Ser Protagonista - Composição e Estrutura dos Corpos - Fukui - 1 Edição (2020)

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ENSINO MÉDIO
CIÊNCIAS DA NATU
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COMPOSIÇÃO E EST
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DOS CORPOS
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João BAtistA AGuilAr
MANUAL DO PROFESSOR
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vErA luciA Mitiko Aoki
AnA luizA P. nEry
Editores responsáveis: 
André Zamboni 
Lia Monguilhott Bezerra 
Organizadora: SM Educação 
Obra coletiva, desenvolvida e produzida por SM Educação.
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2 0 8 0 5 9
ISBN 978-65-5744-171-8 
SP_PNLD21_CAPA_CH_COMPOSICAO_MP_DIVULGACAO.indd 2 19/04/2021 15:16
Organizadora: SM Educação
Obra coletiva, desenvolvida e produzida por SM Educação.
São Paulo, 1a edição, 2020
AnA Fukui
Doutora em Linguística Aplicada pela Universidade 
do Vale do Rio dos Sinos (Unisinos).
Mestra em Ciências – Ensino de Física pela 
Universidade de São Paulo (USP).
Licenciada em Física pela USP.
Atuou como professora de Física em escolas 
das redes pública e particular de ensino e em 
projetos de formação de professores.
Pesquisadora em Comunicação da Ciência.
AnA LuizA P. nery
Bacharela e licenciada em Química pela 
Universidade de São Paulo (USP).
Doutora em Ciências pela USP.
Professora no Ensino Médio.
eLisA GArciA cArvALho
Licenciada em Ciências Biológicas pela Faculdade de 
Filosofia, Ciências e Letras da USP – Ribeirão Preto.
Mestra em Ciências pela Faculdade de 
Medicina da USP – Ribeirão Preto.
Doutora em Zootecnia pela Faculdade de Ciências 
Agrárias e Veterinárias da Universidade Estadual Paulista 
“Júlio de Mesquita Filho” (Unesp) – Jaboticabal.
Professora no Ensino Fundamental e no Ensino Médio.
João BAtistA AGuiLAr
Bacharel e licenciado em Ciências Biológicas pelo Instituto 
de Biociências (IB) da Universidade de São Paulo (USP).
Mestre em Ecologia e doutor em Ciências pelo IB – USP.
Professor no Ensino Fundamental e no Ensino 
Médio e na Educação de Jovens e Adultos.
CIÊNCIAS DA NATU
REZA E SUAS TECN
OLOGIAS
COMPOSIÇÃO E EST
RUTURA DOS CORP
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ENSINO MÉDIO
rodriGo MArchiori LieGeL
Bacharel e licenciado em Química pela 
Universidade de São Paulo (USP).
Mestre em Ciências e doutor em Química pela USP.
Professor no Ensino Médio.
verA LuciA Mitiko Aoki
Bacharela e licenciada em Química pela 
Universidade de São Paulo (USP).
Professora no Ensino Médio.
editores resPonsÁveis: 
André zAMBoni
Licenciado em Ciências Biológicas pela Universidade 
Estadual de Campinas (Unicamp).
Especialista em Jornalismo Científico pela Unicamp.
Editor de livros didáticos.
LiA MonGuiLhott BezerrA
Bacharela e licenciada em Ciências Biológicas pelo Instituto 
de Biociências (IB) da Universidade de São Paulo (USP). 
Mestra em Ciências, área de concentração 
Botânica, pelo IB – USP.
Editora de livros didáticos.
MANUAL DO PROFESSOR
SP_PNLD21_FRONT_CN_COMPOSICAO.indd 1 22/09/20 14:48
 Ser Protagonista Ciências da Natureza e suas Tecnologias – 
 Composição e Estrutura dos Corpos
 © SM Educação 
 Todos os direitos reservados
 Direção editorial M. Esther Nejm
 Gerência editorial Cláudia Carvalho Neves
 Gerência de design e produção André Monteiro
 Edição executiva Lia Monguilhott Bezerra
 Edição André Henrique Zamboni, Carolina Mancini Vall Bastos, Juliana Rodrigues F. 
 de Souza, Marcelo Augusto Barbosa Medeiros, Marcelo Viktor Gilge, 
 Sylene Del Carlo, Tomas Masatsugui Hirayama, Tatiana Novaes Vetillo, 
 Filipe Faria Berçot, Mauro Faro
 Colaboração técnico-pedagógica Barbara Kazue Amaral Onishi, Isabella Italiano, Marcia Maria de Moura, 
 Raquel Malta, Alterson Cação
 Suporte editorial Fernanda Fortunato, Karina Miquelini
 Coordenação de preparação e revisão Cláudia Rodrigues do Espírito Santo
 Preparação: Ana Paula Ribeiro Migiyama, Eliane de Abreu Santoro, Vera Lúcia Rocha
 Revisão: Ana Paula Ribeiro Migiyama, Fátima Valentina Cezare Pasculli, 
Vera Lúcia Rocha
 Apoio de equipe: Alzira Aparecida Bertholim Meana, Beatriz Nascimento, 
 Camila Durães Torres, Camila Lamin Lessa, Lívia Taioque
 Coordenação de design Gilciane Munhoz
 Design: Andreza Moreira
 Coordenação de arte Ulisses Pires
 Edição de arte: Vivian Dumelle
 Assistência de arte: Mauro Moreira, Selma Barbosa Celestino
 Assistência de produção: Leslie Morais
 Coordenação de iconografia Josiane Laurentino
 Pesquisa iconográfica: Bianca Fanelli
 Tratamento de imagem: Marcelo Casaro 
 Capa Gilciane Munhoz, Lissa Sakajiri
 Ilustração de capa: Hannah Nader
 Projeto gráfico Gilciane Munhoz, Thatiana Kalaes
 Editoração eletrônica Setup Bureau
 Pré-impressão Américo Jesus
 Fabricação Alexander Maeda
 Impressão 
SM Educação
Rua Tenente Lycurgo Lopes da Cruz, 55
Água Branca 05036-120 São Paulo SP Brasil
Tel. 11 2111-7400
atendimento@grupo-sm.com
www.grupo-sm.com/br
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) 
(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)
Ser protagonista : ciências da natureza e suas tecnologias : 
composição e estrutura dos corpos : ensino médio / obra 
coletiva, desenvolvida e produzida por SM Educação ; 
editores responsáveis André Zamboni, Lia Monguilhott 
Bezerra. — 1. ed. — São Paulo : Edições SM, 2020.
Vários autores.
Bibliografia.
ISBN 978-65-5744-170-1 (aluno)
ISBN 978-65-5744-171-8 (professor)
1. Ciências da natureza (Ensino médio) 2. Tecnologia 
educacional I. Zamboni, André. II. Bezerra, Lia Monguilhott. 
20-41987 CDD-373.19
Índices para catálogo sistemático:
1. Ensino integrado : Livro-texto : Ensino médio 373.19
Cibele Maria Dias — Bibliotecária — CRB-8/9427
1a edição, 2020
Em respeito ao meio ambiente, as 
folhas deste livro foram produzidas com 
fibras obtidas de árvores de florestas 
plantadas, com origem certificada.
SP_CIE_NAT1_PNLD21_INICIAIS_002.indd 2 9/18/20 11:19 AM
APRESENTAÇÃO
Caro(a) estudante,
Você já deve ter ouvido falar nas mídias e até mesmo discutido 
em rodas de conversa sobre temas como energia e suas aplicações 
no cotidiano, preservação e conservação ambiental, reações quími-
cas, engenharia genética e tecnologias aplicadas ao estudo dos 
átomos. Esses são alguns temas do mundo contemporâneo relacio-
nados às Ciências da Natureza. Assim, conhecê-los significa poder 
compreender assuntos que fazem parte da nossa vida e refletir de 
modo mais consciente sobre o mundo em que vivemos.
Esta coleção foi pensada de modo a articular os conhecimen-
tos das áreas que compõem as Ciências da Natureza e suas Tec-
nologias. Nesta proposta, conhecimentos da Biologia, da Química 
e da Física integram-se de forma organizada, simples e direta, para 
fortalecer sua compreensão e ampliar sua visão de mundo e de si 
mesmo. Esperamos que a obra colabore para o aprimoramento do 
seu pensamento crítico, contribuindo para a aquisição dos conteú-
dos formais por você, estudante, e para que se torne um cidadão 
mais participativo e atuante. Aproveite-a para questionar e ques-
tionar-se, aprofundando sua reflexão e motivando-se para a ação.
Acreditamos em seu protagonismo e em sua capacidade de bus-
car respostas e soluções para os desafios presentes e para os que 
estão por vir. Temos confiança de que, por meio de sua atuação e 
de sua interação com o mundo, você desenvolverá as competências 
e as habilidades necessárias ao pleno exercício da cidadania no sé-
culo XXI, seguindo caminhos coerentes com seu projeto de vida.
Bom trabalho!
Equipe editorial
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CONHEÇA SEU LIVRO
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TO PORTAL DE CIÊNCIAS
TORNANDO O CONHECIMENTO 
CIENTÍFICO ACESSÍVEL À COMUNIDADE
 O que será feito 
Você, provavelmente, já ouviu falar sobre a importância 
que a ciência e a tecnologia têm em nossasvidas. As pes-
quisas científicas e as aplicações tecnológicas decorrentes 
delas podem ser percebidas em tudo que nos envolve: nos 
materiais de limpeza utilizados em nossas casas, nos veí-
culos que utilizamos para nos deslocar de um lugar a ou-
tro, nas plantações que fornecem nosso alimento diário, 
entre outros exemplos.
Uma forma de entrarmos em contato com o conheci-
mento científico é a divulgação científica. Essa divulgação, 
feita na internet, na TV e no rádio, é uma ferramenta po-
derosa para o acesso da população não somente aos co-
nhecimentos já estabelecidos da ciência, mas também ao 
que é produzido em ciência hoje.
Apesar dos vários modos de se informar sobre temas 
científicos, muitas pessoas têm dificuldade em compreen-
der os textos que tratam desses temas. Isso ocorre por di-
versos motivos, e um dos principais é a dificuldade de en-
tender termos e métodos próprios da ciência, o que pode 
afastar as pessoas de tais assuntos e até mesmo levá-las 
a uma visão negativa da ciência. 
Mas o que pode ser feito para auxiliar na compreensão 
dos temas científicos? Neste projeto, você e os colegas vão 
refletir sobre esse tema e elaborar um portal de divulga-
ção científica que torne os conhecimentos científicos mais 
acessíveis às comunidades escolar e externa. 
Objetivos
 » Realizar entrevistas para identificar temas científicos considerados de difícil 
compreensão por pessoas da comunidade em que você e os colegas vivem.
 » Elaborar estratégias para facilitar a compreensão desses temas.
 » Elaborar conteúdos que abordem esses temas e publicá-los em um portal de 
divulgação científica na internet.
 Preparação 
Analisando um texto
Vocês têm dificuldade em compreender notícias e outros tipos de texto que 
abordem temas científicos? Neste início de projeto, também é importante enten-
der até que ponto os materiais de divulgação científica são acessíveis a vocês que 
vão desenvolver o projeto. Por isso, reúnam-se em grupos e façam o que se pede.
A divulgação científica pode ser 
feita de diversas formas e em várias 
mídias, como textos em jornais, 
revistas e blogs, reportagens na TV, 
etc. Hoje, é cada vez mais comum 
ler notícias sobre ciência no celular.
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Não escreva no livro.10
1 Pesquisem notícias/textos sobre temas científicos 
em meios de comunicação e informação confiá-
veis. Durante a leitura, anotem os termos que vo-
cês consideraram de difícil compreensão. Pesqui-
sem o significado deles e registrem no caderno. 
2 Em seguida, escolham um parágrafo de algum dos 
textos em que um ou mais desses termos ocorram 
e reescrevam o parágrafo deixando-o mais sim-
ples, mais compreensível.
3 Ainda reunidos em grupos, elenquem outros ter-
mos científicos que vocês consideram de difícil 
compreensão. Compartilhem o resultado da dis-
cussão com a turma, explicando os porquês dessa 
dificuldade.
Realizando uma pesquisa
Neste momento, cada grupo deve responder às 
questões a seguir. Realizem uma pesquisa sobre 
estes aspectos gerais da ciência e da divulgação 
científica:
• O que é ciência?
• Que momentos históricos foram marcados pela 
ciência?
• Como a ciência contribui para a qualidade de vida 
e para outros aspectos do dia a dia das pessoas?
• O que é divulgação científica? Que meios podem 
ser utilizados para divulgar a ciência?
Anotem as respostas no caderno. Apresentem o 
resultado das pesquisas para a turma no dia definido 
pelo professor.
Realizando entrevistas
Agora que vocês já discutiram aspectos da ciência 
e da divulgação científica, é o momento de coletar in-
formações com as pessoas da comunidade. Cada gru-
po deve entrevistar de 10 a 20 pessoas, preferencial-
mente de fora da escola, como familiares, vizinhos, 
entre outras. A ideia é avaliar a percepção que elas 
têm da ciência e da divulgação científica. Para isso, 
vocês vão elaborar um questionário. Veja, a seguir, um 
exemplo. Alterem-no de acordo com o que vocês e o 
professor considerarem necessário.
1 O que é ciência para você?
2 Em sua opinião, a ciência influencia sua vida? 
Como?
3 Você costuma ler/ver notícias sobre assuntos cien-
tíficos? Em que fontes? Quais são seus temas 
favoritos?
4 Quando você lê/vê notícias sobre ciências, como 
costuma considerar o assunto de que trata a 
notícia?
 ////////////////////////////////////////////////////// Fácil.  ////////////////////////////////////////////////////// Difícil.  ////////////////////////////////////////////////////// Depende do assunto.
5 Para você, quais assuntos científicos são mais di-
fíceis de entender? Por quê? Cite três. 
6 Em sua opinião, a linguagem usada nos noticiários 
sobre ciência é adequada? Por quê?
7 O que poderia ser feito para tornar as notícias e os 
textos científicos mais compreensíveis?
Antes de aplicar o questionário às pessoas da co-
munidade, vocês também devem responder às ques-
tões que formularam. Reúnam-se com a turma, discu-
tam e analisem as respostas.
Em seguida, organizem-se para aplicar o questio-
nário. É recomendável um contato prévio para avaliar 
a disponibilidade dos entrevistados.
Durante a aplicação do questionário, procurem deixar o 
entrevistado à vontade. Além das respostas dadas, anotem 
outros comentários que ele fizer. 
Após a aplicação do questionário, cada grupo deve 
produzir um relatório com as respostas obtidas e apre-
sentá-lo à turma. Se considerarem oportuno, desta-
quem algumas das respostas obtidas. Utilizem gráfi-
cos para apresentar os resultados quantitativos. Fiquem 
atentos aos resultados de todos os grupos e realizem 
uma discussão ao final.
Planejando os próximos passos
Agora que vocês já investigaram o tema do projeto 
e refletiram sobre ele, é hora de organizar as próximas 
etapas. O planejamento é essencial para que o desen-
volvimento do projeto e, consequentemente, seu pro-
duto final, o portal, sejam bem-sucedidos. 
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11Não escreva no livro.
O texto principal é complementado por boxes especiais, que aprofundam ou contextualizam o 
conteúdo.
O projeto propõe a 
realização de 
atividades que 
envolvem a 
comunidade, em busca 
de um bem coletivo.
Abertura de unidade
A partir de um pequeno texto, 
perguntas e uma imagem 
impactante, você vai começar 
a refletir sobre o assunto da 
unidade. Também informa 
objetivos, justificativa, 
competências e habilidades 
desenvolvidas na unidade.
Conteúdo apresentado de 
maneira organizada. Ilustrações, 
esquemas, fotografias e eventuais 
atividades resolvidas facilitam a 
compreensão do conteúdo.
Mitose: Processo pelo qual 
uma célula se divide em duas 
novas células, gerando célu-
las-filhas idênticas. As primei-
ras divisões celulares que ocor-
rem no embrião também são 
chamadas clivagens.
DE OLHO NO CONCEITO
De olho no 
conceito 
Retoma e/ou 
define algum 
conceito 
importante para 
a compreensão 
do assunto.
Pressão e hipertensão
Com o indivíduo em repouso, o coração humano bate cerca de 60 a 80 ve-
zes por minuto para bombear o sangue pelo corpo. A pressão arterial é re-
sultado da força que o sangue exerce contra a parede interna das artérias.
A pressão arterial adequada pode ser mantida sob controle com a prática 
diária de atividades físicas (sempre sob orientação médica) e com a adoção 
de uma alimentação balanceada. Quem fuma ou quem consome grande 
quantidade de bebidas alcoólicas ou de sal de cozinha está mais sujeito a ter 
problemas com a hipertensão arterial.
A campanha Eu sou 12 por 8, realizada desde 2010 pela Sociedade Bra-
sileira de Cardiologia, busca conscientizar a população sobre a hipertensão 
arterial, por meio de palestras, debates, exames e encaminhamento médico.
1. O acidente vascular cerebral (AVC) ocorre quando há extravasamento de 
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Ação e cidadania
Exemplos de aplicações 
da ciência que promovem 
melhorias na vida das 
pessoas e no ambiente 
ou que abordem direitos 
e deveres dos cidadãos, 
atitudes e valores,etc.
DO QUE OS SERES 
VIVOS SÃO FEITOS
Competências específicas e 
habilidades das áreas:
CECNTEM2 (EM13CNT202)
CECNTEM3 (EM13CNT301), 
(EM13CNT303), (EM13CNT304)
Competências gerais: 
CGEB1, CGEB2, CGEB4, CGEB7, 
CGEB8
COMPETÊNCIAS E HABILIDADES 
DESENVOLVIDAS NA UNIDADE
A célula é a unidade estrutural e funcional de qualquer ser vivo. 
Enquanto um organismo unicelular é capaz de uma existência in-
dependente, em um ser vivo multicelular as células podem estar 
organizadas de modo a formar tecidos, órgãos e sistemas, compon-
do o organismo. As plantas e os animais são os seres vivos em que 
o nível de organização é mais complexo. Vejamos como exemplo o 
sistema nervoso humano, responsável pela coordenação do corpo, 
entre outras funções. Os órgãos desse sistema são formados por 
tecido nervoso, o qual é composto de bilhões de células especiali-
zadas conectadas entre si, formando uma extensa rede, que se co-
munica por meio de substâncias químicas e de impulsos elétricos.
Além das células e dos tecidos, nesta unidade você vai aprofun-
dar o estudo do elemento carbono e de moléculas orgânicas pre-
sentes no organismo dos seres vivos.
OBJETIVOS
 • Conhecer e analisar as propriedades do elemento carbono e as 
moléculas orgânicas características dos seres vivos.
 • Reconhecer a célula como menor unidade estrutural dos seres 
vivos.
 • Compreender as funções dos tecidos e como se relacionam para 
garantir o funcionamento do organismo.
JUSTIFICATIVA
Conhecer a composição da matéria viva é fundamental para com-
preender que as funções das moléculas biológicas estão diretamen-
te relacionadas com suas formas e com as propriedades químicas 
de suas unidades fundamentais. O estudo do elemento carbono, 
das moléculas orgânicas, das células e dos tecidos, em especial no 
organismo humano, possibilita aos alunos compreender a si mes-
mos e a vida em seus diferentes níveis de organização.
QUESTÕES PARA REFLETIR
1. Observe a imagem. Que elementos dela mais chamaram sua 
atenção? Por quê?
2. Observe a faixa rosa. Que elementos a constituem? O que você 
acredita que possam ser esses elementos?
3. De que forma imagens como esta podem colaborar para o estudo 
do sistema nervoso?
110
ESPECTROS ATÔMICOS
Certas substâncias, quando aquecidas na chama de um bico de Bunsen, con-
ferem coloração à chama. A cor observada é característica do elemento presente 
na substância aquecida.
As diferentes colorações das chamas 
dependem da substância aquecida: sais 
de bário (à esquerda), de lítio (ao centro) 
e de cobre (à direita).
Em 1856, o químico alemão Robert Bunsen (1811-1899) e seu colaborador, o 
físico Gustav Kirchhoff (1824-1887), investigaram o espectro das chamas.
Em seus estudos, eles utilizaram um conjunto de lentes para selecionar um 
feixe de luz emitido pelo elemento aquecido, fazer esse feixe atravessar um 
prisma e observar uma série de linhas coloridas luminosas separadas por re-
giões escuras.
Essas linhas constituíam o espectro de emissão de determinado elemento. 
Cada elemento apresentava um espectro descontínuo característico, assim de-
nominado por apresentar linhas luminosas intercaladas por regiões sem luz.
Quando um tubo contendo hidrogênio a baixas pressões é submetido a altas 
temperaturas ou a uma descarga elétrica, ocorre emissão de radiação eletromag-
nética. No momento em que o feixe de luz dessa radiação atravessa um prisma, 
observa-se um espectro descontínuo.
Representação da obtenção do espectro 
de emissão do hidrogênio: formação de 
linhas descontínuas e de cores 
diferentes. Cores-fantasia.
Fonte de pesquisa: Kotz, J. C.; treichel, P. M. 
Chemistry and chemical reactivity. 3. ed. 
Philadelphia: Saunder College Publishing, 
1996. p. 325.
Se outro elemento gasoso é colocado no interior do tubo, obtém-se um es-
pectro diferente. Não há dois elementos químicos com o mesmo espectro de 
emissão.
Para explicar as características dos espectros atômicos, o físico dinamarquês 
Niels Bohr (1885-1962) propôs, em 1913, um modelo para o comportamento dos 
elétrons no átomo. Com esse modelo, ele procurou esclarecer por que os elétrons 
se mantêm na eletrosfera sem se dirigir para o núcleo e sem colidir com ele.
Bohr sugeriu que a teoria sobre a luz proposta pelo físico alemão Max Planck 
(1858-1947) poderia ser aplicada ao átomo. Segundo essa teoria, toda a energia 
do elétron é quantizada, ou seja, os elétrons absorvem ou emitem quantidades 
fixas de energia na forma de pequenos pacotes denominados quanta.
ROTEIRO
2. Por que certas substâncias, 
quando aquecidas na chama 
de um bico de Bunsen, confe-
rem diferentes colorações à 
chama?
prisma
tubo com gás
hidrogênio
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Representação sem 
proporção de tamanho.
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34 Não escreva no livro.
Unidade
Carbono e cadeias carbônicas
As células
Os tecidos celulares
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1
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Corte (vista lateral) do 
hipocampo do cérebro 
humano, mostrando células 
nervosas. Imagem obtida por 
microscopia de luz; aumento 
de cerca de 600 vezes. 
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111
O MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD-BOHR
As ideias de Niels Bohr, que tiveram o apoio de Rutherford, resultaram em um aprimoramento do mo-
delo da estrutura do átomo. O novo modelo estabelecia os princípios fundamentais a seguir.
 • Os elétrons ocupam determinados níveis de energia ou camadas eletrônicas.
 • O elétron não pode ter energia zero, ou seja, estar parado no átomo.
 • Em cada camada eletrônica, o elétron apresenta energia constante: quanto mais próximo do núcleo, 
menor a energia do elétron com relação ao núcleo, e, quanto mais distante dele, maior sua energia.
 • Para passar de um nível de menor energia para um de maior, o elétron absorve determinada quantidade 
de energia. Ao fazer o caminho inverso (do nível de maior para o de menor energia), ele libera energia, 
essa liberação pode ocorrer na forma de luz. A quantidade que é absorvida ou liberada por um elétron 
corresponde exatamente à diferença entre um nível de energia e outro. Como existem apenas algumas 
órbitas possíveis, há somente alguns valores de energia – por isso a denominação energia quantizada.
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energia
Por que alguns objetos emitem luz no escuro?
Alguns tipos de interruptores de luz, pulseiras e colares distribuídos 
em festas e determinados brinquedos parecem brilhar como se tivessem 
luz própria.
Trata-se do fenômeno da luminescência, que é visualmente atraente e 
desperta a curiosidade de pessoas de todas as idades. Na verdade, o que 
acontece é um processo de excitação eletrônica seguido da emissão de luz 
na faixa do espectro visível.
A excitação eletrônica pode ser provocada por uma reação exotér-
mica e espontânea ou por uma fonte de energia externa. Ao retornar 
ao estado fundamental, pode ocorrer a emissão de luz na forma de 
quimioluminescência, de fluorescência ou de fosforescência.
A quimioluminescência ocorre por meio de uma reação química exotérmica espontânea; já a fluorescên-
cia e a fosforescência utilizam uma fonte de energia externa. De maneira simplificada, pode-se dizer que a 
diferença entre o fenômeno de fluorescência e o de fosforescência reside no tempo de emissão de luz.
Na fluorescência, a emissão de luz cessa quando a fonte de energia é desligada. Na fosforescência, es-
sa emissão pode durar horas (é o que acontece com o interruptor de luz no qual a luz visível tem energia 
suficiente para promover a excitação eletrônica).
O modelo de Bohr e os espectros dos elementos
O modelo de Bohr explicava os espectros descontínuos dos elementos. Para ele, os elétrons que rece-
biam energia (proveniente do aquecimento ou de descargas elétricas) passavam para níveis de maiorenergia. Quando eles se encontravam nesses níveis, dizia-se que o átomo estava eletronicamente excitado. 
Ao retornarem ao estado de menor energia, denominado estado fundamental, acontecia a emissão de 
energia, que poderia ocorrer sob a forma de luz.
Ainda de acordo com Bohr, cada linha luminosa separada do espectro do hidrogênio indicava a ener-
gia liberada quando o elétron passava de um nível mais externo para outro mais próximo ao núcleo.
Ao considerar o átomo de hidrogênio composto de um núcleo que continha um único próton, em torno 
do qual havia um único elétron, Bohr calculou todas as linhas do espectro desse elemento, observando 
que os valores encontrados coincidiam com os obtidos experimentalmente no espectro descontínuo.
Pulseiras quimioluminescentes, 
como essas da foto, são 
exemplos de objetos que 
brilham no escuro.
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Modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio. Cores-fantasia.
Fonte de pesquisa: Atom. In: Encyclopedia Britannica. [S. l.]: Britannica Group, 2016. Disponível em: 
http://global.britannica.com/science/atom?overlay5true&assemblyId5155372. Acesso em: 13 abr. 2020.
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Representação sem 
proporção de tamanho.
35Não escreva no livro.
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MEDIÇÕES
A fotografia desta página mostra alguns ingredientes e objetos utilizados em 
uma receita culinária. O preparo de um alimento pode envolver diversos tipos de 
medição, como a da quantidade de cada ingrediente (com o uso de uma balança), 
da temperatura a que eles devem ser expostos, do tempo de aquecimento ou de 
resfriamento, entre outros. 
Todos os dias, as pessoas fazem medições: dosar a quantidade de açúcar ou 
de adoçante no café, no leite ou em um suco, verificar a temperatura ambiente 
antes de sair de casa (para determinar a escolha por roupas mais leves ou mais 
grossas, por exemplo), regular a pressão dos pneus de bicicletas, automóveis e 
caminhões, etc.
Algumas dessas medições podem ser classificadas em qualitativas (quando 
não se emprega um valor numérico, como em “asse até dourar”) ou em quantita-
tivas (quando se usa um valor numérico, como em “adicione 150 mL de leite”).
Neste capítulo, além de estudar grandezas e medidas, você vai aprofundar 
os conhecimentos sobre a matéria, reconhecer que algumas de suas proprieda-
des podem ser utilizadas na identificação dos materiais, enquanto outras não, 
e, ainda, analisar o comportamento de alguns sistemas durante o aquecimento 
dos materiais.
 » Para começar
1. Cite quatro unidades 
de medida que você 
costuma usar no dia 
a dia.
2. Quais medições você 
faz com frequência?
3. Por que é importan-
te fazer medições?
UNIDADES DE MEDIDA 
E PROPRIEDADES DA MATÉRIA
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A preparação de alimentos 
geralmente envolve 
medição e transformação 
de seus ingredientes.
16 Não escreva no livro.
Abertura de 
capítulo
Um texto e uma 
imagem abrem o 
capítulo. Também 
traz questões sobre 
o que você já sabe 
do tema em estudo.
Boxe com informações 
que ampliam ou 
complementam o assunto.
Por que alguns objetos emitem luz no escuro?
Alguns tipos de interruptores de luz, pulseiras e colares distribuídos 
em festas e determinados brinquedos parecem brilhar como se tivessem 
luz própria.
Trata-se do fenômeno da luminescência, que é visualmente atraente e 
desperta a curiosidade de pessoas de todas as idades. Na verdade, o que 
acontece é um processo de excitação eletrônica seguido da emissão de luz 
na faixa do espectro visível.
A excitação eletrônica pode ser provocada por uma reação exotér-
mica e espontânea ou por uma fonte de energia externa. Ao retornar 
Pulseiras quimioluminescentes, 
como essas da foto, são 
exemplos de objetos que 
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Acesse
 » Crie um microscópio com 
seu celular
Essa matéria traz instruções 
de como montar um micros-
cópio com aumento de 175 
vezes, utilizando a câmera do 
celular e a lente de um apon-
tador a laser. 
Disponível em: https://super.abril.
com.br/tecnologia/crie-um-micros 
copio-com-seu-celular/. Acesso 
em: 24 abr. 2020.
PARA EXPLORAR 
Para explorar
Indicações de 
sites, livros, 
filmes, entre 
outras, para 
você explorar o 
assunto.
Linus Pauling e a descoberta da estrutura do DNA
No início da década de 1950, Linus Pauling era amplamente conhecido e respeitado no meio cien-
tífico por seus trabalhos sobre ligações químicas e a estrutura das moléculas. Foi nessa época que 
Pauling resolveu direcionar seus esforços para a compreensão das moléculas biológicas. Seus estu-
dos com as proteínas desvendaram a estrutura dessas moléculas e o próximo passo seria desvendar 
a estrutura da molécula de DNA.
Além dele, o biólogo e geneticista estadunidense James Watson (1928- ), o biólogo britânico Francis 
Crick (1916-2004), o fisiologista neozelandês Maurice Wilkins (1916-2004) e a química britânica 
Rosalind Franklin (1920-1958) também estavam na corrida para desvendar a estrutura do DNA. 
Pauling já sabia que a molécula do DNA era helicoidal, mas faltavam mais informações, como as 
imagens de raio X do DNA que Maurice Wilkins e Rosalind Franklin produziram. 
Em 1951, Pauling soube dessas imagens e pediu para vê-las. Wilkins, porém, se recusou a 
mostrá-las. Em 1953, Pauling publicou um artigo com seu colaborador, o bioquímico estadunidense 
Robert Corey (1897-1971), no qual descrevia uma estrutura de tripla hélice, com as bases A, C, G e T 
apontadas para fora. O fosfato formava a espinha dorsal da molécula. A coesão da molécula dependia 
de ligações de hidrogênio entre os grupos fosfatos. O problema é que não podia haver hidrogênio na 
estrutura, pois os fosfatos perdem hidrogênio em pH usual dentro das células, ou seja, a estrutura 
proposta por Pauling era energeticamente instável. 
A estrutura do DNA foi revelada em 1954 pelos pesquisadores Watson e Crick, com a utilização das 
imagens produzidas por Rosalind Franklin. 
Apesar de não ter decifrado essa estrutura, Pauling recebeu dois prêmios Nobel: o de Química, por 
seu trabalho sobre a natureza das ligações químicas, e o da Paz, por sua atuação como pacifista e con-
tra os testes nucleares. 
1. De acordo com o texto, qual era o problema na estrutura proposta por Linus Pauling e Robert Corey 
para o DNA?
2. Watson, Crick e Wilkins receberam um prêmio Nobel pela descoberta da estrutura do DNA, porém 
não é possível afirmar que eles tenham chegado sozinhos a esse resultado. Você concorda com 
essa afirmação? Justifique sua resposta. 
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Eletronegatividade e as ligações químicas
Quando dois átomos estão ligados, há interação elétrica de atração entre os núcleos desses átomos e 
os elétrons da última camada de ambos. A eletronegatividade está relacionada à tendência do núcleo de 
um átomo a atrair os elétrons envolvidos em uma ligação. Quanto maior for essa tendência de atração, 
maior será a eletronegatividade do elemento.
O conceito de eletronegatividade foi desenvolvido pelo químico estadunidense Linus Pauling (1901- 
-1994) e possibilitou uma classificação mais abrangente das substâncias. A eletronegatividade é, por-
tanto, uma grandeza que corresponde à capacidade que o átomo de um elemento tem de atrair elétrons 
da ligação, quando combinado com outro átomo. O átomo que atrai esses elétrons com mais intensidade 
é mais eletronegativo. Aquele que os atrai com menos intensidade é menos eletronegativo.
Pauling sugeriu que ligações entre átomos de elementos com baixa eletronegatividade apresentam 
elevado caráter metálico. Nessas ligações, a baixa atração pelos elétrons justificaria a presença de elé-
trons livres. É o que ocorre nas substâncias metálicas, como magnésio, cálcio, cobre, entre outras.
Ligações entre átomos de eletronegatividade mais alta apresentam forte caráter covalente. Como es-
ses átomos têm maior tendência a atrair os elétrons, estes são compartilhados, ficando fortemente liga-
dos aos núcleos. Ligações covalentes estão presentes,por exemplo, na água (H2O), no dióxido de carbono 
(CO2) e no oxigênio (O2). As ligações entre átomos de alumínio e átomos de cloro no cloreto de alumínio 
sólido anidro (Aº2Cº6), por exemplo, mesmo contendo um elemento metálico, apresentam acentuado ca-
ráter covalente. O cloreto de alumínio, portanto, é considerado uma substância molecular.
Se um átomo de um elemento de eletronegatividade muito baixa se liga a um átomo de um elemento 
de eletronegatividade muito alta, essa interação tende a ter alto caráter iônico, pois o par de elétrons da 
ligação é mais atraído pelo átomo mais eletronegativo. Nesse caso, o átomo do elemento menos eletro-
negativo pode ser considerado cátion, e o do mais eletronegativo, ânion. Um exemplo desse tipo de liga-
ção está presente no cloreto de sódio (NaCº).
75Não escreva no livro.
Ciência se discute 
Apresenta debates, 
conflitos e controvérsias 
entre os próprios 
cientistas ou entre 
sociedade e ciência.
4 Não escreva no livro.
ATIVIDADES
a) Sabendo que o ácido nítrico sofre ionização em 
solução aquosa, enquanto o etanol não, equacio-
ne os dois processos de dissolução.
b) Quais substâncias compõem a solução A e quais 
compõem a solução B? Explique como ocorre 
condução de corrente elétrica na solução B.
1 As substâncias X, Y e Z, que são sólidas à tempera-
tura ambiente, apresentam as propriedades físicas 
resumidas na tabela a seguir.
Substância X Y Z
Condutibilidade elétrica 
no estado sólido má boa má
Condutibilidade elétrica 
no estado líquido 
(fundido)
boa boa má
Condutibilidade elétrica 
em água conduz
não se 
dissolve 
em água
má
 • Classifique cada uma dessas substâncias em iôni-
ca, metálica ou molecular. Justifique sua resposta. 
2 As fotos a seguir são de duas panelas comumente 
encontradas em lojas de utensílios domésticos.
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 • Qual é a comodidade oferecida pela panela de al-
ças de plástico em relação à de alças de alumínio? 
Por quê?
3 Os cabos elétricos de diversos aparelhos eletrônicos, 
como televisão, computador, geladeira e máquina de 
lavar, são formados por pelo menos duas partes, 
retratadas na foto a seguir.
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a) Escreva as fórmulas do óxido do magnésio e do 
cloreto de sódio.
b) Represente os íons que formam essas substâncias.
c) Quantos íons de sódio ficam ao redor de um ânion 
cloreto?
d) Nas duas representações, um dos íons apresenta 
menor raio do que o outro. Identifique cada um 
dos íons e justifique a resposta.
6 O esquema a seguir é de um experimento que testa 
a condutibilidade elétrica de duas soluções aquosas 
de substâncias moleculares: o ácido nítrico (HNO3) e 
o etanol (C2H6O).
lâmpada apagada
lâmpada acesa
Representações em 
cores-fantasia.
Representações em cores-fantasia.
 • Explique porque é necessário utilizar plástico ou 
borracha para envolver o fio metálico. 
4 Indique o(s) tipo(s) de ligação química coerente(s) 
com as seguintes propriedades dos materiais:
a) Conduzem corrente elétrica no estado líquido.
b) São, em geral, sólidos à temperatura ambiente.
c) Apresentam elevadas temperaturas de fusão.
d) São maus condutores quando sólidos ou líquidos.
e) São bons condutores elétricos quando sólidos.
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B
Representações sem 
proporção de tamanho.
Representações sem 
proporção de tamanho.
ID
/B
R
5 As substâncias óxido de magnésio e cloreto de sódio 
apresentam retículo cristalino cúbico, como repre-
sentado nas imagens a seguir.
84 Não escreva no livro.
Atividades
Ao final dos 
capítulos, há um 
conjunto de 
atividades sobre os 
assuntos do capítulo. 
Pode incluir um 
exemplo de 
atividade resolvida.
PENSANDO CIÊNCIAS
COMO SABER SE É DE OURO MESMO?
Considerando que a maioria dos objetos ditos de ouro é feita de uma mistu-
ra de ouro e outros metais, você e os colegas vão se reunir em grupos para re-
fletir sobre a seguinte situação: “Um ourives quer vender uma estátua dourada 
e alega que ela é de ouro 18 quilates. Como descobrir se a estátua tem mesmo 
essa composição?”.
 Decompondo o problema 
Proposto o problema complexo – “Como determinar se a estátua é de ouro 
18 quilates?” –, é preciso decompô-lo em problemas mais simples, que envolvem 
a compreensão de assuntos como a fabricação de ligas metálicas, o grau de pure-
za do ouro, as propriedades da matéria, entre outros. Assim, procurem investigar 
esses assuntos mediante perguntas, como:
• Que metais, além do ouro, compõem a liga de ouro 18 quilates?
• Qual é a porcentagem de ouro usada nessa liga?
• Como o ouro é misturado a outros metais?
• De que maneira as propriedades da matéria ajudam a identificar um material?
 Reconhecendo padrões 
Nesta etapa, vocês devem identificar características comuns entre diferentes 
problemas e suas soluções. Considerem uma das perguntas sugeridas na etapa 
anterior: De que maneira as propriedades da matéria ajudam a identificar um ma-
terial? Agora, leiam abaixo uma abordagem para essa questão, envolvendo mate-
riais diferentes dos que o grupo deve investigar.
Uma das propriedades da matéria é a densidade, que é a relação entre a mas-
sa (m) e o volume (v) de um material, sendo única para cada substância. A densi-
dade do alumínio, por exemplo, é igual a 2,7 g/cm3. Assim, ao colocar um bloco de 
1 kg de alumínio em uma bacia com água, ele vai afundar e deslocar 370 mL de 
água, aproximadamente. Se um bloco de 1 kg de outro metal fosse colocado nes-
sa bacia, o volume de água deslocado seria diferente.
Realizem esta etapa para os demais problemas levantados anteriormente.
 Abstraindo o problema 
A proposta, nesta etapa, é identificar os pontos relevantes para a solução do 
problema. Tendo reconhecido os padrões, pensem na questão: De que maneira a 
densidade ajuda a identificar um material?
Como vimos, para determinar a densidade de um material, é necessário, antes, 
saber sua massa e seu volume. A massa de um objeto, como uma estátua, pode 
ser aferida com uma balança. Já o volume pode ser determinado pelo 
princípio de Arquimedes, segundo o qual o volume de água deslocado por um 
sólido é exatamente igual ao volume do próprio sólido. 
Procurem identificar aspectos que realmente importam para chegar a uma so-
lução, descartando os demais. Por exemplo: Importa quem vai aferir a massa e o 
volume? (As diferenças de medição entre um observador e outro podem ser in-
significantes, dependendo da dimensão dos objetos.). 
Outras questões, porém, são extremamente importantes, como: É preciso 
submergir completamente o material na água? Que tipo de recipiente pode ser 
Estatueta do Oscar, 
prêmio concedido 
anualmente às 
melhores produções 
cinematográficas.
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60 Não escreva no livro.
ESTUDO DE CASO 
ELABORANDO UM CARDÁPIO
É manhã de uma terça-feira, dia de feira livre no bairro de Alice. Ela vai à feira 
toda semana fazer compras e adora – para ela, as feiras de rua guardam ainda 
um ar do passado, quando o tempo parecia passar mais lento. Quantas cores, for-
matos, cheiros... Frutas, legumes, hortaliças, ovos, temperos. 
Nutricionista, Alice tem a tarefa de criar para uma escola um cardápio equili-
brado e saudável, com três refeições diárias. Essa escola vai começar a funcionar 
em tempo integral e fornecer alimentação aos alunos. Após ir à feira, Alice vai até 
a escola orientar a diretora e apresenta-lhe a pirâmide alimentar (imagem A), que 
é um guia para uma dieta adequada. A pirâmide alimentar é formada por alguns 
níveis, divididos por grupos de alimento, com a indicação das proporções relativas 
ideais de cada um deles que devem ser ingeridas diariamente.
Alice explica à diretora que os nutrientes podem ser genericamente classifica-
dos em três grupos funcionais básicos: energéticos, construtores e reguladores. 
Pirâmide alimentar e os 
grupos de alimentos.
Fonte de pesquisa: Museu Escolado 
IB. Universidade Estadual Paulista 
(Unesp). Disponível em: https://
www2.ibb.unesp.br/Museu_Escola/2_
qualidade_vida_humana/Museu2_
qualidade_corpo_digestorio3.htm; 
https://www2.ibb.unesp.br/
Museu_Escola/download/
guiadebolso_anvisa.pdf. 
Acessos em: 28 abr. 2020.
Que aspectos Alice precisa considerar para oferecer refeições nutricionalmen-
te adequadas e atrativas aos estudantes?
Reúna-se em grupo para realizar as atividades a seguir. 
1 Façam uma pesquisa sobre o significado de cada uma das classificações 
funcionais dos nutrientes: energético, construtor e regulador. Em seguida, 
montem uma tabela relacionando cada grupo de alimento da pirâmide ali-
mentar (imagem A) com o principal nutriente de que é constituído e também 
com sua classificação funcional. Justifiquem a resposta com base na pesqui-
sa e nos conhecimentos de vocês sobre as biomoléculas e suas funções.
2 Essa classificação funcional dos nutrientes é genérica, pois um nutriente não 
exerce um único tipo de função em nosso corpo. Considerando isso, deem 
exemplos de outras funções que as proteínas e os lipídios podem exercer em 
nosso organismo, além daquelas já descritas por vocês na atividade anterior. 
3 Expliquem por quais motivos óleos, gorduras e açúcares simples estão no 
topo da pirâmide.
grupo 8
grupo 5
grupo 6
grupo 3
grupo 1
grupo 2
grupo 4
grupo 7
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ID
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A
156 Não escreva no livro.
7 Observe, a seguir, a disposição espacial das molécu-
las de trifluoreto de nitrogênio (NF3), de formaldeído 
(CH2O) e de acetileno (C2H2).
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a) Represente os dipolos elétricos em cada 
molécula.
b) Classifique-as em polares ou apolares e indique 
o sentido do dipolo elétrico das polares.
8 Indique as principais interações moleculares presen-
tes nas substâncias listadas a seguir.
a) Água (H2O)(º). 
b) Iodo (I2)(s).
c) Metanol (CH3OH)(º). 
9 A foto a seguir é de um frasco que contém bromo 
(Br2) nos estados líquido e gasoso.
NF3
CH2O
C2H2
Representações em cores-fantasia.
Representações em cores-fantasia.
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10 Leia o texto e responda às questões a seguir.
Historicamente […] 16 de outubro de 1846 é con-
siderada […] a data em que se realizou a primeira in-
tervenção cirúrgica com anestesia geral.
Naquele dia, […] o cirurgião John Collins Warren 
realizou a extirpação de um tumor no pescoço de 
um jovem de dezessete anos […]. O paciente foi 
anestesiado com éter pelo dentista William Thomas 
Green Morton, que utilizou um aparelho inalador por 
ele idealizado. […].
Morton, que praticara com sucesso extrações den-
tárias sem dor, com inalação de éter, antevira a pos-
sibilidade da cirurgia sem dor e obtivera autorização 
para uma demonstração naquele hospital.
Morton não revelara a natureza química da subs-
tância que utilizava, dando-lhe o nome de letheon (do 
grego lethe, rio do esquecimento). Pressionado pela 
Associação Médica de Boston para que novas inter-
venções pudessem ser realizadas sem dor, teve de 
revelar a composição do letheon, que era apenas éter 
sulfúrico puro […].
A insensibilidade total durante o ato cirúrgico, até 
então, era considerada uma utopia nos meios acadê-
micos. […]
Rezende, J. M. Breve história da anestesia geral. In: À 
sombra do plátano: crônicas de história da medicina. São 
Paulo: Ed. da Unifesp, 2009. p. 103-104. Disponível em: 
http://books.scielo.org/id/8kf92/pdf/rezende-97 
88561673635-11.pdf. Acesso em: 12 abr. 2020.
O éter sulfúrico mencionado no texto é o nome co-
mercial do éter dietílico. Trata-se de uma substância 
altamente inflamável constituída de moléculas com 
a seguinte fórmula estrutural:
a) Que tipo de interação ocorre entre as moléculas 
de bromo no estado líquido?
b) No nível molecular, o que diferencia o estado lí-
quido do gasoso?
Representações sem 
proporção de tamanho.
Representações sem 
proporção de tamanho.
C
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C
H H
HH
C
H
H
C
H
H
H H
a) As moléculas de éter dietílico são polares ou 
apolares? Justifique.
b) Qual é o tipo de interação entre as moléculas de 
éter dietílico?
c) Pesquise em sites e livros a história da cirurgia 
mencionada no trecho acima e escreva um texto 
curto sobre a importância da anestesia para a 
medicina.
11 Para se obter amoníaco, borbulha-se amônia (NH3) 
gasosa – substância que apresenta odor desagradá-
vel – em água. 
 • Que tipo de interação existe entre as moléculas de 
amônia e de água?
85Não escreva no livro.
usado para determinar o volume de água deslo-
cado pelo objeto? 
Pesquisem as informações necessárias para 
responder às questões levantadas e, depois, rea-
lizem uma simulação prática para testar o princípio 
de Arquimedes com algum objeto. Outros questio-
namentos também devem ser feitos para os 
demais problemas levantados. 
 Buscando soluções 
Este é o momento em que se elabora uma possível solução para o problema, deixando cla-
ro como deve ser feito o procedimento, qual a sequência de cálculos, quais são os valores es-
perados para determinar se o objeto é ou não de ouro 18 quilates, entre outros aspectos.
 Elaborando o algoritmo 
O algoritmo se refere a todo o processo necessário para instruir alguém ou alguma máqui-
na a realizar determinada tarefa. Foquem no que é essencial para a correta execução do que 
está sendo instruído. Um exemplo de algoritmo é o passo a passo de uma receita de bolo. 
O algoritmo para a preparação de um bolo deve informar tudo o que deve ser feito, como 
a separação e a quantidade dos ingredientes, os processos de execução, etc. Por exemplo: 
1 Organizar os utensílios que serão utilizados no preparo: forno, liquidificador, copo medi-
dor, colher medidora e uma fôrma para assar o bolo. 
2 Separar os ingredientes: farinha de trigo, açúcar, leite, ovos, óleo, sal, fermento em pó, es-
sência de baunilha, manteiga.
3 Medir as quantidades de ingredientes: duas xícaras (chá) de farinha de trigo, duas xícaras 
(chá) de açúcar, uma xícara (chá) de leite, dois ovos, quatro colheres (sopa) de óleo, 0,5 g 
de sal, uma colher (sopa) de fermento em pó, duas gotas de essência de baunilha, uma 
colher (café) de manteiga e meia xícara (café) de farinha de trigo para untar a fôrma.
4 Realizar o processo de mistura dos ingredientes para fazer a massa do bolo seguindo orien-
tações: Quebre, com cuidado, a casca dos ovos, colocando as claras e as gemas no interior 
do copo do liquidificador; adicione às claras e às gemas o açúcar, a farinha de trigo, o leite, 
o óleo, o sal, o fermento e a essência de baunilha que estavam reservados para o preparo. 
Feche o copo do liquidificador e bata tudo em velocidade média até que a massa fique ho-
mogênea e bem líquida (cerca de 2 minutos), e então, desligue o liquidificador.
5 Preparar a forma: Unte a fôrma com a manteiga e a farinha de trigo. Depois, despeje nela 
a massa do interior do copo do liquidificador.
6 Levar ao forno para assar: Preaqueça o forno a 200 °C por 15 minutos; coloque a fôrma 
no interior do forno e deixe assar por 40 minutos, na mesma temperatura. Com cuidado, 
retire a fôrma do forno.
 Agora, com base nas informações pesquisadas e discutidas, troquem ideias e elaborem 
um algoritmo para determinar se a estátua do ourives é de ouro 18 quilates.
PARA DISCUTIR
1 Compartilhem com os demais grupos o algoritmo que desenvolveram e respondam: Há 
diferenças entre eles? Se sim, quais?
2 Essas eventuais diferenças poderiam ser utilizadas para melhorar o algoritmo que seu 
grupo produziu? Ou o algoritmo de vocês poderia ser útil aos demais grupos? Discutam 
de que maneira essas trocas de informações e experiências podem ser feitas.
3 Algum dos algoritmos prevê uma maneira de determinar a composição precisa da estátua? 
De que maneira isso deve ser feito?
objeto
volume final }volume inicial volume do objetovolume 
inicial
O esquema mostra como calcular o volume de um objeto pelo 
princípio de Arquimedes. Cores-fantasia.
Representaçãosem 
proporção de tamanho.
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ID
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61Não escreva no livro.
Gráficos do consumo de calorias e da alteração do peso corpóreo em função de duas dietas diferentes: uma com alimentos 
ultraprocessados (acima) e outra com alimentos não processados (abaixo). 
Fonte de pesquisa: Hall, K. D. et al. Ultra-processed diets cause excess calorie intake and weight gain: an inpatient randomized 
controlled trial of ad libitum food intake. Cell Metabolism, v. 30, p. 67-77, July 2, 2019. Disponível em: https://www.cell.com/cell-
metabolism/pdf/S1550-4131(19)30248-7.pdf. Acesso em: 28 abr. 2020.
ID
/B
R
A nutricionista segue a conversa com a diretora lembrando um ponto importante: deve-se 
priorizar o consumo de alimentos não processados ou minimamente processados e evitar o 
consumo de alimentos ultraprocessados.
Alice mostra os gráficos com os resultados de uma pesquisa recente realizada nos Estados 
Unidos, na qual vinte adultos passaram quatro semanas sendo estudados em um centro de 
pesquisa (imagem B). 
B
Nas duas primeiras semanas, metade dos participantes recebeu uma dieta somente com 
alimentos não processados e a outra metade, somente com alimentos ultraprocessados. Nas 
duas semanas seguintes, o arranjo se inverteu. As duas dietas eram semelhantes quanto à 
porcentagem de calorias, carboidratos, gorduras, proteínas, fibras e açúcares. As pessoas fa-
ziam três refeições diárias e podiam comer à vontade.
4 Façam uma pesquisa sobre o que são alimentos não processados, alimentos minima-
mente processados e alimentos ultraprocessados. Em seguida, deem exemplos de cada 
um deles e expliquem por que devemos evitar o consumo de alimentos ultraprocessados.
5 Descrevam qual foi a forma de controle experimental usada no estudo descrito por Alice 
e expliquem a importância do uso desse tipo de controle. Em seguida, interpretem os 
gráficos e extraiam conclusões sobre o estudo. 
Alice pede à diretora que elabore um esboço de um cardápio para cinco dias, incluindo ca-
fé da manhã, almoço e lanche da tarde, para que ela faça ajustes depois. A diretora, 
então, cria o seguinte cardápio:
Refeição Seg. Ter. Qua. Qui. Sex.
café da 
manhã
suco de laranja 
natural; biscoito 
de polvilho
café com leite;
bolo de milho
suco de goiaba 
natural;
pão de queijo
café com leite;
cuscuz com ovo
suco de mamão;
tapioca com queijo
almoço
arroz; feijão; 
frango assado; 
polenta; 
abobrinha
arroz; lentilha; 
hambúrguer 
com queijo; 
couve; 
abobrinha
salada de cenoura 
e beterraba; 
macarrão com 
molho de tomate;
nuggets de frango
arroz; feijão; 
pernil com 
abacaxi; batata 
assada; 
abobrinha
salada de alface e 
tomate; arroz; 
feijão; carne moída 
com abobrinha
lanche
iogurte com 
frutas;
pão de queijo
suco de 
caixinha; tapioca 
com queijo
salada de frutas
leite batido com 
frutas; biscoito 
de polvilho
café com leite;
barra de cereais
6 No lugar de Alice, que alterações vocês fariam no cardápio elaborado pela diretora? No 
caderno, elaborem o cardápio alterado justificando suas alterações. Compartilhem o 
cardápio com os colegas e discutam as alterações propostas por cada grupo. 
7 Adéquem o cardápio modificado às particularidades regionais e culturais da comunidade.
Ultraprocessado
Não processado
3500
3000
In
ge
st
ão
 à
 v
on
ta
de
(C
al
or
ia
s/
di
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2500
3500
Dias em dieta
0 2 4 6 8 10 12 14 M
ud
an
ça
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pe
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co
rp
or
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g)
Dias em dieta
1
0
0 2 4 6 8 10 12 14
21
Ultraprocessado
Não processado
157Não escreva no livro.
5 Observe a foto abaixo, de uma célula pancreá-
tica secretora de enzimas digestivas.
paciente para definir um diagnóstico. Os resul-
tados estão dispostos na tabela.
Constituinte Número normal Paciente
Glóbulos 
vermelhos 4,8 milhões/mm
3 4 milhões/mm3
Glóbulos 
brancos
(5 000 2 
2 10 000)/mm3 9 000/mm
3
Plaquetas (250 000 2 
2 400 000)/mm3 200 000/mm
3
Relacionando os sintomas apresentados pelo 
paciente com os resultados de seu hemograma, 
constata-se que
a) o sangramento nasal é devido à baixa quan-
tidade de plaquetas, que são responsáveis 
pela coagulação sanguínea.
b) o cansaço ocorreu em função da quantidade 
de glóbulos brancos, que são responsáveis 
pela coagulação sanguínea.
c) a dificuldade respiratória ocorreu da baixa 
quantidade de glóbulos vermelhos, que são 
responsáveis pela defesa imunológica.
d) o sangramento nasal é decorrente da baixa 
quantidade de glóbulos brancos, que são 
responsáveis pelo transporte de gases no 
sangue.
e) a dificuldade respiratória ocorreu pela quan-
tidade de plaquetas, que são responsáveis 
pelo transporte de oxigênio no sangue.
8 (Enem) A toxina botulínica (produzida pelo 
bacilo Clostridium botulinum) pode ser encon-
trada em alimentos malconservados, causando 
até a morte de consumidores. No entanto, essa 
toxina modificada em laboratório está sendo 
usada cada vez mais para melhorar a qualidade 
de vida das pessoas com problemas físicos 
e/ou estéticos, atenuando problemas como o 
blefaroespasmo, que provoca contrações invo-
luntárias das pálpebras.
baCHur, T. P. R. et al. Toxina botulínica: de veneno a 
tratamento. Revista Eletrônica Pesquisa Médica, n. 1, 
jan./mar. 2009. (Adaptado.)
O alívio dos sintomas do blefaroespasmo é 
consequência da ação da toxina modificada 
sobre o tecido
a) glandular, uma vez que ela impede a produ-
ção de secreção de substâncias na pele.
b) muscular, uma vez que ela provoca a para-
lisia das fibras que formam esse tecido.
c) epitelial, uma vez que ela leva ao aumento 
da camada de queratina que protege a pele.
d) conjuntivo, uma vez que ela aumenta a quan-
tidade de substância intercelular no tecido.
e) adiposo, uma vez que ela reduz a espessura 
da camada de células de gordura do tecido.
a) Qual é a relação entre a atividade secretora 
dessa célula e a presença de um retículo 
endoplasmático granuloso bem desenvolvido?
b) Descreva o caminho percorrido por um ami-
noácido no interior dessa célula, desde sua 
absorção até sua eliminação como parte de 
uma proteína secretada.
6 (UEL-PR) Na tabela a seguir, estão assinaladas 
a presença (1) ou a ausência (2) de alguns 
componentes encontrados em quatro diferentes 
tipos celulares (A, B, C e D).
Componentes Tipos celulares
A B C D
envoltório 
nuclear 1 2 1 2
ribossomos 1 1 1 1
mitocôndrias 1 2 1 2
clorofila 2 1 1 1
retículo 
endoplasmático 1 2 2 2
Os tipos celulares A, B, C e D pertencem, respec-
tivamente, a organismos
a) procarioto heterótrofo, eucarioto heterótrofo, 
procarioto autótrofo e eucarioto autótrofo.
b) procarioto autótrofo, eucarioto autótrofo, eu-
carioto heterótrofo e procarioto heterótrofo.
c) eucarioto heterótrofo, procarioto heterótrofo, 
procarioto autótrofo e eucarioto autótrofo.
d) eucarioto autótrofo, procarioto autótrofo, 
eucarioto heterótrofo e procarioto heteró-
trofo.
e) eucarioto heterótrofo, procarioto autótrofo, 
eucarioto autótrofo e procarioto heterótrofo.
7 (Enem) Um paciente deu entrada em um pron-
to-socorro apresentando os seguintes sintomas: 
cansaço, dificuldade em respirar e sangramen-
to nasal. O médico solicitou um hemograma ao 
Retículo 
endoplasmático 
rugoso. Foto ao 
microscópio 
eletrônico; 
imagem 
colorizada; 
aumento de 
cerca de 10 mil 
vezes.
B
io
m
ed
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al
 Im
ag
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U
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to
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en
a
159Não escreva no livro.
CIÊNCIA TEM HISTÓRIA
O Prêmio Nobel e Madame Curie
PARA DISCUTIR
1 Quais foram as descobertas realizadas por Pierre e Marie Curie?
2 As descobertas dos Curie foram realizações experimentais ou teóricas? Justifique.
3 Identifique as outras descobertas que ganharam Prêmio Nobel de Física nos anos 1901 e 1902.
4 Levante hipóteses sobre os motivos que fizeram Marie Curie ser ignorada na indicação do Prêmio 
Nobel.
Em 10 de dezembro de 1896, o industrial Alfred Nobel morreu, deixando sua fortuna 
(em 1867, ele havia patenteado a dinamite) para ser administrada pela Academia sueca, 
paradistribuir prêmios às realizações notáveis em literatura, medicina, física, química e 
paz. […] O primeiro Prêmio Nobel de Física foi concedido a Röntgen em 1901. Naquele 
ano e no próximo, Marie Curie, Pierre Curie e Henri Becquerel foram indicados por 
Charles Bouchard, um médico com direito vitalício de indicação, mas o prêmio de Física 
foi para H. A. Lorentz e Pierre Zeeman, por suas pesquisas na “influência do magnetismo 
sobre os fenômenos da radiação”. Isso foi desapontador, porque Pierre Curie havia esta-
belecido grande parte da base daqueles estudos. No ano seguinte, num exemplo impres-
sionante do que era ser uma mulher em ciência, um machismo odioso eliminou qualquer 
pretensão de que Marie Curie viesse a ser aceita em termos de igualdade.
Quatro cientistas influentes colaboraram em uma carta oficial indicando Pierre Curie 
e Henri Becquerel para o Prêmio Nobel de Física de 1903. Marie Curie não foi mencio-
nada. A carta continha um relato distorcido da descoberta do polônio e do rádio. Afirma-
va que aqueles dois homens, competindo com rivais estrangeiros, haviam “trabalhado 
juntos e separadamente para procurar, com alguma dificuldade, alguns decigramas da-
quele material precioso”. Isso apesar do fato de as descobertas espantosas de Marie Curie serem conhecidas 
por toda a comunidade científica e de três dos quatro homens que assinaram a carta terem se envolvido no tra-
balho dela e saberem muito bem a quem cabia o mérito. […]
Especulou-se que Becquerel influenciara os cientistas para que sua própria participação fosse aumentada 
na carta. Um membro da comissão de ciência do Nobel, Magnus Costa Mittag-Leffler, matemático famoso e 
editor-chefe de Acta Mathematica, acreditava que as mulheres que faziam ciência não eram devidamente re-
conhecidas e deplorou a omissão de Marie Curie da carta de indicação. Para sondar o clima, escreveu uma 
carta particular a Pierre Curie informando-o da situação. Pierre respondeu que, se aquela indicação era real, 
ele não poderia aceitar o prêmio sem que a comissão do Nobel incluísse Marie Curie. Munido da resposta de 
Pierre, Mittag-Leffler exerceu sua influência considerável para exigir que o nome de Marie Curie fosse acres-
centado à carta de indicação. Certos membros antagônicos da comissão alegaram que aquilo era impossível, 
pois a carta de indicação havia sido protocolada. Foi aí que Charles Bouchard lembrou à comissão que aqui-
lo não era bem verdade, já que ele havia incluído Marie em suas nomeações para o Prêmio Nobel de 1901 e 
1902. Àquela altura, a política da comissão estava tão desmoralizada que enfim o nome de Marie Curie foi 
acrescentado ao prêmio […].
Goldsmith, B. Gênio obsessivo: o mundo interior de Marie Curie. São Paulo: Companhia das Letras, 2006. p. 92-94.
S
ci
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ce
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ou
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Fo
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ar
en
a
Marie Curie medindo 
radioatividade de uma 
amostra em seu 
laboratório. Foto feita entre 
1897 e 1899.
A construção da Física moderna contou com a participação de várias mulheres em suas descobertas. 
A mais famosa delas foi Marie S. Curie (1867-1934), cientista de origem polonesa, que, no início do sécu-
lo XX, participou da Primeira Guerra Mundial (1914-1918), instalando equipamentos de raios X nos hos-
pitais das frentes de guerra francesas.
58 Não escreva no livro.
PRÁTICAS DE CIÊNCIAS
INVESTIGAR O FUNCIONAMENTO DE UMA CÉLULA FOTOELÉTRICA
Como vimos, as células fotoelétricas convertem a energia de uma fonte 
de luz em energia elétrica, o que possibilita o funcionamento de aparelhos 
eletrônicos sem a intervenção humana e também sem que estejam conec-
tados a tomadas.
No caso da calculadora retratada na foto, de modo simplificado, os fótons 
atingem a célula fotoelétrica desse aparelho, removendo elétrons de seus 
átomos e fornecendo a esses elétrons energia suficiente para que ocorra 
sua transferência da célula para um semicondutor. Nessa atividade, vamos 
verificar se a calculadora funciona se for iluminada por qualquer cor de luz.
Material
• calculadora que funcione com energia luminosa, ou seja, que apresente 
células fotoelétricas
• pedaços de papel-celofane de várias cores (no mínimo, três)
Como fazer
1 Seguindo orientação do professor, forme um grupo com os colegas. Levem a calculadora para um am-
biente bem iluminado (de preferência pela luz solar direta).
2 Escolham um dos pedaços de papel-celofane e, com ele, cubram completamente o sensor fotoelétrico 
da calculadora. Exponham a calculadora à luz. Com isso, a luz do ambiente é filtrada na cor do papel-
-celofane. Verifiquem se a calculadora continua funcionando com o sensor fotoelétrico coberto pelo 
papel na cor que escolheram.
3 Repitam o passo 2 usando pedaços de papel-celofane de outras cores.
As calculadoras que funcionam 
com energia solar têm uma 
espécie de barra marrom na 
parte superior, onde estão as 
células fotoelétricas.
JA
R
IR
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A
W
AT
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hu
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st
oc
k.
co
m
/ID
/B
R
4 Registrem, em uma tabela, com quais cores de papel-celofane a calculadora funcionou e com quais 
ela não funcionou. Vejam, abaixo, um modelo de tabela.
Cor Calculadora funciona Calculadora não funciona
///////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////// /////////////////////////////////////////
///////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////// /////////////////////////////////////////
Para concluir
1 Analisem a tabela com os resultados do experimento e justifiquem esses resultados de acordo com a 
teoria quântica.
2 Justifiquem por que a teoria clássica não é capaz de explicar esses resultados.
3 Pesquisem na internet outras aplicações de células fotoelétricas. 
células fotoelétricas
D
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g
u
st
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/ID
/B
R
43Não escreva no livro.
Questões globais
Questões mais elaboradas e/ou atividades de vestibulares do país e do Enem 
para você se familiarizar com os exames de ingresso no Ensino Superior.
Ciência, tecnologia e sociedade
Apresenta um texto de circulação social e 
estimula a reflexão sobre ciência e 
tecnologia e suas implicações na sociedade.
Ciência tem história
Apresenta e discute o 
contexto em que 
algumas das ideias 
científicas foram 
construídas, 
estimulando a 
discussão e a reflexão.
Práticas de Ciências
Atividades práticas, 
experimentais e 
investigativas 
levam você a 
desenvolver as 
várias formas de 
investigação 
próprias da ciência.
AT
IV
ID
A
DE
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SE
ÇÕ
ES
Pensando Ciências
Apresenta um problema/uma questão a 
ser solucionado(a) por meio da aplicação 
do pensamento computacional.
Estudo de caso
Texto narrativo em que uma personagem 
ou um narrador apresenta uma situação-
-problema, para que você e os colegas 
discutam e, em grupo, proponham uma 
solução e/ou interpretação para o caso.
ROTEIRO
1. Explique a afirmação: “Todas 
as substâncias orgânicas 
contêm átomos de carbono, 
mas nem todas as substân-
cias que contêm carbono são 
orgânicas”.
Roteiro
Ao longo dos 
capítulos, 
atividades 
trabalham os 
conteúdos dos 
tópicos 
estudados.
QUESTÕES GLOBAIS
1 Observe a imagem abaixo e faça o que se pede.
P
P
P
P
A
C
G
U
O
O
CH2
CH2
CH2
CH2
O
O
a) Que tipo de molécula é representado por 
esse modelo?
b) Qual é o nome de cada unidade constituinte 
dessa molécula?
c) De que elementos são compostas essas 
unidades? 
2 A figura abaixo representa a molécula de 
celulose.
O
O
OH
H
HCH2OH
O
O
O HO
CH2OH
O
O
O
HO
CH2OHC C C C C C C
C C C C C C
C
C
 • As fibras de celulose apresentam grande re-
sistência e, em decorrência disso, têm grande 
importância estrutural nas células vegetais. 
Pode-se dizer que a celulose é um nutriente 
importante na alimentação humana? Justifi-
que sua resposta.
3 (UFRN) Para fazer um piercing é necessário 
saber quais são os principais cuidados aponta-
dos por especialistas, dentre eles, o de optar 
por áreas sem cartilagens, pois pode haver o 
risco de infecções e formação de queloides. 
Considerando isto:
a) apresente duas funções do tecido cartilagi-
noso no organismo humano;b) justifique, do ponto de vista da constituição 
do tecido cartilaginoso, as dificuldades para 
controlar uma infecção em locais que con-
tenham cartilagens.
4 (Unesp) Para responder às questões 70 e 71, 
analise as fórmulas estruturais de bases nitro-
genadas que compõem o DNA e os símbolos 
empregados para representá-las.
N
N
H N
N
NH2
adenina (A)
N
N
H N
NH
NH2
O
guanina (G)
citosina (C)
N
O
NH2
N
H
timina (T)
NH
O
O
H3C
N
H
N
N
H
N
NH
O
hipoxantina (H)
Questão 70 – Os pareamentos das bases na 
dupla-hélice da molécula de DNA ocorrem por 
meio de
(A) ligações covalentes simples.
(B) ligações covalentes duplas.
(C) ligações de hidrogênio.
(D) ligações iônicas.
(E) forças de London.
Questão 71 – Os nitritos de sódio e de potássio 
são aditivos utilizados como conservadores na 
fabricação de salames, presuntos e outros frios 
e, também, para conferir a cor característica 
desses produtos. Os nitritos são considerados 
mutagênicos. Sua hidrólise produz ácido nitroso 
(HNO2), que reage com bases nitrogenadas do 
DNA. A reação desse ácido com a adenina (A) 
produz hipoxantina (H), cuja estrutura molecu-
lar está representada a seguir.
Como a hipoxantina (H) apresenta estrutura 
molecular semelhante à da /////////, ocorre um 
erro de pareamento entre bases, que passa a 
ser ///////// em vez de A-T.
As lacunas do texto são preenchidas por
(A) guanina e H-T.
(B) adenina e H-C.
(C) timina e A-G.
(D) guanina e H-C.
(E) timina e T-G.
158 Não escreva no livro.
CIÊNCIA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE
PARA DISCUTIR
1 De acordo com o texto, por que é importante desenvolver modelos de pele humana mais 
completos? Em sua resposta, mencione os aspectos citados na matéria.
2 O que são as bio-inks? Como elas se relacionam ao processo de impressão da pele?
3 Em sua opinião, é possível abolir o teste em animais da industria coméstica? Justifique 
sua resposta. 
Pele impressa em 3D substitui animais em teste de cosméticos
Modelos de pele humana impressos em 3D para substituir animais em testes de cosméticos são 
o tema do trabalho da pesquisadora Carolina Motter Catarino […]. 
Em alguns países onde o teste de cosméticos usando modelos animais ainda é permitido, são usa-
dos animais como coelhos e ratos, entretanto, muitos países baniram essa prática em favor do uso de 
métodos alternativos. […] 
De acordo com a pesquisadora, os testes com animais apresentam inconveniências. “Primeira-
mente, os animais são fisiologicamente muito diferentes dos seres humanos, como, por exemplo, […]
[na] composição e estrutura das camadas da pele e concentração de folículos capilares”, aponta. “Es-
sas e outras diferenças podem gerar resultados que não são reproduzidos em humanos posteriormen-
te ou até mesmo não antecipar possíveis efeitos adversos”.
Os modelos de pele disponíveis atualmente para testes são fisiologicamente semelhantes à pele 
humana e foram validados para parâmetros específicos tais como irritação e corrosão, observa Caro-
lina. “No entanto, a maioria destes modelos contém no máximo um ou dois tipos de células dentre 
os mais de 15 tipos presentes na pele humana e não apresentam vasculatura e apêndices (folículo 
capilar, glândulas sudorípara e sebácea)”, ressalta. “A falta destes componentes e dos diferentes ní-
veis de complexidade deixa espaço para desenvolvimento de modelos mais completos e que sejam 
fisiologicamente mais relevantes.”
A pesquisadora trabalhou com células humanas extraídas […] de amostras de pele provenientes 
de cirurgias plásticas ou postectomia (cirurgia para remoção do prepúcio). “Em geral são usadas 
amostras de prepúcio de cirurgias realizadas em recém-nascidos. Essas células apresentam um me-
lhor potencial para expansão e diferenciação em comparação com células isoladas de amostras de 
pele de adultos. Após isolar as células, elas são expandidas in vitro, 
de modo a gerar quantidade suficiente de células para reconstruir 
a pele”, explica. Para a impressão da pele o primeiro passo é pre-
parar as diferentes bio-inks (tintas biológicas). “Essas tintas são 
compostas por uma mistura de proteínas presentes na pele huma-
na, tais como o colágeno tipo I, e as células de pele previamente 
isoladas, como fibroblastos, queratinócitos e melanócitos”.
Os cartuchos de bio-ink são então colocados na impressora e o 
processo de impressão é iniciado e controlado por um software. 
“Depois de impressas, as amostras de pele são mantidas numa 
incubadora de 12 a 21 dias para a diferenciação das camadas da 
pele” […]. “Após esse período, a pele apresenta estrutura seme-
lhante [à da] pele humana e que pode ser usada, por exemplo, pa-
ra avaliar potencial irritante ou corrosivo, entre outros, de substân-
cias aplicadas topicamente.”
Bernardes, J. Pele impressa em 3D substitui animais em teste de cosméticos. Jornal da USP, São Paulo, 
15 jan. 2018. Disponível em: https://jornal.usp.br/ciencias/pele-impressa-em-3d-substitui-animais-em-teste-de-
cosmeticos/. Acesso em: 17 mar. 2020.
Pele humana produzida na impressora 3D e a 
pele existente no corpo. Uso de corantes.
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Pele humana
Pele humana impressa
149Não escreva no livro.
5Não escreva no livro.
6
(CGEB1) Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo 
físico, social, cultural e digital para entender e explicar a realidade, continuar aprendendo e 
colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. 
(CGEB2) Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, 
incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para 
investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções 
(inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas. 
(CGEB4) Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), 
corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens artística, 
matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e 
sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo. 
(CGEB5) Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de 
forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as 
escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, 
resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva.
(CGEB7) Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, 
negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os 
direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, 
regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e 
do planeta. 
(CGEB8) Conhecer-se, apreciar-se e cuidar de sua saúde física e emocional, compreendendo- 
-se na diversidade humana e reconhecendo suas emoções e as dos outros, com autocrítica e 
capacidade para lidar com elas.
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS
(CECNTEM1) Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas 
interações e relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e 
coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos 
socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e global.
(CECNTEM2) Analisar e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do 
Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a 
evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar e defender decisões éticas e 
responsáveis. 
(CECNTEM3) Investigar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento 
científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e 
linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que consideremdemandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões 
a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e 
tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC).
COMPETÊNCIAS ESPECÍFICAS
COMPETÊNCIAS GERAIS 
DA EDUCAÇÃO BÁSICA
COMPETÊNCIAS E HABILIDADES DA BNCC
Neste volume, são desenvolvidas as competências e habilidades da Base Nacional Comum 
Curricular (BNCC) para o Ensino Médio indicadas a seguir. As siglas utilizadas para as competên-
cias são: competências gerais da Educação Básica (CGEB) e competências específicas de Ciências 
da Natureza e suas Tecnologias para o Ensino Médio (CECNTEM).
6 Não escreva no livro.
7
HABILIDADES
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS
COMPETÊNCIA ESPECÍFICA 1
(EM13CNT101) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais 
específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de 
matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em 
situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o 
uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas. 
(EM13CNT103) Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as 
potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no 
ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica. 
(EM13CNT104) Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a 
composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o 
nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou 
coletivas para seus usos e descartes responsáveis.
COMPETÊNCIA ESPECÍFICA 2
(EM13CNT202) Analisar as diversas formas de manifestação da vida em seus diferentes níveis 
de organização, bem como as condições ambientais favoráveis e os fatores limitantes a elas, com 
ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade 
virtual, entre outros). 
(EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, 
fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e 
incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
COMPETÊNCIA ESPECÍFICA 3
(EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar 
instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou 
resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de 
situações-problema sob uma perspectiva científica. 
(EM13CNT302) Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de 
análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, 
símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, 
mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou 
promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e 
ambiental. 
(EM13CNT303) Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências 
da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto 
na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a 
coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de 
informações. 
(EM13CNT304) Analisar e debater situações controversas sobre a aplicação de conhecimentos 
da área de Ciências da Natureza (tais como tecnologias do DNA, tratamentos com células-tronco, 
neurotecnologias, produção de tecnologias de defesa, estratégias de controle de pragas, entre 
outros), com base em argumentos consistentes, legais, éticos e responsáveis, distinguindo 
diferentes pontos de vista. 
(EM13CNT307) Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em 
diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ou propor 
soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano. 
(EM13CNT308) Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou 
eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e 
avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais. 
(EM13CNT309) Analisar questões socioambientais, políticas e econômicas relativas à 
dependência do mundo atual em relação aos recursos não renováveis e discutir a necessidade 
de introdução de alternativas e novas tecnologias energéticas e de materiais, comparando 
diferentes tipos de motores e processos de produção de novos materiais.
Brasil. Ministério da Educação. Secretaria de Educação Básica. Base nacional comum curricular: educação é a base.
Brasília: MEC/SEB, 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/. Acesso em: 14 jul. 2020.
7Não escreva no livro.
CAPÍTULO 1 - Unidades de medida e 
propriedades da matéria 16
Medições 16
Unidades de medida 17
Massa 17
Volume 17
Temperatura 18
Densidade 18
Pressão 19
Exatidão e precisão nas medidas 20 
Propriedades da matéria 21
Práticas de Ciências: 
Duas maneiras de 
diferenciar líquidos 25
Atividades 26
CAPÍTULO 2 - Modelos atômicos e 
características dos átomos 28
Aplicações dos raios X 28
Modelos atômicos de 
Dalton e Thomson 29
O modelo de Rutherford e as 
partículas fundamentais do átomo 29
Próton, nêutron e elétron 30
Número atômico 31
Isótopos 32
UNIDADE 1
Do que são feitos os materiais
14
A reelaboração do modelo 
atômico de Rutherford 33
Espectros atômicos 34
O modelo atômico de 
Rutherford-Bohr 35 
Distribuição eletrônica em 
camadas ou níveis de energia 36
Critérios para prever 
a distribuição eletrônica 37
Práticas de Ciências: 
Teste de chama 38
Atividades 39
CAPÍTULO 3 - Física quântica 40
Fenômenos atômicos 40
O trabalho de Planck 41
O efeito fotoelétrico 42
Práticas de Ciências: 
Investigar o funcionamento de 
uma célula fotoelétrica 43
A dualidade onda-partícula 44
O princípio da incerteza 45
A descoberta do spin 46
A física das partículas 
elementares 47
Ciência, tecnologia e sociedade: 
Iluminação LED: 
principais benefícios 49
Atividades 50
CAPÍTULO 4 - Física nuclear 51
Medicina nuclear 51
A descoberta da radioatividade 52
Decaimento radioativo 53
Alteração do núcleo atômico 55
CAPÍTULO 1 - Ligações químicas 66
Introdução ao estudo 
das ligações químicas 66
Tabela Periódica dos elementos 68
Substâncias iônicas, 
moleculares e metálicas 69
Ligação iônica 70
Ligação metálica 72
Ciência, tecnologia e sociedade: 
Seu telefone nasceu sobre uma 
montanha de resíduos tóxicos 74
Ligação covalente 76
Ligações simples, duplas 
e triplas 76
10Portal de Ciências: tornando o conhecimento científico acessível à comunidade 
UNIDADE 2 64
Átomos e moléculas: ligações e 
relações quantitativas
Efeitos biológicos da 
radiação ionizante 56
Práticas de Ciências: 
Explicando a radioatividade 57
Ciência tem história: 
O Prêmio Nobel e Madame Curie 58
Atividades 59
Pensando Ciências: Como 
saber se é de ouro mesmo? 60
Questões globais 62
SUMÁRIO
PROJETO
8 Não escreva no livro.
CAPÍTULO 1 - Carbono e cadeias 
carbônicas 112
Composição química dos 
seres vivos 112
Introdução à química orgânica 113
O carbono e as ligações 
covalentes 115
Formas de representação 
de uma molécula orgânica 116
Classificação do átomo de 
carbono nas cadeias carbônicas 117
Classificação das cadeias 
carbônicas 118
Funções orgânicas 120
Moléculas orgânicas das 
células vivas 122 
Práticas de Ciências: 
Química dos polímeros 126
Atividades 127
CAPÍTULO 2 - As células 128
Introdução à citologia 128
Observações ao microscópio 129
UNIDADE 3
Do que os seres vivos