo humano e Genética Abertura de Unidade

1. Espera-se que os estudantes associem a cena ao sistema digestó-

rio pelo fato da pessoa estar se alimentando e pela intensificação da salivação. Remeter o ato de se alimentar às boas memórias relaciona o ato de se alimentar ao sistema nervoso. Por fim, é possível que sejam mencionados o sistema respiratório, ao mencionar a respiração mais profunda e o sistema cardiovascular, pela aceleração dos batimentos cardíacos. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes mencionem termos relacionados à genética, como material genético, DNA e genes. Verifique se, durante essa conversa, os estudantes mencionam fatores ambientais, uma vez que podem influenciar as características manifestadas pelos seres vivos.

Tema 25 • Sistema digestório e respiratório Pense e responda 1. Resposta pessoal. Verifique se os estudantes compreendem como

o bafômetro mede a quantidade de álcool presente no sangue. Se julgar necessário, reforce que os artifícios mencionados se tratam de mitos. 2. Resposta pessoal. Aproveite a oportunidade para conscientizar os estudantes sobre os perigos relacionados ao ato de beber e dirigir. Promova uma conversa sobre o assunto, aborde a questão da responsabilidade que acompanha o direito de estar habilitado. Apresente alguns exemplos de como o álcool afeta o sistema nervoso e que, sob seu efeito, dirigir pode gerar graves consequências como morte dos ocupantes do automóvel e até de pedestres. Se possível, apresente dados reais de acidentes causados por motoristas embriagados e promova a reflexão sobre alternativas e escolhas seguras que devem ser feitas por motoristas que, porventura, tenham ingerido bebidas alcoólicas. 3. Os incisivos são oito dentes especializados em cortar os alimentos; os caninos são quatro dentes especializados em perfurar e rasgar os alimentos; os oito dentes pré-molares e os doze dentes molares são especializados em esmagar e triturar os alimentos. 4. Pessoas intolerantes à lactose, em geral, não produzem lactase em quantidade suficiente. Dessa forma, a lactose não é digerida, permanecendo no quimo. Essa condição oportuniza a fermentação bacteriana da lactose, que resulta na produção de gases. Por isso, pessoas intolerantes à lactose costumam apresentar flatulência após a ingestão de leite e derivados. Outros sintomas incluem diarreia, distensão abdominal e cólicas abdominais. Para evitar esses sintomas, primeiramente a pessoa deve consultar um médico que está habilitado a identificar o problema e, se for o caso, orientar o consumo de produtos sem lactose, usar suplementos de enzimas de lactase e ingerir probióticos. Reforce a importância de não se autodiagnosticar e nem se automedicar. 5. Resposta pessoal. O hálito cetônico pode ocorrer em algumas situações. Praticamente todas envolvem uma alteração do metabolismo que deixa de utilizar a glicose e começa a metabolizar a gordura do corpo. A redução da glicose no corpo pode ocorrer devido a uma dieta pobre em carboidratos, jejum prolongado, ou em alguns casos, pela prática de exercício físico intenso. Nesses casos, a ausência de glicose faz com que a gordura corporal seja usada para gerar energia. Um dos subprodutos desse processo é a acetona. No caso de uma pessoa acometida por diabetes, a glicose pode estar disponível, mas a falta de insulina pode levar à incapacidade de utilizá-la, mobilizando a quebra de gordura.

Atividades 1. Tecido é um grupo de células de mesma origem e que apresentam

semelhanças e, em associação com a matriz extracelular, realizam funções específicas e especializadas no organismo. 2. No corpo humano, existem quatro tipos de tecido: tecido epitelial, tecido conjuntivo, tecido muscular e tecido nervoso. O tecido epitelial é constituído por células especializadas nas funções de revestimento e secreção. O tecido muscular é formado por células especializadas em realizar contrações. Ele pode ser dividido em tecido muscular estriado esquelético, que é, principalmente, associado aos ossos e exibe contração voluntária; tecido muscular estriado cardíaco, presente no coração e que exibe contração involuntária, contínua e rítmica; e tecido muscular não estriado,

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presente em alguns órgãos como intestino, pulmão e estômago e exibe contração involuntária. O tecido conjuntivo é composto de diferentes células e abundante matriz extracelular que oferece suporte a outros tecidos. Alguns tipos de tecido conjuntivo exercem funções específicas, como o transporte de substâncias pelo sangue, o armazenamento de gordura pelo tecido adiposo, a sustentação e amortecimento de impactos pelo tecido cartilaginoso e a sustentação pelo tecido ósseo. O tecido nervoso é formado por neurônios, células capazes de transmitir impulsos nervosos, e por células da glia, que protegem e nutrem os neurônios. 3. O sistema digestório é formado por boca, faringe, esôfago, estômago, intestino delgado, intestino grosso e ânus que integram o trato gastrointestinal e por glândulas salivares, pâncreas, fígado e vesícula biliar classificados como órgãos acessórios. Esse sistema é responsável pela digestão dos alimentos e pela absorção de nutrientes. 4. O sistema respiratório é responsável por realizar as trocas gasosas entre o sangue e o ambiente. 5. A epiglote está situada na porção superior da laringe. Seu fechamento ocorre durante a passagem de alimentos e evita a entrada deles nas vias aéreas. Sua abertura ocorre enquanto estamos respirando, possibilitando a passagem do ar nas vias aéreas. 6. a) Na imagem A, é apresentado o tecido muscular estriado esquelético; na imagem B, é apresentado o tecido muscular não estriado. b) O tecido muscular estriado esquelético realiza contração voluntária, ou seja, podemos contraí-lo de maneira consciente. Ele está normalmente associado aos ossos e promove a movimentação do corpo. O tecido muscular não estriado realiza contração involuntária, ou seja, sem o controle intencional, como o movimento dos órgãos internos. c) Tecido muscular estriado cardíaco. Ele realiza contração involuntária, de maneira rítmica, rápida e contínua. d) Finalização da digestão química dos alimentos e absorção da maior parte dos nutrientes. 7. a) Carboidratos: pão e macarrão. Proteínas: hambúrguer e peixe. Lipídios: queijo e azeite. Explique aos estudantes que outros nutrientes também são encontrados nesses alimentos. b) O objetivo desta atividade é evidenciar os locais em que ocorrerá a digestão química dos alimentos, mas é importante retomar que a digestão mecânica dos alimentos ocorre na boca, pela mastigação, e no estômago, por contrações involuntárias deste órgão. O quadro a seguir pode auxiliar na verificação da resposta esperada. Localização da digestão química

Alimentos digeridos

Enzimas envolvidas

Boca

Pão e macarrão

Amilase salivar

Estômago

Hamburguer, queijo e peixe

Pepsina

Intestino delgado

Azeite, queijo e o restante do quimo

Amilase e lipase pancreática, tripsina, quimotripsina e carboxipeptidase (encontradas no suco pancreático) e maltase e lactase (enzimas do suco entérico).

c) Na ausência da vesícula biliar não é possível armazenar e concentrar a bile que passa a ser liberada de forma contínua. Isso significa que ela pode não ser tão eficaz na emulsificação de grandes quantidades de gordura. Sendo assim, caso a macarronada que João ingeriu contenha azeite ou outra gordura em excesso, é possível que os lipídios não sejam digeridos de forma adequada, podendo resultar em diarreia e mal-estar. 8. a) Nos alvéolos pulmonares ocorrem as trocas gasosas entre o ar e o sangue. Através dos alvéolos, o gás oxigênio atinge a circulação sanguínea e o gás carbônico é eliminado no ambiente externo. O enfisema pulmonar é uma condição em que os alvéolos pulmonares são gradualmente destruídos, minimizando as trocas gasosas, o que resulta na falta de ar. b) Porção respiratória. c) Resposta pessoal. De modo geral, é possível mencionar danos ao longo de toda porção condutora e respiratória que ocasionam irritação e inflamações, além de torná-la suscetível a infecções. Também é possível o desenvolvimento de cânceres.

Oficina científica 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes observem que a

solução de iodo pingada no copo 1 exibiu coloração azul-escuro intensa; no copo 2, exibiu coloração azul-escuro, com tonalidade mais clara que no copo 1; no copo 3, exibiu coloração marrom. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes respondam que a coloração do copo 1 indica a presença de amido em grande quantidade. Já no copo 2, a coloração indica a presença de amido em menor quantidade, se comparado com o copo 1. Isso ocorreu devido à ação da amilase salivar, enzima presente na saliva que inicia a degradação química do iodo. O copo 3 é o controle e pode ser utilizado pelos estudantes para avaliar a coloração do iodo. 3. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é oportunizar aos estudantes que façam testes para identificar a presença de amido em diferentes alimentos que costumam ingerir no cotidiano. Caso essa atividade seja realizada em suas residências, peça que gravem um vídeo realizando os testes e que o compartilhem nas redes sociais da turma, para promover uma discussão conjunta dos resultados.

Tema 26 • Sistema cardiovascular, imunidade e sistema urinário Pense e responda 1. Resposta pessoal. Aproveite a oportunidade para incentivar

os estudantes a compartilhar o que sabem sobre a doação de sangue. 2. Resposta pessoal. Assim como na primeira atividade, o estudante pode entrevistar alguém que tenha passado por essa situação. De modo geral, para que a transfusão sanguínea seja feita de forma segura, deve existir compatibilidade entre o tipo sanguíneo do doador e da pessoa receptora. Alguns tipos sanguíneos não são compatíveis entre si. Dessa forma, se a pessoa receptora recebesse uma transfusão de sangue incompatível ao seu, poderiam ocorrer graves complicações em seu organismo. 3. Resposta pessoal. Existem alguns critérios para realizar a doação de sangue, entre eles a idade dos doadores, que devem ter entre 16 e 60 anos. Os menores de 18 anos devem estar acompanhados de seus responsáveis. Além disso, a pessoa que irá fazer a doação deve pesar no mínimo 50 kg e deve estar em boas condições de saúde. Aproveite a oportunidade para explorar e esclarecer possíveis mitos ou mal-entendidos sobre a doação de sangue. 4. Resposta pessoal. Uma sugestão é orientar os estudantes a formar duplas. Um membro da dupla deve utilizar o cronômetro do celular para cronometrar o intervalo de 1 minuto. Durante esse período, o outro membro da dupla deve contar seu próprio número de batimentos cardíacos. Para isso, ele deve posicionar o dedo polegar de uma de suas mãos sobre o pulso da outra mão, sentindo sua pulsação. Depois, os membros da dupla devem inverter os papéis. 5. Espera-se que os estudantes considerem que, durante a atividade física, há maior demanda energética pelas células musculares. Essa demanda é atendida pelo aumento da frequência cardíaca, de modo que mais sangue seja bombeado para os tecidos, levando gás oxigênio e nutrientes para as células. 6. Resposta pessoal. Os estudantes podem mencionar hábitos de higiene, tais como lavar as mãos antes das refeições, antes e após utilizar o banheiro; tomar banho diariamente etc. É possível que mencionem também a higienização de alimentos antes de serem ingeridos, a ingestão de água filtrada, entre outros hábitos que possam contribuir para evitar que uma pessoa entre em contato com agentes infecciosos. 7. Resposta pessoal. Oriente os estudantes a obter as informações em um posto de saúde próximo à escola. 8. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes reflitam sobre a quantidade de água que costumam ingerir diariamente. A quantidade adequada a ser ingerida por cada pessoa depende de suas necessidades fisiológicas. No entanto, de modo geral, recomenda-se em média a ingestão diária de pelo menos 2 litros de água. 9. De maneira geral, a urina de cor amarela-clara é ideal e sinaliza boa hidratação. Conforme a cor escurece, pode haver indícios de desidratação. Algumas outras cores podem indicar problemas mais graves. Rosa ou vermelha, por exemplo, podem indicar sangue na urina, marrom-escuro problemas no fígado, e verde ou azul podem ser corantes alimentares, medicações ou infecções bacterianas.

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Atividades 1. O plasma promove o transporte de substâncias e o equilíbrio do

volume de água existente no sangue. Os elementos figurados do sangue são os glóbulos vermelhos, que realizam o transporte de gás oxigênio; os glóbulos brancos, que promovem a defesa do organismo e as plaquetas, que realizam a coagulação sanguínea. 2. A circulação sanguínea pode ser dividida em duas partes principais: a circulação sistêmica e a circulação pulmonar. A primeira é responsável por transportar o gás oxigênio aos tecidos do corpo, enquanto a segunda promove a oxigenação do sangue nos pulmões. O sangue rico em oxigênio é ejetado do ventrículo esquerdo do coração e distribuído pelo corpo e seus tecidos pela artéria aorta e suas ramificações. Por outro lado, o sangue pobre em oxigênio retorna ao átrio direito do coração pelas veias cavas, completando a circulação sistêmica. Esse sangue pobre em oxigênio é então ejetado do ventrículo direito e conduzido aos pulmões pelas artérias pulmonares, onde ocorrem as trocas gasosas. Finalmente, o sangue rico em gás oxigênio retorna ao átrio esquerdo pelas veias pulmonares, concluindo a circulação pulmonar. 3. As defesas inespecíficas são aquelas que agem contra qualquer agente estranho no organismo, como a pele, as lágrimas, a saliva, os cílios, os reflexos e os processos inflamatórios. A defesa específica é aquela que age de forma rápida e direcionada a determinado agente infeccioso. Ela é realizada por linfócitos e anticorpos. 4. A urina é produzida nos rins a partir da filtração do sangue trazido pela artéria renal e suas ramificações. Após a filtração, ocorre a reabsorção de algumas substâncias, como água e sais, enquanto outras são secretadas, como a amônia e a ureia. A solução resultante desse processo constitui a urina, que será eliminada do organismo. 5. a) A artéria aorta transporta o sangue oxigenado que sai do coração para os tecidos do corpo. b) Espera-se que os estudantes considerem que o estreitamento da artéria aorta poderia comprometer o fluxo de sangue oxigenado ao organismo. Com isso, a distribuição de gás oxigênio e de nutrientes aos tecidos seria comprometida, prejudicando seu funcionamento. A esse quadro dá-se o nome de estenose aórtica. c) A impressão 3D possibilitou aos médicos obter um modelo 3D do coração do paciente antes da realização da cirurgia. Com isso, puderam estudá-lo e planejar os procedimentos cirúrgicos que seriam realizados. 6. a) A hemoglobina é um pigmento de coloração vermelha existente nas hemácias, a mais abundante das células sanguíneas. A hemoglobina é responsável por realizar o transporte de gás oxigênio pelo organismo. b) A fumaça contém monóxido de carbono (CO) que se liga fortemente à hemoglobina. Isso reduz a quantidade de hemoglobina disponível para promover o transporte de gás oxigênio aos tecidos, dificultando as trocas gasosas e ocasionando a sensação de falta de ar. 7. a) Resposta pessoal. Considere selecionar previamente alguns tipos de vacinas para distribuir entre os grupos. Auxilie os estudantes na obtenção dos dados e, se possível, organize uma visita a uma UBS com eles. Se não, verifique as possibilidades de contato por telefone ou e-mail para a obtenção das informações. Sugere-se que seja considerada uma mesma UBS. Em caso de dificuldade na obtenção de dados, é possível utilizar as informações disponibilizadas no site a seguir. Auxilie os estudantes na busca de informações e filtragem de dados. • Datasus. Publicado por: Ministério da Saúde. Disponível em: http:// tabnet.datasus.gov.br/cgi/dhdat.exe?bd_pni/cpnibr.def. Acesso em: 13 nov. 2024. b) Resposta pessoal. É possível pedir aos estudantes que elaborem um quadro e organizem as vacinas em dois grupos: acima e abaixo da meta de cobertura vacinal recomendada pelo Ministério da Saúde. c) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes citem algumas ações que incentivem a população a se vacinar, como a maior divulgação das campanhas por diversos meios, combate às fake news e orientação da população para o acesso à informação segura. d) Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes realizem ações para a promoção da saúde coletiva. Oriente os estudantes na elaboração de panfletos informativos com explicações sobre o mecanismo de atuação das vacinas no organismo e dados referentes à cobertura vacinal pesquisada, por exemplo.

8. a) O filtro utilizado na máquina de hemodiálise seleciona a passa-

gem de determinadas substâncias em detrimento de outras. b) A etapa 4 representa o descarte das substâncias tóxicas filtradas do sangue. Em rins saudáveis, após a filtração do sangue, a reabsorção e a secreção de algumas substâncias, forma-se a urina. Nela, estão presentes água e as substâncias tóxicas a serem eliminadas do corpo. c) Entre as dificuldades que podem ser discutidas estão a frequência das sessões, os efeitos colaterais e a dependência da máquina. Contudo, a hemodiálise é fundamental para pessoas com insuficiência renal, pois elimina as substâncias tóxicas e auxilia a manutenção do equilíbrio hídrico e iônico das células. Se possível, oriente os estudantes a realizar uma entrevista com uma pessoa que faz hemodiálise para obter um relato sobre suas experiências. 9. a) Os agentes infecciosos precisam atravessar barreiras físicas como a pele e os cílios e barreiras químicas como a saliva e as lágrimas. b) Os linfócitos produzem anticorpos específicos para os antígenos dos agentes infecciosos. Ao se ligarem a esses antígenos, os anticorpos ativam uma resposta de combate direcionada contra o agente infeccioso em questão. c) Imunidade ativa naturalmente adquirida, pois houve a produção de anticorpos pelo organismo da pessoa após ter sido infectada pelo agente causador da doença. 10. a) As campanhas de vacinação têm por objetivo conferir proteção coletiva por meio da inoculação do maior número possível de indivíduos contra doenças alvo e podem, em alguns casos, erradicá-las. Este foi o caso da poliomielite no Brasil. Como evidenciado pelo gráfico, na década de 1980 observou-se a redução significativa dos casos da doença a partir do início das campanhas de vacinação no país. É possível observar que, a partir da década de 1990 não houve o registro de um número significativo de casos em relação a cada 100 mil habitantes. b) É possível que novos casos de poliomielite sejam registrados no país, fazendo com que a doença deixe de ser considerada erradicada. c) Resposta pessoal. É possível que os estudantes apontem fatores como a circulação de fake news sobre a eficácia das vacinas; o desconhecimento sobre o mecanismo de ação das vacinas e sua segurança; entre outros. Espera-se que os estudantes considerem a realização de campanhas de conscientização e eventos educativos que atinjam públicos diversos sobre a importância das vacinas; a mobilização de representantes de comunidades para engajar a população; o combate à desinformação e às fake news; entre outras ações para aumentar a cobertura vacinal no país.

Saiba mais 1. Espera-se que os estudantes respondam que os anticorpos anti-B

presentes no plasma da pessoa de sangue tipo A podem reagir com o antígeno B presente nas hemácias do doador, desencadeando uma resposta imunológica específica de combate a eles. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes investiguem a origem histórica das descobertas, por exemplo, que o fator Rh foi identificado por Karl Landsteiner (1868-1943), com a colaboração do imunopatologista norte-americano Solomon Wiener (19071976). Ao caracterizar o fator Rh, espera-se que mencionem que é um antígeno que pode estar presente na superfície das hemácias de algumas pessoas. Nesses casos, as pessoas possuem sangue Rh+. Já pessoas que não apresentam antígenos Rh em suas hemácias possuem sangue Rh_. Ambas não apresentam anticorpos anti-Rh. Contudo, eles podem ser produzidos caso uma pessoa cujo sangue seja Rh_ tenha contato com sangue que seja Rh+. Dessa forma, em um segundo contato, será desencadeada uma resposta específica de combate às hemácias que apresentam antígeno Rh e a pessoa poderá ter complicações.

Tema 27 • Sistema nervoso Pense e responda 1. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes

compartilhem suas vivências com procedimentos que envolveram a anestesia geral, regional ou local. Eles podem comentar sobre como se prepararam para o procedimento, se ficaram acordados ou não durante o procedimento, como foi a recuperação etc.

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2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes digam que eles

impedem a transmissão dos impulsos nervosos entre os neurônios. 3. A inativação dos canais de sódio impede a despolarização da membrana e, consequentemente, a formação de um potencial de ação que propagaria os impulsos nervosos que sinalizam a dor. 4. Os atos reflexos podem proteger o organismo de lesões.

Atividades 1. A parte central do sistema nervoso é composta do encéfalo e da

medula espinal. Ela é responsável por receber e interpretar estímulos captados por diferentes regiões do organismo e produzir respostas. A parte periférica do sistema nervoso é composta dos nervos e gânglios. Ela é responsável pelos atos reflexos, por encaminhar os estímulos à parte central do sistema nervoso, além de encaminhar as respostas produzidas pela parte central aos órgãos e músculos. 2. Resposta pessoal. O desenho deve conter dendritos, corpo celular, axônio envolto pela bainha de mielina e botões terminais. Para representar o caminho seguido pelas informações nervosas, os estudantes devem indicar setas que partem dos dendritos em direção aos botões terminais. 3. O estímulo sonoro é captado por receptores específicos localizados nas orelhas. Os receptores enviam o estímulo aos neurônios, que os transmitem ao cérebro. No cérebro, essas informações são interpretadas como a sinalização do início da prova. Assim, uma resposta é gerada e enviada pelos neurônios a órgãos e músculos. Nesse caso, a resposta envolve a contração e o relaxamento de músculos associados ao mergulho e ao nado. 4. A: momento 2. C: momento 4. B: momento 1. D: momento 3. 5. a) A bainha de mielina é um revestimento membranoso localizado nos axônios e composta majoritariamente de lipídios. Por isso, ela atua como isolante elétrico, possibilitando maior velocidade na condução de impulsos nervosos. Neurônios que contam com essa estrutura são chamados neurônios mielínicos. b) A desmielinização consiste na destruição da bainha de mielina que dificulta a transmissão dos impulsos nervosos. Os impulsos nervosos são sinais elétricos de baixa intensidade transmitidos entre neurônios ou de um neurônio a outras células, como as células musculares. Assim, sem os impulsos nervosos, as demais funções do organismo, controladas pelo sistema nervoso como andar e se equilibrar, são comprometidas. c) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes compreendam o mecanismo de ação de doenças autoimunes. O sistema imunológico reconhece erroneamente células e tecidos saudáveis do organismo, atacando-as. De modo geral, o tratamento é feito com medicamentos que suprimem o sistema imunológico da pessoa a fim de evitar a destruição de células saudáveis. No caso da esclerose múltipla, além da supressão do sistema imunológico para evitar a destruição da bainha de mielina, é necessário tratar dos sintomas visando a aumentar a qualidade de vida dos pacientes.

Saiba mais 1. A parte central do sistema nervoso, pois afeta certas regiões do

cérebro. 2. Resposta pessoal. Conduza uma conversa com os estudantes e os incentive a contar suas experiências em um ambiente de respeito e empatia. Oriente-os na elaboração do roteiro do vídeo, que deve promover reflexões sobre a importância de reconhecer e respeitar a história de vida dos idosos, de garantir seu bem-estar por meio de cuidados adequados e de tratá-los com carinho e amor.

Tema 28 • Genética mendeliana Pense e responda 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes citem o tamanho

da espiga e a quantidade de grãos, indicando que ambos eram menores no teosinto quando comparados à espiga de milho atual. 2. Resposta pessoal. Não é esperado que os estudantes respondam corretamente, mas que pensem sobre o assunto. As diferenças observadas entre as espigas de milho antiga e atual podem ser explicadas pela seleção artificial realizada ao longo dos séculos pelos seres humanos ao cultivarem o milho, uma vez que colhiam e replantavam sementes daqueles que apresentavam características desejáveis, como tamanho e quantidade de grãos.

2 isto é, de 2 eventos em 3 possíveis 3. A probabilidade é de __ desfechos.

4. A probabilidade de se obter um descendente alto heterozigoto (Bb) é de __ 2 ou 50%. 4

B b

1 ou 25%. Para determinar a probabilidade 5. A probabilidade é de __

4 desses eventos ocorrerem juntos, é preciso multiplicar a probabilidade independente de se obter a face coroa (__ 1 )em cada um dos 2 1 x __ 1 = __ 1 ). __ dois lançamentos ( 2 2 4 2 ou 50%. Para determinar a probabilidade 6. A probabilidade é de __ 4 desses eventos ocorrerem juntos, é preciso somar a probabilidade 1 ) e um botão amarelo independente de se obter um botão verde ( __ 4 1 1 1 2 __ __ + __ = __ = __ 1 . (4 )de forma independente ( 4 4 4 2) 3 ou 75%. As plantas altas podem ser 7. A probabilidade é de __ 4 homozigotas dominantes (BB) ou heterozigotas (Bb). Então, para determinar a probabilidade desses eventos ocorrerem juntos, é preciso somar a probabilidade independente de se obter, nesse 1 cruzamento, um descendente homozigoto dominante (__ 4) 2 de forma independente e um descendente heterozigoto (__ ) 4 1 + __ 2 = __ 3 . (__ 4 4 4) B b BB Bb B Bb bb b 8. É necessário considerar que o indivíduo 8 é resultado do cruzamento entre 5 (Aa) e 6 (Aa). Portanto, a probabilidade de o indivíduo 8 ser homozigoto dominante (AA) é de __ 1 ou 25% e de ser heterozi4 2 __ goto (Aa) é de ou 50%. 4 A a AA Aa A Aa aa a 9. A probabilidade de o filho ter tipo sanguíneo A (genótipo I Ai ) é de __ 1 2 ou 50%. IA IB

I Ai

I Bi

Atividades 1. A hereditariedade é o processo pelo qual ocorre a transmissão de características entre progenitores e descendentes.

2. A ervilha-de-jardim é de fácil cultivo, possui rápido crescimento e

produz muitos descendentes. Além disso, as características estudadas por Mendel possuem poucas variações e são de fácil identificação. 3. A dominância completa ocorre quando a presença do alelo dominante determina o fenótipo do indivíduo, pois inibe a expressão do alelo recessivo. Assim, os indivíduos heterozigotos expressam o mesmo fenótipo que os homozigotos dominantes. A dominância incompleta ocorre quando os indivíduos heterozigotos possuem um fenótipo intermediário em relação aos homozigotos. A codominância ocorre quando os indivíduos heterozigotos expressam o fenótipo de ambos os homozigotos, simultaneamente. 4. a) Nas ervilhas-de-jardim, cada característica estudada por Mendel é condicionada por um gene, cujos alelos possuem padrão de dominância completa. Assim, ao promover o cruzamento entre plantas puras (homozigotas), obtém-se uma geração de indivíduos heterozigotos que manifestam a variação dominante. Neste caso, ao realizar o cruzamento entre plantas puras com flores púrpura e plantas puras com flores brancas, o fenótipo observado entre os indivíduos da geração F1 é de flores púrpura. Portanto, essa variação é dominante em relação à variação branca, recessiva.

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b) Geração P: flores púrpura são AA e flores brancas são aa. Geração F1: flores púrpura são Aa. Geração F2: flores púrpura podem ser AA ou Aa e flores brancas são aa. Cruzamento entre plantas da geração P: A A

Autofecundação das plantas da geração F1: A

A Aa aa a c) Considerando o cruzamento entre plantas heterozigotas (Aa x Aa), a probabilidade de se obter uma planta de flor púrpura 3 ou 75%, e de se obter uma planta de flor branca (AA ou Aa) é de __ 4 1 . Para calcular a probabilidade de ocorrer um (aa) é de 25% ou __ 4 evento e outro, aplica-se a regra da multiplicação, logo, __ 3 x __ 1 = 4 4 3 ___ = ou 18,75%. 16 d) As plantas de flores brancas são homozigotas recessivas (aa) e, portanto, não carregam o alelo A que codifica flores púrpura. Sendo assim, o cruzamento entre plantas com flores brancas (aa x aa) apenas produz descendentes com flores brancas (aa), não havendo possibilidade de resultar em um indivíduo que apresente flores púrpura. 5. a) 1: Aa; 2: aa; 3: aa; 4: Aa. b) Nessas condições, não há probabilidade do indivíduo 6 possuir anemia falciforme. Para o cruzamento Aa x AA, probabilidade de prole é de 50% AA e 50% Aa. AA

AA AA A Aa Aa a c) Nessas condições, a probabilidade do indivíduo 6 possuir anemia falciforme é de 25% pois, Aa x Aa = 25% AA, 50% Aa e 25% aa.

6. a) Dominância incompleta, pois os indivíduos heterozigotos (frutos rajados) possuem um fenótipo intermediário em relação aos homozigotos (frutos roxos ou brancos). b) Há 100% de chance de se produzir descendentes rajados (Pp). P P

c) Há 0% de chance de se produzir descendentes de cor roxa (PP). Os descendentes desse cruzamento podem ser de cor rajada (Pp) ou branca (pp), ambos em proporção de 50%. p

Pp Pp P pp pp p d) Todos os parentais devem ser de cor roxa (PP ), pois como se trata de um caso de dominância incompleta, a presença de um gene recessivo que está na berinjela-rajada (Pp) ou na berinjela-branca (pp), pode influenciar na cor dos descendentes.

PP PP P PP PP P 7. a) O indivíduo I tem sangue tipo A, pois houve aglutinação na presença do soro anti-A, indicando a presença do antígeno A na parede das hemácias da amostra. Por não haver aglutinação na presença do soro anti-B, confirma-se a ausência do antígeno B na parede das hemácias da amostra. O indivíduo II tem sangue tipo O, pois não

houve aglutinação na presença dos soros anti-A e anti-B, indicando ausência dos antígenos A e B na parede das hemácias da amostra. b) Indivíduo I: I Ai ou I AI A. Indivíduo II: ii. c) O indivíduo II é homozigoto (ii ), dessa forma é preciso que o indivíduo I seja o heterozigoto (I Ai ). Portanto, há 50% de chance de o tipo sanguíneo do filho desse casal ser O (ii ). i i I Ai I Ai IA ii ii i 8. a) Há 50% de chance de os descendentes serem altos com sementes amarelas (BbVv) e 50% de chance de os descendentes serem altos com sementes verdes (Bbvv). BV Bv BV Bv

BbVv

Bbvv

BbVv

Bbvv

b) Há 37,5% de chance de os descendentes serem altos com sementes amarelas (BbVV ou BbVv), 37,5% de chance de os descendentes serem baixos com sementes amarelas (bbVV ou bbVv), 12,5% de chance de os descendentes serem altos com sementes verdes (Bbvv) e 12,5% de chance de os descendentes serem baixos com sementes verdes (bbvv). BV Bv bV bv

BbVV

BbVv

BbVV

BbVv

Bbvv

BbVv

Bbvv

bbVV

bbVv

bbVV

bbVv

bbvv

bbVv

bbvv

Tema 29 • Interações gênicas e herança quantitativa Pense e responda 1. Resposta pessoal. Anote na lousa palavras que resumam as per-

cepções dos estudantes e, a partir delas, oriente uma conversa sobre diferenças, igualdades, inclusão, exclusão, miscigenação, entre outros temas relevantes. 2. Resposta pessoal. Aproveite esse momento para valorizar a diversidade humana, promovendo e incentivando o respeito, a inclusão e a celebração das diferenças que nos tornam únicos. 3. Genótipos crista noz: RREE, RREe, RrEE e RrEe. Genótipos crista ervilha: rrEE e rrEe. 4. Os descendentes poderão apresentar crista noz de genótipo RrEe ou crista rosa de genótipo Rree. RE Re RE Re

RrEe

Rree

RrEe

Rree

5. Sim, há uma probabilidade de 25% de serem de crista simples (rree). Re Re re re

RRee

Rree

RRee

Rree

rree

Rree

rree

6. Genótipos para a pelagem preta: PPAA, PPAa, PpAA e PpAa.

Genótipos para a pelagem marrom: ppAA e ppAa. Genótipos para a pelagem amarela: PPaa, Ppaa e ppaa. 7. Genótipos para a casca branca: WWYY, WwYY, WWYy, WwYy, WWyy e Wwyy. Genótipos para a casca amarela: wwYY e wwYy. 8. Resposta pessoal. Espera-se que, ao analisarem a amostra de colegas de classe, os estudantes percebam que a altura é uma característica que varia gradualmente entre as pessoas. Os dados coletados nesta atividade serão retomados na atividade 9 do Pense e responda.

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9. Resposta pessoal. Oriente-os a construir o gráfico, indicando a

altura (em centímetros) no eixo x e o número de indivíduos no eixo y. A análise do gráfico depende dos dados coletados, mas, ao final dela, espera-se que concluam que a altura é um traço de variação contínua.

Atividades 1. Algumas características dos seres vivos são determinadas por

mais de um gene, que podem interagir entre si. Há genes que, em conjunto, podem intensificar, atenuar ou modificar o efeito de outros genes. 2. Um alelo capaz de interferir na manifestação de outro, mascarando-o. 3. A afirmativa IV está correta. I. Características quantitativas possuem fenótipos difíceis de serem distinguidos, por apresentarem uma variação contínua. II. Características quantitativas normalmente são influenciadas por muitos genes. III. Características quantitativas normalmente possuem muitos genótipos, que resultam em uma ampla variação fenotípica. 4. A cor da pelagem dos labradores está atrelada a dois genes. O gene P está relacionado ao tipo de pigmento produzido, que pode ser marrom ou preto. O gene A está relacionado à deposição do pigmento na base do pelo. O alelo a, quando em homozigose, impede a deposição do pigmento na base do pelo, suprimindo o efeito dos alelos do gene P. Assim, qualquer genótipo que apresente duas cópias do alelo a resulta na cor amarela. Sendo assim, os possíveis genótipos desse labrador seriam PPaa, Ppaa ou ppaa. 5. Há 37,5% de chance de os descendentes terem crista noz (genótipos RrEE e RrEe), 37,5% de chance de os descendentes terem crista ervilha (genótipos rrEe e rrEE), 12,5% de chance de os descendentes terem crista rosa (genótipo Rree) e 12,5% de chance de os descendentes terem crista simples (genótipo rree). RE Re rE re

RrEE

RrEe

RrEE

RrEe

Rree

RrEe

Rree

rrEE

rrEe

rrEE

rrEe

rree

rrEe

rree

9 de chance de os descendentes serem 6. a) Há 56,25% ou __

6 3 de agutis (genótipos DDAA, DDAa, DdAA e DdAa), 18,75% ou ___ 16 4 chance de serem pretos (genótipos ddAA e ddAa) e 25% ou ___ 16 de chance de serem albinos (genótipos DDaa, Ddaa e ddaa). DA Da dA da DDAA DDAa DdAA DdAa DA DDAa DDaa DdAa Ddaa Da DdAA DdAa ddAA ddAa dA DdAa Ddaa ddAa ddaa da b) A proporção fenotípica observada entre os descendentes é 9 : 3 : 4, característica de epistasia recessiva. O alelo epistático é o alelo a, desde que em homozigose. 8 de chance de os descendentes serem pretos c) Há 50% ou ___ 16 (genótipo ddAa). DA dA DA dA

DdAa

ddAa

DdAa

ddAa

7. A altura da planta II, pois os fenótipos observados são continuamente variáveis entre os extremos baixa e alta, sendo difíceis de serem distinguidos.

Saiba mais 1. Porque essas características são resultado da interação entre

múltiplos genes e o ambiente além de envolverem adaptações selecionadas ao longo da história evolutiva humana, em resposta a variáveis ambientais. Portanto, não refletem uma categoria biológica válida e sim uma construção social. 2. Resposta pessoal. Oriente os estudantes na elaboração do vídeo, que deve representar a diversidade da população brasileira. Incentive-os a considerar tanto traços físicos quanto componentes culturais representativos em suas apresentações.

Tema 30 • Genética Molecular Pense e responda 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes respondam com

base na última frase do texto, que diz que, a partir do projeto, os cientistas podem prever o desenvolvimento de doenças genéticas e promover avanços no diagnóstico e tratamento do câncer. Eles também podem apresentar outros aspectos que já tenham visto em diferentes fontes de informação. O objetivo é que os estudantes compartilhem seus conhecimentos sobre o assunto. 2. Este projeto estudava o DNA do ser humano. 3. Resposta pessoal. Não se espera que os estudantes descrevam as bases nitrogenadas, mas que conversem sobre o assunto a partir de seus conhecimentos prévios. 4. A molécula de RNAt ilustrada possui anticódon AAG. Dessa forma, ela se ligaria ao códon UUC, que corresponde ao aminoácido fenilalanina. 5. A mutação é silenciosa, pois a fita molde de DNA apresentaria a mutação AGA e o códon transcrito seria UCU, que também codifica o aminoácido serina (Ser), não resultando em alteração na proteína sintetizada. 6. Resposta pessoal. Incentive os estudantes a compartilhar suas experiências durante a realização de uma radiografia. Aproveite para questionar se perceberam que o profissional de saúde que os atendeu estava utilizando equipamentos de proteção. 7. Equipamentos de proteção reduzem a exposição aos raios X que são considerados agentes mutagênicos, pois interagem com o DNA e podem induzir mutações.

Atividades 1. A replicação do DNA envolve algumas etapas, como o rompimento

das ligações de hidrogênio existentes entre as bases nitrogenadas de cada fita de DNA; a adição de desoxirribonucleotídeos à fita que está sendo sintetizada de acordo com a complementaridade dos pares de bases nitrogenadas; e, por fim, o estabelecimento das ligações de hidrogênio entre a fita recém-sintetizada e a fita molde. A replicação é semiconservativa, pois, ao final do processo, a molécula de DNA recém-sintetizada conta com uma fita nova e uma fita proveniente da molécula de DNA original. 2. a) O ribossomo. b) Transcrição e tradução. A transcrição consiste na síntese de moléculas de RNA a partir de informações contidas em moléculas de DNA. A tradução consiste na decodificação das informações genéticas presentes em uma molécula de RNAm para realizar a síntese de proteínas. 3. RNA ribossômico (RNAr), um dos componentes dos ribossomos. RNA mensageiro (RNAm), que contém as informações necessárias à síntese de uma proteína. RNA transportador (RNAt), responsável por transportar os aminoácidos aos ribossomos durante o processo de síntese proteica. 4. Código genético é a correspondência entre a sequência de três ribonucleotídeos consecutivos e os aminoácidos codificados por ela. Ele é universal, porque essa correspondência produz sempre os mesmos aminoácidos para todos os seres vivos conhecidos em nosso planeta. 5. Genes são segmentos específicos do DNA, onde se encontra a informação genética necessária para a síntese de proteínas. Códon é a sequência de três ribonucleotídeos consecutivos que codificam um aminoácido. Os códons encontram-se no RNAm. Anticódon é cada sequência de ribonucleotídeos complementar ao códon, presente no RNAt. 6. a) Entre a fita molde de DNA e a fita de RNAm, está representada a transcrição. Entre a fita de RNAm e a cadeia de aminoácidos, está representada a tradução.

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b) Fita molde de DNA: TAC; TCT. Fita de RNAm: CUU; UAA. Cadeia de aminoácidos: Leu; Asn; códon de término. c) A codificação de aminoácidos é feita a partir da fita de RNAm. Nela, o códon de início está representado pela sequência AUG e o códon de parada é representado pela sequência UAA. d) A substituição da adenina (A) pela timina (T) produz a fita molde de DNA mutante TAC ATT GCA TTA GAA CAG CTC TCT TAT ATT. Consequentemente, o RNAm será alterado para AUG UAA CGU AAU CUU GUC GAG AGA AUA UAA. A cadeia de aminoácidos será encerrada após produzir o primeiro aminoácido, a metionina (Met), porque a mutação interrompeu a síntese da cadeia de aminoácidos a partir da inserção de um códon de parada (UAA). 7. a) A transcrição do DNA em uma fita de RNAm é realizada por um complexo de enzimas em três momentos. A iniciação, que envolve o reconhecimento da região promotora, a ligação do complexo a essa região e o rompimento das ligações de hidrogênio entre as fitas de DNA. O alongamento, que envolve a adição de ribonucleotídeos na fita de RNA que está sendo sintetizada de forma complementar à fita molde de DNA. E o término, que envolve o reconhecimento da sequência que sinaliza o término da transcrição, o desligamento do complexo e a liberação da fita de RNA recém-sintetizada. b) A tradução de um polipeptídio a partir de uma molécula de RNAm. Esse processo ocorre em três momentos. A iniciação, que envolve a ligação da subunidade menor do ribossomo à molécula de RNAm, o reconhecimento do códon de início (AUG), a ligação entre esse códon e o anticódon do RNAt que carrega a metionina e a associação da subunidade maior à menor, formando o ribossomo completo. O alongamento, que envolve a adição dos aminoácidos subsequentes à cadeia polipeptídica em formação, e o término, que envolve o reconhecimento do códon de término (UAG, UAA ou UGA), a liberação do RNAt, a liberação da cadeia polipeptídica formada, e a dissociação das subunidades do ribossomo e da molécula de RNAm. 8. a) RNAm1: Met, Pro, Ser, Tir, Cis, Asn. RNAm2: Met, Tre, His, Gli, Arg, Ile. RNAm3: Met, Tre, His, Gli, Arg, Ile. b) Foram formadas duas cadeias polipeptídicas diferentes a partir das três moléculas de RNAm apresentadas. Isso acontece porque o código genético é redundante, ou seja, o mesmo aminoácido pode ser codificado por diferentes códons.

Atividades complementares

1. a) A inspiração promove a entrada de ar nos pulmões e a

expiração, a saída de ar para o ambiente. Esses movimentos ocorrem pela diferença entre a pressão interna da caixa torácica e a pressão atmosférica e são promovidos pela contração e pelo relaxamento dos músculos respiratórios. Na inspiração, diafragma e músculos intercostais se contraem e expandem o volume da caixa torácica. Nessa situação, a pressão interna é maior que a pressão atmosférica, proporcionando o deslocamento do ar para o interior dos pulmões. Na expiração, esses músculos relaxam e reduzem o volume da caixa torácica. Nessa situação, a pressão interna é menor que a pressão atmosférica, proporcionando o deslocamento do ar para o ambiente. b) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes respondam que essa associação pode tornar o tratamento de doenças um processo menos doloroso e mais divertido, aumentando o interesse, a motivação e o engajamento dos pacientes em participar do tratamento. Caso os estudantes façam outros apontamentos, avalie a pertinência de suas respostas. 2. Alternativa a. Existem quatro grandes grupos de tecidos animais. O tecido conjuntivo promove o suporte das estruturas corporais. Alguns tipos de tecido conjuntivo realizam funções específicas, como a sustentação, no caso dos tecidos ósseo e cartilaginoso, e o isolamento térmico e a reserva energética, no caso do tecido adiposo. O tecido epitelial é importante para o revestimento e secreção de substâncias como hormônios ou suor. O tecido muscular é responsável pelas contrações musculares, e o tecido nervoso transmite impulsos nervosos. 3. Alternativa a. A enzima pepsina atua na digestão de proteínas. Entre os alimentos utilizados no experimento, o leite em pó é o que apresenta maior teor de proteínas (26,5%). Portanto, é no tubo I em que será obtida maior quantidade de produtos metabolizados pela ação da pepsina.

4. Alternativa c. A faringe é comum aos sistemas respiratório e diges-

tório. Ela é o meio de passagem do ar para a laringe e dos alimentos para o esôfago, fluxo controlado pela epiglote. 5. Alternativa b. As vênulas direcionam o fluxo sanguíneo às veias, que conduzem o sangue até os átrios do coração. 6. Alternativa a. As vacinas levam o organismo a produzir anticorpos contra determinado agente patogênico. Portanto, são um exemplo de imunização ativa. 7. Alternativa a. Na cápsula renal (ou glomerular), ocorre a filtração do sangue, representado em 1. O filtrado glomerular é conduzido ao túbulo renal, no qual ocorre a reabsorção de água, sais, íons e alguns nutrientes, representado em 2. Também ocorre a secreção de substâncias, representado em 3, que serão excretadas junto à urina. 8. Alternativa b. A parte central do sistema nervoso é constituída pelo encéfalo e pela medula, e é responsável por integrar e processar informações provenientes do corpo, além de enviar respostas diante de estímulos. Essa parte também se relaciona às emoções, à memória e à aprendizagem. A parte periférica do sistema nervoso é constituída por nervos e gânglios, e é responsável por encaminhar informações à parte central do sistema nervoso, além de encaminhar respostas a órgãos e músculos. 9. Alternativa b. O estímulo da patela produz impulsos nervosos que são conduzidos à medula espinal, onde são integrados. Uma resposta reflexa é encaminhada até os músculos da perna, resultando no movimento. 10. Alternativa d. A abertura de canais de sódio promove a despolarização da membrana. O fechamento desses canais, associado à abertura de canais de potássio, promove a repolarização da membrana. 11. As afirmativas I e V estão corretas. II. A doença é ocasionada pela presença de um alelo recessivo. III. O genótipo dos indivíduos 1, 6 e 7 é heterozigoto. IV. O genótipo dos indivíduos 2, 4, 5 e 8 é homozigoto recessivo. VI. A probabilidade de os indivíduos 6 e 7 terem outro filho com a doença genética é de 25%. 12. Alternativa a. No experimento citado, na geração F1, observou-se apenas o fenótipo correspondente ao alelo dominante (sementes lisas). Na geração F2, observou-se ambos os fenótipos, em uma proporção de 3 (semente lisas) para 1 (sementes rugosas). 13. Alternativa d. Em casos de dominância completa, o cruzamento entre homozigotos sempre resultará em descendentes homozigotos; portanto, os descendentes sempre terão o fenótipo dos parentais. 14. Alternativa b. Em um cruzamento de cães pretos heterozigotos para ambos os genes relacionados à cor de sua pelagem, a proporção fenotípica observada entre os descendentes é de 9 : 3 : 4, por se tratar de uma característica epistática recessiva. Essa proporção indica 9 eventos possíveis para cães pretos, 3 eventos possíveis para cães chocolate (marrons) e 4 eventos possíveis para cães dourados (amarelos). 15. Alternativa c. A síntese de proteínas envolve a transcrição do DNA em RNAm, processo que ocorre no interior do núcleo celular, e a tradução do RNAm em uma cadeia de aminoácidos, processo que ocorre no citoplasma celular. O RNAm sintetizado é transportado do núcleo ao citoplasma por meio dos poros nucleares. Assim, caso os poros sejam bloqueados, ele não será transportado ao citoplasma celular e a tradução não irá ocorrer. Nesse caso, interrompe-se a síntese proteica.

Integrando com...

1. A interface cérebro-máquina é a conexão direta entre o cérebro

humano e uma máquina. Os princípios de seu funcionamento envolvem transformar pensamento em ação e sensação em percepção. Isso ocorre por meio de eletrodos colocados na cabeça de uma pessoa. Os eletrodos captam sinais elétricos emitidos pelo cérebro. Esses sinais são decodificados e transformados em informações que são usadas para dar comandos à máquina. (pensamento em ação). A máquina, por sua vez, pode enviar sinais que são interpretados pelo cérebro e transformados em percepção (sensação em percepção).

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2. A Biologia estuda o funcionamento do sistema nervoso, detalhando

como os neurônios produzem e transmitem os sinais elétricos por meio das sinapses. A Física estuda os fenômenos elétricos, suas propriedades, efeitos e aplicações. 3. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes concluam que a ICM é uma realidade com aplicações que contribuem para a qualidade de vida de pessoas com dificuldade de locomoção ou limitação nos movimentos. Em alguns filmes de ficção científica, a representação da ICM pode ser feita de forma distante da realidade, uma vez que esse gênero explora a criatividade e a imaginação. 4. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem que a ICM pode ajudar a integrar melhor na sociedade pessoas com diferentes tipos de necessidade, dando a elas autonomia para a realização de atividades cotidianas. Ao mesmo tempo, é uma tecnologia que a maioria da população não tem acesso, o que pode contribuir para o aumento da desigualdade e a exclusão social. 5. Resposta pessoal. Uma discussão ética sobre o tema pode ser realizada em conjunto com os docentes da área de Ciências Humanas, que podem contribuir abordando diferentes pontos de vista sobre ética, questões sociais, históricas e filosóficas. O docente de Língua Portuguesa pode auxiliar na elaboração e correção da redação.

Unidade 6 • Evolução, sociedade e Biotecnologia Abertura de Unidade

1. Resposta pessoal. Neste momento, não é esperado que os estudantes estabeleçam corretamente as relações evolutivas entre os neandertais e o humano moderno, mas que expressem seus conhecimentos prévios sobre assuntos evolutivos. Alguns podem ter a ideia de que os neandertais e os macacos são nossos ancestrais. Ao ampliar a discussão, ideias de que “o ser humano veio do macaco” também podem surgir. Se desejar, comente que os neandertais não são nossos ancestrais diretos, e que o ser humano não descende diretamente do macaco, instigando os estudantes ao estudo da Unidade. 2. Resposta pessoal. Oriente os estudantes a identificar se, no exemplo citado por eles (fermentação, vacina, medicamento, alimento, biocombustível, teste de DNA, entre outros), ocorre a manipulação de um organismo, e como eles imaginam que isso possa ocorrer.

Tema 31 • Ideias evolucionistas Pense e responda 1. Oriente os estudantes a justificar suas escolhas a partir da

observação do formato do bico das aves. O bico do beija-flor-de-banda-branca é extenso e delgado, o que possibilita o alcance do néctar das flores. O bico do gavião-de-rabo-branco é afiado e tem a extremidade curva, o que possibilita a dilaceração de tecidos de outros animais. O bico do coleirinho é robusto e cônico, o que possibilita quebrar sementes e grãos. O bico do talha-mar é comprido e reto, o que possibilita a captura de peixes. 2. Resposta pessoal. Neste momento, não é esperado que os estudantes definam e argumentem a favor da explicação correta, que é a B. No entanto, é importante que pensem sobre o assunto, que confrontem hipóteses e que exponham seus conhecimentos prévios. 3. As primeiras evidências dos estromatólitos datam de cerca de 3,5 bilhões de anos atrás e correspondem ao Período Arqueano, que vai de 4 a 2,5 bilhões de anos atrás. 4. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes respondam que não observamos populações numerosas dessa espécie porque, em um hábitat espacialmente limitado, os indivíduos competem por recursos como alimentos, abrigo, parceiros reprodutivos etc. É importante destacar que outros fatores interferem no tamanho das populações, como predadores, parasitas etc. 5. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes respondam que é esperado que indivíduos com trombas maiores tenham maior probabilidade de sobreviver e de gerar descendentes que herdarão essa característica. Assim, com o tempo, o número de indivíduos com essa característica aumentaria nessa população.

Atividades 1. Os fósseis evidenciam que espécies hoje extintas habitaram o

planeta e auxiliam no entendimento de como os diferentes grupos de seres vivos se desenvolveram com o passar do tempo. Os

estudos moleculares possibilitam identificar quais espécies são mais próximas entre si, evolutivamente. Os estudos de homologias possibilitam compreender a evolução de características semelhantes em diferentes linhagens que se originaram de ancestrais comuns. 2. a) A ação do ser humano pode gerar uma extinção em massa, assim como o asteroide que causou a quinta extinção em massa do planeta. O texto compara o meteoro, responsável pela extinção de espécies há 66 milhões de anos e as atividades humanas no período do Antropoceno, que estão sendo atribuídas como a causa da sexta extinção em massa da Terra. b) O texto destaca as atividades humanas, entre elas a destruição de hábitats, contaminação por produtos químicos e caça ilegal. c) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes indiquem ações voltadas para a minimização dos impactos ambientais provocados por atividades humanas. Alguns exemplos são: estratégias de recuperação de áreas desmatadas, redução da emissão de gases poluentes na atmosfera e redução do uso de agrotóxicos e outros produtos químicos que possam contaminar o ambiente e os seres vivos. d) Considerando a taxa natural de extinção de 100 espécies por ano e a taxa intensificada por ações humanas de 27 000 espécies por ano. Tem-se 27 000 : 100 = 270. Portanto, as atividades humanas aumentaram a taxa de extinção de espécies em até 270 vezes. 3. A: I, II, IV e VII. B: III, V e VI. 4. Lamarck acreditava que cada espécie atual teria se originado por geração espontânea e se modificado em função das alterações ocorridas no ambiente. Essas novas características, se plenamente utilizadas pelos organismos, seriam transmitidas aos seus descendentes. Para ele, espécies mais simples seriam mais recentes, pois teriam se modificado menos; enquanto espécies mais complexas seriam mais antigas, pois teriam acumulado mais modificações ao longo do tempo. Para Darwin e Wallace, cada espécie teria surgido a partir de ancestrais que teriam se modificado ao longo do tempo. As modificações seriam resultantes da seleção natural: entre as variações existentes em uma população, organismos que apresentarem características mais vantajosas a determinadas condições ambientais seriam aqueles com mais chances de sobreviver e de se reproduzir. Se fossem hereditárias, essas características poderiam ser transmitidas às gerações seguintes. 5. a) O esquema representa que indivíduos com baixa sensibilidade à luz foram selecionados ao longo do tempo, resultando no aumento do número de indivíduos com essa característica na população. b) Na situação (1), o ambiente em que os indivíduos viviam era sombreado, considerando que existiam muitos indivíduos com alta sensibilidade à luz. Entende-se que sua sobrevivência é possível em ambientes com baixa luminosidade, já que, quando expostos a ela, têm baixa probabilidade de sobreviver. Na situação (3), o ambiente em que os indivíduos passaram a viver era iluminado, já que inexistem indivíduos com alta sensibilidade à luz. c) Uma floresta com grande densidade de árvores se assemelha à situação (1), que representa um ambiente sombreado. Nesse caso, ela possibilita a coexistência de indivíduos com diferentes níveis de sensibilidade à luz. Após o desmatamento e o plantio de soja, a área se torna ensolarada, provocando a morte dos indivíduos com alta sensibilidade à luz. Assim, nas plantações, que se assemelham a situação (3), existirão apenas indivíduos com baixa sensibilidade à luz. Para a existência de indivíduos com diferentes características em uma população e para a preservação da biodiversidade, é importante que sejam mantidas as condições originais de ambientes naturais. Isto é, no caso, é importante que florestas sejam preservadas. 6. a) A reportagem afirma que se acreditava que a ave Longipteryx chaoyangensis se alimentava de peixes, devido à presença de dentes em seu bico. No entanto, a descoberta de sementes fossilizadas em seu estômago sugere que sua dieta era composta de frutos, divergindo da hipótese anterior. Esse exemplo evidencia que os conhecimentos científicos podem ser revistos e reformulados, conforme o avanço dos estudos. b) A presença de dentes no bico dessa ave sugere uma dieta alimentar baseada em peixes. Já a presença de sementes fossilizadas em seu conteúdo estomacal sugere uma dieta composta de frutos. c) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem que as aves sem dentes podem ter obtido uma vantagem evolutiva devido à redução da massa corporal, o que facilitaria o voo. Esse

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fator permite às aves cobrirem distâncias maiores em busca de alimento e fugirem de predadores, o que confere uma vantagem para sua sobrevivência e reprodução. Essa característica vantajosa teria sido selecionada ao longo do tempo e transmitida para as gerações seguintes, resultando na ausência de dentes nas aves atuais.

Saiba mais 1. Os pesquisadores identificaram que os celacantos atuais apresentam

pulmões vestigiais que não desempenham a função respiratória, atualmente realizada pelas brânquias. Comparativamente, percebeu-se que, nos fósseis, os pulmões eram bem desenvolvidos e funcionais. Provavelmente, isso contribuiu para a sobrevivência da espécie em águas com baixa quantidade de gás oxigênio dissolvido. 2. As diferenças indicam que os celacantos se adaptaram por meio de variações genéticas e seleção natural, e que se modificaram ao longo do tempo, evidenciando o processo evolutivo desses animais.

TEMA 32 • Teoria sintética da evolução Pense e responda 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes exerçam o pen-

indivíduos do ambiente, independentemente das características que apresentem, e, por isso, contribui para reduzir sua variabilidade genética de forma aleatória. Isso pode ser um fator negativo para a sobrevivência da população, visto que os indivíduos podem não ser capazes de sobreviver frente a alterações futuras nas condições ambientais. b) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes respondam que a adoção de estratégias de manejo da pesca é importante para garantir que os adultos da população sejam capazes de se reproduzir e gerar descendentes, mantendo tanto a população no ambiente quanto a variabilidade genética da população. Possíveis estratégias são: o estudo do comportamento das espécies que são pescadas, de modo a compreender seus períodos reprodutivos; a prática da pesca apenas após o período reprodutivo das espécies de peixes, garantindo que a população possua novos indivíduos; a limitação da quantidade de indivíduos pescados, possibilitando que sejam mantidos adultos suficientes na população; entre outras. 5. As afirmativas I e IV são corretas. II. A recombinação aumenta a variabilidade genética existente em uma população. III. O fluxo gênico aumenta a variabilidade genética de uma população, pois envolve a troca de informações genéticas entre indivíduos de populações diferentes. V. A seleção natural seleciona determinadas características, conferidas por certos conjuntos genéticos, mais vantajosas a determinado ambiente.

samento científico para elaboração de suas hipóteses. Neste momento, é possível que considerem apenas a seleção natural como um fator evolutivo no desenvolvimento da resistência antimicrobiana. É importante que não considerem que o ambiente impõe intencionalmente mudanças aos seres vivos, mas que as condições ambientais selecionam características mais vantajosas à sua sobrevivência. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem que o uso irresponsável de antibióticos pode prejudicar a saúde das pessoas e contribuir para a seleção e favorecimento de bactérias resistentes a antibióticos. A venda apenas com receita médica é uma importante medida adotada na tentativa de combater esse cenário. 3. Atividades como a caça, a pesca, o desmatamento e as queimadas podem reduzir o tamanho de uma população e, consequentemente, sua variabilidade genética.

Oficina científica 1. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes

Atividades 1. Mutação, recombinação, fluxo gênico, deriva genética e seleção

2. O tamanho do corpo reduzido e a menor massa; a cauda longa,

natural.

2. a) Mutação e seleção natural. A mutação aumenta a variabilidade

genética da população sobre a qual a seleção natural irá atuar, selecionando características vantajosas a determinado ambiente ao longo das gerações. O texto cita o melanismo, uma mutação que eleva a taxa de produção de melanina por um animal, resultando em pele, pelagem ou plumagem mais escura. Segundo a fala do biólogo, o melanismo poderia ser vantajoso em ambientes florestais densos, pois possibilitaria a camuflagem dos animais. Destaque aos estudantes que a fala do biólogo traz uma hipótese, que precisaria ser testada para ser confirmada. Além disso, enfatize que outros fatores evolutivos podem influenciar a evolução dos seres vivos. b) O desmatamento dificultaria a camuflagem de animais melânicos. Sendo assim, poderiam ser expostos aos predadores, ou dificultar a caça, sendo uma desvantagem à sua sobrevivência. 3. a) Os corredores ecológicos possibilitam a existência do fluxo gênico entre as populações dos fragmentos de floresta, um dos elementos da teoria sintética da evolução. O fluxo gênico consiste na troca de informações genéticas entre populações de uma mesma espécie, o que pode aumentar sua variabilidade genética. b) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes passem a conhecer os corredores ecológicos que ligam Unidades de Conservação no estado em que moram. Caso não existam, os estudantes podem pesquisar a respeito de corredores ecológicos de estados vizinhos ou localizados na região brasileira em que vivem. É importante que pesquisem os motivos que levaram à instituição ou manutenção do corredor ecológico pesquisado e sua importância para as Unidades de Conservação que eles conectam. Uma possível fonte de pesquisa para obter mais informações pode ser encontrada em: • Corredores Ecológicos. Publicado por: Ministério do Meio Ambiente e Mudança do Clima. Disponível em: https://www.gov. br/mma/pt-br/assuntos/biodiversidade-e-biomas/gestao-integra da-de-paisagem/corredores-ecologicos. Acesso em: 2 nov. 2024. 4. a) A deriva genética corresponde à alteração, ao acaso, da variabilidade genética de uma população. A sobrepesca retira diversos

reflitam sobre alguns aspectos relativos ao jogo construído, utilizando conceitos abordados no Tema. Oriente a análise para que se desenvolva de maneira construtiva e respeitosa.

TEMA 33 • Especiação Pense e responda 1. O fato de as jararacas-ilhoa terem ficado isoladas do continente há 11 mil anos.

adaptada para agarrar; a cabeça menor; as presas menores. Além dessas alterações no corpo, o texto cita a mudança no hábito alimentar, adaptado à captura de aves. 3. Resposta pessoal. Incentive os estudantes a propor ideias criativas com base no texto. Algumas possibilidades são: “Uma espécie de cobra 100% brasileira” ou “Evolução na ilha das cobras”. 4. Especiação alopátrica, pois as populações de jararacas foram separadas geograficamente pelo mar. Com o tempo, as jararacas isoladas na ilha acumularam diferenças significativas, a ponto de se tornarem uma espécie distinta das jararacas do continente.

Atividades 1. A especiação é o processo evolutivo que resulta no surgimento de

novas espécies. De modo geral, esse processo ocorre quando um grupo de organismos de uma mesma espécie se torna isolado de sua população inicial, impedindo o fluxo gênico. Ao longo do tempo, a população isolada acumula diferenças, ao ponto de não mais conseguir se reproduzir com a população inicial, caracterizando uma nova espécie. 2. a) Isolamento gamético. b) Isolamento temporal. c) Isolamento de hábitat. d) Infertilidade do híbrido. e) Isolamento mecânico. f) Isolamento comportamental. 3. Especiação alopátrica. Ela ocorre quando uma população de uma espécie é separada fisicamente em duas ou mais populações, que se diversificam ao longo do tempo em decorrência de fatores evolutivos. Essa separação normalmente se dá por uma barreira geográfica, no caso, o cânion. 4. O caminho I representa a especiação alopátrica, que envolve a origem de novas espécies a partir do isolamento geográfico de duas ou mais populações. O caminho II representa a especiação simpátrica, que envolve a origem de novas espécies a partir do isolamento reprodutivo de duas ou mais populações que não estão isoladas geograficamente.

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TEMA 34 • Evolução humana

TEMA 35 • Sociedade, ambiente e saúde

Pense e responda 1. Resposta pessoal. Os casos de racismo ainda são comuns em nossa

Pense e responda 1. Ao observar a gravura Gore Besje, é possível que os estudantes

sociedade. Por isso, é possível que os estudantes tenham contato frequente com notícias que relatam casos de racismo. 2. Resposta pessoal. Planeje a conversa de maneira a criar um ambiente em que os estudantes se sintam à vontade para expressar suas opiniões e sentimentos, sejam elas sobre as próprias experiências ou sobre situações que testemunharam. Promova uma cultura de respeito à diversidade e à igualdade com o objetivo de conscientizar a turma sobre o combate ao racismo. 3. As espécies que coexistiram com a espécie humana (Homo sapiens) são Homo erectus e Homo neanderthalensis.

Atividades 1. A maior parte dos primatas compartilha algumas características,

como: hábitos arbóreos, cinco dígitos nos membros, garras modificadas em unhas, olhos voltados para a frente, sentido da visão desenvolvido, mãos e pés preênseis e polegar opositor. 2. Bonobos e chimpanzés. 3. a) A imagem representa a ideia de que o ser humano teria evoluído a partir dos macacos. b) Não. O ser humano apresenta um ancestral comum com as demais espécies de primatas. Esse ancestral se diversificou e deu origem a cada uma das espécies atuais. Portanto, não é correto representar a origem da espécie Homo sapiens a partir dos macacos, como foi feito na imagem. 4. a) O Texto A diz que, no passado, o estudo das características métricas e morfológicas do crânio humano foi um dos métodos utilizados para diferenciar “raças humanas” e, dessa forma, justificar as ações dos europeus como o colonialismo e a escravidão. b) O Texto B diz que não é possível dividir a espécie humana em raças, uma vez que todos os seres humanos são aparentados, mesmo com suas individualidades. c) Sim. A craniologia foi utilizada como forma de identificar “raças humanas” e justificar indevidamente as ações dos europeus como o colonialismo e a escravidão. d) Sim, pois não há bases científicas que justifiquem a classificação dos seres humanos em raças. e) Resposta pessoal. Oriente-os a compartilharem os materiais com a comunidade escolar. Se considerar pertinente, indique aos estudantes a seção Saiba mais - Existem raças humanas? da Unidade 5, na página 350 do Livro do Estudante, que traz algumas informações que podem compor a campanha. 5. a) Na África, pois foi onde o fóssil mais antigo de Homo sapiens foi encontrado até o momento. b) Os estudos apontam que os Homo sapiens teriam migrado para outros continentes, além da África, há cerca de 60 mil anos, possivelmente favorecidos pelo resfriamento do planeta. Os primeiros continentes ocupados teriam sido a Europa e a Ásia, seguidos da Oceania. A ocupação das Américas teria ocorrido mais recentemente, há pelo menos 20 mil anos. c) A sofisticação de seus comportamentos, que incluem a organização social em bandos, a expressão artística, o uso da linguagem e de ferramentas complexas. 6. a) A postura bípede proporciona menor gasto energético que a postura não bípede. Isso poderia ser uma vantagem em caso de escassez de alimentos, possibilitando aos bípedes se deslocarem a uma distância maior na busca de outros recursos alimentares. b) Sim, pois possivelmente essa forma de locomoção permitiu que espécies ancestrais bípedes explorassem extensas áreas, buscando alimentos e outros recursos necessários à sobrevivência. 7. Esses estudos possibilitam conhecer espécies ancestrais já extintas, bem como sua origem, a partir do local onde o fóssil mais antigo da espécie foi encontrado. Além disso, a partir dos demais locais onde foram encontrados fósseis dessa espécie, é possível inferir sua dispersão. O registro fóssil também pode revelar as principais características morfológicas e comportamentais, as formas de deslocamento e se utilizavam ferramentas, por exemplo.

citem a contaminação do ambiente, principalmente de corpos d’água, favorecendo a disseminação de doenças veiculadas pela água. Ao observar o acendedor de lampiões, é possível que citem a emissão de gases poluentes em decorrência dos lampiões que eram mantidos acesos no período noturno e a caça de animais para a extração de óleo. 2. Espera-se que os estudantes citem o acesso a serviços de saneamento básico e a eletricidade obtida a partir de diferentes fontes. Neste último caso, é possível questionar os estudantes se, ao mesmo tempo que a substituição dos lampiões pela rede elétrica pode ter solucionado problemas também deu origem a problemas novos. Dessa maneira os estudantes podem utilizar seus conhecimentos prévios para mencionar os possíveis impactos ambientais da geração de energia elétrica, em maior ou menor escala dependendo da fonte utilizada. 3. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes analisem questões relacionadas ao acesso à energia elétrica e ao saneamento básico, além de sua eficiência em suprir as necessidades da comunidade. 4. Oriente os estudantes na elaboração dos gráficos. A representação mais comum para esse tipo de informação é o gráfico de setores, barras ou colunas. Se possível, proporcione o uso de ferramentas digitais. Caso não seja possível utilizar uma ferramenta digital para essa atividade, é possível construir representações gráficas manualmente. Verifique a possibilidade de integrar a atividade com o docente responsável pelo componente curricular de Matemática para auxiliar os estudantes. 5. Resposta pessoal. Auxilie os estudantes a identificar o problema em uma comunidade, que pode ser a da própria escola, bem como a melhor maneira de esse vídeo chegar ao público-alvo. Oriente-os a apresentar cada doença, seu agente etiológico, formas de transmissão e medidas preventivas de maneira didática e criativa. Ao final do vídeo, deve existir uma chamada para que a comunidade levante os principais problemas referentes ao saneamento básico local e realize uma ação de cobrança do poder público local para que os problemas sejam solucionados.

Atividades 1. A matriz energética compreende o conjunto de fontes energéticas

disponíveis para atender toda a demanda energética de uma região. Já a matriz elétrica é o conjunto de fontes energéticas disponíveis apenas para o abastecimento elétrico de uma região. 2. a) Em 1973 e em 2022, a matriz energética da OCDE era composta majoritariamente de fontes não renováveis, 95,3% e 87,8%, respectivamente. b) O petróleo, que teve uma redução em pontos percentuais de 17,7% na representatividade da matriz energética da OCDE. Considerando que houve uma pequena redução, de 7,5%, das fontes não renováveis e, por consequência, um aumento no mesmo valor percentual das fontes renováveis entre os anos de 1973 e 2022. Aproveite a oportunidade para fazer um trabalho integrado com o docente de Matemática, que poderá propor outras questões sobre o assunto. c) Sim, considerando que houve uma pequena redução em pontos percentuais de 8,2% na representatividade de fontes não renováveis e, por consequência, um aumento no mesmo valor percentual de fontes renováveis entre os anos de 1973 e 2022. d) Sim. Espera-se que os estudantes considerem que, mesmo que a OCDE esteja investindo em fontes de energia renováveis, sua matriz energética ainda é constituída em grande parte por fontes de energia não renováveis, sobretudo por petróleo, gás natural e carvão mineral, que são combustíveis fósseis. Os combustíveis fósseis apresentam uma alta eficiência energética, o que significa que resultem, de modo geral, grande quantidade de energia. Além disso, seu uso está associado a muitos empregos, relacionados à extração e ao processamento dessas fontes energéticas. Também podem contribuir com a economia dos países, pois muitos comercializam os combustíveis fósseis. Outra vantagem é sua independência de fatores climáticos. Contudo, dependem da sua própria disponibilidade no ambiente, que é limitada, e seus estoques podem ser esgotados. Outra desvantagem é que emitem grande quantidade de gases poluentes na atmosfera, sobretudo gases de efeito estufa, que contribuem para as mudanças climáticas.

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3. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes analisem o acesso

aos serviços de saneamento de seu bairro, incluindo o tratamento de água e de esgoto, o escoamento de águas pluviais, a limpeza urbana e a coleta de resíduos. A partir dos resultados encontrados, eles devem produzir um relatório, evidenciando a importância desses serviços e as eventuais necessidades de acesso a eles. Verifique a possibilidade de apresentar o relatório dos estudantes à associação de bairro onde a escola se encontra, ou a melhor maneira de entregar este relatório à prefeitura da cidade, como forma de reivindicar possíveis melhorias. 4. a) Março, abril e maio. Para suas hipóteses, espera-se que os estudantes considerem que, em boa parte das regiões brasileiras, há um aumento da temperatura média e da pluviosidade no início do ano. O que pode favorecer o acúmulo de água, e consequentemente a reprodução e o desenvolvimento das larvas dos mosquitos vetores. Com o aumento dos mosquitos vetores, é possível que haja um aumento nos casos da doença. b) Resposta pessoal. Oriente os estudantes na elaboração dos materiais de campanha, que podem incluir panfletos informativos e vídeos. 5. a) Houve um aumento na proporção da população brasileira com acesso à coleta de esgoto, de 52,8%, em 2010, para 62,5%, em 2022. Com relação às doenças de veiculação hídrica, houve uma redução no número de internações no Brasil, de 603 623, em 2010, para 191 418, em 2022. b) Resposta pessoal. O aumento do acesso ao serviço de coleta de esgoto pode ter contribuído para a redução do número de internações por doenças de veiculação hídrica. Espera-se que os estudantes destaquem o papel do saneamento básico para a redução da incidência de algumas doenças, sobretudo aquelas veiculadas pela água contaminada. Comente que outros fatores, tais como ações de vigilância e saúde ambiental, educação e conscientização da população, também podem ter colaborado para o resultado obtido.

TEMA 36 • Biotecnologia Pense e responda 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes discutam

a relação entre Ciência e tecnologia, em que a Ciência gera conhecimento para o desenvolvimento de novas tecnologias e a tecnologia, por sua vez, produz ferramentas que impulsionam avanços científicos. Um exemplo é o conhecimento sobre o sistema imune, que proporcionou o desenvolvimento de vacinas em um ciclo de aprendizado e inovação. 2. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes discutam os benefícios da Ciência e da tecnologia para a sociedade e reflitam sobre possíveis prejuízos decorrentes de seu uso inadequado. A Ciência impacta a sociedade orientando políticas públicas e ajudando a enfrentar desafios globais, enquanto a sociedade define prioridades de pesquisa. A tecnologia altera hábitos e padrões de consumo, influenciando a vida cotidiana, e a sociedade também influencia o desenvolvimento tecnológico, conforme suas necessidades. 3. A insulina é um hormônio produzido pelo pâncreas e possibilita a captação de glicose pelas células, regulando seus níveis sanguíneos. Pessoas com diabetes tipo 1 apresentam produção insuficiente de insulina, o que resulta na hiperglicemia, ou seja, no aumento da concentração sanguínea de glicose. Nesse caso, o controle dos níveis sanguíneos de açúcar pode ser auxiliado pela injeção de insulina no organismo antes das principais refeições do dia. Pessoas com diabetes tipo 2 apresentam resistência à ação da insulina, que não é metabolizada adequadamente, e, em alguns casos, a produção pelo pâncreas pode ser insuficiente. Dependendo do caso, pessoas com diabetes tipo 2 também podem precisar de insulina para controlar seus níveis sanguíneos de glicose. 4. A produção da insulina humana sintética resultou em maior disponibilidade do medicamento, maior segurança para os pacientes e uma resposta terapêutica mais eficaz, melhorando significativamente o controle da diabetes e a qualidade de vida dos pacientes. 5. Não. Somente a bactéria Pseudomonas putida é um exemplo de OGM, pois teve seu material genético alterado por técnicas de engenharia genética para ampliar a capacidade de degradação de compostos tóxicos. 6. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes conversem sobre a manutenção das tradições, bem como a utilização sustentável dos recursos. Por exemplo, a agricultura familiar envolve

boas práticas de produção, com uso reduzido de agrotóxicos ou fertilizantes, além de atenderem às preferências, tradições e necessidades da população local. 7. A anemia falciforme é uma doença genética em que as células do sangue têm formato anormal, parecido com uma foice. Esse formato dificulta sua circulação pelo corpo e pode levar à obstrução de vasos sanguíneos. Isso pode causar dor intensa, cansaço, inchaço nas mãos e pés, além de infecções frequentes. Além disso, essas alterações também resultam na redução da capacidade de transporte de oxigênio pelas hemácias, e sua destruição precoce. A fibrose cística é uma condição genética que afeta principalmente os pulmões e o sistema digestivo. Ela causa acúmulo de muco nos pulmões, levando a tosse crônica, infecções respiratórias e dificuldades para digerir os alimentos. 8. Resposta pessoal. A pesquisa pode ser realizada em grupos menores, assim como o início da conversa que depois poderá ser ampliada, envolvendo todos os estudantes. Proporcione um ambiente de respeito e seriedade. Os argumentos favoráveis se baseiam, em grande parte, na possibilidade de tratamento de diversas doenças, sobretudo aquelas em que se faz necessária a regeneração de tecidos. Entretanto, um dos pontos de controvérsia costuma ser o uso de embriões humanos, cujo desenvolvimento é interrompido. Incentive os estudantes a considerar argumentos favoráveis e contrários ao uso de células-tronco embrionárias e, a partir de seus conhecimentos científicos, posicionem-se a respeito do assunto. Organize um debate e considere realizar um trabalho em conjunto com docentes de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas. Organize um tempo apropriado para esta conversa.

Atividades 1. As biotecnologias podem ser entendidas como técnicas de manipu-

lação de seres vivos, incluindo microrganismos, plantas e animais, ou de suas partes, voltadas para a aquisição de produtos ou de processos que interessam à sociedade humana. 2. A engenharia genética se refere a um conjunto de técnicas e de tecnologias que possibilitam a manipulação do material genético, como a tecnologia do DNA recombinante, a clonagem molecular e a terapia gênica. 3. As células-tronco embrionárias são obtidas de embriões originados de tratamentos de fertilização e que não serão implantados no útero materno. Elas possuem capacidade de se diferenciar em todos os tipos de tecidos do corpo. As células-tronco adultas são obtidas da medula óssea e se diferenciam em alguns tipos celulares específicos, como as células sanguíneas. As células-tronco induzidas são células somáticas que foram transformadas pela inserção de alguns fatores gênicos em células capazes de se diferenciar em vários tipos celulares, assim como as célula-tronco embrionárias. 4. a) Terapia gênica. b) Apesar do sucesso obtido em testes de laboratório e em testes realizados com camundongos, não é possível afirmar que a técnica terá sucesso com seres humanos. Existe uma grande expectativa de que a técnica seja efetiva, contudo, a afirmação só será possível se pesquisas envolvendo pacientes voluntários forem realizadas e seus resultados se mostrarem positivos no tratamento dos tumores. 5. a) Os organismos transgênicos são aqueles cujo material genético recebeu a inserção de um ou mais genes de outras espécies. De modo geral, os organismos transgênicos são produzidos para expressar genes de interesse de outra espécie, passando a apresentar características que naturalmente não possuem. b) Pontos positivos: melhoria da produção; redução do custo associado ao produto; oferta de maior valor nutricional, em alguns casos. Pontos negativos: riscos ambientais, pois podem causar desequilíbrio ecológico; e riscos à saúde humana, devido à possibilidade de ocasionar reações alérgicas. c) Resposta pessoal. Mobilize os estudantes para que se posicionem quanto aos transgênicos, sobretudo ao plantio e ao consumo de plantas transgênicas. Para a construção de seus argumentos, eles podem considerar os pontos positivos e negativos apontados no item (b). 6) a) Tecnologia do DNA recombinante. b) O gene da insulina humana é inserido em um vetor de replicação. No caso, o vetor é um plasmídeo obtido de bactérias da espécie Escherichia coli. O plasmídeo recombinante é, então, introduzido em uma bactéria previamente preparada, em condições

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específicas. O gene inserido no plasmídeo passa a ser expresso pela bactéria, resultando na produção da insulina humana. 7. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes concordem com a frase, e busquem exemplos benéficos. Contudo, é importante incentivá-los a se posicionar criticamente e discutir sobre os possíveis riscos do uso inadequado de tecnologias como a manipulação de genes, a violação de princípios éticos e morais e de desigualdade no acesso às inovações. 8. Uma área do conhecimento que tem como um de seus objetivos desenvolver organismos artificiais que produzam moléculas de interesse. 9. Resposta pessoal. Proponha questionamentos que aproximem o assunto da realidade dos estudantes. Para isso, é possível, por exemplo, propor que façam um levantamento sobre as necessidades da comunidade e considerem essas informações para apresentar uma proposta de organismo sintético. Organize a apresentação e combine com a turma de disponibilizá-la no site da escola, ou compartilhá-la por meio de redes sociais com outros estudantes ou escolas. Auxilie-os a encontrar as justificativas pertinentes para dar suporte ao objetivo que pretendem alcançar.

Oficina científica 1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes concluam que

sim, visto que a atividade prática utilizou materiais e procedimentos simples para extração de DNA de cebola. Ao final, foi possível visualizar o DNA, na forma de um muco esbranquiçado. 2. O DNA obtido é do núcleo das células da cebola. 3. O detergente promove o rompimento da membrana plasmática e do envoltório nuclear, de constituição lipídica. Dessa forma, o DNA torna-se livre na solução. 4. Resposta pessoal. O objetivo desta atividade é que os estudantes elaborem questionamentos aos seus colegas a respeito da atividade prática realizada e assuntos relacionados. Os questionamentos devem ser respondidos pelos demais colegas do grupo.

Saiba Mais 1. Negacionismo é a rejeição de determinados postulados da Ciência,

impulsionada por questões de natureza moral, política ou religiosa. Ele envolve a negação de evidências científicas amplamente aceitas, mesmo diante de provas e consenso científico, como a segurança das vacinas. 2. A desinformação científica pode potencializar o negacionismo ao espalhar notícias falsas sobre questões científicas que envolvam as vacinas. A desinformação fortalece ideias erradas, e aumenta a desconfiança em relação à ciência como um todo. Além disso, informações equivocadas dificultam o trabalho de especialistas em explicar corretamente as questões, reduzindo a possibilidade de mudança da percepção das pessoas sobre elas. 3. Sim. O texto menciona que, entre os medos infundados das pessoas sobre as vacinas, está o risco de que alterem o DNA. Visto que as vacinas gênicas utilizam material genético para estimular a resposta imune, é possível que, sem o conhecimento científico sobre o assunto, o negacionismo possa se intensificar. 4. Resposta pessoal. Incentive um debate respeitoso, de maneira que os estudantes se sintam à vontade para expor suas opiniões. Seja o mediador, questionando-os sobre os motivos das ideias apresentadas, de maneira que possam buscar argumentos que sustentem sua fala.

Atividades complementares

1. Alternativa c. Segundo o fixismo, as espécies atualmente viventes

teriam se originado na forma com que se apresentam, e assim se manteriam, com o passar do tempo. 2. Alternativa d. Os vermes que são resistentes ao medicamento apresentam maiores chances de sobreviver e se reproduzir do que os não resistentes, sendo selecionados ao longo das gerações. 3. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes elaborem um texto considerando as ideias evolutivas de Lamarck: geração espontânea das espécies; influência do tempo e das condições ambientais na modificação progressiva dos seres vivos; uso e desuso; transmissão dos caracteres adquiridos. As ideias de Darwin e de Wallace: ancestralidade comum; seleção natural. E os princípios da teoria sintética da evolução: mutação, recombinação, fluxo gênico, deriva genética e seleção natural.

4. Mutações nos genes oculares podem ter resultado na ausência de

olhos dos peixes. Como a ausência de olhos representa uma economia de energia aos peixes que vivem em locais em que há baixa disponibilidade de alimentos, ela pode se configurar como uma vantagem à sua sobrevivência. Assim, esses peixes teriam maior probabilidade de sobreviver e de se reproduzir, transmitindo essas características genéticas a seus descendentes. 5. Alternativa c. Possivelmente, os gafanhotos cor-de-rosa (mutação) são visivelmente identificáveis pelos seus predadores. Por não possuírem vantagens sobre os gafanhotos verdes, não são selecionados (seleção natural) entre as gerações. 6. Alternativa b. Um dos fatores que levam à especiação é o isolamento reprodutivo entre duas populações distintas. Quando o isolamento ocorre em detrimento de uma barreira geográfica que separa as populações, tem-se a especiação alopátrica. Quando o isolamento ocorre dentro de uma população que não foi separada geograficamente, tem-se a especiação simpátrica. 7. Alternativa c. Na situação D, D1 representa que as duas populações não são capazes de reproduzir entre si, pois foram representadas por cores distintas. D2 indica que as duas populações são capazes de se reproduzir, pois foram representadas por cores iguais. 8. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes considerem que o ser humano e os macacos compartilham um ancestral comum, que, no passado, teria se divergido e originado diferentes linhagens que resultaram nas espécies atualmente viventes. 9. a) O Sahelanthropus tchadensis data de aproximadamente 7 milhões de anos, sendo o mais antigo fóssil de hominínio descoberto. b) Os Australopithecus eram completamente bípedes, ou seja, tinham postura ereta e caminhavam sobre duas pernas. Eles teriam surgido aproximadamente há 4 milhões de anos. c) O Homo sapiens surgiu há cerca de 300 mil anos. O Homo erectus e o Homo neanderthalensis coexistiram por um período com os Homo sapiens. 10. Alternativa e. Como o país apresenta ventos constantes, é possível explorar a energia eólica, que não emite gases poluentes durante sua operação. 11. Alternativa c. A falta de saneamento básico está intimamente relacionada às doenças gastrointestinais. Não ter água tratada encanada e uma rede de esgoto aumenta as chances de a população adoecer. 12. Alternativa b. As enzimas de restrição cortam regiões específicas do DNA enquanto as DNA ligases promovem a adesão dos segmentos do DNA. 13. Alternativa b. A transgenia corresponde a uma técnica de engenharia genética na qual se insere um ou mais genes de uma espécie no material genético de outra espécie, que passa a expressar essa característica.

Integrando com ...

1. Por meio de teorias pseudocientíficas como a eugenia, que legitimava

práticas discriminatórias, como a segregação racial e o extermínio de grupos considerados “geneticamente inferiores”. O exemplo citado é o da Alemanha nazista, que promoveu o extermínio de milhões de pessoas e utilizou a eugenia para justificar esses atos. 2. Para que a produção da Ciência seja isenta de preconceitos, é necessário promover a diversidade entre os pesquisadores e guiar a pesquisa com valores como igualdade, respeito e solidariedade. Isso ajuda a garantir que os avanços científicos beneficiem a todos, reduzindo desigualdades. 3. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes reconheçam o papel fundamental da Ciência para o combate à pandemia de covid-19. O desenvolvimento de vacinas, os testes e diagnósticos, os tratamentos, a informação e a educação da população foram algumas dessas contribuições. Entre os tópicos que podem ser levantados na conversa, e que podem servir como fio condutor ao podcast, estão o acesso desigual aos recursos e informações e a desigualdade na distribuição das vacinas. Cientistas de países com mais recursos financeiros realizaram e publicaram um maior número de pesquisas do que cientistas de países com menos recursos financeiros. Países com mais recursos financeiros também obtiveram vacinas em menor tempo do que os países com menos recursos financeiros, resultando na imunização da população mundial em diferentes momentos, beneficiando os primeiros a receber as vacinas e prejudicando aqueles que receberam as vacinas em momentos posteriores.

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TRANSCRIÇÕES DOS PODCASTS

A Ciência como remédio contra a desinformação [MÚSICA DE TRANSIÇÃO] O mundo está cada vez mais conectado! Vivemos um momento em que uma grande quantidade de informações está disponível e precisamos identificar o que é fato e o que é boato. Embora tenhamos acesso a conteúdos confiáveis e verificados, ainda há muita desinformação. Nesse contexto, o termo pós-verdade surgiu para definir situações em que pesquisas, dados e estudos científicos são ignorados em uma argumentação. A pós-verdade deixa de lado a objetividade e o compromisso com a informação correta. Nela, os temas são distorcidos, e as versões prevalecem sobre os fatos. Com a pós-verdade quem perde é a Ciência e a sociedade em geral. Mas atenção: pós-verdade não é o mesmo que fake news, outro termo de uso popular atualmente. Fake news são, como no original em inglês, “notícias falsas”. Pós-verdade é propagar essas fake news distorcendo dados e informações para comprovar uma tese. Em 2016, o termo pós-verdade foi eleito como expressão do ano pelo dicionário Oxford e foi definido como algo “relativo ou referente a circunstâncias nas quais os fatos objetivos têm menos influência em moldar a opinião pública do que apelos à emoção e a crenças pessoais”. Vamos ouvir o que o professor, filósofo e escritor Mário Sérgio Cortella comentou sobre o assunto. “Pós-verdade é o nome que se dá, especialmente nos dez anos mais recentes, à noção de uma relativização do conceito do que é verdadeiro, não a partir daquilo que há comprovação com a realidade, mas a partir das convicções que as pessoas têm.” [MÚSICA DE TRANSIÇÃO] A mentira como ferramenta de manipulação das massas não é uma novidade. Reis, imperadores, políticos e líderes em diversos momentos da história utilizaram a mentira para difamar seus inimigos e enaltecer suas próprias realizações. Mas a popularização da internet e das redes sociais transformou cada cidadão em um potencial criador de conteúdo que pode, com muita facilidade, distribuir notícias distorcidas ou completamente falsas para milhões de pessoas em todo o mundo. A esse fenômeno damos o nome de infodemia, ou seja, uma epidemia de informação. O termo é utilizado para definir uma situação em que as mentiras são espalhadas em larga escala e com muita velocidade, assim como um vírus. Notamos a infodemia em prática em diversos momentos da nossa história recente. Durante a pandemia da covid-19, por exemplo, o movimento antivacina intensificou-se, e milhões de pessoas em todo o planeta se recusaram a receber a imunização. Falsas teorias foram utilizadas na ocasião, como a origem dos imunizantes, o breve tempo para o seu desenvolvimento e até mesmo a possível presença de chips em seu conteúdo com o objetivo de controlar a população. De acordo com uma reportagem da CNN, entre janeiro e julho de 2021, 99% das pessoas mortas nos Estados Unidos por covid-19 não haviam tomado a vacina. “O país tem estoque suficiente de vacinas para garantir a imunização de todos os americanos, mas ainda existe resistência de parte da população, que não quer se vacinar”. Há outros casos de infodemia, como a crença de que a Terra é plana, a negação do Holocausto e as campanhas de desinformação sobre diversas doenças. Em 2017, por exemplo, durante um surto de febre amarela no Brasil, algumas mentiras sobre essa doença foram amplamente propagadas, como as seguintes informações. A febre amarela é uma farsa e foi criada para vender vacinas. Médico de Sorocaba diz que vacina paralisa o fígado. Própolis espanta o mosquito da febre amarela. Todas essas notícias falsas circularam principalmente por aplicativos de mensagens, causando confusão, assustando as pessoas e reduzindo a adesão à vacina. Outro boato que teve grande divulgação foi o de que suco de inhame seria capaz de repelir o mosquito Aedes aegypti, transmissor do zika vírus, da febre chicungunha e da dengue. Faculdades, centros de pesquisa e profissionais da Medicina perceberam a necessidade de publicar vídeos na internet que contestassem essa desinformação. Um deles foi o médico Bruno Farnetano. Ouça um trecho da fala dele. “Se você respondeu que o suco de inhame não impede a infecção pelo vírus da dengue, você acertou. Esse suco não foi comprovado como uma forma eficaz de prevenir a dengue”.

O combate à desinformação começa por você! Diante de um tema polêmico, desconfie e reflita. Leia artigos científicos e reportagens divulgados por fontes com credibilidade, como veículos de comunicação da grande imprensa, universidades, centros de pesquisa e associações de classe, como confederações, associações e sindicatos. Avalie todos os pontos de vista. O método científico é um mecanismo de busca pelo conhecimento confiável que tem o objetivo de produzir explicações imparciais e verificáveis com base em evidências empíricas. Esse método é utilizado por cientistas de todas as áreas de estudo, como Física, Biologia, Química, Psicologia, entre outras. O método científico é uma das principais ferramentas disponíveis para que possamos entender com clareza e certeza qualquer assunto. Trabalhos científicos são desenvolvidos por longos períodos, revisados e aprimorados, até que os pesquisadores publiquem um resultado. As conclusões feitas com base nos resultados das pesquisas científicas nem sempre são definitivas, pois novos avanços e tecnologias podem retomar a discussão. [MÚSICA DE ENCERRAMENTO] Créditos: O trecho que ouvimos sobre O que é pós-verdade?, de Mario Sergio Cortella, está no Canal do Cortella, no YouTube. O trecho da reportagem “Nos Estados Unidos, 99% das mortes por Covid-19 são de não vacinados”, foi publicado na página da CNN Brasil em 24 de julho de 2021. O áudio do médico Bruno Farnetano foi retirado do vídeo Mito ou verdade: suco de inhame impede a infecção da dengue?, publicado no Canal do YouTube da TV UNIFAGOC. Os outros áudios deste podcast são da Freesound.

Uso terapêutico da pele de tilápia-do-nilo [MÚSICA DE TRANSIÇÃO] Você sabia que é permitido utilizar pele de peixe no tratamento de pacientes humanos no Brasil? Essa possibilidade foi conquistada há poucos anos e já ajudou centenas de pessoas! Acompanhe nosso podcast para saber mais. [MÚSICA DE TRANSIÇÃO] Até o final do século XX, não existia no Brasil regulamentação para o transplante de órgãos e tecidos humanos. Apenas em 1997 foi criado o Sistema Nacional de Transplantes, que normatiza e gerencia a captação, a preservação e a distribuição de material biológico humano com finalidade terapêutica. Entre os tecidos humanos que podem ser transplantados está a pele, barreira física fundamental no combate a infecções. Uma das funções do Banco de Pele é auxiliar no tratamento de queimaduras. Vamos ouvir o médico André Paggiaro, diretor do Banco de Tecidos do Hospital das Clínicas de São Paulo, que explica o assunto. A gente sabe que o tratamento de queimados depende de um procedimento que a gente chama de enxertia, né? Então, é quando você tira a pele de uma região do corpo e transfere esse tecido pra outra região e esse enxerto vai cobrir aquela ferida. A dificuldade de aplicação desse processo está relacionada ao baixo estoque de pele humana disponível nos quatro Bancos de Pele em funcionamento no Brasil. [MÚSICA DE TRANSIÇÃO] As queimaduras são um grande desafio para a medicina mundial. Por ano, cerca de 180 mil pessoas morrem em decorrência de queimaduras no mundo. Nos casos mais graves, a recuperação é demorada e, muitas vezes, demanda transplante de pele. Com esse cenário, em 2019, um grupo de pesquisadores conseguiu o registro na Agência Nacional de Vigilância Sanitária, a Anvisa, de um curativo biológico alternativo, feito a partir da pele do peixe tilápia-do-nilo. Em 2023, o processo para aplicações médicas desse curativo obteve a patente do Instituto Nacional de Propriedade Intelectual, o INPI. [MÚSICA DE TRANSIÇÃO] A ideia de utilizar pele de tilápia-do-nilo para fins terapêuticos foi do cirurgião plástico pernambucano Marcelo Borges. Em 2011, ele se deparou com a informação de que 99% da pele oriunda das criações desse peixe no Brasil eram descartadas, possibilitando a aquisição do material por baixíssimo custo. Em 2014, com a participação de três colegas, Edmar Maciel, Odorico Moraes e Nelson Piccolo, foi criada a equipe de coordenação para os estudos desenvolvidos na

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Universidade Federal do Ceará. O grupo de pesquisadores avaliou a segurança e a eficácia da pele de tilápia-do-nilo no tratamento de queimaduras. Mas... por que a pele de um peixe? A tilápia-do-nilo é o peixe mais cultivado do Brasil e tem o ciclo reprodutivo relativamente rápido. Sua pele oferece boa resistência quando comprimida e possui semelhanças com a pele humana, como a presença de colágeno do tipo 1. Outra vantagem do uso da espécie é a facilidade da estocagem e a viabilidade de custos para ser utilizada pelo Sistema Único de Saúde, o SUS. [MÚSICA DE TRANSIÇÃO] O desenvolvimento das pesquisas envolveu a fase pré-clínica. Essa fase incluiu a análise das células da pele da tilápia, a investigação dos microrganismos presentes no tecido, os testes de técnicas de esterilização e a aplicação em ratos. Houve, ainda, a fase clínica, que corresponde às etapas de testes em humanos. Como foi mencionado, a autorização para o uso desse material foi cedida pela Anvisa como consequência dos resultados positivos desses estudos. Verificou-se que o tratamento com curativos feitos de pele de tilápia requer menor quantidade de trocas se comparado ao tratamento com os curativos e cremes usualmente utilizados. Além disso, a recuperação ocorre com menor probabilidade de infecções, já que a pele do peixe adere à ferida, evitando contaminação. Alguns dias após a aplicação, a pele do peixe começa a se soltar, mostrando, abaixo dela, a presença da pele do paciente em processo de cicatrização. Para conhecer alguns dos benefícios do uso da pele da tilápia no bem-estar dos pacientes, acompanhe a explicação do médico Edmar Maciel, um dos coordenadores dos estudos. Como médico, além do tratamento técnico, é muito importante que a gente vise o bem-estar do paciente e sua qualidade de vida. E é isso que nós observamos com o uso da pele da tilápia, uma vez que esses pacientes não têm que fazer várias locomoções da sua residência para o tratamento no hospital. Com isso, diminuindo o número de curativos, obviamente reduzindo as dores, que são extremamente dramáticas nesse tipo de queimadura e observamos uma diminuição no período de tratamento, diminuindo o tempo de cicatrização da ferida. Mas a aplicação da pele do peixe não se restringe ao tratamento de queimaduras. Esse tecido já foi empregado, por exemplo, na reconstrução do canal vaginal em mulheres com alterações ginecológicas. Em crianças, a pele de tilápia foi utilizada na separação e reconstituição dos dedos das mãos e dos pés que nasceram unidos por condição genética. E se você acha que a aplicação desse material biológico está restrita ao tratamento em humanos, vai se surpreender. Em 2020, animais vítimas das queimadas do Pantanal foram resgatados e tratados com pele de tilápia. E centenas de curativos biológicos foram utilizados para ajudar animais machucados nas enchentes do Rio Grande do Sul, em 2024. Quantos exemplos de aplicação da pele de um peixe, não é mesmo? Algo aparentemente simples, disponível em abundância no Brasil e frequentemente descartado passou a ser visto como tecnologia inovadora para salvar vidas. Você já parou para pensar na importância das pesquisas? [MÚSICA DE TRANSIÇÃO] Créditos: O áudio do médico Edmar Maciel foi retirado do vídeo Pesquisa sobre uso da pele de tilápia em queimaduras, publicada pelo Instituto de Apoio ao Queimado. Os demais áudios são da Freesound.

Mandioca: uma raiz polivalente [MÚSICA DE TRANSIÇÃO] O leite é um alimento fundamental para todo mamífero recém-nascido. Depois dos primeiros anos de vida, geralmente, esses animais perdem a capacidade de digerir a lactose presente no leite. Essa condição era característica, inclusive, dos seres humanos. Porém, estima-se que, há aproximadamente 10 mil anos, tenha ocorrido uma mutação que se estabeleceu na população humana, determinando a produção da enzima lactase depois da infância. E, assim, seguimos tomando, sem complicações, o leite de vacas, cabras e de

outros mamíferos domesticados. Atualmente, o leite e seus derivados fazem parte da lista dos alimentos mais produzidos e consumidos no mundo. No Brasil, em média, cada pessoa consome cerca de 166 litros de leite por ano, seja in natura, seja na forma de seus derivados, como queijos, manteigas e iogurtes. Mas a mutação que permite o consumo de leite e seus derivados não está presente em todos os seres humanos. E é por isso que há muitas pessoas geneticamente intolerantes à lactose. Ou seja, quando essas pessoas bebem leite, desenvolvem reações adversas, como inchaço abdominal, cólicas e dor. Naturalmente, bebidas fermentadas podem auxiliar na desinflamação do intestino e manutenção de suas funções. Mas o que fazer se a maioria dessas bebidas é feita à base de leite? Com o objetivo de desenvolver uma bebida fermentada não láctea e não alcoólica, pesquisadores da Universidade Federal de Lavras, a Ufla, utilizaram como base um vegetal que os brasileiros conhecem muito bem: a mandioca. [MÚSICA DE TRANSIÇÃO] Farinha-d’água, farinha seca, fécula, polvilho (doce ou azedo), beiju, tapioca, tucupi… São muitos os alimentos derivados da mandioca, um tubérculo onipresente na história e no território brasileiro. Nos primeiros relatos que os viajantes europeus fizeram durante o processo de colonização, eles já notaram a importância que essa planta tinha para os indígenas que viviam aqui. A mandioca é considerada um alimento sagrado para muitos povos indígenas, que souberam domesticá-la. Eles perceberam que a mandioca crua não era boa para o consumo. Para ser ingerida, ela precisava ser torrada, assada ou fervida. Por ser de fácil cultivo, versátil e resistente, mesmo em condições adversas, a mandioca sempre foi protagonista da alimentação de comunidades indígenas, quilombolas, ribeirinhas e caiçaras. Ela também é usada no caulim, uma bebida consumida em festas e rituais indígenas, e no tacacá e na maniçoba, duas iguarias da culinária amazônica. A mandioca ainda é muito importante para a economia de comunidades tradicionais que vivem do plantio, consumo e comércio de derivados dela. A planta ganhou nomes diferentes, como aipim, macaxeira e maniva, e se espalhou pelo mundo. Atualmente, a mandioca é um dos principais alimentos de populações da África e colabora na nutrição de 800 milhões de pessoas no mundo todo, quase 10% da população do planeta. Os indígenas da etnia tapirapé, do Mato Grosso, estão entre essas pessoas. Sabendo disso, os pesquisadores da Ufla tiveram acesso a uma bebida fermentada que os tapirapé produzem. E se inspiraram nela para fabricar outra bebida fermentada. A ideia dos pesquisadores é que esse produto, como foi dito, possa servir como alternativa aos fermentados à base de leite, para as pessoas que são intolerantes à lactose, utilizando um recurso abundante e popular entre os brasileiros. [MÚSICA DE TRANSIÇÃO] Mas o que é necessário para fazer a fermentação dessa bebida? Como todo produto fermentado, ela precisa de microrganismos, como bactérias e fungos, que permitam a transformação do alimento. Nesse caso, os pesquisadores da Ufla adicionaram bactérias lácticas e leveduras presentes na mandioca e em outros vegetais para permitir a fermentação. Ah, um detalhe: os microrganismos adicionados são considerados seguros para o consumo humano. Portanto, mesmo que eles permaneçam vivos ao final do processo, podem ser ingeridos. Aliás, algumas dessas bactérias têm ação probiótica, ou seja, elas ajudam a microbiota do organismo a funcionar melhor! Essa bebida à base de mandioca já foi patenteada, e os pesquisadores agora tentam desenvolvê-la em escala industrial. Como a mandioca é bem tolerada pelo sistema digestório da maioria dos brasileiros, a ideia é que mais consumidores, principalmente os que são intolerantes aos derivados do leite, tenham acesso aos benefícios da fermentação. [MÚSICA DE ENCERRAMENTO] Créditos: A música “Bored Shortz” está na biblioteca de áudios do YouTube. O dado sobre o consumo mundial da mandioca está em um relatório da FAO, a agência da ONU para alimentação.

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