educacionalMaterial do professor - 2ª edição
Caderno
CiênciasMaterial de apoio - 1º bimestre
Ensino Fundamental
educacionalMaterial do professor - 2ª edição
CadernoCaderno
ciênciasCiênciasMaterial de apoio - 1º bimestre
Ensino Fundamental
Marconi Ferreira Perillo Júnior
Governador do Estado de Goiás
Raquel Figueiredo Alessandri Teixeira
Secretária de Estado da Educação, Cultura e Esporte
Rui Rocha de Macedo
Superintendente Executivo
Marcos das Neves
Superintendente Executivo de Educação
Gerência de Formação Central
Elaboradores
Cibele Pimenta Tiradentes
Claudine Ferreira de Souza Azeredo Veríssimo
Fernanda Cirqueira Rodrigues
Hélio Pinheiro de Andrade
Jardel Willian do Couto
Leonardo Dantas Vieira
Leonardo Teófilo Teles
Lívio de Castro Pereira
Ranib Aparecida dos Santos Lopes
Rodrigo da Silva
Expediente
Caro Professor:
Queremos, hoje, entregar a você a nova versão do Caderno
Educacional. Assim como a primeira edição desse material, esta foi
pensada e formulada pela Secretaria de Estado da Educação, com o
objetivo principal de subsidiar a sua prática pedagógica.
Nesse sentido, a sua experiência e conhecimento são, de fato,
extremamente importantes à medida que consideramos a produção do
saber o resultado de uma soma. E o orgulho da SEDUC centra-se nessa
adição, afinal, a sua voz, professor, emerge, dentre tantas outras, em cada
proposta que aparece nesse material de apoio.
A nossa intenção não é a de lhe entregar um material pronto e acabado, e
sim a de permitir que, com o acréscimo de suas contribuições, este caderno se
tornemaisumrecurso,auxiliando-o,diariamentenasublimetarefadeensinar.
Ao perceber que o professor é alguém que concebe este Caderno como
um eixo orientador de sua prática, o aluno aprende que o material em
suas mãos também funciona como um norte para conhecer o
desconhecido. A ordem do século XXI é encorajar o aluno a se inteirar
da multiplicidade do saber que compõe as várias áreas do conhecimento,
como a Língua Portuguesa, a Matemática, a Física, a Biologia [...] e, assim,
estabelecer, a partir de cada esfera do conhecimento múltiplas relações
com o contexto atual e vindouro. Essa tarefa, professor, é sua e é nossa
também! Por isso, o Governo de Goiás traçou as diretrizes para a reforma
educacional, a fim de promover um grande salto de qualidade na
Educação do nosso Estado. A produção do Caderno Educacional é uma
das ações que acreditamos impactar e estimular a busca pelo saber.
O nosso muito obrigado pelo trabalho diário com os 600 mil alunos
da Rede Estadual de Educação!
Apresentação
Aula 1........De que as coisas são feitas ..............................................................................09
Aula 2........Elementos químicos que constituem o planeta..........................................13
Aula 3........Ciclo do Carbono ..............................................................................................19
Aula 4........Ciclo do Oxigênio..............................................................................................24
Aula 5........Ciclo do nitrogênio...........................................................................................27
Aula 6........Resolução de exercícios...................................................................................30
Aula 7........Efeito Estufa .......................................................................................................33
Aula 8........Aquecimento Global; Emissores de carbono...............................................36
Aula 9........Lixo ou resíduos: interferência no ciclo de materiais .................................39
Aula 10......Lixo Radioativo..................................................................................................43
Aula 11.......Lixo Radioativo..................................................................................................45
Aula 12......Matriz energética e usinas nucleares....................................................................47
Aula 13......Resolução de exercício.....................................................................................50
Aula 14......Sol, fonte de energia ........................................................................................53
Aula 15......Como as plantas se alimentam.......................................................................55
Aula 16......A química da Fotossíntese...............................................................................58
Aula 17......A importância da fotossíntese para o meio ambiente ...............................61
Aula 18......Respiração Celular ............................................................................................63
Aula 19......Respiração-Fermentação.................................................................................65
Aula 20......Fermentação Lática ..........................................................................................69
Aula 21......Cadeia alimentar: transferência de energia contida no alimento ...........73
Aula 22......Teia alimentar: a interrelação de várias cadeias alimentares ..................76
Aula 23......Cadeia e teia alimentar: níveis de tróficos....................................................79
Aula 24......Resolução de exercícios...................................................................................81
Sumário
CIÊNCIaS
9
aula 01
De que as coisas são feitas
Expectativas
de aprendizagem
u Identificar a composição química
dos alimentos
uRelacionarfotossíntese,respiração
edigestãoatransformaçõesquímicas
onde ocorre a formação de novas
substâncias.
u Compreender a composição das
coisas e dos seres
Objetivo geral
Compreender a composição química das coisas e dos seres
relacionando os processos de fotossíntese, respiração e digestão à formação
de novas substâncias.
Conceito básico
Tudo o que existe é composto por partículas chamadas de átomos e
os diferentes átomos formam os elementos químicos. Cada material
pode ser classificado pela sua estrutura e composição química como os
materiais orgânicos que são derivados do elemento químico carbono e
os materiais inorgânicos que são derivados de outros elementos quími-
cos. Na natureza, as quantidades de matéria são constantes e segundo a
Lei de Lavoisier, “na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se trans-
forma”. Assim os diferentes materiais que formam as coisas e os seres
vivos permanecem em um ciclo eterno, ora compondo um, ora com-
pondo outro corpo. Podemos então entender alguns dos principais ci-
clos dos materiais que formam os seres vivos, os materiais orgânicos, os
minerais e os materiais inorgânicos.
O átomo é a menor parte de um corpo, constituído de
prótons, nêutrons e elétrons, de forma que os prótons e
nêutrons encontram se no núcleo e os elétrons percorrem
um caminha ao redor do núcleo formando uma região cha-
mada de eletrosfera. Observe a imagem ao lado.
O elemento químico é o conjunto de átomos com o mesmo número de prótons, por exemplo, o carbono
representado pela letra C é constituído por vários átomos e todos apresentam 8 prótons em seu núcleo. Já o
oxigênio representado pela letra O é composto por átomos com 8 prótons.
Os seres vivos necessitam tanto de alimentos quanto de oxigênio (O2) para a sua sobrevivência. Oxigênio
(do grego “oxis”, ácido e “genes”, produtor) é um gás incolor, inodoro e insípido, ou seja, sem cor, sem cheiro
e sem gosto. É elemento pouco solúvel em água, e em temperatura ambiente, sua molécula é inerte; na presença,
porém, de substâncias catalisadoras ou ao receber calor, reage com grande parte dos elementos químicos origi-
nando diversos compostos. Portando, o oxigênio é um elemento que tem como símbolo químico “O”, compondo
aproximadamente 20% da atmosfera terrestre, fazendo-se presente na composição de todos os seres vivos. O
oxigênio foi originado, principalmente, da fotossíntese dos mares da Terra primitiva. Presente na atmosfera em
forma de gás oxigênio (O2) e gás carbônico (CO2), é também o elemento mais abundante na crosta terrestre e
oceanos. Esses dois gases juntamente com a água (H2O), são as principais fontes inorgânicas desse elemento.
CIÊNCIaS
10
Tudo que está a nossa volta é formado por elementos quí-
micos: objetos, ferramentas, roupas, alimentos, dentre outros.
O pão francês, por exemplo, é produzido com farinha de
trigo, essa por sua vez é composta por um polissacarídeo o
amido, o amido por sua vez é composto por um monossacarídeo
que é a glicose. A molécula de glicose pode ser representada con-
forme a sua composição: C6H12O6 que significa seis átomos de
carbono, doze átomos de hidrogênio e seis átomos de oxigênio,
e que nesta forma este açúcar esta disponível para que o orga-
nismo humano o absorva garantindo a energia para o corpo.
Já as carnes e ovos são constituídas por proteínas e sais minerais,
essas proteínas por sua vez são compostas por aminoácidos, que apre-
sentam em suas estruturas os átomos de carbono (C), oxigênio (O),
hidrogênio (H) e nitrogênio (N). Assim o corpo humano absorve os
aminoácidos e sais minerais necessários para o seu crescimento e ma-
nutenção.
A pele contém proteínas
As fibras nervosas
são envolvidas por
proteínas.
O hormônio insulina é
uma proteína fabricada
pelo pâncreas.
As unhas são forma-
das por proteínas.
O cabelo é formadas por
proteínas.
A enzima amilase é uma
proteína da saliva.
A hemoglobina do san-
gue é uma proteína.
As fibras musculares são
formadas pr proteínas.
Os tendões que unem os
músculos aos ossos contém
proteínas.
Fonte da imagem: http://www.brasilescola.com/quimica/funcao-das-proteinas-suas-fontes-na-alimentacao.htm
CIÊNCIaS
11
Proponha aos estudantes que reflitam sobre a expressão: “Somos um pouquinho de tudo que alimentamos”
e completem as seguintes frases:
Atividades
Para cada sentença, escolha palavras ou expressões que as completem:
a) Se o boi come capim, então seu corpo é composto por...
1
Se o boi come capim, então seu corpo é composto por capim ou então, se a composição do capim é celulose, o boi é
composto por celulose.
b) Se a onça come o boi, então seu corpo é composto por...
Se a onça come o boi, então seu corpo é composto por boi, ou então se a composição do boi é basicamente água e
proteínas e lipídeos a onça é feita disso.
c) Se o homem come vegetal e boi, seu corpo é composto por...
Se o homem come vegetal e boi, seu corpo é composto por vegetal e boi ou seja, composto por celulos, proteinas e água
Algumas frutas, como o abacate e o coco, a soja, a carne, o leite e a gema de ovo apresentam óleos ou gor-
duras que são chamados de lipídios e apresentam estrutura molecular variada com várias funções orgânicas: re-
serva energética para animais que hibernam, isolante térmico em mamíferos, além de colaborar na composição
da membrana plasmática das células (os fosfolipídios). A principal característica dos lipídios é a aversão à molé-
cula de água, isto é, os lipídios são hidrofóbicos, por isso a dificuldade de lavar vasilhas muito engorduradas.
Observe o valor nutricional de um biscoito recheado abaixo:
CIÊNCIaS
12
a) Crie uma lista dos nutrientes que podem ser encontrados nos alimentos citados nas frases da atividade anterior.
b) Os alimentos que consumimos podem ser classificados em carboidratos, proteínas, lipídios, vitaminas, sais minerais
e água. Descreva alguns alimentos de sua dieta diária que pertencem a estas classificações:
2
Carboidratos, proteínas, lipídeos, vitaminas e sais minerais.
CLASSIFICAÇÃO ALIMENTO
CARBOIDRATOS Massas, pão, arroz, macarrão
PROTEÍNAS Carne, feijão, soja
LIPÍDEOS Óleos, margarinas e gorduras
VITAMINAS Suco de laranja, acerola, frutas
SAIS MINERAIS Água
d) Se o verme come restos de seres que morrem, em seu corpo tem...
Se o verme come restos de seres que morrem, em seu corpo tem restos dos seres que morrem, ou seja, proteínas, água,
celulose e lipideos.
Classifique as substâncias do quadro em orgânicas e inorgânicas explicando, quais são suas principais fontes:
3
CLASSIFICAÇÃO ORGÂNICO/INORGÂNICO FONTES
CARBOIDRATOS orgânico Massas, amido, açúcares
PROTEÍNAS orgânico Carne, ovos
LIPÍDEOS orgânico Óleos, gorduras
VITAMINAS orgânico Frutas
SAIS MINERAIS inorgânico água
Professor, se necessário explique que as substâncias inorgânicas como a água e os sais minerais, são encontradas
facilmente fora dos seres vivos e as orgânicas como proteínas, carboidratos, lipídios, encontram-se normalmente
associadas aos seres vivos, portanto sua principal fonte são plantas e animais.
Esclareçaque,somosformadosporessescompostos,eosmesmossãoformadosporpartesaindamenoreschamados
de elementos químicos, tais como carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Estes, em diferentes composições,
sãoagrupadosparaformarmoléculassimplescomoaáguaeogáscarbônicooumoléculasmaiores,maiscomplexas
como as proteínas, os carboidratos e os lipídios.
Com o auxílio de uma tabela periódica escreva os nomes e os símbolos de alguns elementos químicos
presentes na composição de carboidratos, proteínas e lipídeos.
4
CIÊNCIaS
13
Encontre em que partes do metabolismo dos seres vivos, se encontram as substâncias a seguir: H2O,
CO2, C6H12O6, O2 .
DESAFIO
Fotossíntese
Respiração
Digestão
Movimentos
Professor,paraqueosestudantescompreendammelhoroselementosquímicos,apresenteatabelaperiódicapara
observarem as características dos elementos que são encontrados no universo.
NOME DO ELEMENTO SÍMBOLO
Carbono C
Oxigênio O
Hidrogênio H
Nitrogênio N
aula 02
Elementos químicos que
constituem o planeta
Expectativas
de aprendizagem
u Reconhecer o caráter cíclico dos
materiais que compõe os materiais
orgânicos e inorgânicos.
u Identificar diferentes substâncias como
decorrentes de diferentes arranjos dos
mesmos elementos químicos.
u Reconhecer que a quantidade dos
elementos químicos na natureza é
sempre constante e, que circulam nos
diferentes meios.
Objetivo geral
Reconhecer os elementos químicos que constituem o planeta e o
caráter cíclico que compõem os materiais.
Conceito básico
Tanto o planeta como os seres que o habitam, tem uma mesma
origem e são compostos pelos mesmos elementos químicos. Desde
que os dois primeiros prótons se fundiram no Big Bang a matéria
vem sofrendo alterações que comprovam a Lei de Lavoisier
(conservação das massas) e o caráter cíclico dos materiais que
compõe as coisas e os seres.
CIÊNCIaS
14
https://www.google.com.br/search?q=composi%C3%A7%C3%A3o+quimica+da+terra&rlz=1C2LENN_enBR513BR531&tbm=isch&tbo
=u&source=univ&sa=X&ei=i8tmUtKWAZHy9gSbnYHQDQ&sqi=2&ved=0CDcQsAQ&biw=1821&bih=832
O Brasil é um grande produtor de recursos minerais e orgânicos, daí a importância de conhecimento de
todos os brasileiros da geologia brasileira e suas reservas, sua localização, utilização e conservação. Podemos
ver a baixo vários minerais que são encontrados no Brasil.
CROSTA
MANTO SUPERIOR
ZONA DE TRANSIÇÃO
MANTO
INFERIOR
REGIÃO D’’
NÚCLEO
EXTERNO
NÚCLEO
INTERNO
6.371
6000
5000 300
4.000
3.000
2.000
1.000
100
80
60
40
20
00
Profundidadeem Km
Pressão
em GPJ
200
360
3.500°C
1.300°C
600°C
Teeraturas
aproximadas
6.500°C
CIÊNCIaS
15
Principais reservas minerais do Brasil e participação mundial – 2011
Principais Reservas Minerais do Brasil - 2011
Substância Un. Brasil (%) Mundo
Alumínio
1
10
6
t 567 2,2
Barita
2
01
3
t 2.900 1,1
Bentonita
1
10³ t 32.095 nd
Berilio
2
dn000.6t
Calcário Agrícola
1
10
3
t > 2 Bt nd
Carvão Mineral
1
10
6
t 2.167 0,3
Caulim
1
10
6
t 7.200 nd
Chumbo
2
10
3
t 86 0,1
Cobalto
2
2,1000.78t
Cobre
2
01
3
t 11.063 1,6
Criso la
1
10
3
t 10.909 nd
Cromo
2
10
3
t 465 0,1
Diamante
1
10
6
ct 9,5 1,6
Diatomita
1
10
3
t 2.340 0,6
Estanho
2
3,41337.107t
Felspato
1
10
6
t 317 nd
Ferro
1
01
6
t 29.604 17,4
Fluorita
2
10
3
t 1.000 0,4
Fosfato
4
10
3
t 273.000 0,4
Gipsita
1
10
3
t 230.000 nd
Gr ural
1
10
3
t 58.336 43,3
Lí o
2
01
3
t 46 1,0
Magnesita
1
10
3
t 240.777 9,5
Manganês
6
10
3
t 50.000 8,8
Metais do Grupo da Pl na
3
kg 13.790 0,02
ióbio
2
6,79391.331.4t
íquel
2
01
3
t 8.353 10,5
Ouro
2
7,4004.2t
Potássio
4
10
3
t 14.925 0,2
Prata
2
4,0651.2t
Rochas Ornamentais
1
10
3
t 6.000.000 nd
Sal
1
01
3
t 21.633 nd
Talco e Piro lita
1
10
3
t 46.243 12,3
Tântalo
2
8,93609.53t
Terras Raras 10
3
t 40 0,04
Titânio
5
10
3
t 2.266 0,3
Tungstênio2 t 21.629 0,7
Vanádio
2
10
3
t 175 1,3
Vermiculita
1
10
3
t 15.800 nd
Zinco
2
01
3
t 2.200 0,9
Zircônio
1
10
3
t 4.053 5,3
Fonte: D PM/DIPLAM. Informações reservas mundiais: USGS
1 - Reserva Lavrável de minério, 2 -Reserva Lavrável em metal do,
3 - Reserva Lavrável em metal do de Pt + Pd, 4 - Reserva Lavrável
em Equivalente P2O5 ou K2O, 5 - Reserva Lavrável de ilmenita + ru lo,
em metal con do, 6 - Reserva Medida em metal con do, nd: dado não
disponível.
Os nomes dos elementos químicos derivam do
latim e grego, tendo os símbolos químicos de-
rivados desses nomes. Sendo que a primeira
letra será sempre maiúscula e a segunda sem-
pre minúscula se tiver. Exemplos:
Latim ou Grego Nomes em português Símbolo
Sulfur-Latim enxofre S
Phosphoros-Grego fósforo P
Plumbum-Latim chumbo Pb
Hydrargirum-Grego mercúrio Hg
Fluere-Latim flúor F
Calcium-Latim cálcio Ca
Aurum-Latim ouro Au
Vários utensílios são feitos com alumínios
(Al) como panelas, rodas etc.
A maioria dos bens móveis é produzida com ferro (Fe) daí a grande importância das indústrias de base im-
plantadas no Brasil pelo Governo de Getúlio Vargas.
Sendo a química o ramo da ciência que estuda as transformações da matéria, pontua-se transformação física e
química, como:
• Transformação física estuda as modificações físicas não mu-
dando a estrutura química da matéria, ou seja, o garfo feito de alu-
mínio ou prata, quando é amassado ou retirado alguns “dentes” a
matéria continua sendo alumínio e/ou prata.
• Já a transformação química estuda as modificações quími-
cas da matéria, ou seja, o parafuso feito de ferro (Fe) após ser oxidado
(enferrujado) o ferro se torna oxido de ferro (Fe2O3) que é a sua
forma natural.
CIÊNCIaS
16
Professor, apresente as equações químicas a seguir aos estudantes, para que possam visualizar e compreender
melhor o processo da fotossíntese e da respiração. Na fotossíntese a reação do gás carbônico com a água e
a energia do sol dá como produto final a glicose que é um açúcar e o oxigênio tão importante à nossa
sobrevivência, sendo que a respiração representa o processo inverso deste fenômeno.
Atividades
Observe as equações químicas a seguir:
PROCESSO A
1
Gás carbônico
(CO2)
Água
( H2O)
Glicose
(C6H12O6)
Oxigênio
(O2)
energia solar+
a) Quais são as reações demonstradas pelos processos A e B?
Fotossíntese e Respiração
b) Pode-se afirmar que um processo é o“inverso” do outro?
Sim, pois os produtos de um dos processos são os reagentes do outro.
c) Em que seres vivos estes processos ocorrem?
Fotossíntese e respiração nos vegetais e respiração nos animais.
d) Como as atividades antrópicas (realizadas pelo ser humano) podem interferir no equilíbrio destes dois
processos?
Toda atividade humana relacionada a alguma substância participante destes processos irão interferir em seu equilíbrio,
assim, combustões, desmatamento, emissão de gases, agricultura e pecuária são alguns exemplos de atividades humanas
que interferem nos referidos equilíbrios.
PROCESSO B
Glicose
(C6H12O6)
Oxigênio
(O2)
Água
( H2O)
energiaGás carbônico
(CO2)
+
CIÊNCIaS
17
a) O que você entende por efeito estufa?
Processo de retenção do calor do sol no planeta.
Normalmente se atribui ao efeito estufa a“responsabilidade” pelo aquecimento global e pelos malefícios causados pela
poluição atmosférica. Porém o efeito estufa é um processo natural e cíclico de absorção e retenção de calor do sol, sendo
um dos responsáveis pela manutenção da vida no planeta.
2
b) Quais os gases e elementos químicos associados ao efeito estufa?
gases:dióxidodecarbono,metano,óxidonitroso,perfluorcarbonetos.Elementosquímicos:Oxigênio,Carbono,Hidrogênio,Nitrogênio.
c) Quais as atividades humanas que mais interferem no efeito estufa?
Toda atividade humana relacionada a alguma substância participante destes processos irão interferir em seu equilíbrio,
assim, combustões, desmatamento, emissão de gases, agricultura e pecuária são alguns exemplos de atividades humanas
que interferem nos referidos equilíbrios.
Observe os ciclos representativos:
3
Ciclo 1
PLANTAS BOI
SER
HUMANO
NUTRIENTES
DO SOLO
DECOMPOSITORES
Ciclo 2
RESPIRAÇÃO GÁS OXIGÊNIO
GÁS OXIGÊNIO
FOTOSSÍNTESE
GÁS
CARBÔNICO
GÁS
CARBÔNICO
d) Oque podemos fazer para diminuir o efeito estufa?
Reduzindo emissões de poluentes, reflorestamento, rotatividade de culturas e utilização de combustíveis de fontes alternativas.
Professor oriente seu aluno sobre o “Protocolo de Kyoto”, onde foi assinado um acordo entre os países (que
fazem parte do acordo) se comprometem a reduzir, de 2005 a 2012, as emissões de gases de efeito estufa
em pelo menos 5% de acordo com os níveis de 1990.
CIÊNCIaS
18
a) Quais situações podem ser representadas pelos ciclos?
Cadeia alimentar e metabolismo das plantas/vegetais
b) Em cada um dos ciclos, qual é a variação de quantidade de matéria utilizada?
Zero, como são representadas atividades cíclicas, não ocorrem variações das quantidades de matéria das substâncias envolvidas.
Indo de encontro a Lei de Lavoisier: “Na natureza nada se cria, tudo se transforma”.
È possível perceber quando comemos um sanduíche do tipo“X-salada” o caráter cíclio dos materiais? Justifique:
4
Sim. Ao observarmos o sanduíche percebemos que ele é composto por carboidratos presentes principalmente no pão (que
um dia “foi” trigo), proteínas da carne (que um dia “foi” um animal) e vegetais presentes na salada.Todos estes materiais
ciclam na natureza e nas cadeias alimentares.
c) É possível perceber que os elementos químicos que formam os materiais de cada ciclo são os mesmos? Justifique:
Sim, a maioria das substâncias relacionadas são compostas pelos elentos carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio.
Justifique a afirmação:
“A água que você bebeu hoje pode ter milhões e milhões de anos.”
DESAFIO
Assim como os demais materiais tratados até aqui, a água também circula no ambiente de forma
cíclica e sua quantidade permanece. Então, a água que temos hoje é a mesma da era dos dinossauros
e até a mesma dos tempos da formação do planeta.
CIÊNCIaS
19
aula 03
Ciclo do Carbono
Expectativas
de aprendizagem
u Analisar esquemas
representativos do ciclo do
carbono identificando o
caminho descrito por esses
elementos.
Objetivo geral
Conhecer a importância do ciclo do carbono para o ambiente
Conceitobásico
O elemento carbono é o principal constituinte de tudo o que é orgânico e
embora o dióxido de carbono CO2 represente apenas 0,35% dos gases que
compõem a atmosfera, o carbono é um elemento que nos últimos anos tem
provocado mudanças profundas em toda a Terra. O ciclo do carbono se inicia a
partir do momento em que as plantas, ou outros organismos autótrofos, absorvem
o gás carbônico da atmosfera e o utilizam na fotossíntese (ou quimiossíntese no
caso de alguns organismos) incorporando-o às suas moléculas. Então o carbono
passa para o próximo nível trófico quando os animais herbívoros ingerem as plantas
e absorvem parte do carbono incorporado na forma de açúcares.
CICLO DO CARBONO
Dióxido de carbono
na atmosfera
Assimilação pelas
plantas: fotossíntese
Respiração
das raízes
Organismos
mortos
Decomposição
Respiração
vegetal
Respiração
animal
Alimentos para
animais
Respiração de
organismos
do solo
CO2, liberado
da queima de
combustíveis
Fonte: www.qued.com.br
Parte dos restos de animais e vegetais pode não sofrer decomposição e transformar-se em combustíveis fósseis (carvão
e petróleo). Boa parte do carbono que estava preso durante milhões de anos nessas substâncias, está sendo devolvido à
atmosfera, através da queima de combustíveis. Em consequência destas queimas, a concentração de CO2 na atmosfera
aumentou nos últimos anos.
CIÊNCIaS
20
Atividades
O ciclo do carbono pode ser resumido no esquema abaixo:
As etapas I e II podem ser, respectivamente,
a) fotossíntese e quimiossíntese.
b) decomposição e queima de combustíveis.
c) fotossíntese e queima de combustíveis.
d) quimiossíntese e fotossíntese.
e) fermentação e respiração.
Gab: C
1
gás carbônico
matéria orgânica
I II
O carbono é um composto fundamental da matéria viva, cujo ciclo na natureza tem sofrido a interferência negativa do
homem. Isso tem propiciado desequilíbrios ambientais. Com relação a esse assunto, assinale a alternativa incorreta.
2
a) O CO2 não é a fonte primária de carbono para os seres vivos, embora seja encontrado em algumas moléculas
desses seres.
b) Substâncias mais simples, inclusive CO2, são originadas pela degradação de matéria orgânica na respiração
celular aeróbica.
c) Na decomposição de matéria orgânica, há liberação de CO2.
d) A queima de matéria orgânica, como lenha e combustíveis fósseis, libera CO2 para o ambiente.
e) A queima de combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo, vem contribuindo para o aquecimento global.
Gab: A
CIÊNCIaS
21
Muito se tem comentado sobre o aquecimento global, e um dos assuntos mais debatidos é o aumento do aquecimento
provocado por emissões de CO2 e sua relação com o efeito estufa. Um dos métodos mais discutidos para neutralizar o
CO2 consiste na realização de cálculos específicos para saber quanto CO2 é lançado na atmosfera por determinada
atividade, e quantas árvores devem ser plantadas para absorver esse CO2. Por outro lado, sabe-se que se, por absurdo,
todo o CO2 fosse retirado da atmosfera, as plantas desapareceriam do planeta.
3
a) Explique como as plantas retiram CO2 da atmosfera e por que elas desapareceriam se todo o CO2 fosse retirado
da atmosfera.
b) Considerando o ciclo do carbono esquematizado na figura abaixo, identifique e explique os processos biológicos
responsáveis pelo retorno do CO2 para a atmosfera.
As plantas utilizam CO2 da atmosfera para a fotossíntese, processo que utiliza o carbono do CO2 na produção de matéria
orgânica (glicose). Dessa forma, a retirada de todo CO2 da atmosfera comprometeria a nutrição das plantas levando ao
seu desaparecimento.
CO2 atmosférico
OsprocessosbiológicosresponsáveispeloretornodoCO2paraaatmosfera,presentesnafigura,sãoarespiraçãoeadecomposição,
onde ocorre a "quebra" da matéria orgânica com a liberação de CO2 para o ambiente.
O que divide os especialistas não é mais se o aquecimento global se abaterá sobre a natureza daqui a vinte ou
trinta anos, mas como se pode escapar da armadilha que criamos para nós mesmos nesta esfera azul, pálida e
frágil, que ocupa a terceira órbita em torno do Sol – a única, em todo o sistema, que fornece luz e calor nas
proporções corretas para a manutenção da vida baseada no carbono, ou seja, nós, os bichos e as plantas.
(Veja, 21.06.2006.)
4
CIÊNCIaS
22
Na expressão vida baseada no carbono, ou seja, nós, os bichos e as plantas estão contemplados dois reinos:
Animália (nós e os bichos) e Plantae (plantas). Que outros reinos agrupam organismos com vida baseada no
carbono? Que organismos fazem parte desses reinos?
Além dos reinos Animalia e Plantae, existem outros três reinos: o reino Monera, para os seres procariontes (bactérias e
cianobactérias), o reino Protoctista (algas) e o reino Fungi (fungos).
Um professor propôs a seus alunos que construíssem um terrário para simular o funcionamento
de um ecossistema. Para construí-lo, os alunos colocaram, em um recipiente devidro,umacamada
depedrinhas,outradecarvãovegetalemaisumadeterraadubada.Noandarsuperior,puseramalgumas
mudas de plantas e, ainda, alguns animais, como minhocas e caracóis. Após essa preparação, colocaram
águasuficienteparaumedecerbematerraevedaramtotalmenteorecipientecomumplásticotransparente.
Osalunosobservaramoterrário,porváriosmeses,econcluíramqueanimaiseplantaspermaneciamvivos
nesse sistema. Observaram também que, com o tempo, passaram a cair gotas de água do plástico que
vedavaoecossistemaartificial.Oprofessoraproveitou,então,paraexplicarosprocessosdetrocadematéria
entre os seres vivos e o ambiente que acontecem em um terrário.
Considere que nesse período de observação, não se adicionou água nem nutrientes. Explique,
como nesse ambiente fechado, ocorria a troca de matéria entre seres vivos e ambiente, permitindo
a continuação da vida.
DESAFIO
plástico
plantas
terra
carvão
pedregulho
disponível em: http://www.editoriainformal.com.br/curso/images/meioambiente/terrario2.gif
CIÊNCIaS
23
As plantas realizam fotossíntese para produzir matéria orgânica usando o CO2 proveniente dos
processos respiratórios dos seres vivos. O oxigênio liberado na fotossíntese é consumido pelos
organismos aeróbicos. A ação dos decompositores no terrário garante o reaproveitamento dos
componentes da matéria pelos produtores. A evaporação da água, proveniente do solo e eliminada
por meio da transpiração, da respiração e da excreção dos organismos, chega à superfície superior
do sistema, onde se resfria, se condensa e precipita, umedecendo a terra.
SUGESTÃO DE PRÁTICA
O efeito estufa diante de seus olhos!
I - Materiais
u dois copos com água;
u uma caixa de sapatos;
u filme plástico;
u papel alumínio;
u luz do Sol ou de uma luminária.
II - Procedimentos: Como fazer?
Forre o interior da caixa com o papel alumínio, coloque um dos copos com água dentro dela e tampe-a
com o filme plástico. Depois, coloque a caixa e o segundo copo com água na direção de uma luz forte.
Um dia ensolarado é perfeito para realizar essa experiência! Mas se não der para sair de casa, você pode
usar uma luminária. Depois de uns 15 minutos, abra a caixa e veja qual copo d’água está mais quente. Se
você tiver um termômetro pode conferir com ele, mas é possível sentir com o dedo mesmo!
III - Resultados
A água do copo da caixa esquentou mais! Isso porque o ar do interior da caixa foi aquecido pela luz que
passou pelo filme plástico e não conseguiu sair, ficou preso lá dentro. A mesma coisa acontece com o nosso
planeta! É o que chamamos de efeito estufa: a luz do sol atravessa a atmosfera e aquece a superfície do
planeta, mas o calor não consegue sair para o espaço porque os gases de efeito estufa que envolvem a Terra
não deixam. Esse efeito é um evento natural que permite a vida em nosso planeta. Sem ele, a Terra ficaria
muito fria e não teria uma variedade de espécies tão grande. Mas a poluição tem desregulado esse efeito. A
queima de florestas e de combustível dos carros e a poluição do ar provocada pelas indústrias têm aumentado
a quantidade desses gases estufa. Por isso, o planeta está se aquecendo mais do que deveria!
Fonte: Ciência Hoje das Crianças, Agosto,2010.
CIÊNCIaS
24
aula 04
Ciclo do Oxigênio
Expectativas
de aprendizagem
u Analisar esquemas
representativos do ciclo do oxigênio
identificando o caminho descrito
por esses elementos.
Objetivo geral
Conhecer a importância do ciclo do oxigênio para o ambiente
Conceito básico
O oxigênio pode ser encontrado na atmosfera em várias formas. Seja
na forma de oxigênio molecular O2 ou em composição com outros
elementos (CO2, NO2, SO2 etc.) o fato é que o oxigênio é o elemento
mais abundante na crosta terrestre e nos oceanos (99,5% do oxigênio está
contida ali) e o segundo mais abundante na atmosfera (0,49% do oxigênio
estão na atmosfera, os outros 0.01% estão contidos nos seres vivos). O
ciclo de transformações do oxigênio por estes reservatórios (atmosfera,
oceano e crosta terrestre) constitui o chamado ciclo do oxigênio que é
mantido por processos biológicos, físicos, geológicos e hidrológicos.
H2O (vapor)
H2O
(líquida)
Condensação(chuva)
Evaporação
O2
atmosférico CO2
atmosférico
Respiração
Transpiração
animal
Absorção
Decompositores
Morte e
decomposição
Transpiração
do solo
Ultilização por
plantas e animais
Transpiração
vegetalAssimilaçao pelos
herbívoros Planta
Fotossíntese
A principal forma de produção do oxigênio é a fotossíntese realizada por todas as plantas clorofiladas e
algumas algas. A fotossíntese é um processo pela qual as plantas transformam água e gás carbônico na presença
de luz e clorofila em compostos orgânicos bem mais energéticos e oxigênio.
Fonte: www.faqbio.blogspot.com
CIÊNCIaS
25
O gás que vem do líquido
As algas são capazes de produzir mais
oxigênio que as árvores
Enquanto 1
quilômetro quadrado
de floresta equatorial
produziria ísto
de oxigênio
... o mesmo
espaço de algas
verdes
fabricaria dez
vezes mais
?De onde vem a maior parte do oxigênio que
respiramos, das árvores ou algas marinhas?
! Das algas.“Se somarmos o oxigênio produzido pela
fotossíntese de toda a população de algas de todos os
oceanos, teremos mais gás do que aquele produzido
pelas florestas”, garante a oceónagrafa Elizabete de
SantisBraga,daUniversidadedeSãoPaulo.Ooxigênio
produzido pelas algas passa para o ar porque, quando
hágásdemaisnaágua,eleextravasaparaaatmosfera.
Portanto o grande pulmão do mundo são os oceanos e
não a Amazônia. Não da para comparar o oxigênio
produzido por 1 metro quadrado de qualquer floresta
com1metroquadradogenéricodealgas.Boapartedas
plantas é microscópica e tudo depende do grau de
transparênciadasalgas,quedeterminaoquantodeluz
penetra. É possível, entretranto, fazer comparações
específicas,como1metroquadradodeflorestatropical
úmida e 1 metro quadrado de algas Caulerpa taxifolia,
abundantes no Mar Mediterrâneo. (veja ao lado).
Atividades
O gás carbônico e o oxigênio estão envolvidos no metabolismo energético das plantas. Acerca desses gases
pode-se dizer:
a) o oxigênio é produzido apenas à noite.
b) o oxigênio é produzido apenas durante o dia.
c) o gás carbônico é produzido apenas à noite.
d) o gás carbônico é produzido apenas durante o dia.
e) o oxigênio e o gás carbônico são produzidos dia e noite.
Gab: b
1
O esquema abaixo é uma simplificação do ciclo do gás carbônico.
2
COMPOSTO ORGÂNICO
CO2
O2
I II
H2O
O2
H2O
Fonte: Revista Superinteressante nº 22, 1998
CIÊNCIaS
26
a) as algas vermelhas realizam apenas o processo I
b) os fungos realizam apenas o processo I
c) as algas vermelhas realizam apenas o processo II
d) os fungos realizam os processos I e II
e) as algas vermelhas realizam os processos I e II
Gab: e
Sabendo-se que algas vermelhas e fungos participam desse ciclo, é possível afirmar que:
Várias atividades biológicas dos seres vivos dependem da luz do Sol. Uma dessas atividades faz com que, a cada
momento, metade da atmosfera do planeta tenha maior teor de oxigênio que a outra.
a) Que atividade biológica é responsável por esse fato?
3
A fotossíntese.
b) Qual é o motivo dessa diferença no teor de oxigênio?
Em qualquer momento a metade do planeta está iluminada, enquanto a outra metade não recebe a luz do Sol. Na metade
iluminada se realiza a fotossíntese que libera oxigênio para a atmosfera ao passo que, na outra, consome-se oxigênio.
Verificar a atividade das plantas durante a liberação de oxigênio pela fotossíntese.
DESAFIO E SUGESTÃO DE PRÁTICA
I - Materiais
Você vai precisar de:
u 2 recipientes com água limpa (pode ser uma garrafa plástica de refrigerante
cortada);
u Planta aquática (a mais comum é Elodea sp);
u 2 Funis;
u 2 tubos de ensaio.
II - Procedimentos: Como fazer?
A) Montagem das plantas:
CIÊNCIaS
27
u Em cada um dos recipientes com água, mergulhe a planta aquática;
u Coloque o funil sobre a planta;
u Coloque o tubo de ensaio sobre o funil (veja a figura);
B) Disposição das montagens:
u Coloque uma montagem exposta à luz e observe.
u Coloque a outra montagem coberta de modo que não haja luz sobre ela e observe.
u Coloque o tubo de ensaio sobre o funil (veja a figura);
Os experimentos servem para evidenciar a liberação de oxigênio em montagem exposta a luz.
Discuta com os seus colegas as observações que foram feitas. Verifica-se pela produção de oxigênio
as bolhas formadas em montagem com luz. Na preparação exposta à luz, as plantas, fazendo
fotossíntese, eliminarão oxigênio que se acumulará no tubo de ensaio. Na preparação que ficou no
escuro não haverá alteração. O gás acumulado no tubo de ensaio é o oxigênio. O tubo deixado no
escuro é o controle experimental. Como as plantas expostas à luz fazem fotossíntese e as que
ficaram no escuro não fazem qualquer diferença que venha a existir entre as duas preparações só
pode ser atribuída a esse processo.
água
A B
ramos de
elódea
ramos de elódea
aula 05
Ciclo do nitrogênio
Objetivo geral
Compreender o ciclo do carbono e do nitrogênio e
sua importância no meio ambiente.
Expectativas de aprendizagem
uAnalisaresquemasrepresentativosdociclodonitrogênio
identificando o caminho descrito por esse elemento.
u Compreender o caminho do nitrogênio na natureza e as
etapas para que este chegue aos animais.
CIÊNCIaS
28
Conceitobásico
O nitrogênio é um importante elemento químico fundamental para os seres vivos, pois faz parte da constituição
de proteínas e ácidos nucleicos (DNA e RNA). Cerca de 78% deste elemento está na forma de gás atmosférico (N2)
e, entretanto, a maioria dos seres vivos não conseguem incorporar essa molécula. Assim, o ciclo do nitrogênio
compreende várias etapas até chegar aos animais.
A primeira etapa é chamada de fixação do nitrogênio e caracteriza-se pela transformação de gás nitrogênio (N2)
em amônia por meio de bactérias fixadoras especializadas. Entre ela as espécies do gênero Rhizobium merecem
destaque uma vez que habitam as raízes de plantas leguminosas como o milho, feijão, amendoim e garantem o
fornecimento diretamente para o vegetal além e enriquecer o solo com o excesso de nitrogênio.
A amonificação também é uma etapa de formação de amônia a partir da decomposição de cadáveres e excretas
realizadas por fungos e bactérias decompositores.
A amônia ainda não é reconhecida pela maioria dos seres vivos sendo necessária a transformação em nitrato em
um processo chamado de nitrificação realizado por outro grupo de bactérias. Já os nitratos são reconhecidos e
absorvidos pelas plantas e passam para o corpo dos animais através da cadeia alimentar.
Por fim, o nitrogênio volta a atmosfera através da desnitrificação que ocorre com através de bactérias que ficam
no solo, fechando assim o ciclo.
Professor (a) é importante a leitura em conjunto com os estudantes da imagem abaixo.
Observe a imagem a seguir:
Fonte da imagem: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/db/Nitrogen_Cycle_pt.png
CIÊNCIaS
29
Atividades
Verifique as palavras em destaque no quadro a seguir e construa um esquema para o ciclo do nitrogênio de
forma que se possa perceber que o caminho desse elemento na natureza é cíclico, ou seja, é utilizado e reciclado.
As palavras podem se repetir.
1
A decomposição é uma forma de reciclagem dos materiais, mas em culturas agrícolas os vegetais são colhidos
e impedem o acontecimento desse processo. Daí surge a necessidade de compensar essa falta através da adubação
suplementar de nitrogênio, fósforo, potássio. Além disso, pode haver compensação do solo por meio da rotação
de cultura, uma prática essencial para equilibrar a quantidade de nitrogênio no solo por meio da alternância de
culturas de arroz, milho, feijão, etc. Essas plantas reestabelecem o nitrogênio que as outras retiraram do solo e
é chamada de adubação verde.
Professor (a) aproveite a oportunidade para a discussão da agricultura em Goiás e as formas de res-
ponsabilidade com a natureza.
Bactérias – Plantas – Gás Nitrogênio – Decomposição –
Amônia – Desnitrificação – Fixação – Nitrificação - Nitratos
A associação entre plantas leguminosas e bactérias do gênero Rhizobium é um exemplo de relação benéfica.
O papel das bactérias do gênero Rhizobium nessa associação contribui significativamente para o ciclo global:
a) Do carbono
b) Do oxigênio
c) Do nitrogênio
d) Da água
Gabarito: C
2
Complete a afirmativa a seguir:
O processo que chamamos de ______________ consiste na transformação de _________ em ___________.
Esse processo devolve o ___________ para a atmosfera e é feito por bactérias _____________.
3
O que fazem as bactérias fixadoras?
Sugestão de resposta:
A transformação de gás nitrogênio (N2) em amônia essencial para a formação de nitritos e o reconhecimento e
absorção pelas plantas.
4
a) Nitrificação, amônia, nitrato, nitrito, nitrificantes.
b) Desnitrificação, nitratos, gás nitrogênio, nitrogênio, desnitrificantes.
c) Amonificação, nitrogênio atmosférico, amônia, nitrogênio, amonificantes.
d) Fixação, nitrogênio, amônia, nitrato, fixadoras.
Gabarito: B
CIÊNCIaS
30
Muitos agricultores utilizam uma técnica conhecida como“adubação verde” em suas culturas. Essa técnica pode ser
feita de duas formas:
→ plantando-se leguminosas em períodos alternados com outros tipos de culturas;
→ plantando leguminosas em conjunto com outras plantas que não são leguminosas.
De acordo com essa técnica, é correto afirmar que:
a) Alternando as culturas ou plantando leguminosas em conjunto com outras plantas ocorrerá um aumento na
concentração de nitrogênio no solo, contribuindo para um melhor desenvolvimento do vegetal.
b) Esse tipo de adubação não difere da adubação química, pois ambos interferem consideravelmente na taxa de
aproveitamento desse composto pelos vegetais.
c) A adubação verde não é tão favorável ao meio ambiente, pois ao aumentar a taxa de concentração de nitrogênio,
causará danos irreversíveis ao solo.
d) Ela é possível somente se forem utilizados herbicidas e inseticidas nas culturas.
Gabarito A
Resposta Comentada:
Aadubaçãoverdeéumatécnicaqueconsistenoplantiodeleguminosasemconsórciocomoutrasplantasnãoleguminosas
ou na alternância de culturas. Esse método é muito viável, pois além de não poluir o solo com substâncias tóxicas, ainda
permite que haja uma alta concentração de nitrogênio no solo, pois associadas às raízes das plantas leguminosas,
encontramos bactérias nitrificantes que fixam o nitrogênio atmosférico, elemento tão importante para a formação de
várias estruturas das plantas.
DESAFIO
aula 06
Resolução de exercícios
Os vegetais e as algas, considerados organismos produtores, são úteis na purificação do ar porque
a) absorvem gás carbônico e expelem gás nitrogênio.
b) absorvem gás carbônico e expelem gás oxigênio.
c) absorvem gás oxigênio e expelem vapor de água.
d) absorvem água e expelem gás oxigênio.
Gabarito: b
1
Sugestão de resolução: Professor, se necessário lembre os alunos que as plantas absorvem gás carbônico e
expelem gás oxigênio durante o processo da fotossíntese no qual produzem seu próprio alimento, por isso são
úteis na purificação do ar.
CIÊNCIaS
31
O clima na Terra está sendo alterado por ações humanas. O elevado aquecimento global é uma destas
consequências. Porém, novos estudos revelam que o problema também vem de onde menos se espera: o mar, as
nuvens e até as plantas podem estar contribuindo para piorar os efeitos do CO2.
(Superinteressante, set. 2010. p. 79 – Texto adaptado.)
Sobre essa situação é correto afirmar que
2
( ) quanto mais o planeta esquenta, mais água passa ao estado gasoso, indo para a atmosfera. Esse vapor d’água
forma uma barreira, que ajuda a reter o calor naTerra.
( ) a queima de combustíveis fósseis gera CO2 e aquece o planeta. Mas certos tipos de poluição, como a do dióxido
de enxofre liberado pelos vulcões, refletem radiação solar, ajudando a diminuir o aquecimento daTerra..
( ) o aumento da concentração de CO2 na atmosfera, num primeiro momento, é bom para as plantas, que utilizam
esse gás para a fotossíntese.
Assinale a alternativa que preenche corretamente os parênteses, de cima para baixo.
a) V – V – V
b) F – F – F
c) V – F – F
d) V – F – V
Gabarito: a
Sugestão de resolução: Todas as afirmações são verdadeiras, pois apresentam situações que contribuem com a
intensificação do efeito estufa.
Observe a figura abaixo.
3
2º CHINA
EMISSÕES DE CO2
3º RÚSSIA
1º EUA
Assinale a alternativa INCORRETA sobre as emissões de gás carbônico.
CIÊNCIaS
32
a) As emissões de gás carbônico aumentam com a industrialização dos países em desenvolvimento.
b) O gás carbônico, quando dissolvido na água dos rios, tem seu pH reduzido.
c) O gás carbônico, representado por CO2 é emitido pela queima de combustíveis fósseis em países pouco
industrializados.
d) O gás carbônico é um dos gases responsáveis pelo efeito estufa.
Gabarito: c
Sugestão de resolução: A queima de combustíveis fósseis em países pouco industrializados, também é responsável pela
emissão do gás carbônico, representado por CO2.
Em usinas de cana, importante fonte de renda de cidades no interior de Goiás, a queima da palha e do bagaço
de cana produz bioenergia, sendo considerado um processo sustentável. Isto porque, esse processo
I. libera CO2 que foi consumido na fotossíntese da cana-de-açúcar.
II. acrescenta ao ambiente, a energia do sol absorvida na fotossíntese, além da liberada na queima.
III. interfere no ciclo do carbono, intensificando o efeito estufa.
Está correto o que se afirma SOMENTE em
4
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e II.
Gabarito: A
Sugestão de resolução: A queima da palha e do bagaço de cana produz bioenergia, sendo considerado um processo
sustentável porque libera CO2 que foi consumido na fotossíntese da cana-de-açúcar.
Observe este gráfico:
Tempo médio estimado para decomposição de resíduos
5
Pneus:
Copos de plástico:
Latas e aço:
Chicletes:
Pano
Palito de madeira:
Papel:
600 anos
3 a 6 meses
6 meses
6 meses a 1 ano
5 anos
10 anos
50 anos
CIÊNCIaS
33
Dos resíduos apresentados acima e seu efeito no ciclo do carbono, podemos afirmar que o único que não
interfere diretamente neste ciclo é
A. Pneus
B. Copos de plástico
C. Lata de aço
D. Chicletes
Gabarito: c
aula 07
Efeito Estufa
Expectativas
de aprendizagem
u Reconhecer os problemas
relativos às causas e
conseqüências do Efeito
Estufa.
Objetivo geral
Compreender e conhecer o que é Efeito Estufa, suas causas e conseqüências para o planeta e seres vivos.
Conceito básico
O efeito estufa natural é necessário para a manutenção da vida na Terra. Sua
ausência deixaria o planeta muito frio, isso ocorre a partir da luz solar que incide
na superfície terrestre, que se aquece e irradia calor para atmosfera, elevando sua
temperatura. Essa situação assemelha-se a uma estufa de plantio de hortaliças,
que cria condições climáticas favoráveis para as espécies.
Porem, esse processo tem sido alterado, principalmente no século XX, com
o aumento das atividades industriais, provocando um aumento na emissão de
gases para atmosfera, pela queima de combustíveis fósseis. As queimadas também
são agentes emissores de desses tipos de gases. Com a emissão constante de gases,
ainda nesse século, provavelmente ocorrerá um aumento na temperatura média
da Terra de até 4°C.
Esse problema poderá causar Mudanças climáticas, aumentar na incidência
de tempestades, furacões e tornados, extinção de espécies da fauna e da flora
mundial que não se adaptarão às novas características climáticas, degelo das
calotas polares e elevação dos níveis dos oceanos e conseqüentemente, o
desaparecimento de ilhas e micro países constituídos por arquipélagos.
CIÊNCIaS
34
Atividades
Com o aumento das emissões de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), entre outros, os
problemas ambientais, como a intensificação do efeito estufa, tem crescido. Estima-se que, dos 6,7 bilhões de
toneladas de carbono emitidas anualmente pelas atividades humanas, cerca de 3,3 bilhões acumulam-se na
atmosfera, sendo os oceanos responsáveis pela absorção de 1,5 bilhão de toneladas, enquanto quase 2 bilhões de
toneladas são seqüestradas pelas formações vegetais. Entre as ações que contribuem para a redução do CO2 da
atmosfera, estão a preservação de matas e florestas, implantação de reflorestamentos e a recuperação de áreas de
matas degradadas. Qual o papel da vegetação, no seqüestro de carbono da atmosfera?
1
Converter o CO2 da atmosfera em matéria orgânica, utilizando a energia da luz solar.
O fenômeno Efeito Estufa Natural é fundamental para a conservação da vida em nosso planeta, aTerra. Quantidades
exageradas de gases estufa na atmosfera podem elevar a temperatura do planeta a níveis indesejados. Em 1997,
o Protocolo de Quioto, propôs um calendário pelo qual países têm o comprometimento de reduzir a emissão de
gases causadores do efeito estufa em aproximadamente 5% até 2012, em relação aos níveis de 1990. Em relação
ao aquecimento global e os gases causadores do efeito estufa, é correto afirmar que o processo de fotossíntese
das plantas contribui para o aquecimento global? Explique.
2
Não. Porque a fotossíntese, na verdade ajuda a aprisionar o carbono livre nos gases estufa, “limpando” a atmosfera desses
gases, reduzindo o efeito estufa.
CIÊNCIaS
35
Uma das formas de se reduzir o efeito estufa que prejudica as condições climáticas no planeta, é o reflorestamento,
que promove:
a. fixação de nitrogênio atmosférico por bactérias simbiontes nas raízes.
b. utilização do metano atmosférico durante a fotossíntese.
c. aumento da liberação de gás carbônico para a atmosfera.
d. aumento da respiração durante o crescimento das plantas.
e. aumento da fixação do carbono durante a fotossíntese.
3
Gabarito: e
“Sob a forma de ondas de luz, a energia do Sol entra na atmosfera, aquecendo aTerra. Parte dessa energia é refletida e
volta a irradiar-se no espaço, sob forma de ondas infravermelhas. Em condições normais, uma parte dessa radiação
infravermelha que volta para o espaço é, naturalmente, retida pela atmosfera... O problema que enfrentamos agora é
que essa fina camada atmosférica está ficando mais espessa em conseqüência da enorme quantidade de dióxido de
carbono e outros gases-estufa produzidos pelo homem, resultando no aquecimento global.”
(Al Gore, "Uma Verdade Inconveniente", 2006.)
DESAFIO
Não existe um consenso para as causas do efeito estufa entre as autoridades no assunto, espalhas pelo
mundo. Podemos dizer que, dentre as atividades humanas que intensificam o efeito estufa, destacam-se:
a) Queimadas, que aumentam a quantidade de CO2 e diminuem a camada de ozônio (O3).
b) Emprego de combustíveis fósseis e queimadas, que elevam o nível de CO2.
c) Utilização de combustíveis minerais e queimadas, que diminuem a concentração de oxigênio na atmosfera.
d) Desmatamento e o uso do CFC, que afetam a quantidade de CO2 na atmosfera.
e) Uso de combustíveis fósseis, as queimadas e o uso do CFC, que alteram as proporções de O2 e CO2 na atmosfera.
Gabarito: B
Sugestão de resolução: Emprego de combustíveis fósseis e queimadas, que elevam o nível de CO2.
CIÊNCIaS
36
aula 08
Aquecimento Global; Emissores de carbono
Expectativas de aprendizagem
u Identificar os emissores de carbono,
reconhecer a relação entre os emissores de gases,
efeito estufa e aquecimento global. Reconhecer
os problemas relativos às causas e consequências
do aquecimento global.
Objetivo geral
Compreender o que é Aquecimento Global, suas causas e
consequências para os ecossistemas do planeta. Identificar e
conhecer os emissores de carbono, que são responsáveis pelas
alterações do clima do planeta ocasionando o aquecimento global.
Conceito básico
As alterações climáticas ocorridas no planeta são consequências do aquecimento global. Vários estudos mostram
que está acontecendo um aumento da temperatura média global. Segundo a ONU - Organização das Nações
Unidas, o século XX foi o mais quente dos últimos cinco, com aumento de temperatura média entre 0,3°C e 0,6°C.
Esse aumento pode ser suficiente para modificar todo clima de uma região e afetar profundamente a biodiversidade,
desencadeando vários desastres ambientais.
As principais atribuições para o aquecimento global são relacionadas às ações humanas, que energizam o efeito
de estufa através do aumento na queima de gases de combustíveis fósseis, como carvão mineral, petróleo e gás
natural. A queima desses referidos produtos, produz gases como o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e
óxido nitroso (N2O), que detêm o calor originário das radiações solares, como se funcionassem como uma estufa
de plantas, esse processo causa o aumento da temperatura. Outros fatores que contribuem de forma expressiva para
as alterações climáticas são os desmatamentos e a constante impermeabilização do solo, como asfalto, calçadas e
concretos no quintais das residências.
O desgelo de calotas polares, em cordilheiras e icebergs está acelerado, devido o aquecimento global. Isso é um sério
problema pois aumenta o nível dos oceanos que invade a terra, diminuindo praias, desaparecendo com ilhas etc.
Os principais emissores dos gases do efeito de estufa são: China, Estados Unidos, Rússia, Índia, Brasil, Japão,
Alemanha, Canadá, Reino Unido e Coreia do Sul. E em busca de alternativas para minimizar o aquecimento global,
162 países, em 1997, assinaram o Protocolo de Kyoto. Conforme o documento, as nações desenvolvidas comprometem-
se a reduzir sua emissão de gases que provocam o efeito de estufa, em pelo menos 5% em relação aos níveis de 1990.
Essa meta tem que ser cumprida entre os anos de 2008 e 2012. Porém, vários países não fizeram nenhum esforço para
que a meta seja atingida, principalmente os Estados Unidos.
Observe o gráfico abaixo:
CIÊNCIaS
37
Atividades
Pesquisas comprovam o aumento da temperatura média global, evidência que caracteriza o aquecimento global.
Esse fenômeno é prejudicial para todas as comunidades existentes nos ecossistemas da Terra, pois causa um
desequilíbrio ambiental. Indique as principais consequências do aquecimento global?
1
Aquecimento Global gera ameaça ao equilíbrio dos ecossistemas, muda o clima, regime das chuvas e estiagens, altera o ciclo
hidrológico, da origem a furacões, tempestades, falta de água, afetando a vida na Terra. Esse fenômeno também é responsável
pelo degelo, aumentando o nível dos oceanos e modificando sua temperatura, afetando nos ecossistemas aquáticos.
Indique possíveis maneiras de minimizar o processo do fenômeno Aquecimento Global.
2
Mudança no comportamento da população mundial, principalmente no consumo e produção. Reduzir o desmatamento,
intensificar o reflorestamento, conter a produção industrial, optar por produtos biodegradáveis, reduzir o consumo, realizar
a reciclagem, reduzir a utilização de combustíveis fósseis e utilizar fontes de energia limpa (vento, sol etc).
O aquecimento global tem causas e consequências em todas as formas de vida na Terra. Sobre esse fenômeno é
INCORRETO afirmar que:
a) Os países desenvolvidos industrializados, principalmente o EUA e as nações da União Europeia, são os únicos
responsáveis pelo aquecimento global.
b) A queima de combustíveis fósseis é responsável pela intensificação do efeito estufa, agravando as alterações
climáticas.
c) Derretimento das geleiras, aumento do nível dos oceanos e alterações de ecossistemas, são consequências do
aquecimento global:
d) O aquecimento global é um fenômeno natural que está sendo acelerado devido às atividades humanas.
e) O processo de aquecimento global será o principal responsável pela extinção de várias espécies tanto da fauna
quanto da flora.
3
Gabarito: a
CIÊNCIaS
38
“O Aquecimento Global é responsável por causar furacões, secas, extinção de uma grande variedade
de espécies, enchentes, derretimento de calotas polares e entre vários outros problemas, que atingem
a vida na Terra, inclusive do ser humano. Um dos maiores causadores do aquecimento global são os
mesmos que sofrem as consequência: os seres humanos, que vem desmatando, poluindo o planeta,
agindo sem consciência ambiental e principalmente sem comprometimento com sustentabilidade.”
(Biólogo Hélio Pinheiro de Andrade, 2012)
DESAFIO
A partir dos seus conhecimentos sobre aquecimento global e emissores de gases que causam esse
fenômeno que aumenta dia-a-dia, construa um plano de estratégias para diminuir esse mal que
afeta todas as formas de vida naTerra.
Soluções para reduzir o aquecimento global no planeta Terra:
- Diminuir o uso de combustíveis fósseis (gasolina, diesel, querosene) e aumentar o uso de
biocombustíveis (exemplo: biodíesel) e etanol.
- Os automóveis devem ser regulados constantemente para evitar a queima de combustíveis de forma
desregulada. O uso obrigatório de catalisador em escapamentos de automóveis, motos e caminhões.
- Instalação de sistemas de controle de emissão de gases poluentes nas indústrias.
- Ampliar a geração de energia através de fontes limpas e renováveis: hidrelétrica, eólica, solar,
nuclear e maremotriz. Evitar ao máximo a geração de energia através de termoelétricas, que
usam combustíveis fósseis.
- Sempre que possível, deixar o carro em casa e usar o sistema de transporte coletivo (ônibus,
metrô, trens) ou bicicleta.
- Colaborar para o sistema de coleta seletiva de lixo e de reciclagem.
- Recuperação do gás metano nos aterros sanitários.
- Usar ao máximo a iluminação natural dentro dos ambientes domésticos.
- Não praticar desmatamento e queimadas em florestas. Pelo contrário, deve-se efetuar o plantio de
mais árvores como forma de diminuir o aquecimento global.
- Uso de técnicas limpas e avançadas na agricultura para evitar a emissão de carbono.
- Implementação de programas de reflorestamento e arborização, principalmente nos grandes
centros urbanos.
- Construção de prédios com implantação de sistemas que visem economizar energia (uso da energia
solar para aquecimento da água e refrigeração).
CIÊNCIaS
39
aula 09
Expectativas de aprendizagem
u Explicar a ação do homem na interrupção dos
ciclos naturais e produção de resíduos, relacionando
à necessidade de redução do consumo, reutilização
e reciclagem de materiais.
Arquivo particular
Figura 01: Aterro Controlado em município goiano, 2007.
Objetivo geral
• Sensibilizar sobre a importância de conter a produção
de lixo;
• Reconhecer quais prejuízos à produção desordenada de lixo
pode causar ao ciclo de materiais
Conceito básico
Lixo é o nome dado a todos os tipos de resíduos sólidos resultantes das diversas atividades humanas ou material
considerado imprestável ou irrecuperável pelo usuário, seja papel, papelão, restos de alimentação, vidros, embalagens
plásticas. O lixo contribui direta ou indiretamente para a poluição ambiental (CARVALHO, A R de C. &
OLIVEIRA, M V C de. Princípios básicos do saneamento do meio. 5ª edição. Editora SENAC, São Paulo. 2005).
Lixo ou resíduos: interferência
no ciclo de materiais
CIÊNCIaS
40
´Torna-se necessário fazer uma análise a respeito do “por quê” a produção de lixo tem aumentado tanto.
Obviamente chegasse a conclusão que isto tem acontecido em virtude do aumento descontrolado do consumismo
desenfreado da população. Ao observar o tipo de lixo produzido por determinada população é possível identificar com
vivem, seus hábitos, assim como a sua preocupação com o ambiente e o uso de seus recursos (para saber mais veja:
http://artigos.netsaber.com.br/resumo_artigo_8301/artigo_sobre_questoes_ambientais_da_atualidade).
Arquivo pessoal.
Figura 02. Catadores de lixo em aterro controlado, 2007
Texto de apoio
LIXO: marca registrada do ser humano
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) define que lixo é todo e qualquer resíduo sólido o suficiente
para não escorrer, que tenha sido produzido pela atividade humana e que não seja reaproveitado. Fezes de animais,
folhas, galhos, frutos, árvores caídas ou bichos mortos são considerados lixos em uma cidade, mas não em uma
floresta. Por quê?
Na floresta, esses materiais se decompõem e voltam a integrar o ciclo de materiais na natureza - o que não
acontece em um ambiente urbano. O lixo, portanto, é um produto humano.
O lixo que produzimos pode ser classificado de acordo com a fonte que o originou. Essa classificação é usada
para calcular o volume de lixo gerado e serve como base para seu gerenciamento, definindo quem é responsável
pelo tratamento e destino final dos resíduos. É dividido em lixo comercial, lixo domiciliar, lixo público, lixo industrial,
lixo de serviços de saúde, lixo de sistema de transporte, entulhos da construção civil, lixo agrícola, lixo eletrônico e
CIÊNCIaS
41
os classificados pelo risco potencial que representa para o meio ambiente e para as pessoas. E para onde vai o lixo
que produzimos no cotidiano na cidade que moramos?
O lixo residencial coletado de todos os bairros e da Ilha Grande pela Prefeitura Municipal de Angra dos Reis,
vai para o aterro controlado existente no Ariró. Existem diferentes destinos do lixo: lixão, aterro controlado, aterro
sanitário, incineração, compostagem e a reciclagem.
O Plano Diretor Municipal de Angra dos Reis, Lei 162/1991, traz consigo uma ousadia construída com muita
participação popular. Trata-se de uma ferramenta importantíssima para o ordenamento territorial inexistente desde
a colonização em 1502, para enfrentarmos os conflitos socioambientais que foram gerados no passado e evitar que
novos vêm a acontecer.
Aconteceram avanços significativos após a promulgação desta lei, mas, infelizmente, não foram suficientes para
por fim às mazelas que são geradas no município até o presente momento. No capitulo I, seção IV, dos artigos 35
ao 44, fica estabelecido o PROGRAMA DE COLETA E DESTINAÇÃO FINAL DOS RESÍDUOS SÓLIDOS.
Implementado todo o programa, certamente estaríamos num cenário bastante prometedor diante de um problema
que mais afeta o meio ambiente e a saúde humana no país e no mundo: a falta de tratamento adequado do lixo que
produzimos.
É o consumo dos habitantes do planeta o principal fator que determina o nível da intervenção humana na
natureza. As formas como são extraídos e transformados os recursos naturais, as tecnologias utilizadas, o nível de
eficiência e as perdas do sistema produtivo determinam o grau de predação do ambiente. Portanto, não haverá
tratamento de lixo que vise acabar com este incomodo diário se não pararmos para discutir o atual modelo de
desenvolvimento e o padrão de consumo insustentável que vem vigorando em nosso país e no planeta.
A Lei de Consórcio nº 11.107/2005, o Decreto nº 6.017/2007, e a Lei de Saneamento Básico nº 11.445/2007
são instrumentos jurídicos que possibilitam que as prefeituras consorciem - em vez de trabalharem separadamente.
Nesse contexto, os consórcios públicos surgiram como um novo arranjo institucional para a gestão municipal.
A formação de consórcios, com a participação do respectivo estado, para garantir a sustentabilidade das unidades
de depósito de lixo a serem construídas, é o pré-requisito para que os municípios recebam recursos para viabilização
dos empreendimentos. Com base neste aspecto legal, foi assinado entre as prefeituras de Mangaratiba, Angra dos
Reis, Paraty e Rio Claro o consórcio intermunicipal do lixo firmado com a Secretaria Estadual do Ambiente.
Enfrentar este sério problema já é um grande passo diante da situação degradante em que se encontram os lixões
nos municípios do Estado do Rio de Janeiro.
O assunto vem tomando conta da cidade, pois, com a assinatura do consórcio intermunicipal, a prefeitura de
Angra dos Reis disponibilizou o seu solo para receber o lixo das demais cidades da região sul fluminense do Estado.
Não podemos partir para uma empreitada desta sem levar em consideração vários aspectos intrinsecamente ligados
a este assunto, caso contrário, os erros poderão ser irreversíveis! Não basta falarmos de transparência, precisamos
garantir a visibilidade dos documentos em questão e um amplo diálogo com a sociedade na busca de soluções mais
exequíveis com relação aos aspectos socioambientais, econômicos, moral e ético.
O problema do lixo que produzimos é nosso e não podemos nos desresponsabilizar desta situação que se agrava
a cada dia que passa. O tempo urge e soluções emergências precisam ser tomadas para sanar os problemas mais
gritantes na geração de resíduos sólidos de Angra dos Reis, sem que a politicagem feita por politiqueiros de plantão
venha interferir num diálogo fraterno e necessário para o bem do meio ambiente e dos seres humanos.
NEVES, Ivan Marcelo. Secretário Executivo do ISABI - Instituto Socioambiental da Baía da Ilha Grande. Site:
http://www.pantanalecoturismo.tur.br/PUBLICACAO-PANTANAL-1143-
LIXO+MARCA+REGISTRADA+DO+SER+HUMANO.htm. Acesso dia 04 de dezembro às 11h 15 min.
CIÊNCIaS
42
Elabore folhetos informativos que falemdos prejuízos causados ao meio ambiente com o descarte inadequado de lixo.1
Faça a campanha nas salas de aula
Com a devida autorização do grupo gestor, promova um seminário, onde os alunos serão os palestrantes,
sobre temas que versem sobre a manutenção da qualidade ambiental.
2
Convidem a comunidade escolar e a comunidade local para participarem
Atividades
Desvende: “Se retirarmos os minérios do meio ambiente eles nunca irão acabar?”
Os minérios retirados de forma inadequada e em grande quantidade podem vir a acabar, pois alguns
minérios são fontes não renováveis.
DESAFIO
Arquivo pessoal
Figura 01: catadores em aterro controlado, 2007.
A crescente preocupação com o meio ambiente e
desenvolvimento de ações voltadas para sua proteção e
recuperação têm conduzido à necessidade da atuação, cada
vez maior, de todas as pessoas.
O caráter novo e essencialmente interdisciplinar da
questão ambiental requer tratamento que envolva todo tipo
de aspectos, ou seja, incorpore à abordagem ecológica as
abordagens econômica, tecnológica, cultural e outras. Há
de complementar-se, enfim, todos os aspectos da atividade
humana em seu relacionamento com a base natural que a
sustenta (FREIRE, OD da S. Estratégias institucionais de
fomento à formação de profissionais na área ambiental. In:
Tauk-Tornissielo SM, Gobbi N, Fowler HC. Análise
ambiental: uma visão multidisciplinar. 2ª edição. São Paulo:
Qualtymark. 2000).
CIÊNCIaS
43
aula 10
Lixo Radioativo
Expectativas
de aprendizagem
u Diferenciar o lixo radioativo dos demais
resíduos sólidos produzidos pela ação
humana.
u Pesquisar informações sobre o acidente
ocorrido em Goiânia com o Cesio – 137.
Objetivo geral
Conceituar lixo radioativo e diferencia-lo dos demais tipos de
lixo gerado pela ação humana
Levantamentodeconhecimentosprévios
Quais os tipos de lixos (resíduos sólidos produzidos pela ação
humana)?
Conceito básico
Lixo Radioativo é o lixo proviniente de tudo aquilo que for contaminado por: materiais utilizados em aparelhos
de raio X, acidentes envolvendo esse tipo de material, acidentes envolvendo usinas nucleares, compostos químicos
descartados pelas usinas nucleares de produção de energia e por todo descarte de materiais envolvidos em pesquisa
na área nuclear.
Porque é chamado de Lixo Radioativo?
Porque fala-se em material nuclear, usinas nucleares, pesquisas na área nuclear?
A contaminação causada por esse tipo de material é proviniente da radiação (ondas eletromagnéticas) emitidas
pelos núcleos (centro) dos átomos que compôe esse material. Essas radiações continuam sendo emitidas por muitos
e muitos anos, mesmo que esses materiais já tenham sido utilizados em alguma finalidade.
Observe na figura abaixo a constituição do átomo:
Professor, levante de seus alunos suas concepções sobre os vários tipos de lixo. Informe-os sobre a seguinte
classificação após ter anotado os levantamentos feitos pelos alunos:
• Lixo Doméstico • Lixo Industrial
• Lixo Hospitalar • Lixo Radioativo
NÚCLEO DO ÁTOMO FORMADO
PRÓTONS E NÊUTRONS
ELETROSFERA FORMADA POR
ELÉTRONS
CIÊNCIaS
44
O núcleo dos átomos é constituido de prótons (partículas positivas) e nêutrons (partículas neutras) esses últimos
de carga neutra tem a função de estabilizar os prótons. Em alguns átomos essas partículas não dão conta de estabilizar
os prótons existentes, então o núcleo desses átomos passa a emitir radiações até que haja estabilidade nele. Por isso
é chamado de lixo radioativo e material nuclear.
Professor, esse é um bom momento para revisar a constituição do átomo e dizer a seus alunos que radioatividade é
oúnicofenômenoqueocorrecomonúcleodoátomo.Todososoutrosfenômenosquímicosocorrerãonaeletrosfera.
Dê exemplos de:
Lixo doméstico:
1
Atividades
lixo de escritórios, lixo produzido na cozinha das residências, nos banheiros, no comércio de forma geral e nas atividades do campo.
Lixo industrial:
lixo produzido pela indústria, como laticínios, cortumes, indústrias de material de limpeza, remédios e etc.
Lixo hospitalar:
todo material descartado em clínicas de exames, hospitais, postos de saúde, clínicas odontológicas, clinicas veterinárias que
podem oferecer risco de contaminação as pessoas.
Escreva na frente do exemplo de resíduo descartado dado o tipo de lixo em que se enquadra e justifique sua resposta:
Luvas cirúrgicas utilizadas em um exame médico:
2
Hospitalar
Carvão restante na queima de caldeira em laticínio: Industrial
Palhas de milho ao fazer pamonha: Doméstico
Peças estragadas de um aparelho de tirar Raio X: Radioativo
Em Abadia de Goiás, cidade localizada a poucos quilômetros de Goiânia, está situado um dos maiores
depósitos de lixo radioativo do Brasil.Todo material contaminado pelo acidente radioativo Césio - 137
em Goiânia foi recolhido e armazenado nesse depósito. Pesquise e diga qual o Orgão Nacional
responsável pela manutenção desse depósito e quais suas atribuições.
CNEN é uma autarquia federal vinculada ao Ministério de Ciência e Tecnologia cujas principais
atribuições são: colaborar na formulação da Política Nacional de Energia Nuclear bem como executar
ações de pesquisa, desenvolvimento, regulamentação e licenciamento na área nuclear.
DESAFIO
CIÊNCIaS
45
Conceitobásico
Normalmente quando se fala em tecnologia nuclear logo o tema é relacionado a problemas, desastres, contaminações,
guerras e até mesmo morte instantânea de milhares de pessoas (bombas atômicas lançadas sobre as cidades de Hiroshima
e Nagasaki no Japão). Infelizmente é comum relacionar esse tema a esses problemas pois ao longo da história da pesquisa
nuclear várias trajédias aconteceram no mundo em função dessa tecnologia. Isso foi o resultado de muita negligência da
política mundial e do mau uso desse desenvolvimento.
Porém, a pesquisa nuclear também trouxe muitos avanços tecnológicos e consequentemente benefícios a
humanidade. Basta lembrar, por exemplo, que muitos países utilizam o desenvolvimento nuclear para produção de
energiacommuitasegurança esemdanosasuapopulação,bastalembrartambémquehouvemuitosavançosnamedicina
em função dessa tecnologia.
Vantagensdodesenvolvimentonuclear;
• Produção de energia elétrica: os reatores nucleares produzem energia elétrica, para a humanidade, que cada vez
depende mais dela. Baterias nucleares são também utilizadas para propulsão de navios e submarinos.
• Aplicações na indústria: em radiografias de tubos, lajes, etc - para detectar trincas, falhas ou corrosões. No controle
de produção; no controle do desgaste de materiais; na determinação de vazamentos em canalizações, oleodutos; na
conservação de alimentos; na esterilização de seringas descartáveis; etc.
• Aplicações na Química: em traçadores para análise de reações químicas e bioquímicas, em eletrônica, ciência
espacial, geologia, medicina, etc.
• Aplicações na Medicina: no diagnóstico das doenças, com traçadores = tireóide (I-131), tumores cerebrais (Hg-
197), câncer (Co-60 e Cs-137) , etc.
• Aplicações na Agricultura: uso de C-14 para análise de absorção de CO2 durante a fotossíntese; uso de
radioatividade para obtenção de cereais mais resistentes; etc.
• Aplicações em Geologia e Arqueologia: datação de rochas, fósseis, principalmente pelo C-14.
Desvantagens;
• Acidentes envolvendo vazamentos de material radioativo (Acidente Nuclear de Chernobil na Ucrânia, acidente
nuclear em Fukoshima recentemente ocorrido no Japão).
Professor,aproveiteessemomentoparacomentaroconceitodeIsótopos(sãoátomosdeummesmoelementoquímico
que apresentam mesmo número atômico e diferentes massas)usando o isótopo do carbono citado no texto acima.
aula 11
Lixo Radioativo
Expectativas de aprendizagem
u Reconhecer as vantagens e desvantagens do desenvolvimento nuclear ao longo
da história.
u Pesquisar informações sobre o acidente ocorrido em Goiânia com o Cesio – 137.
Objetivo geral
Fornecer subsídios para poder opinar
sobre as vantagens e desvantagens do
desenvolvimento nuclear na vida cotidiana.
Levantamentodeconhecimentosprévios
Faça uma lista das vantagens do uso da tecnologia nuclear em nossa vida, com base no que você já ouviu, assistiu,
leu ou aprendeu
Professor, converse com seus alunos sobre a energia nucelar e solicite que listem as vantagens e as desvantagens da
etcnologia nuclear baseando apenas nos conhecimentos que els já possuem sober o assunto. Neste momento não é
necessário que eles pesquisem sobre o assunto.
CIÊNCIaS
46
Dentre as situações envolvidas abaixo marque a alternativa em que a situação está envolvida com o
desenvolvimento nuclear:
a) Explosão de uma dinamite frequentemente utilizada em pedreiras.
b) Combustão (queima) do combustível no motor de automóveis.
c) A luz azul da chama acesa do fogão.
d) As diferentes cores emitidas na queima de fogos de artifícios.
e) Raio X utilizado para detectar fraturas na estrutura óssea.
1
Atividades
Professor,aproveitearesoluçãodessaquestãoparacomentaraproduçãodecalorpelasreaçõesquímicas(combustão).
Gabarito e
Sugestão de resolução: O raio X é uma onda eletromagnética emitida pelo núcleo de metais sobre altíssimas descargas
elétricas. Portanto, se trata de um fenômeno nuclear.
• Contato com lixo nuclear.
• Exposição e vitimação dos acidentes nucleares.
• Exposição ao meio ambiente contaminado com material radioativo.
• Exposição e contato com aparelhos radiológicos descartados.
• Exposição e uso inadequado das aplicações da radioatividade.
Um dos problemas do desenvolvimento nuclear é o constante perigo de contaminação por esse tipo de material.
Procure no texto quais são as vias de contaminação por esse tipo de material.
2
Baseado nas vantagens e desvantagens do uso da tecnologia nuclear citadas no texto acima enumere aquelas
vantagens e desvantagens que tem relação direta com o seu cotidiano:
3
Vantagens:
• Conservação de alimentos.
• Esterilização de seringas descartáveis.
• Diagnóstico das doenças, com traçadores = tireóide (I-131), tumores cerebrais (Hg-197), câncer (Co-60 e Cs-137).
• Radiografias.
Desvantagens:
• Acidente envolvendo Césio – 137 em Goiânia.
• Produção de lixo Radioativo.
• Acidente provocado pela má destinação dos equipamentos radiológicos descartados (acidente envolvendo Césio
– 137 em Goiânia)
• Produção de lixo Radioativo (até nos dias atuais não se tem uma alternativa adequada para o destino desse
lixo).
Produção de armas nucleares (No final da Segunda Guerra Mundial, Hiroshima e Nagasaki, duas importantes
cidades Japonesas, sofreram um ataque com bombas nucleares).
CIÊNCIaS
47
aula 12
Matriz energética e usinas nucleares
Expectativas de aprendizagem
u Reconhecer o conceito, as vantagens e
desvantagens da energia nuclear em uma
usina nuclear.
u Saber opinar sobre as diferentes formas de
produção de energia elétrica.
u Conceituar matriz energética de um país.
Objetivo geral
Conceituar matriz energética relacionando as vantagens e
desvantagens da forma de produção de energia eletrica por usinas
nucleares.
Levantamento de conhecimentos prévios
Quais os tipos de fontes geradoras de energia elétrica utilizadas
em nossa matriz energética?
Professor,discutacomseusalunosoconceitodematrizenergética(Matrizenergética:éoconjuntodetodasasfontes
de energia que um município, estado ou nação dispôe para seu desenvolvimento. Ex.: hidrelétricas, termelétricas,
eólicas,biodigestores,nuclearese solares)eapartirdesseconceitosolicitequeeleslistemquaisasfontesdeenergia
elétrica que utilizamos.Conclua com eles qualé fonte majoritária em nossa matriz e como é gerada.
Conceito básico
A energia nuclear é o calor liberado na fissão nuclear (quebra do núcleo) do elemento Urânio. O Urânio é um
elemento químico radioativo extraído do interior das rochas, quando esse elemento é levado para um reator nuclear
(nas usinas nucleares) seu núcleo (centro do átomo) é quebrado pelo bombardeamento de nêutrons e nessa quebra
libera-se uma enorme quantidade de calor. Esse calor liberado é chamado de energia nuclear.
Como a energia nuclear se transforma em energia elétrica?
Isso ocorre nas usinas nucleares. O calor liberado pela fissão nuclear do Urânio (energia nuclear) é utilizado
para aquecer a água até que ela se transforme em vapor. A pressão gerada pelo vapor da água irá girar as turbinas de
geração de energia elétrica (figura abaixo). Assim a energia nuclear é transformada em energia elétrica da mesma
forma em que a força das águas numa usina hidrelétrica também é transformada em energia elétrica.
Circuito Primário
Circuito
SecundárioEdifício do Reator
Gerador de Vapor
Água de
Circulaçao
Pressurizador
Reator
Condensador
Turbina Gerador Elétrico
Fonte:usinanuclear2010.blogspot.com.br
CIÊNCIaS
48
Vantagensdasusinasnucleares:
• Não libera gases estufa;
• Exigência de pequena área para construção da usina;
• Grande disponibilidade do combustível;
• Pequeno risco no transporte do combustível;
• Pequena quantidade de resíduos;
• Independência de fatores climáticos (ventos; chuvas)
Sobre a matriz energética brasileira diga qual é a forma de geração de energia elétrica responsável pela maior
parcela de produção e como é gerada essa energia.
Atividades
AhidrelétricaéafonteresponsávelpelamaiorpartedaproduçãodeenergiaelétricanoBrasil.Aformadeproduçãoéatravezdaforça
da água armazenada em reservatórios que faz girar uma turbina e gerar energia elétrica.
Complete a tabela relacionando algumas vantagens e desvantagens entre as formas de produção de energia
elétrica em usinas nucleares e em usinas hidrelétricas.
Forma de produção de
energia.
Vantagens Desvantagens
Usinas hidrelétricas
Usinas nucleares
Desvantagensdasusinasnucleares:
• O lixo nuclear radioativo deve ser armazenado em locais seguros e isolados;
• Mais cara, quando comparada a outras formas;
• Risco de acidentes nucleares;
• Problemas ambientais, devido ao aquecimento de ecossistemas aquáticos pela água de resfriamento dos reatores
e possíveis acidentes.
1
2
CIÊNCIaS
49
Forma de
produção de
energia.
Vantagens Desvantagens
Usinas
hidrelétricas
Usinas nucleares
Sugestão de resolução:
Dentre as formas de produção de energia elétrica adotadas no Brasil, a produção por usinas nucleares seria a
melhor opção? Sim ou não? Justifique sua resposta.
3
Nessa atividade você irá testar os conhecimentos adiquiridos nessa aula. Faça um breve resumo do que foi
apresentado destacando os pontos principais estudados e os pontos que você acha pertinente ser destacado.
4
Não. O Brasil possui enorme potencial hídrico, solar e eólico. Esses dois últimos não apresentam desvantagens consideráveis
e não poluem o meio ambiente. Portanto, usinas nucleares não é uma forma de produção viável para o Brasil.
• Não gera diretamente poluição
• A maior vantagem das usinas hidrelétricas é a
transformação limpa do recurso energético
natural.
• Não há resíduos poluentes.
• Há baixo custo da geração de energia
• Além da geração de energia elétrica, o
aproveitamento hidrelétrico proporciona
outros usos tais como irrigação, navegação e
amortecimentos de cheias.
• Crescimento do turismo na região.
• A água é um recurso renovável e não esgota.
•Não libera gases estufa;
•Exigência de pequena área para construção
da usina;
•Grande disponibilidade do combustível;
•Pequeno risco no transporte do
combustível;
•Pequena quantidade de resíduos;
•Independência de fatores climáticos
(ventos; chuvas)
•O lixo nuclear radioativo deve ser armazenado em locais seguros e
isolados;
•Mais cara, quando comparada a outras formas;
•Risco de acidentes nucleares;
•Problemas ambientais, devido ao aquecimento de ecossistemas
aquáticos pela água de resfriamento dos reatores e possíveis acidentes.
• Inundam áreas extensas de produção de alimentos e florestas;
• Alteram fortemente o ambiente e com isso prejudicam muitas espécies de
seres vivos, exemplo: interferem na migração e reprodução de peixes;
• Alteram o funcionamento dos Rios;
• Alteram a paisagem das margens pela indução de atividades humanas
ligadas a presença dos reservatórios;
• Geram resíduos nas atividades de manutenção de seus equipamentos;
• Boa parte das florestas inundadas se decompõe produzindo metano, um
gás que contribui para o efeito estufa.
•Orepresamentodoriodiminuioníveldaáguaabaixodarepresa;desabriga
pessoas e animais; provoca a salinização da água (no semi-árido);
• A inundação danifica sítios arqueológicos; indisponibiliza terras férteis;
provoca pequenos tremores de terra, devido ao peso da água e às
acomodações do terreno.
• A represa interfere na piracema.
•Provocaalteraçõesclimáticasqueirãocomprometerafaunaefloraquenão
se adaptarão a essas mudanças.
• Provoca doenças e impede o crecimento da população ribeirinha,
atrapalhando a vida das pessoas.
CIÊNCIaS
50
A critério da apreciação do professor
Professor essa atividade pode ser utilizada como sugestão de avaliação.Recolhendo a atividade e verificando se o
resumo apresentado está dentro daquilo pretendido como espectativa de aprendzagem. (pode ser realizada em
grupo, como sugestão, conforme o tempo destinado para a aula)
Qual seria a forma de produção de energia mais viável a ser implantada em sua região levando em
consideração os aspectos geográficos, econômicos e culturais da mesma?
Dependerá de cada região. A critério da apreciação do professor.
DESAFIO
aula 13
Resolução de exercício
Os combustíveis fósseis são responsáveis pela maior parte da energia usada hoje no planeta. As conseqüências
do excesso de queima de combustíveis fósseis podem ser:
1
Atividades
CIÊNCIaS
51
a) maior produção de chuvas ácidas.
b) intensificação do efeito estufa.
c) maior resfriamento global.
d) destruição da camada de ozônio.
Gabarito: b
Sugestão de resolução: A queima excessiva de combustíveis fósseis pode trazer como consequências a intensificação
do efeito estufa, pois os poluentes e gases que são liberados na atmosfera impedem a passagem de volta dos raios
solares elevando a temperatura, causando desequilíbrios ambientais.
Leia o texto a seguir.
Aterro sanitário é uma espécie de depósito onde são descartados resíduos sólidos (lixo) provenientes de
residências, indústrias, hospitais e construções. Grande parte deste lixo é formada por materiais não recicláveis.
Porém, como a coleta seletiva ainda não ocorre plenamente, é comum encontrarmos nos aterros sanitários
plásticos, vidros, metais e papéis.
Os aterros sanitários são construídos, na maioria das vezes, em locais distantes das cidades. Isto ocorre em função
do mau cheiro e da possibilidade de contaminação do solo e de águas subterrâneas. Porém, existem, atualmente,
normas rígidas que regulam a implantação de aterros sanitários. Estes devem possuir um controle da quantidade
e tipo de lixo, sistemas de proteção ao meio ambiente e monitoramento ambiental.
Os aterros sanitários são importantes, pois solucionam parte dos problemas causados pelo excesso de lixo gerado
nas grandes cidades.
Disponível em: <http://www.suapesquisa.com/o_que_e/aterro_sanitario.htm> Acesso em 11/12/12.
2
Como mencionado no texto, os aterros sanitários não resolvem todos os problemas do excesso de lixo gerado.
Elabore um texto sugerindo as alternativas para solucionar o problema do excesso de lixo que geramos diariamente.
As principais ações a serem tomadas estão dispostas nos chamados 5R´s: Repensar os hábitos de consumo e descarte;
Recusar os produtos que prejudicam o meio ambiente e a saúde; Reduzir o consumo desnecessário; Reutilizar antes de
descartar; e Reciclar os materiais.
Professor, oriente os alunos a produzirem um texto mencionando estas ações.
Ressalte, também que o acondicionamento desses resíduos devem seguir normas para que não ocorra:
• Poluição do lençol freático e mananciais, próximos aos aterros sanitários;
• Emissão de gases gerados na decomposição do lixo;
• Proliferação de vetores de doenças, como ratos e moscas;
• Deslizamento do material depositado, entre outros.
CIÊNCIaS
52
Segundo dados do Detran (Departamento Nacional de Trânsito), em dezembro de 2002 havia 34.284.967 veículos
emplacados no Brasil, enquanto que em outubro de 2012, a frota brasileira atingiu o surpreendente número de
75.179.955 veículos emplacados.
Como podemos relacionar esse aumento de veículos com as emissões de carbono, aumento do efeito estufa e
aquecimento global?
3
O aumento da produção de veículos e, consequentemente, o aumento de veículos transitando nas ruas proporcionam um
acréscimo de emissões de gases compostos por carbono. Esses gases contribuem com o aumento do efeito estufa e,
consequentemente, colaboram com o aquecimento global.
A qualidade ambiental depende diretamente das ações que tomamos em nosso dia a dia. O aumento de consumo de
materiais descartáveis, por exemplo, tem sido um problema a ser resolvido. Uma opção para esse problema ambiental
seria a reciclagem, que é um processo de transformação dos materiais muito pouco utilizado no Brasil.
Além da reciclagem, uma ação importante para diminuir a emissão de lixo, é
a) comprar produtos com o maior número de embalagens, principalmente, embalagens plásticas.
b) colocar cada produto comprado em duas sacolas plásticas, e não acondicioná-los em caixas de papelão.
c) reutilizar materiais como caixas, garrafas de refrigerantes para acondicionar produtos ou objetos, ao invés de
comprar novos recipientes.
d) comprar refrigerantes e outras bebidas em embalagens plásticas (garrafas PET), ao invés de utilizar garrafas
de vidro (retornáveis)
4
Gabarito: c
Sugestão de resolução: A ação correta para diminuir a produção de lixo é reutilizar materiais como caixas, garrafas de
refrigerantes para acondicionar produtos ou objetos, e diminuir a compra de novos recipientes.
Em setembro de 1987, a destinação incorreta de uma peça de aparelho médico provocou a tragédia conhecida
como acidente com o césio-137, na cidade de Goiânia, Goiás e causou grave contaminação radioativa, em dezenas
de pessoas. Em relação ao material radioativo liberado no meio ambiente em Goiânia, podemos afirmar que ele é
nocivo aos seres vivos em geral por ter
a) provocado contaminação, queimaduras, alteração do DNA (câncer) e morte.
b) contaminado a água que abastece todo o município
c) causado a contaminação das hortaliças que a população consome.
d) contaminado toda a vegetação do município.
5
Gabarito: a
Sugestão de resolução: A liberação de material radioativo, no caso mencionado, o Césio 137, no ambiente é nociva
aos seres vivos por provocar contaminação, queimaduras, alteração do DNA (câncer) e morte.
CIÊNCIaS
53
aula 14
Sol, fonte de energia
Expectativas de aprendizagem
u Perceber a importância da energia solar como
fonte energética. Compreender como ocorre a
transformação de energia solar em energia no
ecossistema.
Objetivo geral
Compreender que o Sol é a fonte de energia luminosa
responsável pela produção de energia nos ecossistemas.
Entender e identificar as formas de produção de energia por
meio de luz solar.
Conceitobásico
O Sol é a fonte de energia que sustenta o planeta. O calor produzido e suas radiações possibilitam que o planeta não
congele e que as plantas desenvolvam com a fotossíntese. Essa energia que provêm do Sol pode ser utilizada de várias
maneiras. A cada dia, busca-se mais fontes alternativas de energia, dentre elas a solar.
Para nós, habitantes da Terra, o Sol é a estrela mais importante dos bilhões de estrelas que existem no Universo,
pois dele recebemos toda a energia necessária à vida, tanto da humanidade como dos animais e vegetais.
A energia que recebemos do Sol, chamada radiação solar, é emitida incessantemente por ele e sua natureza é a mesma
da luz, das ondas de rádio, das radiações que utilizamos nos fornos de micro-ondas e na telefonia, entre outros dispositivos
que fazem parte do nosso dia a dia.
Existem combustíveis sólidos, líquidos e gasosos. Dos combustíveis sólidos, o mais importante é o carvão mineral,
que faz parte dos combustíveis fósseis, os quais são remanescentes de plantas e animais que viveram na Terra há milhões
de anos e sofreram no solo um processo de carbonização incompleta, pelo calor e a pressão, durante milhares de séculos.
Esses combustíveis foram todos originados pela ação da energia proveniente do Sol, ao longo da existência de nosso
planeta, cuja idade provável é de 4,5 bilhões de anos.
O processo de formação dos combustíveis fósseis, em linhas gerais, pode ser compreendido lembrando que os
animais se alimentam de plantas ou de outros animais que comem plantas. A vida dos vegetais depende estritamente
da radiação solar, graças a um processo de enorme importância que neles ocorre, denominado fotossíntese, que
consiste na formação de moléculas orgânicas a partir da água e do dióxido de carbono atmosférico, sendo a luz solar
a fonte de energia necessária.
Os alimentos que devemos consumir regularmente, substâncias complexas e essenciais à vida, são as fontes de energia
que permitem aos nossos corpos e aos dos animais, manter-se aquecidos e praticar as inúmeras atividades que realizam.
Se a energia de que dependemos para viver proviesse de um combustível semelhante ao petróleo ou ao carvão, há muito
tempo estaria esgotada sua reserva em nosso planeta.
A solução desse problema encontra-se nas plantas verdes, que apresentam uma propriedade notável: a fotossíntese,
que só ocorre nelas e em alguns tipos de bactérias. Trata-se de um processo complicado, pelo qual a água e o dióxido de
carbono são transformados nos açúcares, proteínas e gorduras de que necessitamos, graças à absorção da radiação solar
na clorofila, que é um pigmento verde.
Os organismos animais eliminam água e gás carbônico como rejeitos de seu metabolismo; as plantas absorvem o gás
carbônico e eliminam o oxigênio, constituindo a principal fonte de oxigênio no globo terrestre. Podemos afirmar, então,
que nossos alimentos são, em grande parte, luz solar que as plantas verdes sintetizam.
CIÊNCIaS
54
Sobre a relação da energia proveniente da radiação solar e os combustíveis usados no nosso cotidiano, são feitas
as afirmativas a seguir, assinale o item correto:
I – A radiação solar não tem relação alguma com a energia elétrica que utilizamos em nossas residências, pois essa
energia é proveniente da energia potencial gravitacional da água nas hidrelétricas.
II – A radiação solar que incidiu sobre aTerra há milhões de anos foi a responsável pela formação do petróleo, do qual
tiramos vários combustíveis que estão presentes no nosso cotidiano.
III – A radiação solar é fundamental para a manutenção da energia eólica, já que, ao incidir sobre a superfície terrestre,
provoca diferentes aquecimentos, é, devido a isso, são formados os ventos.
Item “III” é o correto.
1
Atividades
Todasascoisasvivasprecisamalimentar-sedeenergiaparacrescer,moverereproduzir.Asplantassupremsuasnecessidades
captando a luz do sol e convertendo-a em energia química em um processo conhecido como fotossíntese. Explique qual
a importância do Sol para a existência da vida naTerra.
2
A importância do Sol para a existência da vida na Terra está na sua capacidade de irradiar luz na Terra, uma vez que os
vegetais, considerados produtores, produzem sua energia por meio da fotossíntese, sendo assim toda matéria que
alimentamos, vem direta ou indiretamente de um vegetal que existe graças à presença da luz solar.
A evaporação de parte da água dos rios, lagos e mares, é provocada pela luz do sol. Esse vapor sobe para a atmosfera,
reúnemseformandonuvensquesedeslocam,condensamecaemcomochuva,reabastecendoosrioselagosquecorrem
para o mar. Como seria o planetaTerra sem os ciclos da água organizados pelo calor produzido pelo Sol?
3
O Sol, alem de ser importante para produção dos alimentos presentes nas plantas, também é importante para influenciar
nos ciclos da água. A evaporação da água nos lagos, rios e mares influencia diretamente na formação das chuvas, que
abastecem e irrigam a vida nas pastagens e matas. Dessa forma, influencia diretamente na vida dos seres vivos.
“Assimcomoaenergiasolaréfundamentalparaafotossíntese,estaéimportanteparaohomemporque
aoingeriroalimentoprovenientedasplantas,partedassubstânciasentranaconstituiçãocelulareoutra
parte fornece a energia necessária às atividades como o crescimento, a reprodução etc.”
(Química Liria Alves, Equipe Brasil Escola)
DESAFIO
CIÊNCIaS
55
aula 15
Como as plantas se alimentam
Expectativas
de aprendizagem
u Relacionar fotossíntese
com transformação de
energia luminosa em
energia química.
u Caracterizar autotrofismo
como modo de produção
de alimentos dos vegetais,
das algas e das
cianobactérias.
Objetivo geral
Compreender como as plantas produzem seu alimento
Conceito básico
As plantas, as cianobactérias e algumas algas protistas são seres autótrofos, ou
seja, são capazes de produzir seu próprio alimento, através de processos químicos.
A fotossíntese é um processo que ocorre, principalmente, nas folhas dos
vegetais, mas também, acontece em alguns caules e raízes. Nesse processo de
transformação, a planta utiliza água (H2O) e gás carbônico (CO2), na presença de
luz, para produzir glicose (C6H12O6) e gás oxigênio (O2).
A água e sais minerais são retirados do solo, através das raízes, e transportados
até as folhas por vasos presentes no caule. O gás carbônico é absorvido do ar por
aberturas nas folhas, chamadas estômatos. Assim, a fotossíntese acontece
produzindo glicose e oxigênio. A glicose é utilizada nas folhas e distribuída para
o caule e raiz. Já o oxigênio e liberado para o ar através dos estômatos.
A partir da glicose a planta produz outros carboidratos, como o amido. Os
vegetais utilizam esse carboidrato como reserva, e é armazenado em várias partes
da planta, principalmente nas sementes, em alguns caules e raízes.
Sobre a produção de energia no ecossistema por meio da energia luminosa emitida pelo Sol,
construa um esquema mostrando a transferência e transformação da energia no ambiente, usando
o Sol, plantas e animais.
SOL → LUZ → VEGETAL → ANIMAL HERBIVORO → ANIMAL CARNIVORO
(Produtor) (consumidor primário) (consumidor secundário)
CIÊNCIaS
56
Energia da Luz
Gás Oxigênio - O2
GLICOSE
C6H12O6
Gás Carbônico - CO2
ÁGUA - H2O
Fonte: http://samuelrobaert.blogspot.com.br/2011/01/fotossintese-artificial-para-salvar-o.html > acesso em 12/12/2012.
As plantas são seres autótrofos, pois produzem seu próprio alimento. Então podemos dizer que um horticultor
(pessoa que cultiva hortaliças) também é autótrofo? Justifique sua resposta.
1
Atividades
Um horticultor não pode ser considerado um ser autótrofo, pois ele cultiva plantas que serviram para se alimentar. O processo
de produção de seu próprio alimento é um processo químico – fotossíntese ou quimiossíntese- realizados apenas por alguns
protistas, cianobactérias e pelos indivíduos do reino Vegetal.
Considerando que na maioria das plantas a fotossíntese ocorre nas folhas, explique a importância das raízes, do caule e
das folhas no processo de produção e distribuição de glicose nos vegetais.
2
As raízes são responsáveis pela absorção de água e sais minerais, que serão utilizados nos caules e folhas. O caule, por sua
vez, transporta substâncias da raiz para as folhas e vice-versa, além de sustentar a folhas e promover um melhor
posicionamento das mesmas perante a luz solar. Já as folhas, promovem as trocas gasosas e a fotossíntese .
CIÊNCIaS
57
Alguns vegetais são utilizados na nossa alimentação, pois armazenam amido em suas estruturas. Cite dois caules
e duas raízes que sejam comestíveis.
3
Caules comestíveis: gengibre, batata-inglesa, cebola, alho, entre outros.
Raízes comestíveis: cenoura, batata-doce, beterraba, mandioca, entre outras.
Faça um desenho ilustrativo do processo de fotossíntese e explique, com suas palavras, como ele ocorre.
4
Energia da Luz
Gás Oxigênio - O2
GLICOSE
C6H12O6
Gás Carbônico - CO2
ÁGUA - H2O
Fonte: http://samuelrobaert.blogspot.com.br/2011/01/fotossintese-artificial-para-salvar-o.html > acesso em
12/12/2012.
A fotossíntese é um processo que ocorre, principalmente, nas folhas dos vegetais, mas também, acontece em alguns caules
e raízes. Nesse processo de transformação, a planta utiliza água (H2O) e gás carbônico (CO2), na presença de luz, para
produzir glicose (C6H12O6) e gás oxigênio (O2).
CIÊNCIaS
58
Leia o texto a seguir.
Tentando promoverumaalimentaçãomaissaudávelparasuafamília,Rafaelplantoualgumassementes
de tomates em seu quintal e esperou por alguns dias, até que as sementes germinassem.
Rafael estava ansioso para que os tomateiros crescessem e produzissem logo. Mas, ao olhar para sua
pequena plantação em uma tarde, notou que as formigas haviam cortado todas as folhas dos
pequeninos tomateiros. Rafael, rapidamente, comprou um preparado de fungos para fazer o controle
biológico das formigas.
Depois de alguns dias, as folhas brotaram novamente e os tomateiros continuaram a desenvolver,
até que os primeiros tomates foram colhidos e saboreados com toda a família.
Lendo o texto, percebemos que os tomateiros, mesmo sem folhas, não chegaram a morrer. Se a
fotossíntese é realizada, principalmente, nas folhas, de onde os tomateiros retiraram energia para
sobreviver e produzir novas folhas?
As plantas possuem reservas em todo seu organismo. Além disso, os caules jovens também possuem
clorofila, sendo, portanto, capazes de realizar fotossíntese.
Assim, a energia foi retirada de suas reservas e da fotossíntese realizada no caule jovem.
DESAFIO
aula 16
A química da Fotossíntese
Expectativas
de aprendizagem
u Relacionar fotossíntese com
transformação de energia luminosa em
energia química.
u Identificar os cloroplastos como
estruturas responsáveis pela
fotossíntese.
u Identificar transformações químicas,
ou reações químicas, como aquelas em
que há formação de novas substâncias.
u Identificar as substâncias reagentes
e as novas substâncias formadas
(produtos).
Objetivo geral
Entender a fotossíntese como uma transformação de energia
luminosa em energia química
Conceito básico
A fotossíntese ocorre nos cloroplastos, estruturas que contém o
pigmento chamado clorofila. A clorofila auxilia na absorção de luz para
a fotossíntese e é responsável pela coloração verde da maioria das plantas.
Como mencionado na aula anterior, a fotossíntese é um processo
químico em que a planta utiliza água (H2O) e gás carbônico (CO2),
na presença de luz, para produzir glicose (C6H12O6) e gás oxigênio
(O2). Esse processo de transformação pode ser descrito conforme a
equação simplificada a seguir.
CIÊNCIaS
59
Assim, a planta retira o gás carbônico do ar e libera gás oxigênio para o ambiente.
gás carbônico + água glicose + gás oxigênio
6CO2 6H2O C6H12O6 6O2
Luz
As plantas são seres autótrofos e, em sua maioria, verdes. Sobre as plantas, responda:
1
Atividades
a) Porque elas são verdes?
As plantas possuem um pigmento verde chamado clorofila. A clorofila auxilia na absorção de luz para a fotossíntese e é
responsável pela coloração verde da maioria das plantas.
b) Qual a importância da clorofila para as plantas?
A clorofila auxilia na absorção de luz para a fotossíntese e é responsável pela coloração verde da maioria das plantas. Assim, sem
clorofila, não haverá fotossíntese e a planta ficará incapaz de produzir seu próprio alimento.
A fotossíntese é um processo químico de transformação, que ocorre na presença de luz, e pode ser descrito na
seguinte equação simplificada: A + B C + D.
Quais as substâncias estão representadas pelas letras A, B, C e D?
2
g
A: gás carbônico; B: água; C: glicose; e D: gás oxigênio.
As plantas do jardim precisam ser regadas para que elas não morram. A morte das plantas, por falta de água,
podem ter alguma relação com a fotossíntese? Explique sua resposta.
3
Sim. A água é um dos reagentes da fotossíntese, portanto, sem água não ocorrerá fotossíntese. Além disso, a falta de água
também causará a desidratação da planta e a morte da mesma.
Os átomos se juntam formando moléculas.Porexemplo,o gás metano (CH4) é composto poruma molécula de carbono
e quatro moléculas de hidrogênio. Nas moléculas a seguir, escreva o número dos átomos que as compõem.
a) Gás carbônico (CO2)
4
CIÊNCIaS
60
b) Água (H2O)
Gás carbônico (CO2): um átomo de carbono e átomos dois de oxigênio
Água (H2O): dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio
c) Glicose (C6H12O6)
Glicose (C6H12O6): seis átomos de carbono, doze átomos de hidrogênio e seis átomos de oxigênio
d) Oxigênio O2
Oxigênio O2: dois átomos de oxigênio
As plantas absorvem água e sais minerais através das raízes. A água é um dos reagentes utilizados na
fotossíntese, além disso, ela tem outras funções nos vegetais. Sobre os vegetais, responda:
a) Quais as outras funções da água na planta?
A água é responsável por dissolver os nutrientes presentes no solo e produzidos pelas plantas, para que
sejam eles sejam transportados por todo o vegetal. A água, ainda é responsável por participara de
outras reações do metabolismo dos vegetais.
DESAFIO
b) Quais os sais minerais que a planta absorve?
As plantas absorvem diversos tipos de sais minerais e outros , como sais de enxofre, nitrogênio, fósforo,
potássio, cálcio,magnésio, ferro, manganês, zinco, entre outros.
c) Qual a importância desses sais minerais para a planta?
Esses sais minerais são usados na composição dos organismo dos vegetais e em reações de seu
metabolismo. Na falta de alguns sais minerais, a planta poderá apresentar alguma doença, deixando
de crescer, ou de produzir frutos/sementes.
CIÊNCIaS
61
aula 17
A importância da fotossíntese
para o meio ambiente
Objetivogeral
Compreender a importância da fotossíntese para o equilíbrio dos
ecossistemas, identificando ações humanas que interferem no processo de
fotossíntese.
Expectativas
de aprendizagem
u Relacionar fotossíntese com
transformação de energia luminosa em
energia química.
u Colaborar na utilização de atividades
voltadas para a utilização de materiais
renováveis.
Conceito básico
As plantas podem diminuir a produção de glicose, ou até mesmo deixar de produzi-la por alguma alteração
ambiental ou por doença que venha se desenvolver na planta. Dentre os motivos externos, podemos citar falta de
água disponível para as raízes, temperatura fora do aceitável por determinada espécie (temperatura alta ou baixa),
alteração de nutrientes na planta, alteração de incidência de luz, deposição de materiais nas folhas, etc.
A taxa de fotossíntese tem uma relação intensa com armazenamento e gasto de glicose. Quando a planta produz
mais glicose do que ela precisa para realizar suas funções vitais (como crescimento, reprodução, etc.), ela a armazena
nas folhas, caules ou raízes. Ao contrário, se a planta produz menos glicose do que ela precisa, ela entrará num processo
de economia de energia e irá utilizar a glicose que está armazenada em seu organismo. Com o fim da glicose
armazenada e falta de produção da mesma, a planta irá morrer.
A existência das plantas é de fundamental importância para a manutenção do equilíbrio em um ecossistema.
Dentre outros motivos, um deles é o fato da planta retirar o carbono da atmosfera e incorporá-lo em seu organismo,
durante o processo de fotossíntese.
Com o aumento da frota de veículos nas cidades, tem aumentado, também, a emissão de poluentes na atmosfera. Um
grupo desses poluentes é chamado de fuligem, aquela poeira preta que vemos no chão de nossas casas.
Sabemos que o aumento da emissão de fuligem tem relação com uma plantação de arroz dessa cidade.
a) Qual é essa relação?
1
Atividades
As folhas do pé de arroz necessitam receber a luz solar para realizar a fotossíntese, que por sua vez, produzirá energia para as
atividades da planta, como crescimento e reprodução. Com a deposição de fuligem sobre as folhas do pé de arroz, a planta
terá uma diminuição na realização da fotossíntese. Ao retirar esta fuligem, a planta volta a realizar a fotossíntese normalmente.
b) Isso aumenta a produção de arroz dessa plantação? Por quê?
Pelo contrário. A deposição de fuligem diminuirá a taxa de fotossíntese, o que causará uma diminuição na produção de
arroz, pois a planta não produzirá muita energia para ser armazenada nos grãos.
CIÊNCIaS
62
A utilização de recursos renováveis é uma das ações sustentáveis defendidas pelos ambientalistas. Qual a importância
de se utilizar madeira na produção de utensílios domésticos, ao invés de ferro, alumínio ou plásticos?
2
O ferro, o alumínio e o plástico são materiais que apresentam um ciclo de vida muito longo, portanto sua utilização requer
a extração de suas matérias primas da natureza, o que causa muitos danos ao meio ambiente. Já a madeira, possui uma
vida útil menor, além de ser biodegradável, ou seja, todas substâncias que a compõe retornam ao solo na forma de minerais,
através da decomposição.
Portanto, a utilização da madeira faz parte de métodos mais limpos de produção de materiais.
O Protocolo de Kyoto foi elaborado para que os países diminuíssem a quantidade de emissão de gases de efeito estufa.
Com isso, surgiu o mercado de crédito de carbono, onde os emissores de gases compram créditos daqueles que
desempenham atividades que sequestram o carbono. Dentre as atividades sequestradoras de carbono, estão a
manutenção de áreas verdes (vegetação nativa) ou plantação de cultura permanente ou de espécies nativas.
De que forma podemos relacionar fotossíntese com o mercado de sequestro de carbono?
3
Ogáscarbônicoéumdosreagentesdafotossíntese.Porisso,dizemosqueaorealizaremafotossíntese,asplantassequestram(retiram)do
ambiente o carbono,presente no gás carbônico,para produzir glicose.Em seu metabolismo,as plantas transformam a glicose em outras
substânciascompostadecarbonoparaformarseuorganismo.
Assim,deformasimples,osgasesdeefeitoestufaemitidossãosequestradospelosvegetais,ocorrendoumadiminuiçãodessesgases
no ambiente. Portanto, quem possui atividade que sequestra carbono (manutenção de reserva vegetal nativa, plantio de culturas
permanentes, etc.) tem crédito de carbono para vender para quem emite gases poluentes.
Após algumas semanas o pequizeiro irá morrer, pois com a falta de luz não ocorrerá fotossíntese e o pequizeiro terá utilizado
toda sua reserva de energia.
Um caroço de pequi foi plantado em um vaso com terra adequada ao seu desenvolvimento. Após crescer cinquenta
centímetrosovasocom opequizeirofoicolocadoem um quartoescuro.Atemperatura,quantidadedeáguaenutrientes
foram mantidas as mesmas,de quando o pequizeiro estava no ambiente externo.O que acontecerá com este pequizeiro
após algumas semanas? Justifique sua resposta.
4
A fotossíntese é um processo que produz glicose e gás oxigênio. Na respiração, o processo é o inverso,
o ser vivo consome o oxigênio liberando o gás carbônico. Diante disso, faça uma pesquisa e descreva,
em forma de texto, de onde vem o oxigênio presente no ar.
As plantas realizam fotossíntese, liberando oxigênio no ambiente. Porém, elas também o consome através
darespiração.Assim,asplantastêm umacontribuiçãomediananaproduçãodeoxigênioparaoambiente.
As algas marinhas e de água doce têm a maior contribuição na produção de oxigênio para o ambiente,
já que apresentam grande taxa de fotossíntese e pequena taxa de respiração, ou seja, produz quantidade
de oxigênio superiores àquelas que consomem.
DESAFIO
CIÊNCIaS
63
Objetivogeral
Entender como as células produzem energia através dos componentes que
elas dispõem no meio.
Expectativas
de aprendizagem
u Relacionar respiração e
fermentação com processos
de obtenção de energia
Conceito básico
Todos os seres vivos necessitam de alimentos para sobreviver. Cada grupo de alimentos tem uma função
determinada nos organismos. Os carboidratos também conhecidos como açúcares são contidos pela união de dois
ou mais monossacarídeos. Estes por sua vez são constituídos de Carbono, Hidrogênio e Oxigênio. Dentre os
carboidratos encontramos a glicose, a frutose, a sacarose etc. Eles são encontrados em massas como pão, macarrão
e também em leite, frutas etc. A energia produzida pelas células faz com que elas possam realizar suas funções vitais
que incluem movimentos, pensamentos, respiração dentre outros. Durante a produção da energia a célula irá usar
o oxigênio que retira do ar para realizar uma reação de combustão com o alimento digerido; isso se houver Oxigênio
disponível, senão ela produzirá a energia de que necessita por meio da fermentação.
Observe a representação a seguir analisando o que a célula precisa para gerar energia e qual o produto final.
aula 18
Respiração Celular
Site da imagem: http://3.bp.blogspot.com/-Ld0rgCbRSZM/TVPXBHRdffI/AAAAAAAAABo/453MKUy3nb0/s1600/resp__celular.jpg
CIÊNCIaS
64
O processo representado é:
Gabarito: b
a) respiração anaeróbica.
b) respiração aeróbica.
c) quimiossíntese.
d) fotossíntese.
e) glicólise.
O processo de respiração celular é responsável pelo (a)
Gabarito: e
a) consumo de dióxido de carbono e liberação de oxigênio para as células.
b) síntese de moléculas orgânicas ricas em energia.
c) redução de moléculas de dióxido de carbono em glicose.
d) incorporação de moléculas de glicose e oxidação de dióxido de carbono.
e) liberação de energia para as funções vitais celulares.
2
Complete a frase a seguir, com as expressões indicadas corretamente nas alternativas abaixo:
“A respiração ______ se desenvolve sobretudo no(a) _____, organela citoplasmática que atua como verdadeira
usina produtora de _____”.
Gabarito: b
a) anaeróbica; complexo de Golgi; energia.
b) aeróbica; mitocôndria; energia.
c) anaeróbica; mitocôndria; energia.
d) aeróbica; ribossomos; energia.
e) aeróbica, cloroplastos; energia.
3
O esquema abaixo mostra de modo simplificado um tipo de reação celular metabólica.
1
Atividades
CIÊNCIaS
65
A palavra respiração é utilizada para descrever dois processos distintos, porém interdependentes, que
ocorrem em nível pulmonar e celular. Descreva como estes fenômenos estão relacionados.
A respiração pulmonar se refere à entrada e saída de ar dos pulmões, levando O2 e retirando CO2 da
corrente sanguínea. O O2, captado na respiração pulmonar, é levado até a célula e então, na respiração
celular, este O2 captado na respiração pulmonar é utilizado. O CO2 resultante da respiração celular
entra na corrente sanguínea e é exalado pelos pulmões, na respiração pulmonar.
DESAFIO
Objetivogeral
Entender como as células produzem energia através dos componentes que
elas dispõe no meio.
Expectativas
de aprendizagem
u Relacionar respiração e
fermentação com processos
de obtenção de energia
Conceitobásico
A Respiração é um processo que ocorre nos seres vivos para obtenção de
energia. Assim também é a respiração anaeróbia. Porém, esse tipo de respiração
ocorre em seres que não utilizam o oxigênio (por isso a denominação anaeróbia
= sem oxigênio). Um exemplo de respiração anaeróbia é a fermentação.
TiposdeFermentação
Alguns tipos de fungos e bactérias fazem fermentação para obter energia. Eles utilizam substâncias orgânicas,
especialmente a glicose, porém, sem a participação do oxigênio. Alguns produtos das reações que ocorrem no processo
de fermentação são bem conhecidos nossos. Os ácidos produzidos pelas bactérias que provocam cáries e o álcool das
bebidas alcoólicas são alguns exemplos. Além desses produtos, o gás carbônico também é resultante da fermentação,
assim como ocorre na respiração aeróbia.
uFermentação alcoólica - É um processo através do qual os açúcares são transformados em álcool e gás carbônico, por
ação de leveduras.
uFermentação acética - Transformação do álcool em ácido acético por ação de bactérias.
u Fermentação lática - Transformação de açúcares em ácido lático pela ação de bactérias. Mas não só as bactérias
realizam a fermentação lática. Quando fazemos um esforço muscular intenso, a quantidade de oxigênio que chega nos
músculos não é suficiente para todas as reações de liberação de energia necessária para a atividade desenvolvida. Então,
as células musculares passam a realizar fermentação láctica.
aula 19
Respiração-Fermentação
CIÊNCIaS
66
Ovinho, por definição, é o
resultado da fermentação de
uvas. Ela ocorre quando as cascas de
uvas se rompem, permitindo que
fungos microscópicos, chamados
leveduras, penetrem no fruto. Eles
transformam os açucares da uva
(glicose e frutose) em álcool e gás
carbônico. Ao mesmo tempo, outras
reações bioquímicas vão acontecer, de
acordo com os tipos de uva, de
levedura e de fermentação. Tal
processo só cessa quando o açucar
termina ou quando o álcool atinge
uma concentração mortal para as
leveduras, cerca de 16%. Os vinhos
tintos são feitos de uvas pretas com
cascas e talos. Os brancos podem usar
uvas brancas ou pretas - neste caso,
cascas e talos ficam de fora para não
atingir a polpa, que é branca. Os rosés
são produzidos a partir de uvas pretas,
sem os talos. O sumo é separado das
cascas logo que começa a ficar rosado.
Uvas escuras podem produzir vinhos tintos, brancos ou rosés. Nos dois
últimos, cascas e talos são descartados em algum estágio da vinificação
Fonte:Superinteressanten°54,2008
O hábito de fazer, dividir e comer o pão possui um valor simbólico, presente em diferentes culturas. Pode significar o
fruto do trabalho, a dignidade de um chefe de família, um ato de comunhão ou até mesmo um meio de alguns homens
explo-rarem outros.
Éinteressante observarque a produção do“pão nosso de cada dia”está relacionada a um importante processo biológico.
1
Atividades
a) Identifique o processo biológico presente na fabricação do pão.
Fermentação.
b) Diga por que este processo é fundamental para a manutenção da vida dos microrganismos que o realizam.
Porque garante a produção de energia.
a) por organismos unicelulares e vegetais em geral.
b) por microrganismos e vertebrados, incluindo o homem.
c) por todos os fungos e células hepáticas dos mamíferos.
d) com a finalidade de transformar energia radiante em energia potencial química.
Gabarito: b
A fermentação é realizada:
2
CIÊNCIaS
67
O processo que faz com que haja o aparecimento de buracos é a fermentação onde moléculas orgânicas ricas em energia são
degradadas em um processo que libera menos energia que a respiração. No caso do processo do queijo suíço um dos produtos
finais é o CO2 que causa os buracos.
O queijo Suíço é amadurecido com bactérias lácticas, mas os buracos que ocorrem nesse tipo de queijo são devido
a uma outra bactéria do gênero Propionibacterium que produz gás carbônico. Explique o processo biológico que
envolve o aparecimento dos buracos do queijo Suíço.
3
Os novos carros bicombustíveis do tipo flex, que usam álcool e/ou gasolina, assim como a tecnologia de produção
de álcool, têm ocupado lugar de destaque entre as alternativas para substituir os combustíveis derivados de
petróleo. A biotecnologia aliada às questões econômicas e éticas quanto ao uso correto dos recursos do planeta,
no entanto, necessita das informações mais básicas para avançar nesse campo. Alguns conhecimentos
fundamentais sobre essa área de desenvolvimento são:
4
I. O álcool é extraído do açúcar proveniente da cana-de-açúcar.
II. A cana de açúcar é uma planta dicotiledônia.
III. A fermentação alcoólica ocorre em condições aeróbias.
IV. Leveduras são organismos que realizam a fermentação.
Quais estão corretas?
a) apenas I e II.
b) apenas I e III.
c) apenas I e IV.
d) apenas II e III.
e) apenas II e IV.
Gabarito: c
Na produção de cerveja, são usadas principalmente duas linhagens de leveduras:
Em geral, as cervejas inglesas contêm maior teor alcoólico que as cervejas brasileiras e cada uma
delas usam uma linhagem diferente de levedura.
I. Saccharomyces cerevisae, que apresenta altos índices de formação de gás carbônico;
II. Saccharomyces carlsbergensis, que possui índices mais baixos de formação desse gás.
DESAFIO
CIÊNCIaS
68
a)Quallinhagem deleveduraéusadaparaproduziracervejabrasileira?Justifiquesuaresposta.
Em termos de fermentação alcoólica, produzirá mais álcool etílico o fungo que liberar maior quantidade
de CO2, Saccharomyces carlsbergensis, como citado no enunciado .Processo de fermentação alcoólica:
b) Um estudante argumentou que, para aumentar a quantidade de gás carbônico produzido, bastaria
aumentar a quantidade de leveduras respirando no meio de cultura.
O argumento é válido ou não? Por quê?
Sim, o argumento é válido, pois o procedimento aumentaria a taxa de metabolismo respiratório e,
consequentemente, a liberação de CO2.
Sugestão para prática
Testando o fermento biológico.
I - Materiais
u 4 frascos (pode ser garrafas PET)
u 4 bexigas
u 100 gramas de levedura (fermento biológico)
u 1 colher de açúcar
u 10 gotas de adoçante
u 2 colheres de leite
u 5 frascos (para dissolver, diluir e misturar os
materiais)
u 400mL de água morna.
II - Procedimentos: Como fazer?
u Dissolver a levedura em água à temperatura
ambiente com cuidado, para não romper as
membranas da células;
u Diluir o conteúdo em água morna, a uma
temperatura suportável para não matar as células;
u A seguir essa água será posta nos frascos que
irão as bexigas;
u Adicionar açúcar no frasco 1;
u Adoçante no frasco 2;
u Somente água no frasco 3;
u Leite no frasco 4;
u Por as bexigas na boca dos frascos;
u Esperar cerca de 10 minutos.
III - Procedimentos: Como fazer?
u Adicionar a sopa de levedura dentro de cada
frasco.
u Por um pouco de água morna em cada uma
delas. A água não deve estar muito quente, pois
do contrário poderá matar as leveduras;
u Adicionar o açúcar no frasco 1;
u Adicionar o adoçante no frasco 2;
u Não adicionar nada no frasco 3;
u Adicionar leite no frasco 4.
u Aguardar o resultado final que demora cerca de
10 minutos.
CIÊNCIaS
69
IV - Resultados
O aluno vai se deparar com a bexiga enchendo onde estão os alimentos sem que ninguém a esteja soprando.
Irá se questionar porque onde foi adicionado adoçante e onde não foi posto nenhum alimento a bexiga não
encheu. As bexigas dos fracos que continham açúcar e leite se encheram parcialmente, devido a fermentação.
As bexigas que continham apenas água e a outra com adoçante não encheram.
Objetivogeral
Entender como as células produzem energia através dos componentes que
elas dispõem no meio.
Expectativas
de aprendizagem
u Relacionar respiração e
fermentação com processos
de obtenção de energia
aula 20
Fermentação Lática
Conceitobásico
Fermentação Lática
Os lactobacilos (bactérias presentes no leite) executam fermentação lática, em que o produto final é o ácido
lático. Para isso, eles utilizam como ponto de partida, a lactose, o açúcar do leite, que é desdobrado, por ação
enzimática que ocorre fora das células bacterianas, em glicose e galactose. A seguir, os monossacarídeos entram nas
células, onde ocorre a fermentação. O sabor azedo do leite fermentado se deve ao ácido lático formado e eliminado
pelos lactobacilos. O abaixamento do pH causado pelo ácido lático provoca a coagulação das proteínas do leite e a
formação do coalho, usado na fabricação de iogurtes e queijos.
Fermentação lática no homem!
Você já deve ter ouvido que é comum a produção de ácido lático nos músculos de uma pessoa, em ocasiões que
há esforço muscular exagerado. A quantidade de oxigênio que as células musculares recebem para a respiração
aeróbia é insuficiente para a liberação da energia necessária para a atividade muscular intensa.
Nessas condições, ao mesmo tempo em que as células musculares continuam respirando, elas começam a fermentar
uma parte da glicose, na tentativa de liberar energia extra. O ácido láctico acumula-se no interior da fibra muscular
produzindo dores, cansaço e cãibras. Depois, uma parte desse ácido é conduzida pela corrente sanguínea ao fígado.
Michael Phelps faz história em Pequim
Nadador norte-americano se tornou o maior atleta olímpico de todos os tempos
Com 11 ouros em duas Olimpíadas, Phelps superou as nove medalhas douradas conquistadas
por Carl Lewis (atletismo, em quatro Olimpíadas), Mark Spitz (natação, em duas Olimpíadas),
Paavo Nurmi (atletismo, em três Olimpíadas) e Larissa Latynina (ginástica artística, em três
Olimpíadas).
Uma série de fatores se combinaram para transformar Phelps no maior nadador e atleta
CIÊNCIaS
70
olímpico de todos os tempos, mas dois são mais comumente citados: sua extrema
dedicação aos treinamentos e seu biotipo físico.
Mas para além da extrema dedicação ao aperfeiçoamento da técnica de natação, Phelps
tem um “defeito” físico que faz dele o nadador ideal — um torso desproporcionalmente
longo e pernas relativamente curtas, que fazem com que ele deslize sobre a água como se
fosse uma prancha.
Além disso, a envergadura dos braços (leia-se remos) do nadador é cerca de 7,6 centímetros
maior do que sua altura, que é de 1,92m. Nos membros inferiores, Phelps tem uma
flexibilidade absurda nos tornozelos, cerca de 15 graus acima da média, que lhe permite
transformar os pés em nadadeiras similares as de um peixe.
Por fim, Michel Phelps tem uma extraordinária capacidade de recuperação. Quando
exigidos ao extremo, os músculos liberam ácido láctico, que provoca dor. Após uma
competição, a maioria dos nadadores apresenta de 10 a 15 milimols de ácido lático por
litro de sangue, enquanto que Phelps tem apenas 5,6. A maioria dos atletas precisa de uma
a duas horas para se recuperar totalmente dos efeitos do cansaço. Phelps pode se recuperar
em menos de 30 minutos, o que explica sua capacidade de disputar tantas provas no
mesmo dia.
Treho da reportagem“Michael Phelps faz história em Pequim”publicada em 13/08/08
www.clicbr.com.br/olimpiada2008
acesso em 20/01/2009
Na produção de cerveja e pão, bem como na produção de iorgute, ocorrem 2 tipos de fermentação. Na primeira,
a levedura Saccharomyces cerevisiae tem papel fundamental, enquanto que, no segundo tipo, os microrganismos
dos gêneros Lactobacillus e Streptococcus são os principais responsáveis pelo processo.
a) Quais os nomes dados a estes dois tipos de fermentação, e qual o produto final de cada uma?
Fermentação alcoólica – produto final: álcool
Fermentação lática - produto final: ácido lático
1
Atividades
b) A cãibra é o resultado de um destes processos. Qual é o processo, e em que tipo de células ocorre?
Fermentação lática – ocorre o acúmulo de ácido lático nas células musculares
Para a produção de iogurte caseiro, uma cozinheira esquentava o leite a aproximadamente 40 ºC e adicionava
meio copo de iogurte. Depois disso, mantinha essa mistura nessa temperatura por aproximadamente quatro
horas. Com base nessas informações, responda o que se pede a seguir.
2
Bactérias.
a) Quais microrganismos são responsáveis pela produção do iogurte?
CIÊNCIaS
71
Fermentação lática.
b) Que tipo de processo é realizado pelos microrganismos para que o leite se torne iogurte?
Porque o fermento biológico é constituído por um fungo que não realiza fermentação lática.
Por que não haveria a formação de iogurte se, ao invés de adicionar iogurte, a cozinheira tivesse adicionado fermento
biológico?
Porque a 80 ºC, as bactérias responsáveis pela fermentação do leite podem morrer ou, caso sobrevivam, estarão em uma
temperatura muito distante da temperatura considerada ótima para seu funcionamento.
c) Por que não haveria a formação de iogurte se a mistura fosse mantida a 80 ºC?
PELO PAN, TENISTAS SÃO AVALIADAS EM SELEÇÃO PERMANENTE.
São Paulo (SP) – Com o objetivo de participar do Pan-Americano no Rio de Janeiro, as oito melhores
tenistas brasileiras estão sendo avaliadas pelo coordenador da Equipe Feminina Nacional Permanente,
(...). Neste sábado, por exemplo, as tenistas fizeram testes de fadiga muscular. A proposta da
Confederação Brasileira de Tênis (CBT), aliás, é que esse exame seja realizado em todos os tenistas
profissionais do Brasil.
(www.gazetaesportiva.net, 03.03.2007.)
Abordando o metabolismo celular, relacione o fenômeno da fadiga muscular com a prática esportiva
das tenistas citadas no texto.
O teste de fadiga muscular mede a concentração de ácido lático na corrente sanguínea das atletas
logo após o treino e durante as horas subsequentes, com o intuito de avaliar o preparo físico dessas
atletas, já que o ácido láctico é produto do metabolismo energético das células musculares esqueléticas.
DESAFIO
CIÊNCIaS
72
Leia o texto no quadro e responda
a) Por que os doces provocam cáries e são os
grandes vilões de dentes saudáveis?
Osdocescomocarameloechocolatepassam,devem
ser evitadas entre as refeições, porque provocam um
ataqueácidofortedemaisparaasalivacombater.Já
quando ingeridosdurantea refeição,essesalimentos
favorecemoladodapessoaedeseusdentes.Quando
acriançadormetomandomamadeiraouficasempre
de dia com uma mamadeira na mão, tanto de leite
quanto de suco de fruta etc., sua boca se torna um
campo propício para a produção de ácidos pelas
bactérias e as cáries começam rapidamente a se
formar.Éo quechamamosde“cáriedemamadeira”.
Para evitar a cárie, restrinja o consumo de doces,
alimentos que grudam nos dentes e bebidas doces
entre as refeições.
Não. Os adoçantes artificiais como
o aspartame, por exemplo, usados
em produtos dietéticos, não fazem
parte da cadeia alimentar das
bactérias causadoras das cáries. Os
adoçantes naturais, representados
principalmente pela glicose,
frutose e sacarose constituem um
alimento muito apreciado por
determinados tipos de bactérias,
cujo melhor exemplo são as do
gênero Extreptococus. Durante a
fermentação, processo pelo qual
elas digerem essas substâncias,
libera-se um determinado tipo de
ácido que ataca o dente
provocando uma desmineralização
do esmalte. O resultado é a cárie
b) Sabendo como ocorrem as cáries elabore um pequeno texto informativo sobre a importância
da escovação.
Escove seus dentes e use fio dental logo após as refeições. Dessa forma você estará impedindo que as
bactérias se aproveitem dos resíduos alimentares já que os cremes dentais contêm minerais que podem
ser utilizados pelos dentes, além de neutralizar a acidez na cavidade bucal. Quando estiver num local
que impossibilite sua higienização, logo após a refeição coma um vegetal ou uma fruta crua e de
consistência dura (cenoura, maçã). O atrito dos dentes com esse tipo de alimento remove em parte os
resíduos da alimentação, mas em hipótese alguma substitui a escova e o fio dental. Procure seu dentista.
Ele irá orientá-lo sobre o uso de escova, fio dental, flúor e cremes dentais, além de verificar a existência
de cáries. Assim você estará mantendo condições adequadas na cavidade bucal para dificultar o trabalho
das bactérias e se livrar dessa doença.
CIÊNCIaS
73
Objetivogeral
Identificar a cadeia alimentar como a transferência de energia contida nos
alimentos, reconhecendo produtores, consumidores e decompositores.
Levantamento dos conhecimentos prévios / introdução ao estudo
de cadeia alimentar
Observe as figuras a seguir.
Expectativas
de aprendizagem
u Identificar cadeia alimentar
como a relação em que um ser
vivo se alimenta de outro,
sendo sempre iniciada pelos
vegetais;
u Representar por meio de
esquema as relações
alimentares em uma cadeia
alimentar;
u Identificar o alimento como
fonte de energia (energia
química ou energia de ligação).
aula 21
Cadeia alimentar: transferência de
energia contida no alimento
a) Quem fornece a energia necessária à vida das plantas? E das pessoas? E dos animais?
Resposta pessoal
Professor,realizeestaatividadeaproveitandoparadiagnosticarosestudantesjásabemsobreotemaaserestudado.
Você poderá acrescentar outras questões que julgar importante para o levantamento dos conhecimentos prévios
em relação aos alimentos como fonte de energia aos seres vivos, retomando o conceito da fotossíntese.
Conceitobásico
Nos ecossistemas há um interrelacionamento dinâmico e equilibrado, que permite a troca de matéria e de energia
entre os seres vivos, formando a cadeia alimentar. Ao longo da cadeia alimentar há a transferência de nutrientes e
energia dos produtores (vegetais) para os consumidores (animais) e os decompositores (fungos e bactérias).
CIÊNCIaS
74
Professor, sugerimos que os conceitos: fotossíntese, cadeia alimentar, seres produtores, consumidores e
decompositores, sejam discutidos com os estudantes.
Destaqueosentidoqueaflecha/setadeveserdesenhadaindicandoqueacomidavaiaoanimalqueseráalimentado.
Professor,observeosexemplosapresentadospelosestudanteseverifiqueseaseta/flechanosesquemase/oudesenhos
está no sentido queleva a comida ao animalqueserá alimentado,ou seja,da fontedeenergia para quem a recebe.
Que exemplos de cadeia alimentar você conhece? Represente por meio de desenhos e/ou esquemas.
1
Atividades
Resposta pessoal
A ação dos decompositores faz com que os nutrientes retornem ao solo, ficando disponível aos produtores na forma
de energia. A energia é utilizada por todos os seres da cadeia alimentar para sustentar as suas funções, assim vai
diminuíndo ao longo da mesma e não é reaproveitada.
Nas cadeias alimentares a energia sempre flui num único sentido. Ela é captada pelos produtores, passa pelos
consumidores e chega aos decompositores.
Considere a seguinte cadeia alimentar:
Capim boi homem
Ohomem sealimentadacarnedoboi.Oboisealimentadocapim.Eoalimentodocapim deondevem?
2
g g
O capim produz seu próprio alimento. Isto acontece por meio da fotossíntese, a partir da água e do gás carbônico, na presença
de luz e com a participação da clorofila.
Site da imagem: http://www.10emtudo.com.br/_img/upload/aula/_1904_0.gif
CIÊNCIaS
75
Leia atentamente.
a) Que cadeia alimentar identificamos nesta situação?
Um produtor da nossa região está tendo prejuízos, devido ao ataque da Lagarta do milho (Helicoverpa zea) em
sua lavoura de milho.
Para diminuir os gastos e o uso indiscriminado de inseticidas, ele foi orientado a adotar o controle biológico, isso
é, utilizar predadores e parasitoides como a tesourinha (Doru luteipes) que é um inseto que coloca seus ovos
nas primeiras camadas de palha da espiga e alimentam-se de ovos e de larvas pequenas dessa praga para diminuir
a quantidade de Lagarta do milho que atacam as espigas.
3
A cadeia alimentar identificada é: milho que fabrica o próprio alimento, serve de alimento à lagarta do milho, e a lagarta do
milho que servirá de alimento a tesourinha.
b) Quem são os produtores?
O milho
c) Quem são os consumidores?
d) Quem são os decompositores?
Os decompositores não são citados. São as bactérias e os fungos que farão a decomposição do milho, da lagarta e da tesourinha
depois de mortos.
Observe a cadeia alimentar:
Capim boi homem bactérias e fungos
Neste exemplo, o capim é o produtor, o boi e o homem são consumidores e as bactérias e fungos são os
decompositores.
Podemos afirmar que o processo de fotossíntese é importante para o boi, o homem e as bactérias e fungos? Por quê?
4
g g g
A fotossíntese é fundamental para o boi, o homem e as bactérias e fungos, porque é por meio deste processo que as plantas
produzem o alimento paa si mesmas e este alimento servirá também para os animais que comem as plantas.
Analise e responda.
1. O que poderá acontecer se retirarmos qualquer um dos indivíduos da cadeia alimentar?
Poderá acontecer o desequilíbrio na cadeia alimentar, provocando a extinção de um determinado ser
vivo e a superpopulação de outro.
DESAFIO
CIÊNCIaS
76
Objetivogeral
Reconhecer que os seres vivos podem participar de várias cadeias alimentares
formando uma teia alimentar.
Levantamento dos conhecimentos prévios
Observe a figura a seguir.
Expectativas
de aprendizagem
u Identificar as relações
alimentares na natureza como
uma teia, em que um mesmo
ser pode se alimentar de
vários outros e servir de
alimento a vários outros.
Teia alimentar: a interrelação de
várias cadeias alimentares
Fonte: < http://tanyluchetty.blogspot.com.br/2011/07/cadeia-e-teia-alimentar.html> Acesso em 10/12/12
a) Quantas cadeias alimentares podemos formar com os seres vivos que aparecem na figura? Represente uma delas.
Podemos formar várias cadeias alimentares com os seres vivos apresentados.
Exemplo: planta lagarta sapo corujag g g
aula 22
CIÊNCIaS
77
b) Observe as cadeias alimentares que seus colegas construíram e compare que semelhanças elas possuem.
Professor, oriente os estudantes a observarem que com os mesmos seres vivos podem ser construídas
diferentes cadeias alimentares.
Conceito básico
Um mesmo ser vivo pode participar de várias cadeias alimentares. As relações de alimentação num ecossistema
podem ser representadas por uma teia alimentar. Quando várias cadeias se interligam temos uma teia alimentar.
Observe os seres vivos que convivem em um mesmo ecossistema.
rato – gavião – sapo – ave – serpente – pé de milho – coruja - gafanhoto
Elabore cinco cadeias alimentares das quais estes seres vivos participam.
1 - Pé de milho rato coruja
2 - Pé de milho gafanhoto sapo serpente
3 - Pé de milho rato gavião
4 - Pé de milho gafanhoto ave serpente
5 - Pé de milho rato coruja gavião
1
Observe que o mesmo ser vivo participa de várias cadeias alimentares formando uma teia alimentar.
Represente por meio de esquema, a teia que se forma com as cadeias alimentares elaboradas na atividade anterior.
2
Atividades
g
g
g g
g
g g g
g g
g g
g
Resposta pessoal
Professor, oriente os alunos escrever apenas uma vez o nome dos seres vivos e utilizar a seta para indicar
quem servirá de alimento a quem, ou seja o cominho da energia que a energia seguirá.
Leia atentamente.
Na fazenda do Senhor Rodrigo há uma plantação de milho e uma criação de galinhas. Ele passou a ter sérios
problemas com os lobos que atacavam sua criação de galinhas. Ele reuniu os fazendeiros vizinhos e exterminaram
os lobos da região. Depois de algum tempo, houve um aumento considerável no número de pássaros e roedores
que passaram a atacar as lavouras. Então, aconteceu uma nova campanha de extermínio e, logo depois da destruição
dos pássaros e dos roedores uma grande praga de gafanhotos destruiu totalmente a plantação de milho e as
galinhas ficaram sem alimento.
3
CIÊNCIaS
78
a) Elabore uma cadeia alimentar que aparece neste ambiente.
b) Analise a cadeia apresentada por você e as elaboradas pelos seus colegas. Que diferenças podem ser observadas?
Milho galinha lobo
Milh o gafanhoto pássaros lobo
Podem ser observadas várias diferenças no papel desempenhado pelos consumidores, como: o lobo que se alimenta do pássaro
ou da galinha ou o gafanhoto ou a galinha que se alimentam do milho, dentre outras.
g g
g g g
Releia o texto e escreva que desequilíbrio houve na teia alimentar deste ambiente.
4
Com o extermínio dos lobos houve um aumento no número de pássaros e roedores que atacavam a plantação e , em seguida
com a extinção dos pássaros aumentou a população de gafanhotos que atacou a plantação de milho e com isto as galinhas
ficaram sem alimento.
Pense e responda!
Um gafanhoto se alimenta, obtém energia da planta e um sapo se alimenta de gafanhotos e uma
coruja se alimenta de sapos.
a) Qualdestes seres vivos precisa estar em maior quantidade no ecossistema para garantir o equilíbrio
das populações?
B) O que acontecerá a este ecossistema se os sapos forem todos retirados?
As plantas devem estar em maior quantidade, pois elas fornecem a energia necessária aos consumidores
(sapo, gafanhoto e coruja).
DESAFIO
Se os sapos forem retirados deste ambiente haverá grande proliferação de gafanhotos que destruirão
as plantas e as corujas poderão ser extintas por falta de alimento, no caso os sapos.
CIÊNCIaS
79
Objetivo geral
Compreender os diferentes níveis tróficos ocupados pelos seres vivos e
elacionar a importância desses seres nas cadeias alimentares.
1 – Elabore uma cadeia alimentar com os seres vivos apresentados a seguir.
Levantamento de conhecimentos prévios / introdução ao estudo de
cadeia e teia alimentar e transferência de energia
Expectativas
de aprendizagem
u Identificar o alimento como
fonte de energia (energia
química ou energia de ligação),
relacionando cadeia e teia
alimentar à transferência de
energia do alimento de um ser
vivo a outro.
u Identificar as relações
alimentares na natureza como
uma teia, em que um mesmo
ser pode se alimentar de vários
outros e servir de alimento a
vários outros.
aula 23
Cadeia e teia alimentar: níveis de tróficos
2 - Compare a cadeia alimentar que você elaborou com as que seus colegas elaboraram e verifique se o gavião
aparece sempre na mesma posição.
Professor,solicitequeosestudantesobservemquenemsempreogaviãoocupaamesmaposição.Eleéconsumidor
e poderá ser consumidor secundário ou consumidor terciário dependendo do animalque lhe servirá de alimento.
Conceitobásico
Cada etapa da cadeia alimentar é chamada de nível trófico. As plantas ocupam o nível trófico dos produtores, os
animais ocupam o nível de consumidores. Porém, podem ocupar diferentes níveis tróficos.
Observe a cadeia alimentar:
Capim boi onça bactérias e fungos
g g g
CIÊNCIaS
80
Neste exemplo tanto o boi quanto a onça são consumidores, pois não fabricam o próprio alimento. No entanto, eles
ocupam diferentes níveis tróficos na cadeia alimentar.
• Capim - produtor está colocado no 1º nível trófico
• Boi - consumidor primário, se alimenta dos produtores, são herbívoros e constituem o 2º nível trófico.
• onça - consumidor secundário compõem o 3º nível trófico, sendo os carnívoros
As bactérias e fungos são os decompositores, que formam um grupo especial que degrada tanto produtores quanto
consumidores e ocupam sempre o último nível da transferência de energia.
Organize três cadeias alimentares com os seguintes seres vivos:
Planta – sabiá – grilo – preá – lagarto – rã – serpente – águia
1
Atividades
planta grilo rã águia
planta preá serpente
planta sabiá serpente águia
g
g
g
g
g
g
g
g
Classifique os seres da cadeia alimentar em relação aos níveis tróficos.
planta preá serpente águia fungos e bactérias
a) planta:
b) preá:
c) serpente:
d) águia:
produtor – 1º nível trófico
consumidor primário – 2º nível trófico
consumidor secundário – 3º nível trófico
consumidor terciário - 4º nível trófico
2
g g g g
Como os decompositores irão atuar nesta teia alimentar?
Os decompositores irão atuar no último nível de transferência de energia, pois decompõem tanto produtores quanto
decompositores.
3
CIÊNCIaS
81
Complete o esquema da cadeia alimentar indicando que ser vivo poderá ocupar cada nível trófico.
4
Produtores Consumidores
primários
Decompositres
Consumidores
secundários
Consumidores
terciários
Resposta pessoal
A planta é a base de toda teia alimentar.
Como o uso indiscriminado de agrotóxicos pelos produtores de soja poderá causar problemas às
cadeias alimentares?
Os agrotóxicos podem provocar a contaminação das plantas que são a base de toda cadeia alimentar. Os
animais que consomem as plantas se contaminarão com o agrotóxico que fica concentrado nas plantas.
DESAFIO
aula 24
Resolução de exercícios
Leia a frase e reflita.
Essa frase é verdadeira ou falsa? Justifique sua resposta.
O sol é a fonte de energia que mantém a vida no planeta Terra.
1
CIÊNCIaS
82
Sugestão de resolução: Essa frase é verdadeira, pois o sol fornece energia para a realização da fotossíntese, processo que
transforma energia luminosa em energia química e, através da alimentação e decomposição, a transfere a outros organismos.
A fotossíntese é uma reação química que, na maioria das plantas, acontece nas folhas, pois necessita da
presença da luz solar.
A reação simplificada da fotossíntese pode ser descrita da seguinte forma:
a) C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + ATP
b) 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
c) NH3 + O2 NO2
-
+ Energia
d) C6H12O6 3C3H6O3 + 2ATP
2
g
g
g
g
Sugestãoderesolução:Aúnicaalternativaqueapresentaareação,mesmosimplificadadafotossínteseéaalternativaB.Jáas
alternativasA,CeDapresentam,respectivamente,reaçõessimplificadasderespiraçãoaeróbica,quimiossínteseefermentação.
Gabarito: b
A respiração intracelular é um processo de quebra de moléculas que libera energia que será utilizada pela
célula em suas atividades vitais. A respeito da respiração celular responda às seguintes questões.
a) Quais os tipos de respiração intracelular?
3
Sugestão de resolução: Respiração aeróbica e anaeróbica.
b) Escreva um pequeno texto diferenciando os tipos de respiração intracelular.
Sugestão de resolução: A respiração aeróbica é um processo de obtenção de energia através da quebra de nutrientes,
como a glicose, na presença obrigatória de oxigênio. Os seres vivos que realizam esse tipo de respiração são chamados de
aeróbicos, como os vegetais, os mamíferos, peixes, insetos, aracnídeos, anfíbios, etc.
Por outro lado, a respiração anaeróbica é um processo de obtenção de energia sem a presença de oxigênio, como sugere o
próprio nome.As fibras musculares, quando submetidas a intenso esforço, e algumas bactérias são exemplos de células com
atividades anaeróbicas.
Observe a cadeia alimentar a seguir.
Capim gafanhoto sapo cobra
4
g g g
CIÊNCIaS
83
Em relação ao papel desempenhado por cada ser vivo nesta cadeia alimentar.
a) O gafanhoto é carnívoro.
b) A cobra é consumidor terciário.
c) O sapo é consumidor primário.
d) O capim é heterótrofo.
Sugestão deresolução:Nestacadeiaalimentaracobraéconsumidorterciário,poissealimentadosapoquesealimentou
do gafanhoto. Este se alimentou da planta que é produtora.
Gabarito b
A figura representa
a) uma cadeia alimentar
b) um ecossistema
c) uma biosfera
d) uma teia alimentar
5
Sugestão de resolução: Uma teia alimentar é formada quando várias cadeias alimentares se interligam.
Gabarito d
Observe a figura a seguir.
Fonte: http://cnpab.embrapa.br/publicações/artigo_controle_biologico.html.adaptado
CIÊNCIaS
84
6
Sobre essa teia alimentar, é correto afirmar que:
a) Se a população dos pássaros “Chaplin” for eliminada, ocorrerá, inicialmente, uma diminuição na população de
“aranhas”.
b) A população de gavião ocupa a posição de decompositor na teia alimentar.
c) As populações de pulgões, lagartas e coelhos ocupam a posição de consumidores primários na teia alimentar.
d) O aumento da população de raposas poderia auxiliar no controle da superpopulação de gaviões.
Sugestão de resolução: As populações de pulgões, lagartas e coelhos ocupam a posição de consumidores primários na
teia alimentar, pois se alimentam de plantas que são os produtores.
Gabarito c
Um produtor de soja aplicou agrotóxico em sua lavoura para eliminar os gafanhotos, praga que destruía sua
plantação. Os sapos da região comeram os gafanhotos que se alimentavam das folhas da plantação de soja com
agrotóxicos. Assim, é correto afirmar que
a) os sapos não serão contaminados, pois foram os gafanhotos que comeram as folhas com agrotóxico.
b) o uso de agrotóxico auxilia na plantação de soja e os animais que vivem neste ambiente.
c) a cadeia alimentar não será prejudicada, pois o uso de agrotóxico é benéfico para a plantação de soja.
d) os sapos serão contaminados ao se alimentarem dos gafanhotos que se alimentaram nesta plantação de soja.
7
Sugestão de resolução: O agrotóxico será absorvido pelos sapos que se alimentam dos gafanhotos que comeram as
plantas contaminadas.
Gabarito d
Observe a figura a seguir.

1bim 9ano ciencias-professor

  • 1.
    educacionalMaterial do professor- 2ª edição Caderno CiênciasMaterial de apoio - 1º bimestre Ensino Fundamental
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    educacionalMaterial do professor- 2ª edição CadernoCaderno ciênciasCiênciasMaterial de apoio - 1º bimestre Ensino Fundamental
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    Marconi Ferreira PerilloJúnior Governador do Estado de Goiás Raquel Figueiredo Alessandri Teixeira Secretária de Estado da Educação, Cultura e Esporte Rui Rocha de Macedo Superintendente Executivo Marcos das Neves Superintendente Executivo de Educação Gerência de Formação Central Elaboradores Cibele Pimenta Tiradentes Claudine Ferreira de Souza Azeredo Veríssimo Fernanda Cirqueira Rodrigues Hélio Pinheiro de Andrade Jardel Willian do Couto Leonardo Dantas Vieira Leonardo Teófilo Teles Lívio de Castro Pereira Ranib Aparecida dos Santos Lopes Rodrigo da Silva Expediente
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    Caro Professor: Queremos, hoje,entregar a você a nova versão do Caderno Educacional. Assim como a primeira edição desse material, esta foi pensada e formulada pela Secretaria de Estado da Educação, com o objetivo principal de subsidiar a sua prática pedagógica. Nesse sentido, a sua experiência e conhecimento são, de fato, extremamente importantes à medida que consideramos a produção do saber o resultado de uma soma. E o orgulho da SEDUC centra-se nessa adição, afinal, a sua voz, professor, emerge, dentre tantas outras, em cada proposta que aparece nesse material de apoio. A nossa intenção não é a de lhe entregar um material pronto e acabado, e sim a de permitir que, com o acréscimo de suas contribuições, este caderno se tornemaisumrecurso,auxiliando-o,diariamentenasublimetarefadeensinar. Ao perceber que o professor é alguém que concebe este Caderno como um eixo orientador de sua prática, o aluno aprende que o material em suas mãos também funciona como um norte para conhecer o desconhecido. A ordem do século XXI é encorajar o aluno a se inteirar da multiplicidade do saber que compõe as várias áreas do conhecimento, como a Língua Portuguesa, a Matemática, a Física, a Biologia [...] e, assim, estabelecer, a partir de cada esfera do conhecimento múltiplas relações com o contexto atual e vindouro. Essa tarefa, professor, é sua e é nossa também! Por isso, o Governo de Goiás traçou as diretrizes para a reforma educacional, a fim de promover um grande salto de qualidade na Educação do nosso Estado. A produção do Caderno Educacional é uma das ações que acreditamos impactar e estimular a busca pelo saber. O nosso muito obrigado pelo trabalho diário com os 600 mil alunos da Rede Estadual de Educação! Apresentação
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    Aula 1........De queas coisas são feitas ..............................................................................09 Aula 2........Elementos químicos que constituem o planeta..........................................13 Aula 3........Ciclo do Carbono ..............................................................................................19 Aula 4........Ciclo do Oxigênio..............................................................................................24 Aula 5........Ciclo do nitrogênio...........................................................................................27 Aula 6........Resolução de exercícios...................................................................................30 Aula 7........Efeito Estufa .......................................................................................................33 Aula 8........Aquecimento Global; Emissores de carbono...............................................36 Aula 9........Lixo ou resíduos: interferência no ciclo de materiais .................................39 Aula 10......Lixo Radioativo..................................................................................................43 Aula 11.......Lixo Radioativo..................................................................................................45 Aula 12......Matriz energética e usinas nucleares....................................................................47 Aula 13......Resolução de exercício.....................................................................................50 Aula 14......Sol, fonte de energia ........................................................................................53 Aula 15......Como as plantas se alimentam.......................................................................55 Aula 16......A química da Fotossíntese...............................................................................58 Aula 17......A importância da fotossíntese para o meio ambiente ...............................61 Aula 18......Respiração Celular ............................................................................................63 Aula 19......Respiração-Fermentação.................................................................................65 Aula 20......Fermentação Lática ..........................................................................................69 Aula 21......Cadeia alimentar: transferência de energia contida no alimento ...........73 Aula 22......Teia alimentar: a interrelação de várias cadeias alimentares ..................76 Aula 23......Cadeia e teia alimentar: níveis de tróficos....................................................79 Aula 24......Resolução de exercícios...................................................................................81 Sumário
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    CIÊNCIaS 9 aula 01 De queas coisas são feitas Expectativas de aprendizagem u Identificar a composição química dos alimentos uRelacionarfotossíntese,respiração edigestãoatransformaçõesquímicas onde ocorre a formação de novas substâncias. u Compreender a composição das coisas e dos seres Objetivo geral Compreender a composição química das coisas e dos seres relacionando os processos de fotossíntese, respiração e digestão à formação de novas substâncias. Conceito básico Tudo o que existe é composto por partículas chamadas de átomos e os diferentes átomos formam os elementos químicos. Cada material pode ser classificado pela sua estrutura e composição química como os materiais orgânicos que são derivados do elemento químico carbono e os materiais inorgânicos que são derivados de outros elementos quími- cos. Na natureza, as quantidades de matéria são constantes e segundo a Lei de Lavoisier, “na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se trans- forma”. Assim os diferentes materiais que formam as coisas e os seres vivos permanecem em um ciclo eterno, ora compondo um, ora com- pondo outro corpo. Podemos então entender alguns dos principais ci- clos dos materiais que formam os seres vivos, os materiais orgânicos, os minerais e os materiais inorgânicos. O átomo é a menor parte de um corpo, constituído de prótons, nêutrons e elétrons, de forma que os prótons e nêutrons encontram se no núcleo e os elétrons percorrem um caminha ao redor do núcleo formando uma região cha- mada de eletrosfera. Observe a imagem ao lado. O elemento químico é o conjunto de átomos com o mesmo número de prótons, por exemplo, o carbono representado pela letra C é constituído por vários átomos e todos apresentam 8 prótons em seu núcleo. Já o oxigênio representado pela letra O é composto por átomos com 8 prótons. Os seres vivos necessitam tanto de alimentos quanto de oxigênio (O2) para a sua sobrevivência. Oxigênio (do grego “oxis”, ácido e “genes”, produtor) é um gás incolor, inodoro e insípido, ou seja, sem cor, sem cheiro e sem gosto. É elemento pouco solúvel em água, e em temperatura ambiente, sua molécula é inerte; na presença, porém, de substâncias catalisadoras ou ao receber calor, reage com grande parte dos elementos químicos origi- nando diversos compostos. Portando, o oxigênio é um elemento que tem como símbolo químico “O”, compondo aproximadamente 20% da atmosfera terrestre, fazendo-se presente na composição de todos os seres vivos. O oxigênio foi originado, principalmente, da fotossíntese dos mares da Terra primitiva. Presente na atmosfera em forma de gás oxigênio (O2) e gás carbônico (CO2), é também o elemento mais abundante na crosta terrestre e oceanos. Esses dois gases juntamente com a água (H2O), são as principais fontes inorgânicas desse elemento.
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    CIÊNCIaS 10 Tudo que estáa nossa volta é formado por elementos quí- micos: objetos, ferramentas, roupas, alimentos, dentre outros. O pão francês, por exemplo, é produzido com farinha de trigo, essa por sua vez é composta por um polissacarídeo o amido, o amido por sua vez é composto por um monossacarídeo que é a glicose. A molécula de glicose pode ser representada con- forme a sua composição: C6H12O6 que significa seis átomos de carbono, doze átomos de hidrogênio e seis átomos de oxigênio, e que nesta forma este açúcar esta disponível para que o orga- nismo humano o absorva garantindo a energia para o corpo. Já as carnes e ovos são constituídas por proteínas e sais minerais, essas proteínas por sua vez são compostas por aminoácidos, que apre- sentam em suas estruturas os átomos de carbono (C), oxigênio (O), hidrogênio (H) e nitrogênio (N). Assim o corpo humano absorve os aminoácidos e sais minerais necessários para o seu crescimento e ma- nutenção. A pele contém proteínas As fibras nervosas são envolvidas por proteínas. O hormônio insulina é uma proteína fabricada pelo pâncreas. As unhas são forma- das por proteínas. O cabelo é formadas por proteínas. A enzima amilase é uma proteína da saliva. A hemoglobina do san- gue é uma proteína. As fibras musculares são formadas pr proteínas. Os tendões que unem os músculos aos ossos contém proteínas. Fonte da imagem: http://www.brasilescola.com/quimica/funcao-das-proteinas-suas-fontes-na-alimentacao.htm
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    CIÊNCIaS 11 Proponha aos estudantesque reflitam sobre a expressão: “Somos um pouquinho de tudo que alimentamos” e completem as seguintes frases: Atividades Para cada sentença, escolha palavras ou expressões que as completem: a) Se o boi come capim, então seu corpo é composto por... 1 Se o boi come capim, então seu corpo é composto por capim ou então, se a composição do capim é celulose, o boi é composto por celulose. b) Se a onça come o boi, então seu corpo é composto por... Se a onça come o boi, então seu corpo é composto por boi, ou então se a composição do boi é basicamente água e proteínas e lipídeos a onça é feita disso. c) Se o homem come vegetal e boi, seu corpo é composto por... Se o homem come vegetal e boi, seu corpo é composto por vegetal e boi ou seja, composto por celulos, proteinas e água Algumas frutas, como o abacate e o coco, a soja, a carne, o leite e a gema de ovo apresentam óleos ou gor- duras que são chamados de lipídios e apresentam estrutura molecular variada com várias funções orgânicas: re- serva energética para animais que hibernam, isolante térmico em mamíferos, além de colaborar na composição da membrana plasmática das células (os fosfolipídios). A principal característica dos lipídios é a aversão à molé- cula de água, isto é, os lipídios são hidrofóbicos, por isso a dificuldade de lavar vasilhas muito engorduradas. Observe o valor nutricional de um biscoito recheado abaixo:
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    CIÊNCIaS 12 a) Crie umalista dos nutrientes que podem ser encontrados nos alimentos citados nas frases da atividade anterior. b) Os alimentos que consumimos podem ser classificados em carboidratos, proteínas, lipídios, vitaminas, sais minerais e água. Descreva alguns alimentos de sua dieta diária que pertencem a estas classificações: 2 Carboidratos, proteínas, lipídeos, vitaminas e sais minerais. CLASSIFICAÇÃO ALIMENTO CARBOIDRATOS Massas, pão, arroz, macarrão PROTEÍNAS Carne, feijão, soja LIPÍDEOS Óleos, margarinas e gorduras VITAMINAS Suco de laranja, acerola, frutas SAIS MINERAIS Água d) Se o verme come restos de seres que morrem, em seu corpo tem... Se o verme come restos de seres que morrem, em seu corpo tem restos dos seres que morrem, ou seja, proteínas, água, celulose e lipideos. Classifique as substâncias do quadro em orgânicas e inorgânicas explicando, quais são suas principais fontes: 3 CLASSIFICAÇÃO ORGÂNICO/INORGÂNICO FONTES CARBOIDRATOS orgânico Massas, amido, açúcares PROTEÍNAS orgânico Carne, ovos LIPÍDEOS orgânico Óleos, gorduras VITAMINAS orgânico Frutas SAIS MINERAIS inorgânico água Professor, se necessário explique que as substâncias inorgânicas como a água e os sais minerais, são encontradas facilmente fora dos seres vivos e as orgânicas como proteínas, carboidratos, lipídios, encontram-se normalmente associadas aos seres vivos, portanto sua principal fonte são plantas e animais. Esclareçaque,somosformadosporessescompostos,eosmesmossãoformadosporpartesaindamenoreschamados de elementos químicos, tais como carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Estes, em diferentes composições, sãoagrupadosparaformarmoléculassimplescomoaáguaeogáscarbônicooumoléculasmaiores,maiscomplexas como as proteínas, os carboidratos e os lipídios. Com o auxílio de uma tabela periódica escreva os nomes e os símbolos de alguns elementos químicos presentes na composição de carboidratos, proteínas e lipídeos. 4
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    CIÊNCIaS 13 Encontre em quepartes do metabolismo dos seres vivos, se encontram as substâncias a seguir: H2O, CO2, C6H12O6, O2 . DESAFIO Fotossíntese Respiração Digestão Movimentos Professor,paraqueosestudantescompreendammelhoroselementosquímicos,apresenteatabelaperiódicapara observarem as características dos elementos que são encontrados no universo. NOME DO ELEMENTO SÍMBOLO Carbono C Oxigênio O Hidrogênio H Nitrogênio N aula 02 Elementos químicos que constituem o planeta Expectativas de aprendizagem u Reconhecer o caráter cíclico dos materiais que compõe os materiais orgânicos e inorgânicos. u Identificar diferentes substâncias como decorrentes de diferentes arranjos dos mesmos elementos químicos. u Reconhecer que a quantidade dos elementos químicos na natureza é sempre constante e, que circulam nos diferentes meios. Objetivo geral Reconhecer os elementos químicos que constituem o planeta e o caráter cíclico que compõem os materiais. Conceito básico Tanto o planeta como os seres que o habitam, tem uma mesma origem e são compostos pelos mesmos elementos químicos. Desde que os dois primeiros prótons se fundiram no Big Bang a matéria vem sofrendo alterações que comprovam a Lei de Lavoisier (conservação das massas) e o caráter cíclico dos materiais que compõe as coisas e os seres.
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    CIÊNCIaS 14 https://www.google.com.br/search?q=composi%C3%A7%C3%A3o+quimica+da+terra&rlz=1C2LENN_enBR513BR531&tbm=isch&tbo =u&source=univ&sa=X&ei=i8tmUtKWAZHy9gSbnYHQDQ&sqi=2&ved=0CDcQsAQ&biw=1821&bih=832 O Brasil éum grande produtor de recursos minerais e orgânicos, daí a importância de conhecimento de todos os brasileiros da geologia brasileira e suas reservas, sua localização, utilização e conservação. Podemos ver a baixo vários minerais que são encontrados no Brasil. CROSTA MANTO SUPERIOR ZONA DE TRANSIÇÃO MANTO INFERIOR REGIÃO D’’ NÚCLEO EXTERNO NÚCLEO INTERNO 6.371 6000 5000 300 4.000 3.000 2.000 1.000 100 80 60 40 20 00 Profundidadeem Km Pressão em GPJ 200 360 3.500°C 1.300°C 600°C Teeraturas aproximadas 6.500°C
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    CIÊNCIaS 15 Principais reservas mineraisdo Brasil e participação mundial – 2011 Principais Reservas Minerais do Brasil - 2011 Substância Un. Brasil (%) Mundo Alumínio 1 10 6 t 567 2,2 Barita 2 01 3 t 2.900 1,1 Bentonita 1 10³ t 32.095 nd Berilio 2 dn000.6t Calcário Agrícola 1 10 3 t > 2 Bt nd Carvão Mineral 1 10 6 t 2.167 0,3 Caulim 1 10 6 t 7.200 nd Chumbo 2 10 3 t 86 0,1 Cobalto 2 2,1000.78t Cobre 2 01 3 t 11.063 1,6 Criso la 1 10 3 t 10.909 nd Cromo 2 10 3 t 465 0,1 Diamante 1 10 6 ct 9,5 1,6 Diatomita 1 10 3 t 2.340 0,6 Estanho 2 3,41337.107t Felspato 1 10 6 t 317 nd Ferro 1 01 6 t 29.604 17,4 Fluorita 2 10 3 t 1.000 0,4 Fosfato 4 10 3 t 273.000 0,4 Gipsita 1 10 3 t 230.000 nd Gr ural 1 10 3 t 58.336 43,3 Lí o 2 01 3 t 46 1,0 Magnesita 1 10 3 t 240.777 9,5 Manganês 6 10 3 t 50.000 8,8 Metais do Grupo da Pl na 3 kg 13.790 0,02 ióbio 2 6,79391.331.4t íquel 2 01 3 t 8.353 10,5 Ouro 2 7,4004.2t Potássio 4 10 3 t 14.925 0,2 Prata 2 4,0651.2t Rochas Ornamentais 1 10 3 t 6.000.000 nd Sal 1 01 3 t 21.633 nd Talco e Piro lita 1 10 3 t 46.243 12,3 Tântalo 2 8,93609.53t Terras Raras 10 3 t 40 0,04 Titânio 5 10 3 t 2.266 0,3 Tungstênio2 t 21.629 0,7 Vanádio 2 10 3 t 175 1,3 Vermiculita 1 10 3 t 15.800 nd Zinco 2 01 3 t 2.200 0,9 Zircônio 1 10 3 t 4.053 5,3 Fonte: D PM/DIPLAM. Informações reservas mundiais: USGS 1 - Reserva Lavrável de minério, 2 -Reserva Lavrável em metal do, 3 - Reserva Lavrável em metal do de Pt + Pd, 4 - Reserva Lavrável em Equivalente P2O5 ou K2O, 5 - Reserva Lavrável de ilmenita + ru lo, em metal con do, 6 - Reserva Medida em metal con do, nd: dado não disponível. Os nomes dos elementos químicos derivam do latim e grego, tendo os símbolos químicos de- rivados desses nomes. Sendo que a primeira letra será sempre maiúscula e a segunda sem- pre minúscula se tiver. Exemplos: Latim ou Grego Nomes em português Símbolo Sulfur-Latim enxofre S Phosphoros-Grego fósforo P Plumbum-Latim chumbo Pb Hydrargirum-Grego mercúrio Hg Fluere-Latim flúor F Calcium-Latim cálcio Ca Aurum-Latim ouro Au Vários utensílios são feitos com alumínios (Al) como panelas, rodas etc. A maioria dos bens móveis é produzida com ferro (Fe) daí a grande importância das indústrias de base im- plantadas no Brasil pelo Governo de Getúlio Vargas. Sendo a química o ramo da ciência que estuda as transformações da matéria, pontua-se transformação física e química, como: • Transformação física estuda as modificações físicas não mu- dando a estrutura química da matéria, ou seja, o garfo feito de alu- mínio ou prata, quando é amassado ou retirado alguns “dentes” a matéria continua sendo alumínio e/ou prata. • Já a transformação química estuda as modificações quími- cas da matéria, ou seja, o parafuso feito de ferro (Fe) após ser oxidado (enferrujado) o ferro se torna oxido de ferro (Fe2O3) que é a sua forma natural.
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    CIÊNCIaS 16 Professor, apresente asequações químicas a seguir aos estudantes, para que possam visualizar e compreender melhor o processo da fotossíntese e da respiração. Na fotossíntese a reação do gás carbônico com a água e a energia do sol dá como produto final a glicose que é um açúcar e o oxigênio tão importante à nossa sobrevivência, sendo que a respiração representa o processo inverso deste fenômeno. Atividades Observe as equações químicas a seguir: PROCESSO A 1 Gás carbônico (CO2) Água ( H2O) Glicose (C6H12O6) Oxigênio (O2) energia solar+ a) Quais são as reações demonstradas pelos processos A e B? Fotossíntese e Respiração b) Pode-se afirmar que um processo é o“inverso” do outro? Sim, pois os produtos de um dos processos são os reagentes do outro. c) Em que seres vivos estes processos ocorrem? Fotossíntese e respiração nos vegetais e respiração nos animais. d) Como as atividades antrópicas (realizadas pelo ser humano) podem interferir no equilíbrio destes dois processos? Toda atividade humana relacionada a alguma substância participante destes processos irão interferir em seu equilíbrio, assim, combustões, desmatamento, emissão de gases, agricultura e pecuária são alguns exemplos de atividades humanas que interferem nos referidos equilíbrios. PROCESSO B Glicose (C6H12O6) Oxigênio (O2) Água ( H2O) energiaGás carbônico (CO2) +
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    CIÊNCIaS 17 a) O quevocê entende por efeito estufa? Processo de retenção do calor do sol no planeta. Normalmente se atribui ao efeito estufa a“responsabilidade” pelo aquecimento global e pelos malefícios causados pela poluição atmosférica. Porém o efeito estufa é um processo natural e cíclico de absorção e retenção de calor do sol, sendo um dos responsáveis pela manutenção da vida no planeta. 2 b) Quais os gases e elementos químicos associados ao efeito estufa? gases:dióxidodecarbono,metano,óxidonitroso,perfluorcarbonetos.Elementosquímicos:Oxigênio,Carbono,Hidrogênio,Nitrogênio. c) Quais as atividades humanas que mais interferem no efeito estufa? Toda atividade humana relacionada a alguma substância participante destes processos irão interferir em seu equilíbrio, assim, combustões, desmatamento, emissão de gases, agricultura e pecuária são alguns exemplos de atividades humanas que interferem nos referidos equilíbrios. Observe os ciclos representativos: 3 Ciclo 1 PLANTAS BOI SER HUMANO NUTRIENTES DO SOLO DECOMPOSITORES Ciclo 2 RESPIRAÇÃO GÁS OXIGÊNIO GÁS OXIGÊNIO FOTOSSÍNTESE GÁS CARBÔNICO GÁS CARBÔNICO d) Oque podemos fazer para diminuir o efeito estufa? Reduzindo emissões de poluentes, reflorestamento, rotatividade de culturas e utilização de combustíveis de fontes alternativas. Professor oriente seu aluno sobre o “Protocolo de Kyoto”, onde foi assinado um acordo entre os países (que fazem parte do acordo) se comprometem a reduzir, de 2005 a 2012, as emissões de gases de efeito estufa em pelo menos 5% de acordo com os níveis de 1990.
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    CIÊNCIaS 18 a) Quais situaçõespodem ser representadas pelos ciclos? Cadeia alimentar e metabolismo das plantas/vegetais b) Em cada um dos ciclos, qual é a variação de quantidade de matéria utilizada? Zero, como são representadas atividades cíclicas, não ocorrem variações das quantidades de matéria das substâncias envolvidas. Indo de encontro a Lei de Lavoisier: “Na natureza nada se cria, tudo se transforma”. È possível perceber quando comemos um sanduíche do tipo“X-salada” o caráter cíclio dos materiais? Justifique: 4 Sim. Ao observarmos o sanduíche percebemos que ele é composto por carboidratos presentes principalmente no pão (que um dia “foi” trigo), proteínas da carne (que um dia “foi” um animal) e vegetais presentes na salada.Todos estes materiais ciclam na natureza e nas cadeias alimentares. c) É possível perceber que os elementos químicos que formam os materiais de cada ciclo são os mesmos? Justifique: Sim, a maioria das substâncias relacionadas são compostas pelos elentos carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio. Justifique a afirmação: “A água que você bebeu hoje pode ter milhões e milhões de anos.” DESAFIO Assim como os demais materiais tratados até aqui, a água também circula no ambiente de forma cíclica e sua quantidade permanece. Então, a água que temos hoje é a mesma da era dos dinossauros e até a mesma dos tempos da formação do planeta.
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    CIÊNCIaS 19 aula 03 Ciclo doCarbono Expectativas de aprendizagem u Analisar esquemas representativos do ciclo do carbono identificando o caminho descrito por esses elementos. Objetivo geral Conhecer a importância do ciclo do carbono para o ambiente Conceitobásico O elemento carbono é o principal constituinte de tudo o que é orgânico e embora o dióxido de carbono CO2 represente apenas 0,35% dos gases que compõem a atmosfera, o carbono é um elemento que nos últimos anos tem provocado mudanças profundas em toda a Terra. O ciclo do carbono se inicia a partir do momento em que as plantas, ou outros organismos autótrofos, absorvem o gás carbônico da atmosfera e o utilizam na fotossíntese (ou quimiossíntese no caso de alguns organismos) incorporando-o às suas moléculas. Então o carbono passa para o próximo nível trófico quando os animais herbívoros ingerem as plantas e absorvem parte do carbono incorporado na forma de açúcares. CICLO DO CARBONO Dióxido de carbono na atmosfera Assimilação pelas plantas: fotossíntese Respiração das raízes Organismos mortos Decomposição Respiração vegetal Respiração animal Alimentos para animais Respiração de organismos do solo CO2, liberado da queima de combustíveis Fonte: www.qued.com.br Parte dos restos de animais e vegetais pode não sofrer decomposição e transformar-se em combustíveis fósseis (carvão e petróleo). Boa parte do carbono que estava preso durante milhões de anos nessas substâncias, está sendo devolvido à atmosfera, através da queima de combustíveis. Em consequência destas queimas, a concentração de CO2 na atmosfera aumentou nos últimos anos.
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    CIÊNCIaS 20 Atividades O ciclo docarbono pode ser resumido no esquema abaixo: As etapas I e II podem ser, respectivamente, a) fotossíntese e quimiossíntese. b) decomposição e queima de combustíveis. c) fotossíntese e queima de combustíveis. d) quimiossíntese e fotossíntese. e) fermentação e respiração. Gab: C 1 gás carbônico matéria orgânica I II O carbono é um composto fundamental da matéria viva, cujo ciclo na natureza tem sofrido a interferência negativa do homem. Isso tem propiciado desequilíbrios ambientais. Com relação a esse assunto, assinale a alternativa incorreta. 2 a) O CO2 não é a fonte primária de carbono para os seres vivos, embora seja encontrado em algumas moléculas desses seres. b) Substâncias mais simples, inclusive CO2, são originadas pela degradação de matéria orgânica na respiração celular aeróbica. c) Na decomposição de matéria orgânica, há liberação de CO2. d) A queima de matéria orgânica, como lenha e combustíveis fósseis, libera CO2 para o ambiente. e) A queima de combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo, vem contribuindo para o aquecimento global. Gab: A
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    CIÊNCIaS 21 Muito se temcomentado sobre o aquecimento global, e um dos assuntos mais debatidos é o aumento do aquecimento provocado por emissões de CO2 e sua relação com o efeito estufa. Um dos métodos mais discutidos para neutralizar o CO2 consiste na realização de cálculos específicos para saber quanto CO2 é lançado na atmosfera por determinada atividade, e quantas árvores devem ser plantadas para absorver esse CO2. Por outro lado, sabe-se que se, por absurdo, todo o CO2 fosse retirado da atmosfera, as plantas desapareceriam do planeta. 3 a) Explique como as plantas retiram CO2 da atmosfera e por que elas desapareceriam se todo o CO2 fosse retirado da atmosfera. b) Considerando o ciclo do carbono esquematizado na figura abaixo, identifique e explique os processos biológicos responsáveis pelo retorno do CO2 para a atmosfera. As plantas utilizam CO2 da atmosfera para a fotossíntese, processo que utiliza o carbono do CO2 na produção de matéria orgânica (glicose). Dessa forma, a retirada de todo CO2 da atmosfera comprometeria a nutrição das plantas levando ao seu desaparecimento. CO2 atmosférico OsprocessosbiológicosresponsáveispeloretornodoCO2paraaatmosfera,presentesnafigura,sãoarespiraçãoeadecomposição, onde ocorre a "quebra" da matéria orgânica com a liberação de CO2 para o ambiente. O que divide os especialistas não é mais se o aquecimento global se abaterá sobre a natureza daqui a vinte ou trinta anos, mas como se pode escapar da armadilha que criamos para nós mesmos nesta esfera azul, pálida e frágil, que ocupa a terceira órbita em torno do Sol – a única, em todo o sistema, que fornece luz e calor nas proporções corretas para a manutenção da vida baseada no carbono, ou seja, nós, os bichos e as plantas. (Veja, 21.06.2006.) 4
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    CIÊNCIaS 22 Na expressão vidabaseada no carbono, ou seja, nós, os bichos e as plantas estão contemplados dois reinos: Animália (nós e os bichos) e Plantae (plantas). Que outros reinos agrupam organismos com vida baseada no carbono? Que organismos fazem parte desses reinos? Além dos reinos Animalia e Plantae, existem outros três reinos: o reino Monera, para os seres procariontes (bactérias e cianobactérias), o reino Protoctista (algas) e o reino Fungi (fungos). Um professor propôs a seus alunos que construíssem um terrário para simular o funcionamento de um ecossistema. Para construí-lo, os alunos colocaram, em um recipiente devidro,umacamada depedrinhas,outradecarvãovegetalemaisumadeterraadubada.Noandarsuperior,puseramalgumas mudas de plantas e, ainda, alguns animais, como minhocas e caracóis. Após essa preparação, colocaram águasuficienteparaumedecerbematerraevedaramtotalmenteorecipientecomumplásticotransparente. Osalunosobservaramoterrário,porváriosmeses,econcluíramqueanimaiseplantaspermaneciamvivos nesse sistema. Observaram também que, com o tempo, passaram a cair gotas de água do plástico que vedavaoecossistemaartificial.Oprofessoraproveitou,então,paraexplicarosprocessosdetrocadematéria entre os seres vivos e o ambiente que acontecem em um terrário. Considere que nesse período de observação, não se adicionou água nem nutrientes. Explique, como nesse ambiente fechado, ocorria a troca de matéria entre seres vivos e ambiente, permitindo a continuação da vida. DESAFIO plástico plantas terra carvão pedregulho disponível em: http://www.editoriainformal.com.br/curso/images/meioambiente/terrario2.gif
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    CIÊNCIaS 23 As plantas realizamfotossíntese para produzir matéria orgânica usando o CO2 proveniente dos processos respiratórios dos seres vivos. O oxigênio liberado na fotossíntese é consumido pelos organismos aeróbicos. A ação dos decompositores no terrário garante o reaproveitamento dos componentes da matéria pelos produtores. A evaporação da água, proveniente do solo e eliminada por meio da transpiração, da respiração e da excreção dos organismos, chega à superfície superior do sistema, onde se resfria, se condensa e precipita, umedecendo a terra. SUGESTÃO DE PRÁTICA O efeito estufa diante de seus olhos! I - Materiais u dois copos com água; u uma caixa de sapatos; u filme plástico; u papel alumínio; u luz do Sol ou de uma luminária. II - Procedimentos: Como fazer? Forre o interior da caixa com o papel alumínio, coloque um dos copos com água dentro dela e tampe-a com o filme plástico. Depois, coloque a caixa e o segundo copo com água na direção de uma luz forte. Um dia ensolarado é perfeito para realizar essa experiência! Mas se não der para sair de casa, você pode usar uma luminária. Depois de uns 15 minutos, abra a caixa e veja qual copo d’água está mais quente. Se você tiver um termômetro pode conferir com ele, mas é possível sentir com o dedo mesmo! III - Resultados A água do copo da caixa esquentou mais! Isso porque o ar do interior da caixa foi aquecido pela luz que passou pelo filme plástico e não conseguiu sair, ficou preso lá dentro. A mesma coisa acontece com o nosso planeta! É o que chamamos de efeito estufa: a luz do sol atravessa a atmosfera e aquece a superfície do planeta, mas o calor não consegue sair para o espaço porque os gases de efeito estufa que envolvem a Terra não deixam. Esse efeito é um evento natural que permite a vida em nosso planeta. Sem ele, a Terra ficaria muito fria e não teria uma variedade de espécies tão grande. Mas a poluição tem desregulado esse efeito. A queima de florestas e de combustível dos carros e a poluição do ar provocada pelas indústrias têm aumentado a quantidade desses gases estufa. Por isso, o planeta está se aquecendo mais do que deveria! Fonte: Ciência Hoje das Crianças, Agosto,2010.
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    CIÊNCIaS 24 aula 04 Ciclo doOxigênio Expectativas de aprendizagem u Analisar esquemas representativos do ciclo do oxigênio identificando o caminho descrito por esses elementos. Objetivo geral Conhecer a importância do ciclo do oxigênio para o ambiente Conceito básico O oxigênio pode ser encontrado na atmosfera em várias formas. Seja na forma de oxigênio molecular O2 ou em composição com outros elementos (CO2, NO2, SO2 etc.) o fato é que o oxigênio é o elemento mais abundante na crosta terrestre e nos oceanos (99,5% do oxigênio está contida ali) e o segundo mais abundante na atmosfera (0,49% do oxigênio estão na atmosfera, os outros 0.01% estão contidos nos seres vivos). O ciclo de transformações do oxigênio por estes reservatórios (atmosfera, oceano e crosta terrestre) constitui o chamado ciclo do oxigênio que é mantido por processos biológicos, físicos, geológicos e hidrológicos. H2O (vapor) H2O (líquida) Condensação(chuva) Evaporação O2 atmosférico CO2 atmosférico Respiração Transpiração animal Absorção Decompositores Morte e decomposição Transpiração do solo Ultilização por plantas e animais Transpiração vegetalAssimilaçao pelos herbívoros Planta Fotossíntese A principal forma de produção do oxigênio é a fotossíntese realizada por todas as plantas clorofiladas e algumas algas. A fotossíntese é um processo pela qual as plantas transformam água e gás carbônico na presença de luz e clorofila em compostos orgânicos bem mais energéticos e oxigênio. Fonte: www.faqbio.blogspot.com
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    CIÊNCIaS 25 O gás quevem do líquido As algas são capazes de produzir mais oxigênio que as árvores Enquanto 1 quilômetro quadrado de floresta equatorial produziria ísto de oxigênio ... o mesmo espaço de algas verdes fabricaria dez vezes mais ?De onde vem a maior parte do oxigênio que respiramos, das árvores ou algas marinhas? ! Das algas.“Se somarmos o oxigênio produzido pela fotossíntese de toda a população de algas de todos os oceanos, teremos mais gás do que aquele produzido pelas florestas”, garante a oceónagrafa Elizabete de SantisBraga,daUniversidadedeSãoPaulo.Ooxigênio produzido pelas algas passa para o ar porque, quando hágásdemaisnaágua,eleextravasaparaaatmosfera. Portanto o grande pulmão do mundo são os oceanos e não a Amazônia. Não da para comparar o oxigênio produzido por 1 metro quadrado de qualquer floresta com1metroquadradogenéricodealgas.Boapartedas plantas é microscópica e tudo depende do grau de transparênciadasalgas,quedeterminaoquantodeluz penetra. É possível, entretranto, fazer comparações específicas,como1metroquadradodeflorestatropical úmida e 1 metro quadrado de algas Caulerpa taxifolia, abundantes no Mar Mediterrâneo. (veja ao lado). Atividades O gás carbônico e o oxigênio estão envolvidos no metabolismo energético das plantas. Acerca desses gases pode-se dizer: a) o oxigênio é produzido apenas à noite. b) o oxigênio é produzido apenas durante o dia. c) o gás carbônico é produzido apenas à noite. d) o gás carbônico é produzido apenas durante o dia. e) o oxigênio e o gás carbônico são produzidos dia e noite. Gab: b 1 O esquema abaixo é uma simplificação do ciclo do gás carbônico. 2 COMPOSTO ORGÂNICO CO2 O2 I II H2O O2 H2O Fonte: Revista Superinteressante nº 22, 1998
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    CIÊNCIaS 26 a) as algasvermelhas realizam apenas o processo I b) os fungos realizam apenas o processo I c) as algas vermelhas realizam apenas o processo II d) os fungos realizam os processos I e II e) as algas vermelhas realizam os processos I e II Gab: e Sabendo-se que algas vermelhas e fungos participam desse ciclo, é possível afirmar que: Várias atividades biológicas dos seres vivos dependem da luz do Sol. Uma dessas atividades faz com que, a cada momento, metade da atmosfera do planeta tenha maior teor de oxigênio que a outra. a) Que atividade biológica é responsável por esse fato? 3 A fotossíntese. b) Qual é o motivo dessa diferença no teor de oxigênio? Em qualquer momento a metade do planeta está iluminada, enquanto a outra metade não recebe a luz do Sol. Na metade iluminada se realiza a fotossíntese que libera oxigênio para a atmosfera ao passo que, na outra, consome-se oxigênio. Verificar a atividade das plantas durante a liberação de oxigênio pela fotossíntese. DESAFIO E SUGESTÃO DE PRÁTICA I - Materiais Você vai precisar de: u 2 recipientes com água limpa (pode ser uma garrafa plástica de refrigerante cortada); u Planta aquática (a mais comum é Elodea sp); u 2 Funis; u 2 tubos de ensaio. II - Procedimentos: Como fazer? A) Montagem das plantas:
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    CIÊNCIaS 27 u Em cadaum dos recipientes com água, mergulhe a planta aquática; u Coloque o funil sobre a planta; u Coloque o tubo de ensaio sobre o funil (veja a figura); B) Disposição das montagens: u Coloque uma montagem exposta à luz e observe. u Coloque a outra montagem coberta de modo que não haja luz sobre ela e observe. u Coloque o tubo de ensaio sobre o funil (veja a figura); Os experimentos servem para evidenciar a liberação de oxigênio em montagem exposta a luz. Discuta com os seus colegas as observações que foram feitas. Verifica-se pela produção de oxigênio as bolhas formadas em montagem com luz. Na preparação exposta à luz, as plantas, fazendo fotossíntese, eliminarão oxigênio que se acumulará no tubo de ensaio. Na preparação que ficou no escuro não haverá alteração. O gás acumulado no tubo de ensaio é o oxigênio. O tubo deixado no escuro é o controle experimental. Como as plantas expostas à luz fazem fotossíntese e as que ficaram no escuro não fazem qualquer diferença que venha a existir entre as duas preparações só pode ser atribuída a esse processo. água A B ramos de elódea ramos de elódea aula 05 Ciclo do nitrogênio Objetivo geral Compreender o ciclo do carbono e do nitrogênio e sua importância no meio ambiente. Expectativas de aprendizagem uAnalisaresquemasrepresentativosdociclodonitrogênio identificando o caminho descrito por esse elemento. u Compreender o caminho do nitrogênio na natureza e as etapas para que este chegue aos animais.
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    CIÊNCIaS 28 Conceitobásico O nitrogênio éum importante elemento químico fundamental para os seres vivos, pois faz parte da constituição de proteínas e ácidos nucleicos (DNA e RNA). Cerca de 78% deste elemento está na forma de gás atmosférico (N2) e, entretanto, a maioria dos seres vivos não conseguem incorporar essa molécula. Assim, o ciclo do nitrogênio compreende várias etapas até chegar aos animais. A primeira etapa é chamada de fixação do nitrogênio e caracteriza-se pela transformação de gás nitrogênio (N2) em amônia por meio de bactérias fixadoras especializadas. Entre ela as espécies do gênero Rhizobium merecem destaque uma vez que habitam as raízes de plantas leguminosas como o milho, feijão, amendoim e garantem o fornecimento diretamente para o vegetal além e enriquecer o solo com o excesso de nitrogênio. A amonificação também é uma etapa de formação de amônia a partir da decomposição de cadáveres e excretas realizadas por fungos e bactérias decompositores. A amônia ainda não é reconhecida pela maioria dos seres vivos sendo necessária a transformação em nitrato em um processo chamado de nitrificação realizado por outro grupo de bactérias. Já os nitratos são reconhecidos e absorvidos pelas plantas e passam para o corpo dos animais através da cadeia alimentar. Por fim, o nitrogênio volta a atmosfera através da desnitrificação que ocorre com através de bactérias que ficam no solo, fechando assim o ciclo. Professor (a) é importante a leitura em conjunto com os estudantes da imagem abaixo. Observe a imagem a seguir: Fonte da imagem: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/db/Nitrogen_Cycle_pt.png
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    CIÊNCIaS 29 Atividades Verifique as palavrasem destaque no quadro a seguir e construa um esquema para o ciclo do nitrogênio de forma que se possa perceber que o caminho desse elemento na natureza é cíclico, ou seja, é utilizado e reciclado. As palavras podem se repetir. 1 A decomposição é uma forma de reciclagem dos materiais, mas em culturas agrícolas os vegetais são colhidos e impedem o acontecimento desse processo. Daí surge a necessidade de compensar essa falta através da adubação suplementar de nitrogênio, fósforo, potássio. Além disso, pode haver compensação do solo por meio da rotação de cultura, uma prática essencial para equilibrar a quantidade de nitrogênio no solo por meio da alternância de culturas de arroz, milho, feijão, etc. Essas plantas reestabelecem o nitrogênio que as outras retiraram do solo e é chamada de adubação verde. Professor (a) aproveite a oportunidade para a discussão da agricultura em Goiás e as formas de res- ponsabilidade com a natureza. Bactérias – Plantas – Gás Nitrogênio – Decomposição – Amônia – Desnitrificação – Fixação – Nitrificação - Nitratos A associação entre plantas leguminosas e bactérias do gênero Rhizobium é um exemplo de relação benéfica. O papel das bactérias do gênero Rhizobium nessa associação contribui significativamente para o ciclo global: a) Do carbono b) Do oxigênio c) Do nitrogênio d) Da água Gabarito: C 2 Complete a afirmativa a seguir: O processo que chamamos de ______________ consiste na transformação de _________ em ___________. Esse processo devolve o ___________ para a atmosfera e é feito por bactérias _____________. 3 O que fazem as bactérias fixadoras? Sugestão de resposta: A transformação de gás nitrogênio (N2) em amônia essencial para a formação de nitritos e o reconhecimento e absorção pelas plantas. 4 a) Nitrificação, amônia, nitrato, nitrito, nitrificantes. b) Desnitrificação, nitratos, gás nitrogênio, nitrogênio, desnitrificantes. c) Amonificação, nitrogênio atmosférico, amônia, nitrogênio, amonificantes. d) Fixação, nitrogênio, amônia, nitrato, fixadoras. Gabarito: B
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    CIÊNCIaS 30 Muitos agricultores utilizamuma técnica conhecida como“adubação verde” em suas culturas. Essa técnica pode ser feita de duas formas: → plantando-se leguminosas em períodos alternados com outros tipos de culturas; → plantando leguminosas em conjunto com outras plantas que não são leguminosas. De acordo com essa técnica, é correto afirmar que: a) Alternando as culturas ou plantando leguminosas em conjunto com outras plantas ocorrerá um aumento na concentração de nitrogênio no solo, contribuindo para um melhor desenvolvimento do vegetal. b) Esse tipo de adubação não difere da adubação química, pois ambos interferem consideravelmente na taxa de aproveitamento desse composto pelos vegetais. c) A adubação verde não é tão favorável ao meio ambiente, pois ao aumentar a taxa de concentração de nitrogênio, causará danos irreversíveis ao solo. d) Ela é possível somente se forem utilizados herbicidas e inseticidas nas culturas. Gabarito A Resposta Comentada: Aadubaçãoverdeéumatécnicaqueconsistenoplantiodeleguminosasemconsórciocomoutrasplantasnãoleguminosas ou na alternância de culturas. Esse método é muito viável, pois além de não poluir o solo com substâncias tóxicas, ainda permite que haja uma alta concentração de nitrogênio no solo, pois associadas às raízes das plantas leguminosas, encontramos bactérias nitrificantes que fixam o nitrogênio atmosférico, elemento tão importante para a formação de várias estruturas das plantas. DESAFIO aula 06 Resolução de exercícios Os vegetais e as algas, considerados organismos produtores, são úteis na purificação do ar porque a) absorvem gás carbônico e expelem gás nitrogênio. b) absorvem gás carbônico e expelem gás oxigênio. c) absorvem gás oxigênio e expelem vapor de água. d) absorvem água e expelem gás oxigênio. Gabarito: b 1 Sugestão de resolução: Professor, se necessário lembre os alunos que as plantas absorvem gás carbônico e expelem gás oxigênio durante o processo da fotossíntese no qual produzem seu próprio alimento, por isso são úteis na purificação do ar.
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    CIÊNCIaS 31 O clima naTerra está sendo alterado por ações humanas. O elevado aquecimento global é uma destas consequências. Porém, novos estudos revelam que o problema também vem de onde menos se espera: o mar, as nuvens e até as plantas podem estar contribuindo para piorar os efeitos do CO2. (Superinteressante, set. 2010. p. 79 – Texto adaptado.) Sobre essa situação é correto afirmar que 2 ( ) quanto mais o planeta esquenta, mais água passa ao estado gasoso, indo para a atmosfera. Esse vapor d’água forma uma barreira, que ajuda a reter o calor naTerra. ( ) a queima de combustíveis fósseis gera CO2 e aquece o planeta. Mas certos tipos de poluição, como a do dióxido de enxofre liberado pelos vulcões, refletem radiação solar, ajudando a diminuir o aquecimento daTerra.. ( ) o aumento da concentração de CO2 na atmosfera, num primeiro momento, é bom para as plantas, que utilizam esse gás para a fotossíntese. Assinale a alternativa que preenche corretamente os parênteses, de cima para baixo. a) V – V – V b) F – F – F c) V – F – F d) V – F – V Gabarito: a Sugestão de resolução: Todas as afirmações são verdadeiras, pois apresentam situações que contribuem com a intensificação do efeito estufa. Observe a figura abaixo. 3 2º CHINA EMISSÕES DE CO2 3º RÚSSIA 1º EUA Assinale a alternativa INCORRETA sobre as emissões de gás carbônico.
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    CIÊNCIaS 32 a) As emissõesde gás carbônico aumentam com a industrialização dos países em desenvolvimento. b) O gás carbônico, quando dissolvido na água dos rios, tem seu pH reduzido. c) O gás carbônico, representado por CO2 é emitido pela queima de combustíveis fósseis em países pouco industrializados. d) O gás carbônico é um dos gases responsáveis pelo efeito estufa. Gabarito: c Sugestão de resolução: A queima de combustíveis fósseis em países pouco industrializados, também é responsável pela emissão do gás carbônico, representado por CO2. Em usinas de cana, importante fonte de renda de cidades no interior de Goiás, a queima da palha e do bagaço de cana produz bioenergia, sendo considerado um processo sustentável. Isto porque, esse processo I. libera CO2 que foi consumido na fotossíntese da cana-de-açúcar. II. acrescenta ao ambiente, a energia do sol absorvida na fotossíntese, além da liberada na queima. III. interfere no ciclo do carbono, intensificando o efeito estufa. Está correto o que se afirma SOMENTE em 4 a) I. b) II. c) III. d) I e II. Gabarito: A Sugestão de resolução: A queima da palha e do bagaço de cana produz bioenergia, sendo considerado um processo sustentável porque libera CO2 que foi consumido na fotossíntese da cana-de-açúcar. Observe este gráfico: Tempo médio estimado para decomposição de resíduos 5 Pneus: Copos de plástico: Latas e aço: Chicletes: Pano Palito de madeira: Papel: 600 anos 3 a 6 meses 6 meses 6 meses a 1 ano 5 anos 10 anos 50 anos
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    CIÊNCIaS 33 Dos resíduos apresentadosacima e seu efeito no ciclo do carbono, podemos afirmar que o único que não interfere diretamente neste ciclo é A. Pneus B. Copos de plástico C. Lata de aço D. Chicletes Gabarito: c aula 07 Efeito Estufa Expectativas de aprendizagem u Reconhecer os problemas relativos às causas e conseqüências do Efeito Estufa. Objetivo geral Compreender e conhecer o que é Efeito Estufa, suas causas e conseqüências para o planeta e seres vivos. Conceito básico O efeito estufa natural é necessário para a manutenção da vida na Terra. Sua ausência deixaria o planeta muito frio, isso ocorre a partir da luz solar que incide na superfície terrestre, que se aquece e irradia calor para atmosfera, elevando sua temperatura. Essa situação assemelha-se a uma estufa de plantio de hortaliças, que cria condições climáticas favoráveis para as espécies. Porem, esse processo tem sido alterado, principalmente no século XX, com o aumento das atividades industriais, provocando um aumento na emissão de gases para atmosfera, pela queima de combustíveis fósseis. As queimadas também são agentes emissores de desses tipos de gases. Com a emissão constante de gases, ainda nesse século, provavelmente ocorrerá um aumento na temperatura média da Terra de até 4°C. Esse problema poderá causar Mudanças climáticas, aumentar na incidência de tempestades, furacões e tornados, extinção de espécies da fauna e da flora mundial que não se adaptarão às novas características climáticas, degelo das calotas polares e elevação dos níveis dos oceanos e conseqüentemente, o desaparecimento de ilhas e micro países constituídos por arquipélagos.
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    CIÊNCIaS 34 Atividades Com o aumentodas emissões de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), entre outros, os problemas ambientais, como a intensificação do efeito estufa, tem crescido. Estima-se que, dos 6,7 bilhões de toneladas de carbono emitidas anualmente pelas atividades humanas, cerca de 3,3 bilhões acumulam-se na atmosfera, sendo os oceanos responsáveis pela absorção de 1,5 bilhão de toneladas, enquanto quase 2 bilhões de toneladas são seqüestradas pelas formações vegetais. Entre as ações que contribuem para a redução do CO2 da atmosfera, estão a preservação de matas e florestas, implantação de reflorestamentos e a recuperação de áreas de matas degradadas. Qual o papel da vegetação, no seqüestro de carbono da atmosfera? 1 Converter o CO2 da atmosfera em matéria orgânica, utilizando a energia da luz solar. O fenômeno Efeito Estufa Natural é fundamental para a conservação da vida em nosso planeta, aTerra. Quantidades exageradas de gases estufa na atmosfera podem elevar a temperatura do planeta a níveis indesejados. Em 1997, o Protocolo de Quioto, propôs um calendário pelo qual países têm o comprometimento de reduzir a emissão de gases causadores do efeito estufa em aproximadamente 5% até 2012, em relação aos níveis de 1990. Em relação ao aquecimento global e os gases causadores do efeito estufa, é correto afirmar que o processo de fotossíntese das plantas contribui para o aquecimento global? Explique. 2 Não. Porque a fotossíntese, na verdade ajuda a aprisionar o carbono livre nos gases estufa, “limpando” a atmosfera desses gases, reduzindo o efeito estufa.
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    CIÊNCIaS 35 Uma das formasde se reduzir o efeito estufa que prejudica as condições climáticas no planeta, é o reflorestamento, que promove: a. fixação de nitrogênio atmosférico por bactérias simbiontes nas raízes. b. utilização do metano atmosférico durante a fotossíntese. c. aumento da liberação de gás carbônico para a atmosfera. d. aumento da respiração durante o crescimento das plantas. e. aumento da fixação do carbono durante a fotossíntese. 3 Gabarito: e “Sob a forma de ondas de luz, a energia do Sol entra na atmosfera, aquecendo aTerra. Parte dessa energia é refletida e volta a irradiar-se no espaço, sob forma de ondas infravermelhas. Em condições normais, uma parte dessa radiação infravermelha que volta para o espaço é, naturalmente, retida pela atmosfera... O problema que enfrentamos agora é que essa fina camada atmosférica está ficando mais espessa em conseqüência da enorme quantidade de dióxido de carbono e outros gases-estufa produzidos pelo homem, resultando no aquecimento global.” (Al Gore, "Uma Verdade Inconveniente", 2006.) DESAFIO Não existe um consenso para as causas do efeito estufa entre as autoridades no assunto, espalhas pelo mundo. Podemos dizer que, dentre as atividades humanas que intensificam o efeito estufa, destacam-se: a) Queimadas, que aumentam a quantidade de CO2 e diminuem a camada de ozônio (O3). b) Emprego de combustíveis fósseis e queimadas, que elevam o nível de CO2. c) Utilização de combustíveis minerais e queimadas, que diminuem a concentração de oxigênio na atmosfera. d) Desmatamento e o uso do CFC, que afetam a quantidade de CO2 na atmosfera. e) Uso de combustíveis fósseis, as queimadas e o uso do CFC, que alteram as proporções de O2 e CO2 na atmosfera. Gabarito: B Sugestão de resolução: Emprego de combustíveis fósseis e queimadas, que elevam o nível de CO2.
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    CIÊNCIaS 36 aula 08 Aquecimento Global;Emissores de carbono Expectativas de aprendizagem u Identificar os emissores de carbono, reconhecer a relação entre os emissores de gases, efeito estufa e aquecimento global. Reconhecer os problemas relativos às causas e consequências do aquecimento global. Objetivo geral Compreender o que é Aquecimento Global, suas causas e consequências para os ecossistemas do planeta. Identificar e conhecer os emissores de carbono, que são responsáveis pelas alterações do clima do planeta ocasionando o aquecimento global. Conceito básico As alterações climáticas ocorridas no planeta são consequências do aquecimento global. Vários estudos mostram que está acontecendo um aumento da temperatura média global. Segundo a ONU - Organização das Nações Unidas, o século XX foi o mais quente dos últimos cinco, com aumento de temperatura média entre 0,3°C e 0,6°C. Esse aumento pode ser suficiente para modificar todo clima de uma região e afetar profundamente a biodiversidade, desencadeando vários desastres ambientais. As principais atribuições para o aquecimento global são relacionadas às ações humanas, que energizam o efeito de estufa através do aumento na queima de gases de combustíveis fósseis, como carvão mineral, petróleo e gás natural. A queima desses referidos produtos, produz gases como o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e óxido nitroso (N2O), que detêm o calor originário das radiações solares, como se funcionassem como uma estufa de plantas, esse processo causa o aumento da temperatura. Outros fatores que contribuem de forma expressiva para as alterações climáticas são os desmatamentos e a constante impermeabilização do solo, como asfalto, calçadas e concretos no quintais das residências. O desgelo de calotas polares, em cordilheiras e icebergs está acelerado, devido o aquecimento global. Isso é um sério problema pois aumenta o nível dos oceanos que invade a terra, diminuindo praias, desaparecendo com ilhas etc. Os principais emissores dos gases do efeito de estufa são: China, Estados Unidos, Rússia, Índia, Brasil, Japão, Alemanha, Canadá, Reino Unido e Coreia do Sul. E em busca de alternativas para minimizar o aquecimento global, 162 países, em 1997, assinaram o Protocolo de Kyoto. Conforme o documento, as nações desenvolvidas comprometem- se a reduzir sua emissão de gases que provocam o efeito de estufa, em pelo menos 5% em relação aos níveis de 1990. Essa meta tem que ser cumprida entre os anos de 2008 e 2012. Porém, vários países não fizeram nenhum esforço para que a meta seja atingida, principalmente os Estados Unidos. Observe o gráfico abaixo:
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    CIÊNCIaS 37 Atividades Pesquisas comprovam oaumento da temperatura média global, evidência que caracteriza o aquecimento global. Esse fenômeno é prejudicial para todas as comunidades existentes nos ecossistemas da Terra, pois causa um desequilíbrio ambiental. Indique as principais consequências do aquecimento global? 1 Aquecimento Global gera ameaça ao equilíbrio dos ecossistemas, muda o clima, regime das chuvas e estiagens, altera o ciclo hidrológico, da origem a furacões, tempestades, falta de água, afetando a vida na Terra. Esse fenômeno também é responsável pelo degelo, aumentando o nível dos oceanos e modificando sua temperatura, afetando nos ecossistemas aquáticos. Indique possíveis maneiras de minimizar o processo do fenômeno Aquecimento Global. 2 Mudança no comportamento da população mundial, principalmente no consumo e produção. Reduzir o desmatamento, intensificar o reflorestamento, conter a produção industrial, optar por produtos biodegradáveis, reduzir o consumo, realizar a reciclagem, reduzir a utilização de combustíveis fósseis e utilizar fontes de energia limpa (vento, sol etc). O aquecimento global tem causas e consequências em todas as formas de vida na Terra. Sobre esse fenômeno é INCORRETO afirmar que: a) Os países desenvolvidos industrializados, principalmente o EUA e as nações da União Europeia, são os únicos responsáveis pelo aquecimento global. b) A queima de combustíveis fósseis é responsável pela intensificação do efeito estufa, agravando as alterações climáticas. c) Derretimento das geleiras, aumento do nível dos oceanos e alterações de ecossistemas, são consequências do aquecimento global: d) O aquecimento global é um fenômeno natural que está sendo acelerado devido às atividades humanas. e) O processo de aquecimento global será o principal responsável pela extinção de várias espécies tanto da fauna quanto da flora. 3 Gabarito: a
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    CIÊNCIaS 38 “O Aquecimento Globalé responsável por causar furacões, secas, extinção de uma grande variedade de espécies, enchentes, derretimento de calotas polares e entre vários outros problemas, que atingem a vida na Terra, inclusive do ser humano. Um dos maiores causadores do aquecimento global são os mesmos que sofrem as consequência: os seres humanos, que vem desmatando, poluindo o planeta, agindo sem consciência ambiental e principalmente sem comprometimento com sustentabilidade.” (Biólogo Hélio Pinheiro de Andrade, 2012) DESAFIO A partir dos seus conhecimentos sobre aquecimento global e emissores de gases que causam esse fenômeno que aumenta dia-a-dia, construa um plano de estratégias para diminuir esse mal que afeta todas as formas de vida naTerra. Soluções para reduzir o aquecimento global no planeta Terra: - Diminuir o uso de combustíveis fósseis (gasolina, diesel, querosene) e aumentar o uso de biocombustíveis (exemplo: biodíesel) e etanol. - Os automóveis devem ser regulados constantemente para evitar a queima de combustíveis de forma desregulada. O uso obrigatório de catalisador em escapamentos de automóveis, motos e caminhões. - Instalação de sistemas de controle de emissão de gases poluentes nas indústrias. - Ampliar a geração de energia através de fontes limpas e renováveis: hidrelétrica, eólica, solar, nuclear e maremotriz. Evitar ao máximo a geração de energia através de termoelétricas, que usam combustíveis fósseis. - Sempre que possível, deixar o carro em casa e usar o sistema de transporte coletivo (ônibus, metrô, trens) ou bicicleta. - Colaborar para o sistema de coleta seletiva de lixo e de reciclagem. - Recuperação do gás metano nos aterros sanitários. - Usar ao máximo a iluminação natural dentro dos ambientes domésticos. - Não praticar desmatamento e queimadas em florestas. Pelo contrário, deve-se efetuar o plantio de mais árvores como forma de diminuir o aquecimento global. - Uso de técnicas limpas e avançadas na agricultura para evitar a emissão de carbono. - Implementação de programas de reflorestamento e arborização, principalmente nos grandes centros urbanos. - Construção de prédios com implantação de sistemas que visem economizar energia (uso da energia solar para aquecimento da água e refrigeração).
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    CIÊNCIaS 39 aula 09 Expectativas deaprendizagem u Explicar a ação do homem na interrupção dos ciclos naturais e produção de resíduos, relacionando à necessidade de redução do consumo, reutilização e reciclagem de materiais. Arquivo particular Figura 01: Aterro Controlado em município goiano, 2007. Objetivo geral • Sensibilizar sobre a importância de conter a produção de lixo; • Reconhecer quais prejuízos à produção desordenada de lixo pode causar ao ciclo de materiais Conceito básico Lixo é o nome dado a todos os tipos de resíduos sólidos resultantes das diversas atividades humanas ou material considerado imprestável ou irrecuperável pelo usuário, seja papel, papelão, restos de alimentação, vidros, embalagens plásticas. O lixo contribui direta ou indiretamente para a poluição ambiental (CARVALHO, A R de C. & OLIVEIRA, M V C de. Princípios básicos do saneamento do meio. 5ª edição. Editora SENAC, São Paulo. 2005). Lixo ou resíduos: interferência no ciclo de materiais
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    CIÊNCIaS 40 ´Torna-se necessário fazeruma análise a respeito do “por quê” a produção de lixo tem aumentado tanto. Obviamente chegasse a conclusão que isto tem acontecido em virtude do aumento descontrolado do consumismo desenfreado da população. Ao observar o tipo de lixo produzido por determinada população é possível identificar com vivem, seus hábitos, assim como a sua preocupação com o ambiente e o uso de seus recursos (para saber mais veja: http://artigos.netsaber.com.br/resumo_artigo_8301/artigo_sobre_questoes_ambientais_da_atualidade). Arquivo pessoal. Figura 02. Catadores de lixo em aterro controlado, 2007 Texto de apoio LIXO: marca registrada do ser humano A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) define que lixo é todo e qualquer resíduo sólido o suficiente para não escorrer, que tenha sido produzido pela atividade humana e que não seja reaproveitado. Fezes de animais, folhas, galhos, frutos, árvores caídas ou bichos mortos são considerados lixos em uma cidade, mas não em uma floresta. Por quê? Na floresta, esses materiais se decompõem e voltam a integrar o ciclo de materiais na natureza - o que não acontece em um ambiente urbano. O lixo, portanto, é um produto humano. O lixo que produzimos pode ser classificado de acordo com a fonte que o originou. Essa classificação é usada para calcular o volume de lixo gerado e serve como base para seu gerenciamento, definindo quem é responsável pelo tratamento e destino final dos resíduos. É dividido em lixo comercial, lixo domiciliar, lixo público, lixo industrial, lixo de serviços de saúde, lixo de sistema de transporte, entulhos da construção civil, lixo agrícola, lixo eletrônico e
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    CIÊNCIaS 41 os classificados pelorisco potencial que representa para o meio ambiente e para as pessoas. E para onde vai o lixo que produzimos no cotidiano na cidade que moramos? O lixo residencial coletado de todos os bairros e da Ilha Grande pela Prefeitura Municipal de Angra dos Reis, vai para o aterro controlado existente no Ariró. Existem diferentes destinos do lixo: lixão, aterro controlado, aterro sanitário, incineração, compostagem e a reciclagem. O Plano Diretor Municipal de Angra dos Reis, Lei 162/1991, traz consigo uma ousadia construída com muita participação popular. Trata-se de uma ferramenta importantíssima para o ordenamento territorial inexistente desde a colonização em 1502, para enfrentarmos os conflitos socioambientais que foram gerados no passado e evitar que novos vêm a acontecer. Aconteceram avanços significativos após a promulgação desta lei, mas, infelizmente, não foram suficientes para por fim às mazelas que são geradas no município até o presente momento. No capitulo I, seção IV, dos artigos 35 ao 44, fica estabelecido o PROGRAMA DE COLETA E DESTINAÇÃO FINAL DOS RESÍDUOS SÓLIDOS. Implementado todo o programa, certamente estaríamos num cenário bastante prometedor diante de um problema que mais afeta o meio ambiente e a saúde humana no país e no mundo: a falta de tratamento adequado do lixo que produzimos. É o consumo dos habitantes do planeta o principal fator que determina o nível da intervenção humana na natureza. As formas como são extraídos e transformados os recursos naturais, as tecnologias utilizadas, o nível de eficiência e as perdas do sistema produtivo determinam o grau de predação do ambiente. Portanto, não haverá tratamento de lixo que vise acabar com este incomodo diário se não pararmos para discutir o atual modelo de desenvolvimento e o padrão de consumo insustentável que vem vigorando em nosso país e no planeta. A Lei de Consórcio nº 11.107/2005, o Decreto nº 6.017/2007, e a Lei de Saneamento Básico nº 11.445/2007 são instrumentos jurídicos que possibilitam que as prefeituras consorciem - em vez de trabalharem separadamente. Nesse contexto, os consórcios públicos surgiram como um novo arranjo institucional para a gestão municipal. A formação de consórcios, com a participação do respectivo estado, para garantir a sustentabilidade das unidades de depósito de lixo a serem construídas, é o pré-requisito para que os municípios recebam recursos para viabilização dos empreendimentos. Com base neste aspecto legal, foi assinado entre as prefeituras de Mangaratiba, Angra dos Reis, Paraty e Rio Claro o consórcio intermunicipal do lixo firmado com a Secretaria Estadual do Ambiente. Enfrentar este sério problema já é um grande passo diante da situação degradante em que se encontram os lixões nos municípios do Estado do Rio de Janeiro. O assunto vem tomando conta da cidade, pois, com a assinatura do consórcio intermunicipal, a prefeitura de Angra dos Reis disponibilizou o seu solo para receber o lixo das demais cidades da região sul fluminense do Estado. Não podemos partir para uma empreitada desta sem levar em consideração vários aspectos intrinsecamente ligados a este assunto, caso contrário, os erros poderão ser irreversíveis! Não basta falarmos de transparência, precisamos garantir a visibilidade dos documentos em questão e um amplo diálogo com a sociedade na busca de soluções mais exequíveis com relação aos aspectos socioambientais, econômicos, moral e ético. O problema do lixo que produzimos é nosso e não podemos nos desresponsabilizar desta situação que se agrava a cada dia que passa. O tempo urge e soluções emergências precisam ser tomadas para sanar os problemas mais gritantes na geração de resíduos sólidos de Angra dos Reis, sem que a politicagem feita por politiqueiros de plantão venha interferir num diálogo fraterno e necessário para o bem do meio ambiente e dos seres humanos. NEVES, Ivan Marcelo. Secretário Executivo do ISABI - Instituto Socioambiental da Baía da Ilha Grande. Site: http://www.pantanalecoturismo.tur.br/PUBLICACAO-PANTANAL-1143- LIXO+MARCA+REGISTRADA+DO+SER+HUMANO.htm. Acesso dia 04 de dezembro às 11h 15 min.
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    CIÊNCIaS 42 Elabore folhetos informativosque falemdos prejuízos causados ao meio ambiente com o descarte inadequado de lixo.1 Faça a campanha nas salas de aula Com a devida autorização do grupo gestor, promova um seminário, onde os alunos serão os palestrantes, sobre temas que versem sobre a manutenção da qualidade ambiental. 2 Convidem a comunidade escolar e a comunidade local para participarem Atividades Desvende: “Se retirarmos os minérios do meio ambiente eles nunca irão acabar?” Os minérios retirados de forma inadequada e em grande quantidade podem vir a acabar, pois alguns minérios são fontes não renováveis. DESAFIO Arquivo pessoal Figura 01: catadores em aterro controlado, 2007. A crescente preocupação com o meio ambiente e desenvolvimento de ações voltadas para sua proteção e recuperação têm conduzido à necessidade da atuação, cada vez maior, de todas as pessoas. O caráter novo e essencialmente interdisciplinar da questão ambiental requer tratamento que envolva todo tipo de aspectos, ou seja, incorpore à abordagem ecológica as abordagens econômica, tecnológica, cultural e outras. Há de complementar-se, enfim, todos os aspectos da atividade humana em seu relacionamento com a base natural que a sustenta (FREIRE, OD da S. Estratégias institucionais de fomento à formação de profissionais na área ambiental. In: Tauk-Tornissielo SM, Gobbi N, Fowler HC. Análise ambiental: uma visão multidisciplinar. 2ª edição. São Paulo: Qualtymark. 2000).
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    CIÊNCIaS 43 aula 10 Lixo Radioativo Expectativas deaprendizagem u Diferenciar o lixo radioativo dos demais resíduos sólidos produzidos pela ação humana. u Pesquisar informações sobre o acidente ocorrido em Goiânia com o Cesio – 137. Objetivo geral Conceituar lixo radioativo e diferencia-lo dos demais tipos de lixo gerado pela ação humana Levantamentodeconhecimentosprévios Quais os tipos de lixos (resíduos sólidos produzidos pela ação humana)? Conceito básico Lixo Radioativo é o lixo proviniente de tudo aquilo que for contaminado por: materiais utilizados em aparelhos de raio X, acidentes envolvendo esse tipo de material, acidentes envolvendo usinas nucleares, compostos químicos descartados pelas usinas nucleares de produção de energia e por todo descarte de materiais envolvidos em pesquisa na área nuclear. Porque é chamado de Lixo Radioativo? Porque fala-se em material nuclear, usinas nucleares, pesquisas na área nuclear? A contaminação causada por esse tipo de material é proviniente da radiação (ondas eletromagnéticas) emitidas pelos núcleos (centro) dos átomos que compôe esse material. Essas radiações continuam sendo emitidas por muitos e muitos anos, mesmo que esses materiais já tenham sido utilizados em alguma finalidade. Observe na figura abaixo a constituição do átomo: Professor, levante de seus alunos suas concepções sobre os vários tipos de lixo. Informe-os sobre a seguinte classificação após ter anotado os levantamentos feitos pelos alunos: • Lixo Doméstico • Lixo Industrial • Lixo Hospitalar • Lixo Radioativo NÚCLEO DO ÁTOMO FORMADO PRÓTONS E NÊUTRONS ELETROSFERA FORMADA POR ELÉTRONS
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    CIÊNCIaS 44 O núcleo dosátomos é constituido de prótons (partículas positivas) e nêutrons (partículas neutras) esses últimos de carga neutra tem a função de estabilizar os prótons. Em alguns átomos essas partículas não dão conta de estabilizar os prótons existentes, então o núcleo desses átomos passa a emitir radiações até que haja estabilidade nele. Por isso é chamado de lixo radioativo e material nuclear. Professor, esse é um bom momento para revisar a constituição do átomo e dizer a seus alunos que radioatividade é oúnicofenômenoqueocorrecomonúcleodoátomo.Todososoutrosfenômenosquímicosocorrerãonaeletrosfera. Dê exemplos de: Lixo doméstico: 1 Atividades lixo de escritórios, lixo produzido na cozinha das residências, nos banheiros, no comércio de forma geral e nas atividades do campo. Lixo industrial: lixo produzido pela indústria, como laticínios, cortumes, indústrias de material de limpeza, remédios e etc. Lixo hospitalar: todo material descartado em clínicas de exames, hospitais, postos de saúde, clínicas odontológicas, clinicas veterinárias que podem oferecer risco de contaminação as pessoas. Escreva na frente do exemplo de resíduo descartado dado o tipo de lixo em que se enquadra e justifique sua resposta: Luvas cirúrgicas utilizadas em um exame médico: 2 Hospitalar Carvão restante na queima de caldeira em laticínio: Industrial Palhas de milho ao fazer pamonha: Doméstico Peças estragadas de um aparelho de tirar Raio X: Radioativo Em Abadia de Goiás, cidade localizada a poucos quilômetros de Goiânia, está situado um dos maiores depósitos de lixo radioativo do Brasil.Todo material contaminado pelo acidente radioativo Césio - 137 em Goiânia foi recolhido e armazenado nesse depósito. Pesquise e diga qual o Orgão Nacional responsável pela manutenção desse depósito e quais suas atribuições. CNEN é uma autarquia federal vinculada ao Ministério de Ciência e Tecnologia cujas principais atribuições são: colaborar na formulação da Política Nacional de Energia Nuclear bem como executar ações de pesquisa, desenvolvimento, regulamentação e licenciamento na área nuclear. DESAFIO
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    CIÊNCIaS 45 Conceitobásico Normalmente quando sefala em tecnologia nuclear logo o tema é relacionado a problemas, desastres, contaminações, guerras e até mesmo morte instantânea de milhares de pessoas (bombas atômicas lançadas sobre as cidades de Hiroshima e Nagasaki no Japão). Infelizmente é comum relacionar esse tema a esses problemas pois ao longo da história da pesquisa nuclear várias trajédias aconteceram no mundo em função dessa tecnologia. Isso foi o resultado de muita negligência da política mundial e do mau uso desse desenvolvimento. Porém, a pesquisa nuclear também trouxe muitos avanços tecnológicos e consequentemente benefícios a humanidade. Basta lembrar, por exemplo, que muitos países utilizam o desenvolvimento nuclear para produção de energiacommuitasegurança esemdanosasuapopulação,bastalembrartambémquehouvemuitosavançosnamedicina em função dessa tecnologia. Vantagensdodesenvolvimentonuclear; • Produção de energia elétrica: os reatores nucleares produzem energia elétrica, para a humanidade, que cada vez depende mais dela. Baterias nucleares são também utilizadas para propulsão de navios e submarinos. • Aplicações na indústria: em radiografias de tubos, lajes, etc - para detectar trincas, falhas ou corrosões. No controle de produção; no controle do desgaste de materiais; na determinação de vazamentos em canalizações, oleodutos; na conservação de alimentos; na esterilização de seringas descartáveis; etc. • Aplicações na Química: em traçadores para análise de reações químicas e bioquímicas, em eletrônica, ciência espacial, geologia, medicina, etc. • Aplicações na Medicina: no diagnóstico das doenças, com traçadores = tireóide (I-131), tumores cerebrais (Hg- 197), câncer (Co-60 e Cs-137) , etc. • Aplicações na Agricultura: uso de C-14 para análise de absorção de CO2 durante a fotossíntese; uso de radioatividade para obtenção de cereais mais resistentes; etc. • Aplicações em Geologia e Arqueologia: datação de rochas, fósseis, principalmente pelo C-14. Desvantagens; • Acidentes envolvendo vazamentos de material radioativo (Acidente Nuclear de Chernobil na Ucrânia, acidente nuclear em Fukoshima recentemente ocorrido no Japão). Professor,aproveiteessemomentoparacomentaroconceitodeIsótopos(sãoátomosdeummesmoelementoquímico que apresentam mesmo número atômico e diferentes massas)usando o isótopo do carbono citado no texto acima. aula 11 Lixo Radioativo Expectativas de aprendizagem u Reconhecer as vantagens e desvantagens do desenvolvimento nuclear ao longo da história. u Pesquisar informações sobre o acidente ocorrido em Goiânia com o Cesio – 137. Objetivo geral Fornecer subsídios para poder opinar sobre as vantagens e desvantagens do desenvolvimento nuclear na vida cotidiana. Levantamentodeconhecimentosprévios Faça uma lista das vantagens do uso da tecnologia nuclear em nossa vida, com base no que você já ouviu, assistiu, leu ou aprendeu Professor, converse com seus alunos sobre a energia nucelar e solicite que listem as vantagens e as desvantagens da etcnologia nuclear baseando apenas nos conhecimentos que els já possuem sober o assunto. Neste momento não é necessário que eles pesquisem sobre o assunto.
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    CIÊNCIaS 46 Dentre as situaçõesenvolvidas abaixo marque a alternativa em que a situação está envolvida com o desenvolvimento nuclear: a) Explosão de uma dinamite frequentemente utilizada em pedreiras. b) Combustão (queima) do combustível no motor de automóveis. c) A luz azul da chama acesa do fogão. d) As diferentes cores emitidas na queima de fogos de artifícios. e) Raio X utilizado para detectar fraturas na estrutura óssea. 1 Atividades Professor,aproveitearesoluçãodessaquestãoparacomentaraproduçãodecalorpelasreaçõesquímicas(combustão). Gabarito e Sugestão de resolução: O raio X é uma onda eletromagnética emitida pelo núcleo de metais sobre altíssimas descargas elétricas. Portanto, se trata de um fenômeno nuclear. • Contato com lixo nuclear. • Exposição e vitimação dos acidentes nucleares. • Exposição ao meio ambiente contaminado com material radioativo. • Exposição e contato com aparelhos radiológicos descartados. • Exposição e uso inadequado das aplicações da radioatividade. Um dos problemas do desenvolvimento nuclear é o constante perigo de contaminação por esse tipo de material. Procure no texto quais são as vias de contaminação por esse tipo de material. 2 Baseado nas vantagens e desvantagens do uso da tecnologia nuclear citadas no texto acima enumere aquelas vantagens e desvantagens que tem relação direta com o seu cotidiano: 3 Vantagens: • Conservação de alimentos. • Esterilização de seringas descartáveis. • Diagnóstico das doenças, com traçadores = tireóide (I-131), tumores cerebrais (Hg-197), câncer (Co-60 e Cs-137). • Radiografias. Desvantagens: • Acidente envolvendo Césio – 137 em Goiânia. • Produção de lixo Radioativo. • Acidente provocado pela má destinação dos equipamentos radiológicos descartados (acidente envolvendo Césio – 137 em Goiânia) • Produção de lixo Radioativo (até nos dias atuais não se tem uma alternativa adequada para o destino desse lixo). Produção de armas nucleares (No final da Segunda Guerra Mundial, Hiroshima e Nagasaki, duas importantes cidades Japonesas, sofreram um ataque com bombas nucleares).
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    CIÊNCIaS 47 aula 12 Matriz energéticae usinas nucleares Expectativas de aprendizagem u Reconhecer o conceito, as vantagens e desvantagens da energia nuclear em uma usina nuclear. u Saber opinar sobre as diferentes formas de produção de energia elétrica. u Conceituar matriz energética de um país. Objetivo geral Conceituar matriz energética relacionando as vantagens e desvantagens da forma de produção de energia eletrica por usinas nucleares. Levantamento de conhecimentos prévios Quais os tipos de fontes geradoras de energia elétrica utilizadas em nossa matriz energética? Professor,discutacomseusalunosoconceitodematrizenergética(Matrizenergética:éoconjuntodetodasasfontes de energia que um município, estado ou nação dispôe para seu desenvolvimento. Ex.: hidrelétricas, termelétricas, eólicas,biodigestores,nuclearese solares)eapartirdesseconceitosolicitequeeleslistemquaisasfontesdeenergia elétrica que utilizamos.Conclua com eles qualé fonte majoritária em nossa matriz e como é gerada. Conceito básico A energia nuclear é o calor liberado na fissão nuclear (quebra do núcleo) do elemento Urânio. O Urânio é um elemento químico radioativo extraído do interior das rochas, quando esse elemento é levado para um reator nuclear (nas usinas nucleares) seu núcleo (centro do átomo) é quebrado pelo bombardeamento de nêutrons e nessa quebra libera-se uma enorme quantidade de calor. Esse calor liberado é chamado de energia nuclear. Como a energia nuclear se transforma em energia elétrica? Isso ocorre nas usinas nucleares. O calor liberado pela fissão nuclear do Urânio (energia nuclear) é utilizado para aquecer a água até que ela se transforme em vapor. A pressão gerada pelo vapor da água irá girar as turbinas de geração de energia elétrica (figura abaixo). Assim a energia nuclear é transformada em energia elétrica da mesma forma em que a força das águas numa usina hidrelétrica também é transformada em energia elétrica. Circuito Primário Circuito SecundárioEdifício do Reator Gerador de Vapor Água de Circulaçao Pressurizador Reator Condensador Turbina Gerador Elétrico Fonte:usinanuclear2010.blogspot.com.br
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    CIÊNCIaS 48 Vantagensdasusinasnucleares: • Não liberagases estufa; • Exigência de pequena área para construção da usina; • Grande disponibilidade do combustível; • Pequeno risco no transporte do combustível; • Pequena quantidade de resíduos; • Independência de fatores climáticos (ventos; chuvas) Sobre a matriz energética brasileira diga qual é a forma de geração de energia elétrica responsável pela maior parcela de produção e como é gerada essa energia. Atividades AhidrelétricaéafonteresponsávelpelamaiorpartedaproduçãodeenergiaelétricanoBrasil.Aformadeproduçãoéatravezdaforça da água armazenada em reservatórios que faz girar uma turbina e gerar energia elétrica. Complete a tabela relacionando algumas vantagens e desvantagens entre as formas de produção de energia elétrica em usinas nucleares e em usinas hidrelétricas. Forma de produção de energia. Vantagens Desvantagens Usinas hidrelétricas Usinas nucleares Desvantagensdasusinasnucleares: • O lixo nuclear radioativo deve ser armazenado em locais seguros e isolados; • Mais cara, quando comparada a outras formas; • Risco de acidentes nucleares; • Problemas ambientais, devido ao aquecimento de ecossistemas aquáticos pela água de resfriamento dos reatores e possíveis acidentes. 1 2
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    CIÊNCIaS 49 Forma de produção de energia. VantagensDesvantagens Usinas hidrelétricas Usinas nucleares Sugestão de resolução: Dentre as formas de produção de energia elétrica adotadas no Brasil, a produção por usinas nucleares seria a melhor opção? Sim ou não? Justifique sua resposta. 3 Nessa atividade você irá testar os conhecimentos adiquiridos nessa aula. Faça um breve resumo do que foi apresentado destacando os pontos principais estudados e os pontos que você acha pertinente ser destacado. 4 Não. O Brasil possui enorme potencial hídrico, solar e eólico. Esses dois últimos não apresentam desvantagens consideráveis e não poluem o meio ambiente. Portanto, usinas nucleares não é uma forma de produção viável para o Brasil. • Não gera diretamente poluição • A maior vantagem das usinas hidrelétricas é a transformação limpa do recurso energético natural. • Não há resíduos poluentes. • Há baixo custo da geração de energia • Além da geração de energia elétrica, o aproveitamento hidrelétrico proporciona outros usos tais como irrigação, navegação e amortecimentos de cheias. • Crescimento do turismo na região. • A água é um recurso renovável e não esgota. •Não libera gases estufa; •Exigência de pequena área para construção da usina; •Grande disponibilidade do combustível; •Pequeno risco no transporte do combustível; •Pequena quantidade de resíduos; •Independência de fatores climáticos (ventos; chuvas) •O lixo nuclear radioativo deve ser armazenado em locais seguros e isolados; •Mais cara, quando comparada a outras formas; •Risco de acidentes nucleares; •Problemas ambientais, devido ao aquecimento de ecossistemas aquáticos pela água de resfriamento dos reatores e possíveis acidentes. • Inundam áreas extensas de produção de alimentos e florestas; • Alteram fortemente o ambiente e com isso prejudicam muitas espécies de seres vivos, exemplo: interferem na migração e reprodução de peixes; • Alteram o funcionamento dos Rios; • Alteram a paisagem das margens pela indução de atividades humanas ligadas a presença dos reservatórios; • Geram resíduos nas atividades de manutenção de seus equipamentos; • Boa parte das florestas inundadas se decompõe produzindo metano, um gás que contribui para o efeito estufa. •Orepresamentodoriodiminuioníveldaáguaabaixodarepresa;desabriga pessoas e animais; provoca a salinização da água (no semi-árido); • A inundação danifica sítios arqueológicos; indisponibiliza terras férteis; provoca pequenos tremores de terra, devido ao peso da água e às acomodações do terreno. • A represa interfere na piracema. •Provocaalteraçõesclimáticasqueirãocomprometerafaunaefloraquenão se adaptarão a essas mudanças. • Provoca doenças e impede o crecimento da população ribeirinha, atrapalhando a vida das pessoas.
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    CIÊNCIaS 50 A critério daapreciação do professor Professor essa atividade pode ser utilizada como sugestão de avaliação.Recolhendo a atividade e verificando se o resumo apresentado está dentro daquilo pretendido como espectativa de aprendzagem. (pode ser realizada em grupo, como sugestão, conforme o tempo destinado para a aula) Qual seria a forma de produção de energia mais viável a ser implantada em sua região levando em consideração os aspectos geográficos, econômicos e culturais da mesma? Dependerá de cada região. A critério da apreciação do professor. DESAFIO aula 13 Resolução de exercício Os combustíveis fósseis são responsáveis pela maior parte da energia usada hoje no planeta. As conseqüências do excesso de queima de combustíveis fósseis podem ser: 1 Atividades
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    CIÊNCIaS 51 a) maior produçãode chuvas ácidas. b) intensificação do efeito estufa. c) maior resfriamento global. d) destruição da camada de ozônio. Gabarito: b Sugestão de resolução: A queima excessiva de combustíveis fósseis pode trazer como consequências a intensificação do efeito estufa, pois os poluentes e gases que são liberados na atmosfera impedem a passagem de volta dos raios solares elevando a temperatura, causando desequilíbrios ambientais. Leia o texto a seguir. Aterro sanitário é uma espécie de depósito onde são descartados resíduos sólidos (lixo) provenientes de residências, indústrias, hospitais e construções. Grande parte deste lixo é formada por materiais não recicláveis. Porém, como a coleta seletiva ainda não ocorre plenamente, é comum encontrarmos nos aterros sanitários plásticos, vidros, metais e papéis. Os aterros sanitários são construídos, na maioria das vezes, em locais distantes das cidades. Isto ocorre em função do mau cheiro e da possibilidade de contaminação do solo e de águas subterrâneas. Porém, existem, atualmente, normas rígidas que regulam a implantação de aterros sanitários. Estes devem possuir um controle da quantidade e tipo de lixo, sistemas de proteção ao meio ambiente e monitoramento ambiental. Os aterros sanitários são importantes, pois solucionam parte dos problemas causados pelo excesso de lixo gerado nas grandes cidades. Disponível em: <http://www.suapesquisa.com/o_que_e/aterro_sanitario.htm> Acesso em 11/12/12. 2 Como mencionado no texto, os aterros sanitários não resolvem todos os problemas do excesso de lixo gerado. Elabore um texto sugerindo as alternativas para solucionar o problema do excesso de lixo que geramos diariamente. As principais ações a serem tomadas estão dispostas nos chamados 5R´s: Repensar os hábitos de consumo e descarte; Recusar os produtos que prejudicam o meio ambiente e a saúde; Reduzir o consumo desnecessário; Reutilizar antes de descartar; e Reciclar os materiais. Professor, oriente os alunos a produzirem um texto mencionando estas ações. Ressalte, também que o acondicionamento desses resíduos devem seguir normas para que não ocorra: • Poluição do lençol freático e mananciais, próximos aos aterros sanitários; • Emissão de gases gerados na decomposição do lixo; • Proliferação de vetores de doenças, como ratos e moscas; • Deslizamento do material depositado, entre outros.
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    CIÊNCIaS 52 Segundo dados doDetran (Departamento Nacional de Trânsito), em dezembro de 2002 havia 34.284.967 veículos emplacados no Brasil, enquanto que em outubro de 2012, a frota brasileira atingiu o surpreendente número de 75.179.955 veículos emplacados. Como podemos relacionar esse aumento de veículos com as emissões de carbono, aumento do efeito estufa e aquecimento global? 3 O aumento da produção de veículos e, consequentemente, o aumento de veículos transitando nas ruas proporcionam um acréscimo de emissões de gases compostos por carbono. Esses gases contribuem com o aumento do efeito estufa e, consequentemente, colaboram com o aquecimento global. A qualidade ambiental depende diretamente das ações que tomamos em nosso dia a dia. O aumento de consumo de materiais descartáveis, por exemplo, tem sido um problema a ser resolvido. Uma opção para esse problema ambiental seria a reciclagem, que é um processo de transformação dos materiais muito pouco utilizado no Brasil. Além da reciclagem, uma ação importante para diminuir a emissão de lixo, é a) comprar produtos com o maior número de embalagens, principalmente, embalagens plásticas. b) colocar cada produto comprado em duas sacolas plásticas, e não acondicioná-los em caixas de papelão. c) reutilizar materiais como caixas, garrafas de refrigerantes para acondicionar produtos ou objetos, ao invés de comprar novos recipientes. d) comprar refrigerantes e outras bebidas em embalagens plásticas (garrafas PET), ao invés de utilizar garrafas de vidro (retornáveis) 4 Gabarito: c Sugestão de resolução: A ação correta para diminuir a produção de lixo é reutilizar materiais como caixas, garrafas de refrigerantes para acondicionar produtos ou objetos, e diminuir a compra de novos recipientes. Em setembro de 1987, a destinação incorreta de uma peça de aparelho médico provocou a tragédia conhecida como acidente com o césio-137, na cidade de Goiânia, Goiás e causou grave contaminação radioativa, em dezenas de pessoas. Em relação ao material radioativo liberado no meio ambiente em Goiânia, podemos afirmar que ele é nocivo aos seres vivos em geral por ter a) provocado contaminação, queimaduras, alteração do DNA (câncer) e morte. b) contaminado a água que abastece todo o município c) causado a contaminação das hortaliças que a população consome. d) contaminado toda a vegetação do município. 5 Gabarito: a Sugestão de resolução: A liberação de material radioativo, no caso mencionado, o Césio 137, no ambiente é nociva aos seres vivos por provocar contaminação, queimaduras, alteração do DNA (câncer) e morte.
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    CIÊNCIaS 53 aula 14 Sol, fontede energia Expectativas de aprendizagem u Perceber a importância da energia solar como fonte energética. Compreender como ocorre a transformação de energia solar em energia no ecossistema. Objetivo geral Compreender que o Sol é a fonte de energia luminosa responsável pela produção de energia nos ecossistemas. Entender e identificar as formas de produção de energia por meio de luz solar. Conceitobásico O Sol é a fonte de energia que sustenta o planeta. O calor produzido e suas radiações possibilitam que o planeta não congele e que as plantas desenvolvam com a fotossíntese. Essa energia que provêm do Sol pode ser utilizada de várias maneiras. A cada dia, busca-se mais fontes alternativas de energia, dentre elas a solar. Para nós, habitantes da Terra, o Sol é a estrela mais importante dos bilhões de estrelas que existem no Universo, pois dele recebemos toda a energia necessária à vida, tanto da humanidade como dos animais e vegetais. A energia que recebemos do Sol, chamada radiação solar, é emitida incessantemente por ele e sua natureza é a mesma da luz, das ondas de rádio, das radiações que utilizamos nos fornos de micro-ondas e na telefonia, entre outros dispositivos que fazem parte do nosso dia a dia. Existem combustíveis sólidos, líquidos e gasosos. Dos combustíveis sólidos, o mais importante é o carvão mineral, que faz parte dos combustíveis fósseis, os quais são remanescentes de plantas e animais que viveram na Terra há milhões de anos e sofreram no solo um processo de carbonização incompleta, pelo calor e a pressão, durante milhares de séculos. Esses combustíveis foram todos originados pela ação da energia proveniente do Sol, ao longo da existência de nosso planeta, cuja idade provável é de 4,5 bilhões de anos. O processo de formação dos combustíveis fósseis, em linhas gerais, pode ser compreendido lembrando que os animais se alimentam de plantas ou de outros animais que comem plantas. A vida dos vegetais depende estritamente da radiação solar, graças a um processo de enorme importância que neles ocorre, denominado fotossíntese, que consiste na formação de moléculas orgânicas a partir da água e do dióxido de carbono atmosférico, sendo a luz solar a fonte de energia necessária. Os alimentos que devemos consumir regularmente, substâncias complexas e essenciais à vida, são as fontes de energia que permitem aos nossos corpos e aos dos animais, manter-se aquecidos e praticar as inúmeras atividades que realizam. Se a energia de que dependemos para viver proviesse de um combustível semelhante ao petróleo ou ao carvão, há muito tempo estaria esgotada sua reserva em nosso planeta. A solução desse problema encontra-se nas plantas verdes, que apresentam uma propriedade notável: a fotossíntese, que só ocorre nelas e em alguns tipos de bactérias. Trata-se de um processo complicado, pelo qual a água e o dióxido de carbono são transformados nos açúcares, proteínas e gorduras de que necessitamos, graças à absorção da radiação solar na clorofila, que é um pigmento verde. Os organismos animais eliminam água e gás carbônico como rejeitos de seu metabolismo; as plantas absorvem o gás carbônico e eliminam o oxigênio, constituindo a principal fonte de oxigênio no globo terrestre. Podemos afirmar, então, que nossos alimentos são, em grande parte, luz solar que as plantas verdes sintetizam.
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    CIÊNCIaS 54 Sobre a relaçãoda energia proveniente da radiação solar e os combustíveis usados no nosso cotidiano, são feitas as afirmativas a seguir, assinale o item correto: I – A radiação solar não tem relação alguma com a energia elétrica que utilizamos em nossas residências, pois essa energia é proveniente da energia potencial gravitacional da água nas hidrelétricas. II – A radiação solar que incidiu sobre aTerra há milhões de anos foi a responsável pela formação do petróleo, do qual tiramos vários combustíveis que estão presentes no nosso cotidiano. III – A radiação solar é fundamental para a manutenção da energia eólica, já que, ao incidir sobre a superfície terrestre, provoca diferentes aquecimentos, é, devido a isso, são formados os ventos. Item “III” é o correto. 1 Atividades Todasascoisasvivasprecisamalimentar-sedeenergiaparacrescer,moverereproduzir.Asplantassupremsuasnecessidades captando a luz do sol e convertendo-a em energia química em um processo conhecido como fotossíntese. Explique qual a importância do Sol para a existência da vida naTerra. 2 A importância do Sol para a existência da vida na Terra está na sua capacidade de irradiar luz na Terra, uma vez que os vegetais, considerados produtores, produzem sua energia por meio da fotossíntese, sendo assim toda matéria que alimentamos, vem direta ou indiretamente de um vegetal que existe graças à presença da luz solar. A evaporação de parte da água dos rios, lagos e mares, é provocada pela luz do sol. Esse vapor sobe para a atmosfera, reúnemseformandonuvensquesedeslocam,condensamecaemcomochuva,reabastecendoosrioselagosquecorrem para o mar. Como seria o planetaTerra sem os ciclos da água organizados pelo calor produzido pelo Sol? 3 O Sol, alem de ser importante para produção dos alimentos presentes nas plantas, também é importante para influenciar nos ciclos da água. A evaporação da água nos lagos, rios e mares influencia diretamente na formação das chuvas, que abastecem e irrigam a vida nas pastagens e matas. Dessa forma, influencia diretamente na vida dos seres vivos. “Assimcomoaenergiasolaréfundamentalparaafotossíntese,estaéimportanteparaohomemporque aoingeriroalimentoprovenientedasplantas,partedassubstânciasentranaconstituiçãocelulareoutra parte fornece a energia necessária às atividades como o crescimento, a reprodução etc.” (Química Liria Alves, Equipe Brasil Escola) DESAFIO
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    CIÊNCIaS 55 aula 15 Como asplantas se alimentam Expectativas de aprendizagem u Relacionar fotossíntese com transformação de energia luminosa em energia química. u Caracterizar autotrofismo como modo de produção de alimentos dos vegetais, das algas e das cianobactérias. Objetivo geral Compreender como as plantas produzem seu alimento Conceito básico As plantas, as cianobactérias e algumas algas protistas são seres autótrofos, ou seja, são capazes de produzir seu próprio alimento, através de processos químicos. A fotossíntese é um processo que ocorre, principalmente, nas folhas dos vegetais, mas também, acontece em alguns caules e raízes. Nesse processo de transformação, a planta utiliza água (H2O) e gás carbônico (CO2), na presença de luz, para produzir glicose (C6H12O6) e gás oxigênio (O2). A água e sais minerais são retirados do solo, através das raízes, e transportados até as folhas por vasos presentes no caule. O gás carbônico é absorvido do ar por aberturas nas folhas, chamadas estômatos. Assim, a fotossíntese acontece produzindo glicose e oxigênio. A glicose é utilizada nas folhas e distribuída para o caule e raiz. Já o oxigênio e liberado para o ar através dos estômatos. A partir da glicose a planta produz outros carboidratos, como o amido. Os vegetais utilizam esse carboidrato como reserva, e é armazenado em várias partes da planta, principalmente nas sementes, em alguns caules e raízes. Sobre a produção de energia no ecossistema por meio da energia luminosa emitida pelo Sol, construa um esquema mostrando a transferência e transformação da energia no ambiente, usando o Sol, plantas e animais. SOL → LUZ → VEGETAL → ANIMAL HERBIVORO → ANIMAL CARNIVORO (Produtor) (consumidor primário) (consumidor secundário)
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    CIÊNCIaS 56 Energia da Luz GásOxigênio - O2 GLICOSE C6H12O6 Gás Carbônico - CO2 ÁGUA - H2O Fonte: http://samuelrobaert.blogspot.com.br/2011/01/fotossintese-artificial-para-salvar-o.html > acesso em 12/12/2012. As plantas são seres autótrofos, pois produzem seu próprio alimento. Então podemos dizer que um horticultor (pessoa que cultiva hortaliças) também é autótrofo? Justifique sua resposta. 1 Atividades Um horticultor não pode ser considerado um ser autótrofo, pois ele cultiva plantas que serviram para se alimentar. O processo de produção de seu próprio alimento é um processo químico – fotossíntese ou quimiossíntese- realizados apenas por alguns protistas, cianobactérias e pelos indivíduos do reino Vegetal. Considerando que na maioria das plantas a fotossíntese ocorre nas folhas, explique a importância das raízes, do caule e das folhas no processo de produção e distribuição de glicose nos vegetais. 2 As raízes são responsáveis pela absorção de água e sais minerais, que serão utilizados nos caules e folhas. O caule, por sua vez, transporta substâncias da raiz para as folhas e vice-versa, além de sustentar a folhas e promover um melhor posicionamento das mesmas perante a luz solar. Já as folhas, promovem as trocas gasosas e a fotossíntese .
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    CIÊNCIaS 57 Alguns vegetais sãoutilizados na nossa alimentação, pois armazenam amido em suas estruturas. Cite dois caules e duas raízes que sejam comestíveis. 3 Caules comestíveis: gengibre, batata-inglesa, cebola, alho, entre outros. Raízes comestíveis: cenoura, batata-doce, beterraba, mandioca, entre outras. Faça um desenho ilustrativo do processo de fotossíntese e explique, com suas palavras, como ele ocorre. 4 Energia da Luz Gás Oxigênio - O2 GLICOSE C6H12O6 Gás Carbônico - CO2 ÁGUA - H2O Fonte: http://samuelrobaert.blogspot.com.br/2011/01/fotossintese-artificial-para-salvar-o.html > acesso em 12/12/2012. A fotossíntese é um processo que ocorre, principalmente, nas folhas dos vegetais, mas também, acontece em alguns caules e raízes. Nesse processo de transformação, a planta utiliza água (H2O) e gás carbônico (CO2), na presença de luz, para produzir glicose (C6H12O6) e gás oxigênio (O2).
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    CIÊNCIaS 58 Leia o textoa seguir. Tentando promoverumaalimentaçãomaissaudávelparasuafamília,Rafaelplantoualgumassementes de tomates em seu quintal e esperou por alguns dias, até que as sementes germinassem. Rafael estava ansioso para que os tomateiros crescessem e produzissem logo. Mas, ao olhar para sua pequena plantação em uma tarde, notou que as formigas haviam cortado todas as folhas dos pequeninos tomateiros. Rafael, rapidamente, comprou um preparado de fungos para fazer o controle biológico das formigas. Depois de alguns dias, as folhas brotaram novamente e os tomateiros continuaram a desenvolver, até que os primeiros tomates foram colhidos e saboreados com toda a família. Lendo o texto, percebemos que os tomateiros, mesmo sem folhas, não chegaram a morrer. Se a fotossíntese é realizada, principalmente, nas folhas, de onde os tomateiros retiraram energia para sobreviver e produzir novas folhas? As plantas possuem reservas em todo seu organismo. Além disso, os caules jovens também possuem clorofila, sendo, portanto, capazes de realizar fotossíntese. Assim, a energia foi retirada de suas reservas e da fotossíntese realizada no caule jovem. DESAFIO aula 16 A química da Fotossíntese Expectativas de aprendizagem u Relacionar fotossíntese com transformação de energia luminosa em energia química. u Identificar os cloroplastos como estruturas responsáveis pela fotossíntese. u Identificar transformações químicas, ou reações químicas, como aquelas em que há formação de novas substâncias. u Identificar as substâncias reagentes e as novas substâncias formadas (produtos). Objetivo geral Entender a fotossíntese como uma transformação de energia luminosa em energia química Conceito básico A fotossíntese ocorre nos cloroplastos, estruturas que contém o pigmento chamado clorofila. A clorofila auxilia na absorção de luz para a fotossíntese e é responsável pela coloração verde da maioria das plantas. Como mencionado na aula anterior, a fotossíntese é um processo químico em que a planta utiliza água (H2O) e gás carbônico (CO2), na presença de luz, para produzir glicose (C6H12O6) e gás oxigênio (O2). Esse processo de transformação pode ser descrito conforme a equação simplificada a seguir.
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    CIÊNCIaS 59 Assim, a plantaretira o gás carbônico do ar e libera gás oxigênio para o ambiente. gás carbônico + água glicose + gás oxigênio 6CO2 6H2O C6H12O6 6O2 Luz As plantas são seres autótrofos e, em sua maioria, verdes. Sobre as plantas, responda: 1 Atividades a) Porque elas são verdes? As plantas possuem um pigmento verde chamado clorofila. A clorofila auxilia na absorção de luz para a fotossíntese e é responsável pela coloração verde da maioria das plantas. b) Qual a importância da clorofila para as plantas? A clorofila auxilia na absorção de luz para a fotossíntese e é responsável pela coloração verde da maioria das plantas. Assim, sem clorofila, não haverá fotossíntese e a planta ficará incapaz de produzir seu próprio alimento. A fotossíntese é um processo químico de transformação, que ocorre na presença de luz, e pode ser descrito na seguinte equação simplificada: A + B C + D. Quais as substâncias estão representadas pelas letras A, B, C e D? 2 g A: gás carbônico; B: água; C: glicose; e D: gás oxigênio. As plantas do jardim precisam ser regadas para que elas não morram. A morte das plantas, por falta de água, podem ter alguma relação com a fotossíntese? Explique sua resposta. 3 Sim. A água é um dos reagentes da fotossíntese, portanto, sem água não ocorrerá fotossíntese. Além disso, a falta de água também causará a desidratação da planta e a morte da mesma. Os átomos se juntam formando moléculas.Porexemplo,o gás metano (CH4) é composto poruma molécula de carbono e quatro moléculas de hidrogênio. Nas moléculas a seguir, escreva o número dos átomos que as compõem. a) Gás carbônico (CO2) 4
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    CIÊNCIaS 60 b) Água (H2O) Gáscarbônico (CO2): um átomo de carbono e átomos dois de oxigênio Água (H2O): dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio c) Glicose (C6H12O6) Glicose (C6H12O6): seis átomos de carbono, doze átomos de hidrogênio e seis átomos de oxigênio d) Oxigênio O2 Oxigênio O2: dois átomos de oxigênio As plantas absorvem água e sais minerais através das raízes. A água é um dos reagentes utilizados na fotossíntese, além disso, ela tem outras funções nos vegetais. Sobre os vegetais, responda: a) Quais as outras funções da água na planta? A água é responsável por dissolver os nutrientes presentes no solo e produzidos pelas plantas, para que sejam eles sejam transportados por todo o vegetal. A água, ainda é responsável por participara de outras reações do metabolismo dos vegetais. DESAFIO b) Quais os sais minerais que a planta absorve? As plantas absorvem diversos tipos de sais minerais e outros , como sais de enxofre, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio,magnésio, ferro, manganês, zinco, entre outros. c) Qual a importância desses sais minerais para a planta? Esses sais minerais são usados na composição dos organismo dos vegetais e em reações de seu metabolismo. Na falta de alguns sais minerais, a planta poderá apresentar alguma doença, deixando de crescer, ou de produzir frutos/sementes.
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    CIÊNCIaS 61 aula 17 A importânciada fotossíntese para o meio ambiente Objetivogeral Compreender a importância da fotossíntese para o equilíbrio dos ecossistemas, identificando ações humanas que interferem no processo de fotossíntese. Expectativas de aprendizagem u Relacionar fotossíntese com transformação de energia luminosa em energia química. u Colaborar na utilização de atividades voltadas para a utilização de materiais renováveis. Conceito básico As plantas podem diminuir a produção de glicose, ou até mesmo deixar de produzi-la por alguma alteração ambiental ou por doença que venha se desenvolver na planta. Dentre os motivos externos, podemos citar falta de água disponível para as raízes, temperatura fora do aceitável por determinada espécie (temperatura alta ou baixa), alteração de nutrientes na planta, alteração de incidência de luz, deposição de materiais nas folhas, etc. A taxa de fotossíntese tem uma relação intensa com armazenamento e gasto de glicose. Quando a planta produz mais glicose do que ela precisa para realizar suas funções vitais (como crescimento, reprodução, etc.), ela a armazena nas folhas, caules ou raízes. Ao contrário, se a planta produz menos glicose do que ela precisa, ela entrará num processo de economia de energia e irá utilizar a glicose que está armazenada em seu organismo. Com o fim da glicose armazenada e falta de produção da mesma, a planta irá morrer. A existência das plantas é de fundamental importância para a manutenção do equilíbrio em um ecossistema. Dentre outros motivos, um deles é o fato da planta retirar o carbono da atmosfera e incorporá-lo em seu organismo, durante o processo de fotossíntese. Com o aumento da frota de veículos nas cidades, tem aumentado, também, a emissão de poluentes na atmosfera. Um grupo desses poluentes é chamado de fuligem, aquela poeira preta que vemos no chão de nossas casas. Sabemos que o aumento da emissão de fuligem tem relação com uma plantação de arroz dessa cidade. a) Qual é essa relação? 1 Atividades As folhas do pé de arroz necessitam receber a luz solar para realizar a fotossíntese, que por sua vez, produzirá energia para as atividades da planta, como crescimento e reprodução. Com a deposição de fuligem sobre as folhas do pé de arroz, a planta terá uma diminuição na realização da fotossíntese. Ao retirar esta fuligem, a planta volta a realizar a fotossíntese normalmente. b) Isso aumenta a produção de arroz dessa plantação? Por quê? Pelo contrário. A deposição de fuligem diminuirá a taxa de fotossíntese, o que causará uma diminuição na produção de arroz, pois a planta não produzirá muita energia para ser armazenada nos grãos.
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    CIÊNCIaS 62 A utilização derecursos renováveis é uma das ações sustentáveis defendidas pelos ambientalistas. Qual a importância de se utilizar madeira na produção de utensílios domésticos, ao invés de ferro, alumínio ou plásticos? 2 O ferro, o alumínio e o plástico são materiais que apresentam um ciclo de vida muito longo, portanto sua utilização requer a extração de suas matérias primas da natureza, o que causa muitos danos ao meio ambiente. Já a madeira, possui uma vida útil menor, além de ser biodegradável, ou seja, todas substâncias que a compõe retornam ao solo na forma de minerais, através da decomposição. Portanto, a utilização da madeira faz parte de métodos mais limpos de produção de materiais. O Protocolo de Kyoto foi elaborado para que os países diminuíssem a quantidade de emissão de gases de efeito estufa. Com isso, surgiu o mercado de crédito de carbono, onde os emissores de gases compram créditos daqueles que desempenham atividades que sequestram o carbono. Dentre as atividades sequestradoras de carbono, estão a manutenção de áreas verdes (vegetação nativa) ou plantação de cultura permanente ou de espécies nativas. De que forma podemos relacionar fotossíntese com o mercado de sequestro de carbono? 3 Ogáscarbônicoéumdosreagentesdafotossíntese.Porisso,dizemosqueaorealizaremafotossíntese,asplantassequestram(retiram)do ambiente o carbono,presente no gás carbônico,para produzir glicose.Em seu metabolismo,as plantas transformam a glicose em outras substânciascompostadecarbonoparaformarseuorganismo. Assim,deformasimples,osgasesdeefeitoestufaemitidossãosequestradospelosvegetais,ocorrendoumadiminuiçãodessesgases no ambiente. Portanto, quem possui atividade que sequestra carbono (manutenção de reserva vegetal nativa, plantio de culturas permanentes, etc.) tem crédito de carbono para vender para quem emite gases poluentes. Após algumas semanas o pequizeiro irá morrer, pois com a falta de luz não ocorrerá fotossíntese e o pequizeiro terá utilizado toda sua reserva de energia. Um caroço de pequi foi plantado em um vaso com terra adequada ao seu desenvolvimento. Após crescer cinquenta centímetrosovasocom opequizeirofoicolocadoem um quartoescuro.Atemperatura,quantidadedeáguaenutrientes foram mantidas as mesmas,de quando o pequizeiro estava no ambiente externo.O que acontecerá com este pequizeiro após algumas semanas? Justifique sua resposta. 4 A fotossíntese é um processo que produz glicose e gás oxigênio. Na respiração, o processo é o inverso, o ser vivo consome o oxigênio liberando o gás carbônico. Diante disso, faça uma pesquisa e descreva, em forma de texto, de onde vem o oxigênio presente no ar. As plantas realizam fotossíntese, liberando oxigênio no ambiente. Porém, elas também o consome através darespiração.Assim,asplantastêm umacontribuiçãomediananaproduçãodeoxigênioparaoambiente. As algas marinhas e de água doce têm a maior contribuição na produção de oxigênio para o ambiente, já que apresentam grande taxa de fotossíntese e pequena taxa de respiração, ou seja, produz quantidade de oxigênio superiores àquelas que consomem. DESAFIO
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    CIÊNCIaS 63 Objetivogeral Entender como ascélulas produzem energia através dos componentes que elas dispõem no meio. Expectativas de aprendizagem u Relacionar respiração e fermentação com processos de obtenção de energia Conceito básico Todos os seres vivos necessitam de alimentos para sobreviver. Cada grupo de alimentos tem uma função determinada nos organismos. Os carboidratos também conhecidos como açúcares são contidos pela união de dois ou mais monossacarídeos. Estes por sua vez são constituídos de Carbono, Hidrogênio e Oxigênio. Dentre os carboidratos encontramos a glicose, a frutose, a sacarose etc. Eles são encontrados em massas como pão, macarrão e também em leite, frutas etc. A energia produzida pelas células faz com que elas possam realizar suas funções vitais que incluem movimentos, pensamentos, respiração dentre outros. Durante a produção da energia a célula irá usar o oxigênio que retira do ar para realizar uma reação de combustão com o alimento digerido; isso se houver Oxigênio disponível, senão ela produzirá a energia de que necessita por meio da fermentação. Observe a representação a seguir analisando o que a célula precisa para gerar energia e qual o produto final. aula 18 Respiração Celular Site da imagem: http://3.bp.blogspot.com/-Ld0rgCbRSZM/TVPXBHRdffI/AAAAAAAAABo/453MKUy3nb0/s1600/resp__celular.jpg
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    CIÊNCIaS 64 O processo representadoé: Gabarito: b a) respiração anaeróbica. b) respiração aeróbica. c) quimiossíntese. d) fotossíntese. e) glicólise. O processo de respiração celular é responsável pelo (a) Gabarito: e a) consumo de dióxido de carbono e liberação de oxigênio para as células. b) síntese de moléculas orgânicas ricas em energia. c) redução de moléculas de dióxido de carbono em glicose. d) incorporação de moléculas de glicose e oxidação de dióxido de carbono. e) liberação de energia para as funções vitais celulares. 2 Complete a frase a seguir, com as expressões indicadas corretamente nas alternativas abaixo: “A respiração ______ se desenvolve sobretudo no(a) _____, organela citoplasmática que atua como verdadeira usina produtora de _____”. Gabarito: b a) anaeróbica; complexo de Golgi; energia. b) aeróbica; mitocôndria; energia. c) anaeróbica; mitocôndria; energia. d) aeróbica; ribossomos; energia. e) aeróbica, cloroplastos; energia. 3 O esquema abaixo mostra de modo simplificado um tipo de reação celular metabólica. 1 Atividades
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    CIÊNCIaS 65 A palavra respiraçãoé utilizada para descrever dois processos distintos, porém interdependentes, que ocorrem em nível pulmonar e celular. Descreva como estes fenômenos estão relacionados. A respiração pulmonar se refere à entrada e saída de ar dos pulmões, levando O2 e retirando CO2 da corrente sanguínea. O O2, captado na respiração pulmonar, é levado até a célula e então, na respiração celular, este O2 captado na respiração pulmonar é utilizado. O CO2 resultante da respiração celular entra na corrente sanguínea e é exalado pelos pulmões, na respiração pulmonar. DESAFIO Objetivogeral Entender como as células produzem energia através dos componentes que elas dispõe no meio. Expectativas de aprendizagem u Relacionar respiração e fermentação com processos de obtenção de energia Conceitobásico A Respiração é um processo que ocorre nos seres vivos para obtenção de energia. Assim também é a respiração anaeróbia. Porém, esse tipo de respiração ocorre em seres que não utilizam o oxigênio (por isso a denominação anaeróbia = sem oxigênio). Um exemplo de respiração anaeróbia é a fermentação. TiposdeFermentação Alguns tipos de fungos e bactérias fazem fermentação para obter energia. Eles utilizam substâncias orgânicas, especialmente a glicose, porém, sem a participação do oxigênio. Alguns produtos das reações que ocorrem no processo de fermentação são bem conhecidos nossos. Os ácidos produzidos pelas bactérias que provocam cáries e o álcool das bebidas alcoólicas são alguns exemplos. Além desses produtos, o gás carbônico também é resultante da fermentação, assim como ocorre na respiração aeróbia. uFermentação alcoólica - É um processo através do qual os açúcares são transformados em álcool e gás carbônico, por ação de leveduras. uFermentação acética - Transformação do álcool em ácido acético por ação de bactérias. u Fermentação lática - Transformação de açúcares em ácido lático pela ação de bactérias. Mas não só as bactérias realizam a fermentação lática. Quando fazemos um esforço muscular intenso, a quantidade de oxigênio que chega nos músculos não é suficiente para todas as reações de liberação de energia necessária para a atividade desenvolvida. Então, as células musculares passam a realizar fermentação láctica. aula 19 Respiração-Fermentação
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    CIÊNCIaS 66 Ovinho, por definição,é o resultado da fermentação de uvas. Ela ocorre quando as cascas de uvas se rompem, permitindo que fungos microscópicos, chamados leveduras, penetrem no fruto. Eles transformam os açucares da uva (glicose e frutose) em álcool e gás carbônico. Ao mesmo tempo, outras reações bioquímicas vão acontecer, de acordo com os tipos de uva, de levedura e de fermentação. Tal processo só cessa quando o açucar termina ou quando o álcool atinge uma concentração mortal para as leveduras, cerca de 16%. Os vinhos tintos são feitos de uvas pretas com cascas e talos. Os brancos podem usar uvas brancas ou pretas - neste caso, cascas e talos ficam de fora para não atingir a polpa, que é branca. Os rosés são produzidos a partir de uvas pretas, sem os talos. O sumo é separado das cascas logo que começa a ficar rosado. Uvas escuras podem produzir vinhos tintos, brancos ou rosés. Nos dois últimos, cascas e talos são descartados em algum estágio da vinificação Fonte:Superinteressanten°54,2008 O hábito de fazer, dividir e comer o pão possui um valor simbólico, presente em diferentes culturas. Pode significar o fruto do trabalho, a dignidade de um chefe de família, um ato de comunhão ou até mesmo um meio de alguns homens explo-rarem outros. Éinteressante observarque a produção do“pão nosso de cada dia”está relacionada a um importante processo biológico. 1 Atividades a) Identifique o processo biológico presente na fabricação do pão. Fermentação. b) Diga por que este processo é fundamental para a manutenção da vida dos microrganismos que o realizam. Porque garante a produção de energia. a) por organismos unicelulares e vegetais em geral. b) por microrganismos e vertebrados, incluindo o homem. c) por todos os fungos e células hepáticas dos mamíferos. d) com a finalidade de transformar energia radiante em energia potencial química. Gabarito: b A fermentação é realizada: 2
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    CIÊNCIaS 67 O processo quefaz com que haja o aparecimento de buracos é a fermentação onde moléculas orgânicas ricas em energia são degradadas em um processo que libera menos energia que a respiração. No caso do processo do queijo suíço um dos produtos finais é o CO2 que causa os buracos. O queijo Suíço é amadurecido com bactérias lácticas, mas os buracos que ocorrem nesse tipo de queijo são devido a uma outra bactéria do gênero Propionibacterium que produz gás carbônico. Explique o processo biológico que envolve o aparecimento dos buracos do queijo Suíço. 3 Os novos carros bicombustíveis do tipo flex, que usam álcool e/ou gasolina, assim como a tecnologia de produção de álcool, têm ocupado lugar de destaque entre as alternativas para substituir os combustíveis derivados de petróleo. A biotecnologia aliada às questões econômicas e éticas quanto ao uso correto dos recursos do planeta, no entanto, necessita das informações mais básicas para avançar nesse campo. Alguns conhecimentos fundamentais sobre essa área de desenvolvimento são: 4 I. O álcool é extraído do açúcar proveniente da cana-de-açúcar. II. A cana de açúcar é uma planta dicotiledônia. III. A fermentação alcoólica ocorre em condições aeróbias. IV. Leveduras são organismos que realizam a fermentação. Quais estão corretas? a) apenas I e II. b) apenas I e III. c) apenas I e IV. d) apenas II e III. e) apenas II e IV. Gabarito: c Na produção de cerveja, são usadas principalmente duas linhagens de leveduras: Em geral, as cervejas inglesas contêm maior teor alcoólico que as cervejas brasileiras e cada uma delas usam uma linhagem diferente de levedura. I. Saccharomyces cerevisae, que apresenta altos índices de formação de gás carbônico; II. Saccharomyces carlsbergensis, que possui índices mais baixos de formação desse gás. DESAFIO
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    CIÊNCIaS 68 a)Quallinhagem deleveduraéusadaparaproduziracervejabrasileira?Justifiquesuaresposta. Em termosde fermentação alcoólica, produzirá mais álcool etílico o fungo que liberar maior quantidade de CO2, Saccharomyces carlsbergensis, como citado no enunciado .Processo de fermentação alcoólica: b) Um estudante argumentou que, para aumentar a quantidade de gás carbônico produzido, bastaria aumentar a quantidade de leveduras respirando no meio de cultura. O argumento é válido ou não? Por quê? Sim, o argumento é válido, pois o procedimento aumentaria a taxa de metabolismo respiratório e, consequentemente, a liberação de CO2. Sugestão para prática Testando o fermento biológico. I - Materiais u 4 frascos (pode ser garrafas PET) u 4 bexigas u 100 gramas de levedura (fermento biológico) u 1 colher de açúcar u 10 gotas de adoçante u 2 colheres de leite u 5 frascos (para dissolver, diluir e misturar os materiais) u 400mL de água morna. II - Procedimentos: Como fazer? u Dissolver a levedura em água à temperatura ambiente com cuidado, para não romper as membranas da células; u Diluir o conteúdo em água morna, a uma temperatura suportável para não matar as células; u A seguir essa água será posta nos frascos que irão as bexigas; u Adicionar açúcar no frasco 1; u Adoçante no frasco 2; u Somente água no frasco 3; u Leite no frasco 4; u Por as bexigas na boca dos frascos; u Esperar cerca de 10 minutos. III - Procedimentos: Como fazer? u Adicionar a sopa de levedura dentro de cada frasco. u Por um pouco de água morna em cada uma delas. A água não deve estar muito quente, pois do contrário poderá matar as leveduras; u Adicionar o açúcar no frasco 1; u Adicionar o adoçante no frasco 2; u Não adicionar nada no frasco 3; u Adicionar leite no frasco 4. u Aguardar o resultado final que demora cerca de 10 minutos.
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    CIÊNCIaS 69 IV - Resultados Oaluno vai se deparar com a bexiga enchendo onde estão os alimentos sem que ninguém a esteja soprando. Irá se questionar porque onde foi adicionado adoçante e onde não foi posto nenhum alimento a bexiga não encheu. As bexigas dos fracos que continham açúcar e leite se encheram parcialmente, devido a fermentação. As bexigas que continham apenas água e a outra com adoçante não encheram. Objetivogeral Entender como as células produzem energia através dos componentes que elas dispõem no meio. Expectativas de aprendizagem u Relacionar respiração e fermentação com processos de obtenção de energia aula 20 Fermentação Lática Conceitobásico Fermentação Lática Os lactobacilos (bactérias presentes no leite) executam fermentação lática, em que o produto final é o ácido lático. Para isso, eles utilizam como ponto de partida, a lactose, o açúcar do leite, que é desdobrado, por ação enzimática que ocorre fora das células bacterianas, em glicose e galactose. A seguir, os monossacarídeos entram nas células, onde ocorre a fermentação. O sabor azedo do leite fermentado se deve ao ácido lático formado e eliminado pelos lactobacilos. O abaixamento do pH causado pelo ácido lático provoca a coagulação das proteínas do leite e a formação do coalho, usado na fabricação de iogurtes e queijos. Fermentação lática no homem! Você já deve ter ouvido que é comum a produção de ácido lático nos músculos de uma pessoa, em ocasiões que há esforço muscular exagerado. A quantidade de oxigênio que as células musculares recebem para a respiração aeróbia é insuficiente para a liberação da energia necessária para a atividade muscular intensa. Nessas condições, ao mesmo tempo em que as células musculares continuam respirando, elas começam a fermentar uma parte da glicose, na tentativa de liberar energia extra. O ácido láctico acumula-se no interior da fibra muscular produzindo dores, cansaço e cãibras. Depois, uma parte desse ácido é conduzida pela corrente sanguínea ao fígado. Michael Phelps faz história em Pequim Nadador norte-americano se tornou o maior atleta olímpico de todos os tempos Com 11 ouros em duas Olimpíadas, Phelps superou as nove medalhas douradas conquistadas por Carl Lewis (atletismo, em quatro Olimpíadas), Mark Spitz (natação, em duas Olimpíadas), Paavo Nurmi (atletismo, em três Olimpíadas) e Larissa Latynina (ginástica artística, em três Olimpíadas). Uma série de fatores se combinaram para transformar Phelps no maior nadador e atleta
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    CIÊNCIaS 70 olímpico de todosos tempos, mas dois são mais comumente citados: sua extrema dedicação aos treinamentos e seu biotipo físico. Mas para além da extrema dedicação ao aperfeiçoamento da técnica de natação, Phelps tem um “defeito” físico que faz dele o nadador ideal — um torso desproporcionalmente longo e pernas relativamente curtas, que fazem com que ele deslize sobre a água como se fosse uma prancha. Além disso, a envergadura dos braços (leia-se remos) do nadador é cerca de 7,6 centímetros maior do que sua altura, que é de 1,92m. Nos membros inferiores, Phelps tem uma flexibilidade absurda nos tornozelos, cerca de 15 graus acima da média, que lhe permite transformar os pés em nadadeiras similares as de um peixe. Por fim, Michel Phelps tem uma extraordinária capacidade de recuperação. Quando exigidos ao extremo, os músculos liberam ácido láctico, que provoca dor. Após uma competição, a maioria dos nadadores apresenta de 10 a 15 milimols de ácido lático por litro de sangue, enquanto que Phelps tem apenas 5,6. A maioria dos atletas precisa de uma a duas horas para se recuperar totalmente dos efeitos do cansaço. Phelps pode se recuperar em menos de 30 minutos, o que explica sua capacidade de disputar tantas provas no mesmo dia. Treho da reportagem“Michael Phelps faz história em Pequim”publicada em 13/08/08 www.clicbr.com.br/olimpiada2008 acesso em 20/01/2009 Na produção de cerveja e pão, bem como na produção de iorgute, ocorrem 2 tipos de fermentação. Na primeira, a levedura Saccharomyces cerevisiae tem papel fundamental, enquanto que, no segundo tipo, os microrganismos dos gêneros Lactobacillus e Streptococcus são os principais responsáveis pelo processo. a) Quais os nomes dados a estes dois tipos de fermentação, e qual o produto final de cada uma? Fermentação alcoólica – produto final: álcool Fermentação lática - produto final: ácido lático 1 Atividades b) A cãibra é o resultado de um destes processos. Qual é o processo, e em que tipo de células ocorre? Fermentação lática – ocorre o acúmulo de ácido lático nas células musculares Para a produção de iogurte caseiro, uma cozinheira esquentava o leite a aproximadamente 40 ºC e adicionava meio copo de iogurte. Depois disso, mantinha essa mistura nessa temperatura por aproximadamente quatro horas. Com base nessas informações, responda o que se pede a seguir. 2 Bactérias. a) Quais microrganismos são responsáveis pela produção do iogurte?
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    CIÊNCIaS 71 Fermentação lática. b) Quetipo de processo é realizado pelos microrganismos para que o leite se torne iogurte? Porque o fermento biológico é constituído por um fungo que não realiza fermentação lática. Por que não haveria a formação de iogurte se, ao invés de adicionar iogurte, a cozinheira tivesse adicionado fermento biológico? Porque a 80 ºC, as bactérias responsáveis pela fermentação do leite podem morrer ou, caso sobrevivam, estarão em uma temperatura muito distante da temperatura considerada ótima para seu funcionamento. c) Por que não haveria a formação de iogurte se a mistura fosse mantida a 80 ºC? PELO PAN, TENISTAS SÃO AVALIADAS EM SELEÇÃO PERMANENTE. São Paulo (SP) – Com o objetivo de participar do Pan-Americano no Rio de Janeiro, as oito melhores tenistas brasileiras estão sendo avaliadas pelo coordenador da Equipe Feminina Nacional Permanente, (...). Neste sábado, por exemplo, as tenistas fizeram testes de fadiga muscular. A proposta da Confederação Brasileira de Tênis (CBT), aliás, é que esse exame seja realizado em todos os tenistas profissionais do Brasil. (www.gazetaesportiva.net, 03.03.2007.) Abordando o metabolismo celular, relacione o fenômeno da fadiga muscular com a prática esportiva das tenistas citadas no texto. O teste de fadiga muscular mede a concentração de ácido lático na corrente sanguínea das atletas logo após o treino e durante as horas subsequentes, com o intuito de avaliar o preparo físico dessas atletas, já que o ácido láctico é produto do metabolismo energético das células musculares esqueléticas. DESAFIO
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    CIÊNCIaS 72 Leia o textono quadro e responda a) Por que os doces provocam cáries e são os grandes vilões de dentes saudáveis? Osdocescomocarameloechocolatepassam,devem ser evitadas entre as refeições, porque provocam um ataqueácidofortedemaisparaasalivacombater.Já quando ingeridosdurantea refeição,essesalimentos favorecemoladodapessoaedeseusdentes.Quando acriançadormetomandomamadeiraouficasempre de dia com uma mamadeira na mão, tanto de leite quanto de suco de fruta etc., sua boca se torna um campo propício para a produção de ácidos pelas bactérias e as cáries começam rapidamente a se formar.Éo quechamamosde“cáriedemamadeira”. Para evitar a cárie, restrinja o consumo de doces, alimentos que grudam nos dentes e bebidas doces entre as refeições. Não. Os adoçantes artificiais como o aspartame, por exemplo, usados em produtos dietéticos, não fazem parte da cadeia alimentar das bactérias causadoras das cáries. Os adoçantes naturais, representados principalmente pela glicose, frutose e sacarose constituem um alimento muito apreciado por determinados tipos de bactérias, cujo melhor exemplo são as do gênero Extreptococus. Durante a fermentação, processo pelo qual elas digerem essas substâncias, libera-se um determinado tipo de ácido que ataca o dente provocando uma desmineralização do esmalte. O resultado é a cárie b) Sabendo como ocorrem as cáries elabore um pequeno texto informativo sobre a importância da escovação. Escove seus dentes e use fio dental logo após as refeições. Dessa forma você estará impedindo que as bactérias se aproveitem dos resíduos alimentares já que os cremes dentais contêm minerais que podem ser utilizados pelos dentes, além de neutralizar a acidez na cavidade bucal. Quando estiver num local que impossibilite sua higienização, logo após a refeição coma um vegetal ou uma fruta crua e de consistência dura (cenoura, maçã). O atrito dos dentes com esse tipo de alimento remove em parte os resíduos da alimentação, mas em hipótese alguma substitui a escova e o fio dental. Procure seu dentista. Ele irá orientá-lo sobre o uso de escova, fio dental, flúor e cremes dentais, além de verificar a existência de cáries. Assim você estará mantendo condições adequadas na cavidade bucal para dificultar o trabalho das bactérias e se livrar dessa doença.
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    CIÊNCIaS 73 Objetivogeral Identificar a cadeiaalimentar como a transferência de energia contida nos alimentos, reconhecendo produtores, consumidores e decompositores. Levantamento dos conhecimentos prévios / introdução ao estudo de cadeia alimentar Observe as figuras a seguir. Expectativas de aprendizagem u Identificar cadeia alimentar como a relação em que um ser vivo se alimenta de outro, sendo sempre iniciada pelos vegetais; u Representar por meio de esquema as relações alimentares em uma cadeia alimentar; u Identificar o alimento como fonte de energia (energia química ou energia de ligação). aula 21 Cadeia alimentar: transferência de energia contida no alimento a) Quem fornece a energia necessária à vida das plantas? E das pessoas? E dos animais? Resposta pessoal Professor,realizeestaatividadeaproveitandoparadiagnosticarosestudantesjásabemsobreotemaaserestudado. Você poderá acrescentar outras questões que julgar importante para o levantamento dos conhecimentos prévios em relação aos alimentos como fonte de energia aos seres vivos, retomando o conceito da fotossíntese. Conceitobásico Nos ecossistemas há um interrelacionamento dinâmico e equilibrado, que permite a troca de matéria e de energia entre os seres vivos, formando a cadeia alimentar. Ao longo da cadeia alimentar há a transferência de nutrientes e energia dos produtores (vegetais) para os consumidores (animais) e os decompositores (fungos e bactérias).
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    CIÊNCIaS 74 Professor, sugerimos queos conceitos: fotossíntese, cadeia alimentar, seres produtores, consumidores e decompositores, sejam discutidos com os estudantes. Destaqueosentidoqueaflecha/setadeveserdesenhadaindicandoqueacomidavaiaoanimalqueseráalimentado. Professor,observeosexemplosapresentadospelosestudanteseverifiqueseaseta/flechanosesquemase/oudesenhos está no sentido queleva a comida ao animalqueserá alimentado,ou seja,da fontedeenergia para quem a recebe. Que exemplos de cadeia alimentar você conhece? Represente por meio de desenhos e/ou esquemas. 1 Atividades Resposta pessoal A ação dos decompositores faz com que os nutrientes retornem ao solo, ficando disponível aos produtores na forma de energia. A energia é utilizada por todos os seres da cadeia alimentar para sustentar as suas funções, assim vai diminuíndo ao longo da mesma e não é reaproveitada. Nas cadeias alimentares a energia sempre flui num único sentido. Ela é captada pelos produtores, passa pelos consumidores e chega aos decompositores. Considere a seguinte cadeia alimentar: Capim boi homem Ohomem sealimentadacarnedoboi.Oboisealimentadocapim.Eoalimentodocapim deondevem? 2 g g O capim produz seu próprio alimento. Isto acontece por meio da fotossíntese, a partir da água e do gás carbônico, na presença de luz e com a participação da clorofila. Site da imagem: http://www.10emtudo.com.br/_img/upload/aula/_1904_0.gif
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    CIÊNCIaS 75 Leia atentamente. a) Quecadeia alimentar identificamos nesta situação? Um produtor da nossa região está tendo prejuízos, devido ao ataque da Lagarta do milho (Helicoverpa zea) em sua lavoura de milho. Para diminuir os gastos e o uso indiscriminado de inseticidas, ele foi orientado a adotar o controle biológico, isso é, utilizar predadores e parasitoides como a tesourinha (Doru luteipes) que é um inseto que coloca seus ovos nas primeiras camadas de palha da espiga e alimentam-se de ovos e de larvas pequenas dessa praga para diminuir a quantidade de Lagarta do milho que atacam as espigas. 3 A cadeia alimentar identificada é: milho que fabrica o próprio alimento, serve de alimento à lagarta do milho, e a lagarta do milho que servirá de alimento a tesourinha. b) Quem são os produtores? O milho c) Quem são os consumidores? d) Quem são os decompositores? Os decompositores não são citados. São as bactérias e os fungos que farão a decomposição do milho, da lagarta e da tesourinha depois de mortos. Observe a cadeia alimentar: Capim boi homem bactérias e fungos Neste exemplo, o capim é o produtor, o boi e o homem são consumidores e as bactérias e fungos são os decompositores. Podemos afirmar que o processo de fotossíntese é importante para o boi, o homem e as bactérias e fungos? Por quê? 4 g g g A fotossíntese é fundamental para o boi, o homem e as bactérias e fungos, porque é por meio deste processo que as plantas produzem o alimento paa si mesmas e este alimento servirá também para os animais que comem as plantas. Analise e responda. 1. O que poderá acontecer se retirarmos qualquer um dos indivíduos da cadeia alimentar? Poderá acontecer o desequilíbrio na cadeia alimentar, provocando a extinção de um determinado ser vivo e a superpopulação de outro. DESAFIO
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    CIÊNCIaS 76 Objetivogeral Reconhecer que osseres vivos podem participar de várias cadeias alimentares formando uma teia alimentar. Levantamento dos conhecimentos prévios Observe a figura a seguir. Expectativas de aprendizagem u Identificar as relações alimentares na natureza como uma teia, em que um mesmo ser pode se alimentar de vários outros e servir de alimento a vários outros. Teia alimentar: a interrelação de várias cadeias alimentares Fonte: < http://tanyluchetty.blogspot.com.br/2011/07/cadeia-e-teia-alimentar.html> Acesso em 10/12/12 a) Quantas cadeias alimentares podemos formar com os seres vivos que aparecem na figura? Represente uma delas. Podemos formar várias cadeias alimentares com os seres vivos apresentados. Exemplo: planta lagarta sapo corujag g g aula 22
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    CIÊNCIaS 77 b) Observe ascadeias alimentares que seus colegas construíram e compare que semelhanças elas possuem. Professor, oriente os estudantes a observarem que com os mesmos seres vivos podem ser construídas diferentes cadeias alimentares. Conceito básico Um mesmo ser vivo pode participar de várias cadeias alimentares. As relações de alimentação num ecossistema podem ser representadas por uma teia alimentar. Quando várias cadeias se interligam temos uma teia alimentar. Observe os seres vivos que convivem em um mesmo ecossistema. rato – gavião – sapo – ave – serpente – pé de milho – coruja - gafanhoto Elabore cinco cadeias alimentares das quais estes seres vivos participam. 1 - Pé de milho rato coruja 2 - Pé de milho gafanhoto sapo serpente 3 - Pé de milho rato gavião 4 - Pé de milho gafanhoto ave serpente 5 - Pé de milho rato coruja gavião 1 Observe que o mesmo ser vivo participa de várias cadeias alimentares formando uma teia alimentar. Represente por meio de esquema, a teia que se forma com as cadeias alimentares elaboradas na atividade anterior. 2 Atividades g g g g g g g g g g g g g Resposta pessoal Professor, oriente os alunos escrever apenas uma vez o nome dos seres vivos e utilizar a seta para indicar quem servirá de alimento a quem, ou seja o cominho da energia que a energia seguirá. Leia atentamente. Na fazenda do Senhor Rodrigo há uma plantação de milho e uma criação de galinhas. Ele passou a ter sérios problemas com os lobos que atacavam sua criação de galinhas. Ele reuniu os fazendeiros vizinhos e exterminaram os lobos da região. Depois de algum tempo, houve um aumento considerável no número de pássaros e roedores que passaram a atacar as lavouras. Então, aconteceu uma nova campanha de extermínio e, logo depois da destruição dos pássaros e dos roedores uma grande praga de gafanhotos destruiu totalmente a plantação de milho e as galinhas ficaram sem alimento. 3
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    CIÊNCIaS 78 a) Elabore umacadeia alimentar que aparece neste ambiente. b) Analise a cadeia apresentada por você e as elaboradas pelos seus colegas. Que diferenças podem ser observadas? Milho galinha lobo Milh o gafanhoto pássaros lobo Podem ser observadas várias diferenças no papel desempenhado pelos consumidores, como: o lobo que se alimenta do pássaro ou da galinha ou o gafanhoto ou a galinha que se alimentam do milho, dentre outras. g g g g g Releia o texto e escreva que desequilíbrio houve na teia alimentar deste ambiente. 4 Com o extermínio dos lobos houve um aumento no número de pássaros e roedores que atacavam a plantação e , em seguida com a extinção dos pássaros aumentou a população de gafanhotos que atacou a plantação de milho e com isto as galinhas ficaram sem alimento. Pense e responda! Um gafanhoto se alimenta, obtém energia da planta e um sapo se alimenta de gafanhotos e uma coruja se alimenta de sapos. a) Qualdestes seres vivos precisa estar em maior quantidade no ecossistema para garantir o equilíbrio das populações? B) O que acontecerá a este ecossistema se os sapos forem todos retirados? As plantas devem estar em maior quantidade, pois elas fornecem a energia necessária aos consumidores (sapo, gafanhoto e coruja). DESAFIO Se os sapos forem retirados deste ambiente haverá grande proliferação de gafanhotos que destruirão as plantas e as corujas poderão ser extintas por falta de alimento, no caso os sapos.
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    CIÊNCIaS 79 Objetivo geral Compreender osdiferentes níveis tróficos ocupados pelos seres vivos e elacionar a importância desses seres nas cadeias alimentares. 1 – Elabore uma cadeia alimentar com os seres vivos apresentados a seguir. Levantamento de conhecimentos prévios / introdução ao estudo de cadeia e teia alimentar e transferência de energia Expectativas de aprendizagem u Identificar o alimento como fonte de energia (energia química ou energia de ligação), relacionando cadeia e teia alimentar à transferência de energia do alimento de um ser vivo a outro. u Identificar as relações alimentares na natureza como uma teia, em que um mesmo ser pode se alimentar de vários outros e servir de alimento a vários outros. aula 23 Cadeia e teia alimentar: níveis de tróficos 2 - Compare a cadeia alimentar que você elaborou com as que seus colegas elaboraram e verifique se o gavião aparece sempre na mesma posição. Professor,solicitequeosestudantesobservemquenemsempreogaviãoocupaamesmaposição.Eleéconsumidor e poderá ser consumidor secundário ou consumidor terciário dependendo do animalque lhe servirá de alimento. Conceitobásico Cada etapa da cadeia alimentar é chamada de nível trófico. As plantas ocupam o nível trófico dos produtores, os animais ocupam o nível de consumidores. Porém, podem ocupar diferentes níveis tróficos. Observe a cadeia alimentar: Capim boi onça bactérias e fungos g g g
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    CIÊNCIaS 80 Neste exemplo tantoo boi quanto a onça são consumidores, pois não fabricam o próprio alimento. No entanto, eles ocupam diferentes níveis tróficos na cadeia alimentar. • Capim - produtor está colocado no 1º nível trófico • Boi - consumidor primário, se alimenta dos produtores, são herbívoros e constituem o 2º nível trófico. • onça - consumidor secundário compõem o 3º nível trófico, sendo os carnívoros As bactérias e fungos são os decompositores, que formam um grupo especial que degrada tanto produtores quanto consumidores e ocupam sempre o último nível da transferência de energia. Organize três cadeias alimentares com os seguintes seres vivos: Planta – sabiá – grilo – preá – lagarto – rã – serpente – águia 1 Atividades planta grilo rã águia planta preá serpente planta sabiá serpente águia g g g g g g g g Classifique os seres da cadeia alimentar em relação aos níveis tróficos. planta preá serpente águia fungos e bactérias a) planta: b) preá: c) serpente: d) águia: produtor – 1º nível trófico consumidor primário – 2º nível trófico consumidor secundário – 3º nível trófico consumidor terciário - 4º nível trófico 2 g g g g Como os decompositores irão atuar nesta teia alimentar? Os decompositores irão atuar no último nível de transferência de energia, pois decompõem tanto produtores quanto decompositores. 3
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    CIÊNCIaS 81 Complete o esquemada cadeia alimentar indicando que ser vivo poderá ocupar cada nível trófico. 4 Produtores Consumidores primários Decompositres Consumidores secundários Consumidores terciários Resposta pessoal A planta é a base de toda teia alimentar. Como o uso indiscriminado de agrotóxicos pelos produtores de soja poderá causar problemas às cadeias alimentares? Os agrotóxicos podem provocar a contaminação das plantas que são a base de toda cadeia alimentar. Os animais que consomem as plantas se contaminarão com o agrotóxico que fica concentrado nas plantas. DESAFIO aula 24 Resolução de exercícios Leia a frase e reflita. Essa frase é verdadeira ou falsa? Justifique sua resposta. O sol é a fonte de energia que mantém a vida no planeta Terra. 1
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    CIÊNCIaS 82 Sugestão de resolução:Essa frase é verdadeira, pois o sol fornece energia para a realização da fotossíntese, processo que transforma energia luminosa em energia química e, através da alimentação e decomposição, a transfere a outros organismos. A fotossíntese é uma reação química que, na maioria das plantas, acontece nas folhas, pois necessita da presença da luz solar. A reação simplificada da fotossíntese pode ser descrita da seguinte forma: a) C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + ATP b) 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 c) NH3 + O2 NO2 - + Energia d) C6H12O6 3C3H6O3 + 2ATP 2 g g g g Sugestãoderesolução:Aúnicaalternativaqueapresentaareação,mesmosimplificadadafotossínteseéaalternativaB.Jáas alternativasA,CeDapresentam,respectivamente,reaçõessimplificadasderespiraçãoaeróbica,quimiossínteseefermentação. Gabarito: b A respiração intracelular é um processo de quebra de moléculas que libera energia que será utilizada pela célula em suas atividades vitais. A respeito da respiração celular responda às seguintes questões. a) Quais os tipos de respiração intracelular? 3 Sugestão de resolução: Respiração aeróbica e anaeróbica. b) Escreva um pequeno texto diferenciando os tipos de respiração intracelular. Sugestão de resolução: A respiração aeróbica é um processo de obtenção de energia através da quebra de nutrientes, como a glicose, na presença obrigatória de oxigênio. Os seres vivos que realizam esse tipo de respiração são chamados de aeróbicos, como os vegetais, os mamíferos, peixes, insetos, aracnídeos, anfíbios, etc. Por outro lado, a respiração anaeróbica é um processo de obtenção de energia sem a presença de oxigênio, como sugere o próprio nome.As fibras musculares, quando submetidas a intenso esforço, e algumas bactérias são exemplos de células com atividades anaeróbicas. Observe a cadeia alimentar a seguir. Capim gafanhoto sapo cobra 4 g g g
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    CIÊNCIaS 83 Em relação aopapel desempenhado por cada ser vivo nesta cadeia alimentar. a) O gafanhoto é carnívoro. b) A cobra é consumidor terciário. c) O sapo é consumidor primário. d) O capim é heterótrofo. Sugestão deresolução:Nestacadeiaalimentaracobraéconsumidorterciário,poissealimentadosapoquesealimentou do gafanhoto. Este se alimentou da planta que é produtora. Gabarito b A figura representa a) uma cadeia alimentar b) um ecossistema c) uma biosfera d) uma teia alimentar 5 Sugestão de resolução: Uma teia alimentar é formada quando várias cadeias alimentares se interligam. Gabarito d Observe a figura a seguir. Fonte: http://cnpab.embrapa.br/publicações/artigo_controle_biologico.html.adaptado
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    CIÊNCIaS 84 6 Sobre essa teiaalimentar, é correto afirmar que: a) Se a população dos pássaros “Chaplin” for eliminada, ocorrerá, inicialmente, uma diminuição na população de “aranhas”. b) A população de gavião ocupa a posição de decompositor na teia alimentar. c) As populações de pulgões, lagartas e coelhos ocupam a posição de consumidores primários na teia alimentar. d) O aumento da população de raposas poderia auxiliar no controle da superpopulação de gaviões. Sugestão de resolução: As populações de pulgões, lagartas e coelhos ocupam a posição de consumidores primários na teia alimentar, pois se alimentam de plantas que são os produtores. Gabarito c Um produtor de soja aplicou agrotóxico em sua lavoura para eliminar os gafanhotos, praga que destruía sua plantação. Os sapos da região comeram os gafanhotos que se alimentavam das folhas da plantação de soja com agrotóxicos. Assim, é correto afirmar que a) os sapos não serão contaminados, pois foram os gafanhotos que comeram as folhas com agrotóxico. b) o uso de agrotóxico auxilia na plantação de soja e os animais que vivem neste ambiente. c) a cadeia alimentar não será prejudicada, pois o uso de agrotóxico é benéfico para a plantação de soja. d) os sapos serão contaminados ao se alimentarem dos gafanhotos que se alimentaram nesta plantação de soja. 7 Sugestão de resolução: O agrotóxico será absorvido pelos sapos que se alimentam dos gafanhotos que comeram as plantas contaminadas. Gabarito d Observe a figura a seguir.