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1 2 Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro Prefeito: Eduardo Paes Secretário Municipal de Educação: Renan Ferreirinha Subsecretário de Educação: Adriano Giglio Diretora da Escola de Formação Paulo Freire (EPF): Geisi dos Santos Nicolau Assistente I: Aline de Menezes Santos Assistente II: Celina da Silveira Ribeiro Gerência de Formação dos Anos Finais (GEFAF): Gerente: Ramon Silva de Freitas Assistente I: Daniélly dos Santos Volpato Assistente II: Priscila Cardoso Silva Elemento de Equipe: Luiz Antônio Souza de Araújo Formadora de Ciências: Luana Cristina Farnesi 3 INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES PREFEITURA DO RIO DE JANEIRO ESCOLA DE FORMAÇÃO PAULO FREIRE FUNDAÇÃO OSWALDO CRUZ - INSTITUTO OSWALDO CRUZ LABORATÓRIO DE DOENÇAS PARASITÁRIAS UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO LABORATÓRIO DE GENÉTICA PESQUEIRA E DA CONSERVAÇÃO FUNDAÇÃO CARLOS CHAGAS FILHO DE AMPARO À PESQUISA DO RIO DE JANEIRO ESCOLA MUNICIPAL OSWALDO TEIXEIRA 4 ORGANIZAÇÃO E AUTORIA: LUANA CRISTINA FARNESI VINICIUS AMARAL CORRÊA PRISCILLA DA SILVA PEREIRA DENISE BORGES DOS SANTOS DIAS HELENA LUCIA CARNEIRO SANTOS ATIVIDADES EXPERIMENTAIS COMO FERRAMENTA PARA O ENSINO DE CIÊNCIAS COAUTORES: GUSTAVO BERNARDO DA COSTA CARLA MARIA CAMILO DE BRITO ÁGATHA LORRAYNE A. PACHECO GABRIELA LINHARES PEREIRA MAURÍCIO MINI Rio de Janeiro 2024 5 Permitida a reprodução sem fins lucrativos, parcial ou total, por qualquer meio, desde que citada a fonte. A revisão dos textos deste material é de responsabilidade de seus autores Atividades experimentais como ferramenta para o ensino de ciências / Organização e autoria: Luana Cristina Farnesi ... [et al.] ; coautores: Gustavo Bernardo da Costa... [et al.]. – Rio de Janeiro : Centro de Referência da Educação Pública da Cidade do Rio de Janeiro - Anísio Teixeira, 2024. 102 p. ISBN 978-65-998627-5-5 1. Ciências (Ensino fundamental). 2. Ciência - Estudo e ensino. I. Farnesi, Luana Cristina. II. Costa, Gustavo Bernardo da. III. Rio de Janeiro (RJ). Secretaria Municipal de Educação. IV. Título. CDD 372.357 Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) 6 Dedicado a todas as pessoas apaixonadas pela Ciência e pela Educação “O principal objetivo da educação é criar pessoas capazes de fazer coisas novas e não simplesmente repetir o que outras gerações fizeram.” Jean Piaget, biólogo, psicólogo e epistemólogo suíço. 7 AGRADECIMENTOS À professora e diretora da Escola Municipal Oswaldo Teixeira Bruna Mannarino Serpa, pelo apoio, acolhimento e dedicação para o êxito da validação das práticas. À equipe do Laboratório de Doenças Parasitárias do Instituto Oswaldo Cruz (IOC-FIOCRUZ-RJ), pelo apoio, doação de materiais para práticas e por ceder o espaço para reuniões dos autores e coautores. À direção da Escola de Formação Paulo Freire e ao CREP-AT, pelo incentivo à publicação deste livro. À Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro, pelo apoio ao projeto Atividades práticas como uma ferramenta facilitadora do processo ensino-aprendizagem na Educação Fundamental, através do edital E_45/2021 – Apoio à melhoria das escolas da rede pública sediadas no estado do Rio de Janeiro – 2021, que impulsionou a elaboração desta obra. 8 APRESENTAÇÃO O conteúdo deste livro foi elaborado por professores e pesquisadores e destinado ao Ensino Fundamental. Este material é inspirado na filosofia do patrono da educação nacional, Paulo Freire, com ênfase na aprendizagem ativa e na capacitação dos educadores para criarem experiências científicas envolventes e desafiadoras, que acreditamos que sejam essenciais para impulsionar o poder transformador da educação. Segundo Paulo Freire, “Conhecer é tarefa de sujeitos, não de objetos. E é como sujeito e somente enquanto sujeito, que o homem pode realmente conhecer...”, portanto, a utilização deste e-book é de acesso universal para que os educadores possam conhecer práticas de Ciências de forma lúdica e reprodutíveis em sala de aula. A organização desta obra foi baseada em aulas práticas alinhadas às habilidades da Base Nacional Comum Curricular (BNCC) para Ciências da Natureza. As habilidades perpassam pelos diferentes anos do Ensino Fundamental, com ênfase nos anos finais, com seus devidos códigos para facilitar os professores na construção de seus planejamentos. A elaboração desta obra contou com a participação de alunos de graduação dos cursos de licenciatura e bacharelado em Ciências Biológicas e em Química, aqui citados como coautores. Os alunos participaram no desenvolvimento e na validação das atividades práticas aplicadas em turmas dos anos finais de uma escola da rede, a Escola Municipal Oswaldo Teixeira. APOIO: FAPERJ - Edital FAPERJ Nº 45/2021 (Apoio à melhoria das escolas da rede pública sediadas no Estado do Rio de Janeiro). 9 PREFÁCIO Esta obra é o resultado da coletânea de aulas práticas executadas e validadas em diferentes turmas do Ensino Fundamental de uma escola da rede municipal da Secretaria Municipal de Educação (SME) da Prefeitura do Rio de Janeiro, como parte do projeto “Atividades práticas como uma ferramenta facilitadora do processo ensino-aprendizado na educação fundamental”, apoiado pela FAPERJ. Este material tem como objetivo facilitar os professores na utilização de aulas práticas dinâmicas e exequíveis. A disponibilização deste recurso adicional aos materiais disponíveis na rede pretende ser um caminho facilitador para o professor impulsionar o interesse dos alunos pelo conteúdo da disciplina Ciências, que pode vir a despertar interesse dos estudantes por carreiras científicas. O ensino de Ciências, por si só, expressa uma íntima relação entre a teoria e a prática que permeia a comprovação científica. A elaboração e a introdução de atividades práticas regulares de Ciências no Ensino Fundamental, com ênfase nos anos finais, podem servir como ferramentas sedutoras para a complementação do ensino. Desta forma, promovem uma ação estimuladora que possibilita a construção do conhecimento teórico de maneira coletiva. Consequentemente, contribuindo para a formação de indivíduos mais reflexivos, ativos, autônomos e protagonistas, fortalecendo a autoestima e o engajamento entre os alunos, as atividades práticas maximizam a capacidade de aprendizagem dos alunos e a cooperação ao colocá-los em uma postura ativa e autônoma diante da Ciência. É oportuno lembrar que o papel do professor, nas atividades práticas, é de orientador e mediador do processo. Este livro está organizado em confluência com os princípios norteadores da Base Nacional Comum Curricular (BNCC) para Ciências da Natureza, e com o Currículo carioca de Ciências, identificando, em cada prática em código, as habilidades desenvolvidas no processo de ensino aprendizagem. Sabemos que, muitas vezes, os desafios pedagógicos na execução de práticas fazem com que os professores venham a escolher outras estratégias didáticas, muitas vezes focadas apenas na parte teórica. Neste sentido, todas as atividades práticas apresentadas nesta obra contêm fundamentações teóricas referenciadas e listagem de materiais simples e alternativos para a implementação das atividades nas diferentes realidades escolares existentes no Brasil. Este é um material de apoio ao professor, com escrita clara e objetiva. OS AUTORES 10 SUMÁRIOdo corante (azul de metileno) sobre a região onde o material do cotonete foi transferido. 4 – O material corado deve ser coberto delicadamente por uma lamínula. 5 – Aguarde alguns minutos e observe no microscópio. 6 – Os alunos devem desenhar ou elaborar esquemas sobre o que foi visualizado no microscópio. 7 – Deve ser feita uma discussão sobre os resultados e desenhos/esquemas e são elaborados os relatórios. 8 – Ao final, devem ser feitas a limpeza e a organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. FERNANDES, Marcos Gino et al. Práticas de biologia celular. Dourados, MS: Ed. UFGD, 2017. MELO, Rosana C. N. Células e microscopia: princípios e práticas. 2. ed. Barueri, SP: Manole, 2018. 49 16. LEI DE LAVOISIER: TESTANDO A CONSERVAÇÃO DAS MASSAS Tempo estimado: 100 minutos. OBS: essa prática só pode ser realizada em escolas que tenham disponível uma balança de precisão. Habilidade(s) BNCC: EF06CI02 - Identificar evidências de transformações químicas a partir do resultado de misturas de materiais que originam produtos diferentes dos que foram misturados (mistura de ingredientes para fazer um bolo, mistura de vinagre com bicarbonato de sódio, etc.). INTRODUÇÃO A lei ponderal de conservação de massas, proposta por Lavoisier, diz que a massa dos reagentes deve permanecer a mesma após a reação se o sistema estiver fechado. Ou seja, a massa dos reagentes deve ser igual à massa dos produtos. Esta lei é conhecida pelo seguinte enunciado: “Na natureza, nada se perde, nada se cria, tudo se transforma” e foi muito importante para o entendimento da participação dos gases nas reações químicas e compreensão dos ciclos biogeoquímicos do carbono, da água, do oxigênio e do enxofre, por exemplo. OBJETIVO Esta prática busca mostrar ao aluno que ele é capaz de comprovar uma das importantes Leis Ponderais da Química através de uma reação de neutralização com ácido acético (CH3COOH) e bicarbonato de sódio (NaHCO3). MATERIAIS ● Provetas (ou garrafas pet 200mL); ● Balões (bexigas de aniversário); ● Vinagre; ● Bicarbonato de Sódio; ● Espátulas/Colheres; ● Balança de precisão. 50 MÉTODOS 1. O(a) professor(a) irá introduzir os conceitos das Leis ponderais através de uma aula expositiva. 2. A turma deve ser dividida em grupos de quatro ou cinco alunos. 3. Um grupo de cada vez pesará cuidadosamente os materiais. Inicialmente são pesados a proveta vazia e o balão vazio. 4. Em seguida, põe-se com cuidado o vinagre na proveta e o bicarbonato de sódio no balão e são pesados novamente para obterem a massa dos reagentes (vinagre e bicarbonato), anotando os dados. 5. Após todos terem as massas organizadas e anotadas com a unidade certa (em grama) de cada material, somam-se as massas da proveta vazia, do vinagre, do balão vazio e do bicarbonato. Assim, acham a Massa Total inicial, que deve ser igual a Massa Total final. Quando fizerem essa soma, o(a) professor(a) pode fazer algumas perguntas e opinar algumas previsões. 6. Os balões são virados, de forma que o bicarbonato em seu interior entre em contato com o vinagre da proveta, iniciando assim a reação que irá inflar o balão. 7. Após 1 minuto, podem ir pesando novamente a proveta com o balão inflado. Nota 1: Será muito comum que haja um erro de 0,1g ou até 0,01g, pois uns grãos de sal podem ficar grudados no balão ou por não haver uma vedação ideal. Assim, pode escapar um valor mísero de gás pela boca do balão, ocorrendo assim uma perda do valor citado de massa. Mesmo assim, os alunos perceberão que os valores serão próximos. 8. Ao final, é feita a discussão dos resultados e elaboração dos relatórios com etapas, nomes dos materiais e massas anotadas de maneira organizada, além da limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. TRIVELLATO, José et al. Ciências, natureza & cotidiano: criatividade, pesquisa, conhecimento, 9° ano. Ed. atual. São Paulo: FTD, 2009. Coleção natureza & cotidiano. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. 51 17. OXIRREDUÇÃO: GALVANIZAÇÃO Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF09CI02 - Comparar quantidades de reagentes e produtos envolvidos em transformações químicas, estabelecendo a proporção entre as suas massas. EF09CI03 - Reconhecer, em imagens e modelos, que os estados físicos da matéria estão relacionados ao arranjo dos átomos ou moléculas que a compõem. INTRODUÇÃO A galvanização é um processo muito utilizado nas indústrias e consiste em proteger metais contra corrosão (ferrugem) e outros danos. Este processo ocorre através da aplicação de uma camada de um segundo metal, que será escolhido conforme o metal-base e a finalidade da peça. Por exemplo, o tipo mais comum para revestimento de aço é a galvanização com zinco. Nos processos de oxirredução como galvanização e ferrugem, ocorrem transferência de elétrons, no sentido da oxidação para o sentido da redução, por isso há a simultaneidade. Sabemos que oxidar é dar elétron, já reduzir é receber elétron. Neste sentido, quem irá oxidar é o agente redutor, e quem irá reduzir será o agente oxidante. Para um aluno de ensino fundamental, estes conceitos na teoria podem ser muito complexos; entretanto, na prática, eles podem perceber quando se deparam com uma superfície ‘’enferrujada’’, seja de um veículo, objeto ou qualquer outro material que possua ferro o suficiente para ser considerado passível de ferrugem se exposto ao meio ambiente. Uma explicação básica sobre reações redox espontâneas pode esclarecer que oxidação e redução são fenômenos que ocorrem ao mesmo tempo, podendo ser espontâneos ou não, e por isso o fenômeno é chamado de oxirredução. Exemplos bem conhecidos são as ferrugens, corrosão de metais que ficam no ambiente (umidade + água + metal). Termos ‘’INOX’’ em alguns produtos do mercado podem ser abordados para introduzir esta aula prática. OBJETIVO Visualizar a galvanização, a cobertura de um metal com outro metal, e associar ao fenômeno de oxirredução. O aluno deverá compreender que a galvanização pode ser realizada para proteção de ferrugem. 52 MATERIAIS ● Solução de sulfato de cobre (CuSO4) 40mL; ● Uma fonte que converte a corrente alternada para corrente contínua, com 2 fios (+,-); ● Becker 50 de mL (ou copo de vidro pequeno); ● Uma placa pequena ou fio de cobre; ● Uma chave; ● Papel para secar a chave; ● Água e sabão; ● Palha de aço (para a limpeza das superfícies da chave). MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) deve introduzir os conceitos de reações redox e atomística básica. 2. Separar e limpar bem os materiais com água e sabão e secá-los. 3. Após a limpeza da superfície da chave com a palha de aço, prende-se o fio positivo (+) no cobre e o fio negativo (–) na chave. 4. Este é introduzido no becker (ou copo de vidro) com 40 por mL de sulfato de cobre, os dois polos (positivo e negativo), sem conectar a fonte na tomada. Assim os alunos podem perceber que a reação que será feita não é espontânea. 5. Conectar a fonte na tomada, observar a deposição de cobre na chave. O cobre é corroído, pois oxida, doando elétrons para a chave. 6. Após o experimento, é feita a discussãodos resultados e elaboração dos relatórios. 7. Ao final, são feitas a limpeza e a organização dos materiais e do laboratório (ou sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. TRIVELLATO, José et al. Ciências, natureza & cotidiano: criatividade, pesquisa, conhecimento, 9° ano. Ed. atual. São Paulo: FTD, 2009. Coleção natureza & cotidiano. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. 53 O PROCESSO contínuo da linha de galvanização da Vega do Sul. ABM News, São Paulo, 31 jul. 2003. Disponível em: www.abmbrasil.com.br. Acesso em: 5 jun. 2023. 54 18. INTRODUÇÃO À FÍSICA: ÓPTICA Tempo estimado: 50 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF05CI13 - Projetar e construir dispositivos para observação à distância (luneta, periscópio etc.), para observação ampliada de objetos (lupas, microscópios) ou para registro de imagens (máquinas fotográficas) e discutir usos sociais desses dispositivos. EF06CI08 - Explicar a importância da visão (captação e interpretação das imagens) na interação do organismo com o meio e, com base no funcionamento do olho humano, selecionar lentes adequadas para a correção de diferentes defeitos da visão. EF09CI05 - Investigar os principais mecanismos envolvidos na transmissão e recepção de imagem e som que revolucionaram os sistemas de comunicação humana. INTRODUÇÃO O processo de captação da imagem funciona da seguinte maneira: a luz refletida vai atravessar a córnea, atravessando a abertura da pupila, passando pelo cristalino até chegar à retina. Na retina, as células especializadas vão codificar a imagem e o nervo óptico levará esse estímulo ao cérebro, onde serão interpretadas. Quando olhamos um objeto, a imagem atravessa a córnea e chega à íris, que regula a quantidade de luz recebida por meio de uma abertura chamada pupila. Quanto maior a dilatação da pupila, mais luz entra no olho. Passada a pupila, a imagem chega ao cristalino e é focada sobre a retina. A lente de nossos olhos irá produzir uma imagem invertida, e o cérebro a converterá na posição correta. Na retina, mais de cem milhões de células fotorreceptoras transformam as ondas luminosas em impulsos eletroquímicos, que são decodificados pelo nosso cérebro. A máquina fotográfica é sabidamente inspirada no funcionamento do olho humano. Em nossos olhos, a córnea funciona como a lente da câmera fotográfica, permitindo a entrada de luz no olho e a formação da imagem na retina. A retina seria o filme fotográfico, onde a imagem se reproduz de maneira invertida. A pupila funciona como o diafragma da máquina, abrindo-se mais ou menos, e controlando a quantidade de luz que penetra no olho. Quando se tem muita luz, a pupila se fecha e, em locais escuros, a pupila se dilata (abre) para captar uma quantidade de luz suficiente para a formação da imagem. 55 OBJETIVO Compreender onde a imagem é formada (na retina) e como essas imagens se formam no olho humano. Compreender que a luz se propaga em linha reta. MATERIAIS ● Lata cilíndrica; ● Tinta preta (spray ou guache); ● Objeto pontiagudo e um objeto pesado (prego e martelo); ● Papel manteiga; ● Cartolina preta; ● Tesoura; ● Fita adesiva para prender a cartolina; ● Algo para ser a referência de observação (boneco ou um aluno de pé). MÉTODOS 1. Primeiramente, os professores apresentam uma aula introdutória sobre o tema. 2. Dividir a turma em 4 grupos de 10 alunos. Cada grupo irá fazer seu próprio objeto de observação de imagem. 3. Cada grupo será orientado a dividir as tarefas: pintar a lata (interior e exterior) com tinta preta. 4. Furar o centro da lata (na parte de baixo), com auxílio de um prego e um martelo. 5. Cortar a tampa plástica da lata no meio sobrando apenas as bordas que fecham a lata. 6. Recortar o papel manteiga e encaixar na tampa da lata de modo que fique esticado para fechar a lata com a borda restante da tampa. 7. Envolver a lata na cartolina preta, de forma que o furo fique na extremidade da cartolina e o papel manteiga virado (servindo de anteparo para a outra extremidade). 8. Passar a fita em volta da cartolina para prender a cartolina na lata. 9. Para visualização, os alunos devem apontar a lata, mirar em um objeto e olhar pelo furo da lata, de um local pouco sombreado para um local com a luz do Sol. 10. Os alunos devem conseguir ver a imagem do objeto menor e invertida. 11. Discussão dos resultados encontrados e elaboração dos relatórios. 12. Limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). 56 Nota 1: Os alunos deverão perceber que o produto construído é uma câmera escura feita com material reciclado, com o intuito de comprovar a propagação retilínea da luz e o fato de que captamos as imagens invertidas e, assim, perceber que o nosso cérebro codifica e inverte as imagens formadas na retina. Nota 2: É possível admitir, também, uma relação sobre o tamanho da câmera, o tamanho da imagem, o tamanho do objeto que se observa e a distância entre objeto e câmera. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. TRIVELLATO, José et al. Ciências, natureza & cotidiano: criatividade, pesquisa, conhecimento, 9° ano. Ed. atual. São Paulo: FTD, 2009. Coleção natureza & cotidiano. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. 57 19. INTRODUÇÃO A FÍSICA: FLUIDO NÃO NEWTONIANO Tempo estimado: 50 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF05CI01 - Explorar fenômenos da vida cotidiana que evidenciem propriedades físicas dos materiais – como densidade, condutibilidade térmica e elétrica, respostas a forças magnéticas, solubilidade, respostas a forças mecânicas (dureza, elasticidade etc.), entre outras. EF09CI01 - Diferenciar os estados físicos da matéria e suas transformações, com base nas características específicas. INTRODUÇÃO Os fluidos newtonianos são aqueles que não sofrem deformação quando é aplicada uma força sobre eles, pois sua viscosidade é constante. Se batermos com força ou mergulharmos a nossa mão dentro da água, ela permanecerá líquida e sua viscosidade não mudará. Diferentemente, os fluidos não newtonianos modificam seu estado ao receber certa força com determinada velocidade. Estes fluidos não possuem viscosidade definida ou constante, variando em resposta à força, temperatura e pressão. É por isso que ora age como líquido e ora como sólido, a depender da força a ser exercida sobre ele. A mistura de amido de milho e água pode ser usada para ilustrar o comportamento do fluido não newtoniano. Diante da pressão exercida com velocidade, as cadeias de amido formam uma estrutura rígida. Mas quando a pressão se esvai, o amido volta a fluir. O mesmo acontece com as areias movediças e em alguns tipos de lama. OBJETIVO Através da preparação da mistura amido e água, que é um tipo de fluido não newtoniano, os alunos poderão compreender os conceitos de força, viscosidade e deformação e a relação com os estados físicos da matéria. MATERIAIS ● Amido de milho (de 300 a 500g por grupo); ● Água; ● Recipientes grandes que comporte ao menos 500mL de água, deixando 5 cm de espaço (profundidade); 58● Luvas (caso os alunos não queiram sujar as mãos). MÉTODOS 1. Uma aula introdutória sobre o tema, com uso do quadro ou de slides, para apresentar e contextualizar o assunto. 2. O(a) professor(a) deve dividir a turma em grupos de 5 alunos. 3. Cada grupo deve preparar o fluido não newtoniano, misturando 300g de amido de milho em 500mL de água. 4. Pedir para os alunos testarem a viscosidade aplicando uma força ou pressão sobre o fluido produzido. Por exemplo: pedir para que os alunos mergulhem um dedo na mistura; que eles deem “tapas”, e assim por diante. 5. Os alunos perceberão que, como o fluido não tem viscosidade definida, ou se comporta como um líquido ou como um sólido, dependendo da força. 6. É feita uma discussão dos resultados e elaboração dos relatórios. 7. Ao final, são feitas a limpeza e a organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. TRIVELLATO, José et al. Ciências, natureza & cotidiano: criatividade, pesquisa, conhecimento, 9° ano. Ed. atual. São Paulo: FTD, 2009. Coleção natureza & cotidiano. FOGAÇA, Jennifer. Fazendo areia movediça. Canal do Educador, Goiânia, GO, [20—]. Disponível em: https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/fazendo-areia- movedica.htm. Acesso em: 15 de jun. de 2024. 59 20. INTRODUÇÃO À FÍSICA: FENÔMENOS ÓPTICOS - REFLEXÃO E REFRAÇÃO Tempo estimado: 100 minutos. Habilidades da BNCC: EF09CI05 - Investigar os principais mecanismos envolvidos na transmissão e recepção de imagem e som que revolucionaram os sistemas de comunicação humana. INTRODUÇÃO Existem diferentes tipos de espelhos que são denominados de acordo com sua superfície: plana, côncava ou convexa. A imagem refletida de um espelho plano tem uma proporção entre a altura e a distância muito similar com a forma como enxergamos, porque esta fica mais próxima do valor real quando o objeto fica relativamente próximo. Este tipo de espelho está em quase todos os cômodos de uma casa, com a finalidade decorativa ou de uso pessoal. Os espelhos côncavos têm uma curvatura para o centro (para dentro). A imagem formada é maior que o tamanho real do objeto, isto é, a imagem refletida dentro do espelho côncavo é expandida, sendo amplamente usado em ambientes como salões de beleza e barbearias. Por exemplo, uma colher funciona como um espelho côncavo, sendo assim, ao aproximá-la da imagem ela pode se inverter conforme diminuímos a distância do objeto. Isto acontece porque o objeto passou do foco do espelho côncavo. O foco é o ponto onde os raios invertidos passam e se encontram. Já no espelho convexo acontece o contrário: a imagem refletida sempre será menor do que o tamanho real do objeto. Assim, o espelho mostra uma área grande do ambiente em volta. Este espelho é encontrado em automóveis, no interior dos ônibus e em lojas, com objetivo de facilitar a segurança. A refração é o fenômeno óptico que mostra o comportamento da luz ao mudar de meio físico. Neste fenômeno, verifica-se a alteração da velocidade da luz em virtude do meio de propagação da mesma (exemplo: vácuo, atmosfera, vidro, óleo, água, etc.). Refratar é sinônimo de curvar e a luz se curva quando comparamos imagens em diferentes ambientes. Um exemplo é a impressão que temos de um lápis “quebrado”, quando mergulhamos parte deste lápis em um copo de vidro com água. Como as ondas de luz possuem velocidades diferentes nos distintos meios, o índice de refração será diferente e, consequentemente, a imagem também, dando a impressão que o lápis está quebrado. 60 OBJETIVO Compreender, através de práticas, os fenômenos ópticos de refração e reflexão da luz. Observar que a luz se propaga em linha reta. MATERIAIS ● Os três tipos de espelho: plano, côncavo e convexo; ● Uma colher (de sopa) de metal; ● Becker ou copo com água; ● Lápis ou canudo; ● Papel com setas desenhadas para a direita. MÉTODOS 1. O(a) professor(a) apresenta uma aula expositiva, no quadro ou slide, sobre como funciona a propagação da luz e os conceitos dos fenômenos luminosos de refração, reflexão e difração. 2. A turma deve ser separada em três grandes grupos e dividir as tarefas entre os grupos. 3. O primeiro grupo ficará com os espelhos, farão as observações das imagens e anotações sobre elas de maneira comparativa entre as imagens formadas nos três tipos de espelho. 4. No segundo grupo, os alunos devem posicionar o papel com setas pintadas atrás dos copos. Em seguida, adiciona-se água aos copos. Os alunos fazem suas observações e anotações. 5. O terceiro grupo de alunos deve colocar o canudo ou lápis na água e observar o que acontece e realizar anotações. 6. Os alunos devem trocar de matérias. 7. Faz-se a discussão sobre as observações e resultados anotados entre os grupos. 8. Ao final, são feitas a limpeza e a organização dos materiais do laboratório (ou da sala de aula). Nota 1: Os alunos devem perceber que, uma vez que a luz passa de um meio a outro, seu índice de refração muda e a imagem é percebida de outra forma (as setas mudam de sentido e o lápis é percebido como se estivesse quebrado). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. 61 TRIVELLATO, José et al. Ciências, natureza & cotidiano: criatividade, pesquisa, conhecimento, 9° ano. Ed. atual. São Paulo: FTD, 2009. Coleção natureza & cotidiano. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. 62 21. REAÇÃO QUÍMICA DE DECOMPOSIÇÃO - “A PASTA DE DENTE DE ELEFANTE” Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF09CI02 - Comparar quantidades de reagentes e produtos envolvidos em transformações químicas, estabelecendo a proporção entre as suas massas. INTRODUÇÃO A reação de decomposição (ou de análise) é um dos tipos de reação química na qual determinado composto, por ação espontânea (se instável) ou não espontânea (se estável), se desfragmenta quimicamente dando origem a dois ou mais produtos diferentes. A reação de decomposição pode ser acelerada por aquecimento ou pela presença de um catalisador à temperatura ambiente. Uma grande variedade de catalisadores pode ser utilizada na decomposição do Peróxido de Hidrogênio ou Água Oxigenada (H2O2), como, por exemplo, o Dióxido de Manganês (MnO2), o Iodeto de Potássio (KI) ou Iodeto de Sódio (NaI), entre outros. Este experimento consiste na produção instantânea de uma espuma a partir da reação de decomposição acelerada da Água Oxigenada usando Iodeto de Potássio como um catalisador. OBJETIVO Observar uma reação de decomposição da água oxigenada, acelerada por um catalisador, produzindo gás (espuma). MATERIAIS Cada grupo vai precisar de: ● Detergente; ● Água oxigenada 120 volumes (Peróxido de Hidrogênio); ● Iodeto de Potássio ou Iodeto de Sódio (catalisador) ou fermento químico (Bicarbonato de Sódio); ● Água morna; ● Becker (ou copo de vidro); ● 2 Provetas de 200mL (ou garrafa de vidro de 1L ou garrafa pet transparente de 600mL); 63 ● Funil; ● Corantes alimentícios azul e vermelho (ou outras cores de sua preferência). MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta uma aula introdutória sobre reações químicas (neste caso,vale focar na reação de decomposição) e catalisadores. 2. Dividir a turma em grupos de 5 alunos. 3. Os alunos devem colocar 15mL água oxigenada em uma proveta graduada de 200mL (ou em uma garrafa pet de 600mL). 4. Adiciona-se o detergente (5mL) às provetas com água oxigenada. 5. Em seguida, pingar os corantes. 6. Enquanto parte do grupo prepara as provetas com a água oxigenada, a outra parte deve dissolver, em um becker ou copo, 1 colher de sopa cheia de fermento ou Iodeto de Potássio ou Iodeto de Sódio em 3 colheres de sopa de água morna. 7. Adicionar aos poucos a solução do becker (água morna + catalisador) à mistura da proveta (água oxigenada + detergente + corante) e observar com alguma distância (de pelo menos, 30 cm). 8. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios. 9. Limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. TRIVELLATO, José et al. Ciências, natureza & cotidiano: criatividade, pesquisa, conhecimento, 9° ano. Ed. atual. São Paulo: FTD, 2009. Coleção natureza & cotidiano. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. 64 22. SEPARAÇÃO DE MISTURAS: CROMATOGRAFIA DE PAPEL Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF05CI01 - Explorar fenômenos da vida cotidiana que evidenciem as propriedades físicas dos materiais – como densidade, condutibilidade térmica e elétrica, respostas a forças magnéticas, solubilidade, respostas a forças mecânicas (dureza, elasticidade etc.), entre outras. INTRODUÇÃO Cromatografia é um método físico-químico de separação de misturas baseado na migração de substâncias de uma mistura em fase móvel sobre uma fase fixa. A fase móvel é um líquido ou um gás que arrasta os componentes da solução pela fase fixa. Conforme a fase líquida ou gasosa se move, ela arrasta os compostos da mistura que vão sendo separados quando em contato com a fase fixa, ou fase estacionária, que consegue reter ou fixar as substâncias da mistura solúveis na fase móvel. Com este método, é possível explorar o conceito de solubilidade, que é a capacidade de uma substância (soluto) se dissolver em outra (solvente), relacionando estes conceitos com o de polaridade, que é uma propriedade que determina a interação entre moléculas de uma ou mais substâncias. Além disso, é possível interligar estas propriedades físicas da matéria com a de capilaridade, que é a capacidade que substâncias possuem de se deslocarem por superfícies porosas ou pela superfície de um tubo. OBJETIVO Compreender e relacionar os conceitos de misturas e solvente de soluto. Compreender os conceitos de solubilidade e capilaridade. MATERIAIS ● Água; ● Beckers (ou copos de vidro); ● Vinagre; ● Limão; ● Detergente; ● Pipetas Pasteur (ou conta gotas); 65 ● Água sanitária; ● Leite; ● Papel; ● Palitos grandes; ● Tinta ou canetas coloridas. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta uma aula sobre solubilidade, polaridade e capilaridade. 2. O(a) professor(a) deve dividir a turma em grupos de 5 alunos. 3. Cada grupo começa preparando os diferentes solventes em copos de vidro. 4. Os papéis devem ser marcados e fixados com o auxílio de um palito. 5. Após discussões e possíveis previsões por parte dos alunos, eles poderão imergir os papéis nos solventes. 6. Observa-se os resultados, é feita a discussão sobre estes e é feita a elaboração dos relatórios. 7. Ao final, devem ser feitas a limpeza e a organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. BECKER, Heinz G. O. et al. Organikum: química orgânica experimental. 2. ed. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, 1997. RIBEIRO, Núbia Moura; NUNES, Carolina Rodeiro. Análise de Pigmentos de Pimentões por Cromatografia em Papel. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 29, ago. 2008. 66 23. TIPOS DE SOLO Tempo Estimado: 100 minutos. Habilidade BNCC: EF06CI12 - Identificar diferentes tipos de rocha, relacionando a formação de fósseis a rochas sedimentares em diferentes períodos geológicos. EF06CI11 - Identificar as diferentes camadas que estruturam o planeta Terra (da estrutura interna à atmosfera) e suas principais características. INTRODUÇÃO Há milhões de anos, não havia solo, mas sim enormes rochas dos mais variados tamanhos, conhecidas como "rocha-mãe". As chuvas, o vento, o calor e o frio fizeram com que o enorme rochedo começasse a ruir e apresentar rachaduras. Instalaram-se os líquens (associação de fungos e algas), que produzem uma espécie de ácido capaz de dissolver pequenas porções de rocha. A ação desses organismos aliada a fatores ambientais continuou a desgastar as rochas, que se quebraram em pedaços menores, até formarem pequenos grãos. Este processo de desgaste é o que chamamos de Intemperismo. Existem diversos tipos de solo, os quais variam conforme a sua composição. Entretanto, alguns elementos estão presentes em todo tipo de solo. São eles: a argila, areia, húmus, e o calcário. Conforme variam as quantidades dessas substâncias, o tipo de solo varia também. Solos arenosos, por exemplo, possuem mais areia na sua composição e são muito permeáveis, pois como os grãos de areia são relativamente grandes, permitem a penetração e exclusão da água e do ar com facilidade. Os solos que contêm mais argila são chamados argilosos. Ao contrário da areia, a argila possui grãos bem pequenos e achatados. Isso faz com que o solo argiloso retenha a água, não permitindo que ela o atravesse - esse tipo de solo é denominado impermeável. Por isso a argila encharca com facilidade. Para o plantio, o melhor é o solo humífero, pois é rico em nutrientes e matéria orgânica. OBJETIVO Comparar a passagem de água entre os três tipos de solo. Compreender o conceito de permeabilidade e relacionar permeabilidade com porosidade e granulometria dos solos. 67 MATERIAIS ● Becker (ou copo de vidro grande); ● Peneiras; ● Amostras de areia, argila e terra preta; ● Cronômetro (que pode ser de celular); ● Água. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta uma aula introdutória sobre tipos de solos, permeabilidade, porosidade e granulometria, com duração aproximada de 50 minutos (pode ser feito com o uso de slides ou quadro). 2. O professor deve dividir a turma em grupo de 5 alunos. 3. Os alunos devem preencher 3 peneiras, cada uma com um pouco da amostra dos três tipos de solo (embaixo de cada peneira deve ter um becker). 4. Com uso de becker, despeja-se a água nas três peneiras ao mesmo tempo; neste momento também se aciona o cronômetro. 5. Os alunos devem escrever na folha do relatório quanto tempo demorou para cair o primeiro e o último pingo em cada uma das peneiras. O resultado esperado é que as gotas d’água caiam primeiro na amostra da areia; em segundo, na terra preta e, por último, na argila. 6. Faz-se a discussão dos resultados com a turma e são comparados os achados. É interessante discutir sobre tamanho de grãos, porosidade e permeabilidade. 7. Limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018.Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. GEWNDSZNAJDER, F.; PACA, H. Teláris ciências: 6º ano. 3. ed. São Paulo: Ática, 2019. 68 24. DENSIDADE: VÁRIOS TESTES SIMPLES Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF05CI01 - Explorar fenômenos da vida cotidiana que evidenciem propriedades físicas dos materiais - como densidade, condutibilidade térmica e elétrica, respostas a forças magnéticas, solubilidade, respostas a forças mecânicas (dureza, elasticidade etc.), entre outras. INTRODUÇÃO A densidade é a relação da massa de matéria em um determinado volume. Trata-se de uma propriedade específica que considera a razão entre a massa (m) e o volume (v) de um material. Matematicamente, essa grandeza é calculada pela fórmula: d = m/v, onde d = densidade; m = massa; e v = volume. A unidade utilizada no Sistema Internacional (SI) para expressar a densidade é o quilograma por metro cúbico (kg/m3) ou grama por centímetro cúbico (g/cm3) ou em grama por mililitro (g/mL). Alguns fatores afetam a densidade, como o tipo de material, a temperatura, o estado físico da matéria e a pressão. Por meio desta densidade é possível determinar as propriedades dos materiais; pode ser utilizada no controle de qualidade de diferentes substâncias (por exemplo: identificar se combustível foi alterado ou não); e determinar se um objeto flutuará ou não. OBJETIVO Compreender o conceito de densidade. Relacionar a densidade com fases das misturas. Perceber que por conta da diferença de densidades, os líquidos imiscíveis formam misturas com diferentes fases. OBS: Em todos os testes primeiramente o(a) professor(a) apresenta uma aula expositiva sobre o conceito de densidade e, caso ache interessante, realiza exercícios utilizando a fórmula da densidade. 69 24.1 TESTE DO REFRIGERANTE MATERIAIS ● Refrigerantes em lata diet (fechado); ● Refrigerantes em lata normal (com açúcar); ● Recipiente grande com água (de vidro preferencialmente). Nota: o recipiente deverá ter tamanho suficiente para comportar as 2 latas de refrigerante. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta uma aula introdutória sobre densidade com duração aproximada de 50 minutos, podendo ser feita com o uso de slides ou quadro. 2. A turma deve ser dividida em dois grandes grupos. 3. Cada grupo mergulha uma lata de refrigerante com açúcar e uma lata de refrigerante diet no recipiente transparente contendo água. 4. O(a) professor(a) inicia a discussão partindo do seguinte questionamento: Se ambas as latas possuem tamanho igual e são feitas do mesmo material (alumínio), por que então possuem densidades diferentes? Os alunos devem chegar na seguinte conclusão: Tudo se explica pelo conteúdo das latas. O refrigerante com açúcar apresenta maior densidade em virtude do açúcar dissolvido, e o diet por sua vez, em decorrência de seus aditivos menos densos, flutua (parecendo ser mais leve). Sabe-se que é preciso uma quantidade mínima de adoçante comparada ao açúcar para adoçar o mesmo volume de líquido. Portanto, o refrigerante diet é menos denso que a própria água, explicando o porquê ele flutua. 70 24.2 TESTE DO OVO MATERIAIS ● 2 ovos de galinha; ● Sal de cozinha (NaCl); ● Água; ● 2 Beckers. MÉTODOS 1. O(a) professor(a) deve dividir a turma em grupo de 5 alunos. 2. Os grupos devem preparar dois becker: um deve ser colocado 500mL de água, em outro deve ser colocado uma solução de água (500mL) e sal (5 colheres de sopa). 3. Coloca-se um ovo em cada becker e se observa o fenômeno. 4. O grupo discute e tenta responder a seguinte pergunta depois de realizar o experimento: Por que o ovo em água afunda e em solução de água com sal boia? Os alunos devem discutir os resultados até chegar na seguinte conclusão: o ovo afunda porque é mais denso do que a água. Quando se dissolve muito sal de cozinha (cloreto de sódio) na água a densidade da mistura água e sal aumenta e passa a ser superior à densidade do ovo. Logo, o ovo flutua em água muito salgada. 5. Elaboração dos relatórios e limpeza e organização do laboratório (ou da sala de aula). 71 24.3 TESTE DO TUBO - DENSIDADES DE LÍQUIDOS MATERIAIS ● 5 tubos Falcon de 50mL; ● 1 litro de óleo; ● Mel; ● Corantes alimentícios de cores diferentes; ● Sal de cozinha (NaCl); ● Água; ● 5 Pipetas Pasteur plástica. MÉTODOS 1. O professor divide a turma em grupo de 5 alunos. 2. Os grupos devem despejar em tubo Falcon com diferentes líquidos com diferentes densidades (óleo, água com corante, Mel, água com sal e corante). 3. Cada aluno preparará seu próprio tubo despejando os líquidos em ordem aleatória. 4. Os alunos devem discutir se houve mistura entre os líquidos. Se houve, entre quais líquidos. Devem discutir também o porquê de camadas surgirem em todos os tubos preparados por eles. 5. Prepara-se o relatório sobre a prática. 6. Finaliza-se a aula com limpeza do laboratório (ou sala de aula). 72 24.4 TORRE COLORIDA DE LÍQUIDOS MATERIAIS ● Água; ● Açúcar; ● Colheres; ● Copos descartáveis plásticos de 100mL; ● Palitos de churrasco para mexer as soluções de água e açúcar; ● Provetas de 50mL (ou copos de vidro de 400mL ou tubetes); ● Corantes alimentícios de 5 cores diferentes; ● Pipeta Paster (ou canudos para “pietar”). MÉTODOS 1. O(a) professor(a) pode dividir a turma em grupos de 5 alunos; 2. Cada grupo ficará com uma proveta (ou copo, ou tubete) e mais 5 copos plásticos, água e açúcar e uma pipeta ou canudo. 3. Pedir para que cada aluno prepare 5 soluções de 50mL de água com açúcar nos copos plásticos. A primeira solução deve conter uma (1) colher chá de açúcar diluída em 50mL; a segunda deve conter duas colheres de chá de açúcar; a terceira com três colheres; a quarta com quatro colheres; e a quinta com cinco colheres. 4. Após prepararem as soluções, devem pingar um corante diferente em cada solução. 5. Em seguida, devem transferir para proveta (ou copo alto de vidro ou tubete) um pouco de cada solução com muito cuidado utilizando a pipeta ou canudo, usando a parede do tubo para preenchê- lo e seguindo em ordem decrescente de densidade, até formar uma torre colorida. 6. Deve ser feita a discussão dos resultados e anotações no caderno. 7. Limpeza do laboratório e organização dos materiais (ou sala de aula). REFERÊNCIAS DICKINS, R.; CHISHOLM, J.; ROBSON, k. Atividades Científicas. Lisboa: Edicare, 2014. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. TRIVELLATO, José et al. Ciências, natureza & cotidiano: criatividade, pesquisa, conhecimento, 9° ano. Ed. atual. São Paulo: FTD, 2009. Coleção natureza & cotidiano. 73 25. SELEÇÃO NATURAL Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF09CI11 - Discutir a evolução e a diversidade das espécies com base na atuação da seleção natural sobre as variantes de uma mesma espécie, resultantes de processo reprodutivo. INTRODUÇÃO A teoria evolutiva formulada pelo pesquisador e naturalista Charles Darwin (1809-1882) propõe que a seleção natural é um dos mecanismos fundamentais da evolução. Tal teoria afirma que as características vantajosas de uma população para um determinado ambiente são selecionadas e contribuem para a adaptação, sobrevivência e reprodução das espécies. Ou seja, as espécies mais adaptadas persistem no ambiente. Os indivíduos menos adaptados não conseguem se reproduzir,e as características menos vantajosas tendem a ser excluídas junto com as populações ou espécies que as possuem. Ao longo do tempo, conforme as adaptações são selecionadas e passadas para gerações futuras, novas espécies podem surgir. Darwin não tinha conhecimento sobre genética, pois não havia estudos genéticos na época. Sendo assim, não soube explicar os mecanismos da transmissão de características hereditárias. Atualmente se sabe que genes são os responsáveis pela transmissão dessas características vantajosas e que elas surgem por mutação, que é a modificação do material genético. A seleção natural é um processo lento e gradual e age permanentemente sobre as espécies e populações. OBJETIVO Compreender a seleção natural como mecanismo da evolução, realizando uma analogia das observações de Darwin com tentilhões em Galápagos. MATERIAIS ● Diferentes sementes, de diferentes tamanhos e formas; ● Pinças; ● Pregadores; ● Pegadores; ● Conchas; 74 ● Canudos; ● Palitos; ● Pratos e copos descartáveis. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta uma aula expositiva, com auxílio de slides ou quadro, sobre Teoria da Evolução por Seleção Natural, Adaptação e Mutação. 2. Deve-se dividir a turma em grupos de 5. 3. Cada aluno deve escolher um objeto entre palito, canudo, pregador, pegador e concha. Para cada aluno é dado também um copo descartável. Os copos representam os estômagos e os diferentes tipos de pegadores representam os bicos dos diferentes tentilhões. 4. No centro da mesa ou da bancada de cada grupo deve ser colocado um prato. 5. Distribua as diferentes sementes de forma aleatória nos pratos. As sementes nos pratos representam as ofertas de alimento no habitat. 6. Os alunos devem tentar pegar os alimentos e colocar em seus copos em um tempo determinado (2 minutos). Cada pegador é adequado para um tipo de semente. 7. No final de cada geração (2 minutos) os copos são avaliados pelos professores e os copos sem comida são eliminados pela seleção natural, e o “tentilhão” é extinto, não participando mais das próximas gerações (o aluno não participa mais da gincana). 8. Depois da avaliação dos copos, o professor volta a distribuir as sementes. Importante: o professor deve distribuir as sementes, de modo que ao menos um aluno não consiga coletar com o pegador escolhido, tendo assim, no final de 5 gerações, apenas um tentilhão (ou aluno) vivo em cada grupo. 9. Após a gincana, faz-se a discussão sobre analogia feita e elaboração dos relatórios. 10. Finaliza-se a aula com a limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. CIÊNCIA HOJE. Rio de Janeiro: Instituto Ciência Hoje, 1982-. Disponível em: https://cienciahoje.org.br/. 75 NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. 76 26. VULCANISMO: CONSTRUÇÃO DE MAQUETE DE UM VULCÃO EM “ERUPÇÃO” Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade BNCC: EF07CI15 - Interpretar fenômenos naturais (como vulcões, terremotos e tsunamis) e justificar a rara ocorrência desses fenômenos no Brasil, com base no modelo das placas tectônicas. EF06CI02 - Identificar evidências de transformações químicas a partir do resultado de misturas de materiais que originam produtos diferentes dos que foram misturados (mistura de ingredientes para fazer um bolo, mistura de vinagre com bicarbonato de sódio etc.). INTRODUÇÃO Nas profundezas da Terra, entre o núcleo e a crosta terrestre, há uma região chamada manto, formada por material pastoso, chamado magma. Quando o magma extravasa do interior da Terra, formando a lava, temos o fenômeno do vulcanismo. Este fenômeno tem relação direta com as características de temperatura e pressão das camadas abaixo da crosta, que resultam nas correntes de convecção de magma. Geralmente, os vulcões se estabelecem em regiões de limite de placas tectônicas, normalmente, em regiões de encontro ou convergência de placas. Os vulcões são responsáveis pela liberação de magma acima da superfície terrestre e funcionam como válvula de escape para esse material pastoso e incandescente (erupção vulcânica). Com a construção desta maquete, os alunos aprendem de maneira lúdica sobre este conteúdo, podem usar a criatividade para pensar nos caminhos da lava e nas consequências de uma erupção vulcânica. Além disso, ao utilizarmos uma reação ácido-base para mimetizar a lava por meio de sua efervescência, trabalhamos também os conteúdos relacionados a reações químicas. OBJETIVO Através da montagem de uma maquete, compreender como os vulcões funcionam e são formados. MATERIAIS ● Becker de plástico pequeno ou copo descartável de 200mL ou uma garrafa pequena; ● Argila (1kg); 77 ● Tintas guache nas cores amarelo, vermelho, marrom e abóbora; ● Corante alimentício vermelho e amarelo; ● 100g de bicarbonato de sódio; ● 200mL de ácido acético (vinagre). Nota 1: o recipiente deverá ter tamanho suficiente para comportar 100mL da solução. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta uma aula introdutória sobre Tectonismo de Placas, Vulcanismo e sobre a reação ácido acético + bicarbonato de sódio (que será a “lava vulcânica”). 2. Dividir a turma em grupos de 5 alunos, pedir para eles modelem o vulcão com argila, tendo como base o recipiente (becker, copo ou garrafa) o topo (boca do vulcão) aberto. 3. Pedir para que os alunos decorem a argila após a mesma secar. 4. Uma vez feito o vulcão, os alunos devem realizar a reação ácido-base com bicarbonato de sódio e o vinagre, com adição dos corantes. 5. É feita uma discussão sobre a reação química ácido-base, de neutralização, com produção de gás carbônico, e que de maneira semelhante a uma erupção o conteúdo interior é extravasado de forma abrupta. 6. Ao final, são feitas a organização dos materiais e a limpeza do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. GEWNDSZNAJDER, F.; PACA, H. Teláris Ciências: 7º ano. 3. ed. São Paulo: Ática, 2019. TRIVELLATO, José et al. Ciências, natureza & cotidiano: criatividade, pesquisa, conhecimento, 9° ano. Ed. atual. São Paulo: FTD, 2009. Coleção natureza & cotidiano. 78 27. VASOS CONDUTORES Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF02CI06 - Identificar as principais partes de uma planta (raiz, caule, folhas, flores e frutos) e a função desempenhada por cada uma delas, e analisar as relações entre as plantas, o ambiente e os demais seres vivos. INTRODUÇÃO No reino vegetal, as plantas são divididas em plantas avasculares e plantas vasculares. As plantas avasculares são aquelas que não possuem vasos condutores de seiva, já as plantas vasculares são as que possuem. Os vasos condutores de seiva funcionam como os vasos sanguíneos que temos em nosso corpo, distribuindo substâncias úteis para os diferentes órgãos vegetais. Eles são denominados como xilema (conduz a seiva bruta, uma mistura de água e sais minerais) e floema (conduz a seiva elaborada, uma mistura de água, sais minerais e carboidratos). No Reino Plantae, as plantas vasculares são aquelas que pertencem às seguintes divisões: Pteridófitas (exemplo: as samambaias), Gimnospermas(exemplo: pinheiros) e Angiospermas (exemplo: a roseira). OBJETIVO Demonstrar, na prática, que as plantas vasculares possuem vasos condutores de seiva e que são responsáveis por transportar substâncias para todas as partes da planta. MATERIAIS ● Flor branca (Gérbera, por exemplo); ● Caneta marca texto; ● Água; ● Béquer (ou copo de vidro); ● Luminária com uma lâmpada com luz negra. MÉTODOS 79 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta uma aula introdutória sobre o Reino Plantae, sua classificação e a função (com ênfase nos tipos de vasos condutores de seiva). 2. Dividir a turma em grupos de 5 alunos. 3. Cada grupo deve abrir a caneta marca texto e retirar a carga cuidadosamente. 4. Em um recipiente com água (béquer ou copo de vidro) os alunos devem colocar uma flor e colocar a carga da caneta na água. 5. Após um dia, peça para que os alunos iluminem a flor com luz negra. Ao serem iluminadas, as pétalas brilharão por conta da tinta da caneta depositada nelas. 6. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios. 7. Limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 6° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. XILEMA e Floema. Toda Matéria, [s. l.], c2024. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/xilema-e-floema/. Acesso em: 2 jul. 2023. 80 28. CHUVA ÁCIDA Tempo Estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF07CI12 - Demonstrar que o ar é uma mistura de gases, identificando sua composição, e discutir fenômenos naturais ou antrópicos que podem alterar essa composição. EF07CI14 - Justificar a importância da camada de ozônio para a vida na Terra, identificando os fatores que aumentam ou diminuem sua presença na atmosfera, e discutir propostas individuais e coletivas para sua preservação. Compreender o conceito de chuva ácida, relacionando-o com o de poluentes atmosféricos. INTRODUÇÃO A formação de chuvas ácidas trata-se de um problema do mundo atual, que teve origem a partir do grande crescimento dos centros urbanos que são altamente industrializados. Existem diversas fontes de poluentes gasosos para a atmosfera que são gerados pelas indústrias, por veículos e por usinas energéticas, tais como: dióxido de enxofre e óxido de nitrogênio. Estes poluentes, juntamente com o gás carbônico, formam ácidos quando entram em contato com a água da chuva. A Chuva Ácida, ao cair no ambiente terrestre, causa danos irreversíveis aos rios e lagos, levando a morte peixes e invertebrados aquáticos; empobrece os solos prejudicando a sobrevivência das plantas e diminuindo a produção pela agricultura; e corrói prédios e monumentos. A acidez da chuva no Brasil, como acontece em todo o mundo, está relacionada com o desenvolvimento urbano: cidades com maior número de fábricas, de indústrias e de veículos têm certamente, maior concentração de ácidos. É comum que os ácidos causadores da chuva ácida nem sempre caiam onde são produzidos, pois o vento frequentemente carrega as nuvens para outras regiões. OBJETIVO Compreender como a poluição tem relação com as chuvas ácidas e como elas são formadas. MATERIAIS ● Tubos de ensaio com tampa (ou tubetes); ● Caixa de fósforos; 81 ● Vermelho fenol ou azul de metileno; ● Pipeta Pasteur plástica (ou conta gotas). MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta uma aula introdutória sobre Impactos Ambientais, especificamente a chuva ácida. 2. Dividir a turma em grupos de 5 alunos. 3. Em cada grupo, os alunos deverão pingar três gotas de vermelho fenol ou azul de metileno em um tubo de ensaio. 4. Com cuidado, um aluno do grupo deve riscar um fósforo e apagá-lo dentro do tubo de ensaio. 5. Imediatamente, o tubo de ensaio deve ser tampado e agitado para misturar o indicador de pH utilizado com a fumaça formada ao apagar o fósforo. Os alunos perceberão a mudança da cor do indicador do pH. 6. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios. 7. Limpeza e organização do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. INSTITUTO DE ASTRONOMIA, GEOFÍSICA E CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Materiais didáticos. São Paulo: USP, c2024. Disponível em: https://www.iag.usp.br/cultext/materiais. Acesso em: 2 jul. 2023. 82 29. IDEIAS PARA DIMINUIR O LIXO: O PLÁSTICO DE BATATA Tempo estimado: 100 minutos para execução e 24 horas para secagem. OBS: Esta prática necessita do uso de fogão. Habilidade (s) BNCC: EF06CI02 - Identificar evidências de transformações químicas a partir do resultado de misturas de materiais que originam produtos diferentes dos que foram misturados (mistura de ingredientes para fazer um bolo, mistura de vinagre com bicarbonato de sódio etc.). EF06CI04 - Associar a produção de medicamentos e outros materiais sintéticos ao desenvolvimento científico e tecnológico, reconhecendo benefícios e avaliando impactos socioambientais. INTRODUÇÃO O aumento do lixo em nosso planeta se torna cada vez mais problemático, principalmente quando estamos falando do plástico (que está em quase tudo que a sociedade atual utiliza). Este é um polímero, geralmente derivado do petróleo (como o etileno, butadieno, cloreto de vinila e propileno), não biodegradável, ou seja, leva muitos anos para se decompor. Polímero (do grego “poli” muitas e “meros” partes) são macromoléculas formadas por monômeros, estruturas menores, que se ligam entre si por meio de ligação covalente. Os polímeros podem ser do tipo sintéticos, termoplásticos, fibras, elastômero, poliéster ou naturais. Estes tipos de polímeros, por sua própria natureza química, como alta massa molar média e a dificuldade de absorver água (hidrofobicidade), irão dificultar a ação de microrganismos e, consequentemente, se acumular no planeta quando descartados. Já os polímeros biodegradáveis são denominados polímeros naturais e se formam durante o ciclo de crescimento de organismos vivos. Estes podem ser gerados por reações de enzimas catalisadoras e reações de crescimento de cadeia por monômeros ativados que se formam dentro das células por meio de processos metabólicos complexos. Uma alternativa para ajudar a minimizar o problema da produção de lixo é a produção de plástico biodegradável, isto é, que seja degradado por micro-organismos presentes no meio ambiente, convertendo-o em substâncias simples existentes naturalmente em nosso meio e integrando-se totalmente à natureza. Atualmente, já existe plástico biodegradável produzido industrialmente, como é o caso dos plásticos de amido de milho e de batata, que geralmente são misturados ao plástico sintético puro no momento da produção. Assim, quando esse material for 83 descartado, o amido contido no polímero natural (que é armazenado em diferentes órgãos vegetais, sendo encontrado, por exemplo, na forma de grãos – cereais – como milho, aveia, arroz, trigo, cevada e centeio; e também está nas raízes das plantas, como na batata e na mandioca) será degradado e irá gerar menos unidades do sintético. Nesta prática, poderemos demonstrar para os alunos como alternativas desse tipo são possíveis através da produção de plástico biodegradável de amido de batata no laboratório da escola (ou mesmo nasala de aula). OBJETIVO Criar com os estudantes um plástico biodegradável utilizando o amido presente na batata. MATERIAIS ● Batata; ● Limão; ● Água; ● Glicerina; ● Bandeja de vidro; ● Panela; ● Espátula/ Colher de sopa; ● Liquidificador; ● Balança de precisão; ● Fogão; ● Peneira; ● Recipiente plástico que comporte 1L; ● Corante alimentício. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) deverá introduzir os conteúdos sobre os problemas relativos ao lixo (com ênfase nos plásticos) e biotecnologia. 2. Dividir a turma em grupos de 5 alunos, cada grupo irá produzir seu próprio plástico de batata. 3. Cortar 4 batatas médias em pedaços pequenos. 4. Despejar os pedaços em um liquidificador e adicionar 1L de água. 5. Processar a mistura por 3 minutos no liquidificador, ou até que fique homogênea. 6. A mistura obtida deve ser passada para um recipiente e coada com o auxílio de uma peneira. 84 7. A solução ficará em processo de decantação e uma pasta branca se formará no fundo do recipiente. A parte branca é o amido, e este deve ser separado do resto da mistura inicial (descartando o sobrenadante). 8. Após a separação, pesar 30g de amido e 30g de glicerina. 9. Em uma panela, misturar as 30g do amido com as 30g de glicerina, o suco de 3 limões e 40mL de água com ou sem corante alimentício. 10. A panela com a solução deve ser colocada em fogo médio e deve ser agitada até o ponto de viscosidade. 11. Em uma bandeja de vidro, como auxílio de uma colher, deve ser despejada e espalhada a mistura de forma a preencher completamente o fundo da bandeja (camada fina). 12. Deixar secar em ambiente arejado. Quando estiver totalmente seco pode-se retirar o plástico de batata e os alunos podem manuseá-lo. 13. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios. 14. Limpeza e organização dos materiais e laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. BEARNE, Suzanne. Cientistas desenvolvem 'plástico' ecológico feito de batatas. BBC News Brasil, [s. l.], 10 fev. 2018. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/geral-43016387. Acesso em: 17 jun. 2024. 85 30. RESPIRAÇÃO Tempo estimado: 100 minutos (acompanhamento em duas semanas). Habilidade(s) BNCC: EF05CI06 - Selecionar argumentos que justifiquem por que os sistemas digestório e respiratório são considerados corresponsáveis pelo processo de nutrição do organismo, com base na identificação das funções desses sistemas. INTRODUÇÃO Quando falamos de respiração, muitas vezes estamos a referir erradamente o processo de inspiração e ventilação. Isto é a ventilação pulmonar, que tem como função colocar oxigênio no organismo e expulsar deste outras substâncias. A respiração ocorre nas células, e tem como nome completo respiração celular. A respiração celular é o processo através do qual o nosso corpo produz a energia necessária para funcionar e consiste na transformação do oxigênio e dos nutrientes em energia. No entanto, são ainda produzidas algumas substâncias durante o processo, que terão de ser excretadas, como o dióxido de carbono (ou gás carbónico) e substâncias tóxicas, além de vapor de água. A equação que representa a respiração celular é: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia ou de uma forma mais simples: nutrientes + O2 → CO2 + H2O + energia. Ao final, o dióxido de carbono e o vapor de água serão excretados na expiração. A respiração celular também ocorre em outros seres vivos, como, por exemplo: fungos, protozoários e vegetais. OBJETIVO Compreender que as sementes utilizam o oxigênio (O2) em seu processo de respiração. MATERIAIS ● Garrafas pet; ● Filme de pvc; ● Sementes; ● Algodão; ● Vermelho fenol. 86 MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) explana sobre respiração de plantas e animais. 2. Dividir a turma em grupos de 5 alunos, e cada grupo fará a atividade de maneira independente. 3. Pedir para os alunos montarem um sistema fechado com as garrafas pets, sendo que no fundo da garrafa deve estar o vermelho fenol e as sementes devem estar em algodão umedecido (suspenso). 4. Cada grupo deve acompanhar seu experimento por uma semana. Nota 1: Os alunos devem observar que, conforme as sementes germinam, o vermelho fenol muda sua cor e ficará amarelo. Nota 2: Ao final do experimento, o professor explica que a maioria dos seres vivos necessitam de oxigênio para respirar e associa a mudança de cor do vermelho para amarelo devido as trocas gasosas ocorridas no sistema fechado. 5. Discussão dos resultados e elaboração de relatórios. 6. Limpeza e organização do laboratório. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 6° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. 87 31. CONSEQUÊNCIAS DA ACIDIFICAÇÃO DOS OCEANOS Tempo Estimado: 100 minutos de execução e mais 24 horas de acompanhamento. Habilidade(s) BNCC: EF06CI04 - Associar a produção de medicamentos e outros materiais sintéticos ao desenvolvimento científico e tecnológico, reconhecendo benefícios e avaliando impactos socioambientais. EF08CI06 - Discutir e avaliar usinas de geração de energia elétrica (termelétricas, hidrelétricas, eólicas etc.), suas semelhanças e diferenças, seus impactos socioambientais, e como essa energia chega e é usada em sua cidade, comunidade, casa ou escola. EF07CI08 - Avaliar como os impactos provocados por catástrofes naturais ou mudanças nos componentes físicos, biológicos ou sociais de um ecossistema afetam suas populações, podendo ameaçar ou provocar a extinção de espécies, alteração de hábitos, migração etc. INTRODUÇÃO A acidificação dos oceanos é tão perigosa que pode até mesmo acabar com a vida marinha em até um século! Este fenômeno tem relação direta com a ação antrópica com as emissões de CO2 na atmosfera. A acidificação dos oceanos já foi registrada desde o meado do século XVIII, na primeira revolução industrial, com o aumento rápido da emissão de poluentes por conta das indústrias instaladas por toda Europa. Estudos apontam que, ao longo da história, 30% do CO2 emitido vai parar nos oceanos. Quando a água (H2O) e o CO2 entram em contato, forma-se o ácido carbônico (H2CO3) que se dissocia no mar, gerando íons carbonato (CO³²-) e hidrogênio (H+). Assim, o nível de acidez aumenta pelo aumento do próton H+ na água o mar. Quanto maior as emissões, maior a quantidade de ions H+ e mais ácido os oceanos ficam. A acidificação dos oceanos afeta os invertebrados marinhos possuidores de concha ou exoesqueleto calcáreo, como muitos moluscos e corais, além de afetar outros seres vivos importantes para a fotossíntese como as algas. Em quantidades normais de absorção de CO2 pelo oceano, as reações químicas favorecem a utilização do carbono na formação de carbonato de cálcio (CaCO3), utilizado por diversos organismos marinhos na calcificação. O aumento intenso das concentrações de CO2 na atmosfera, e, consequente, a diminuição de pH das águas oceânicas acaba por alterar o sentido destas reações, fazendo com que o carbonato dos ambientes marinhos se ligue com os íons H+, ficando menos disponível para a formação do carbonato de cálcio, essencial para o 88 desenvolvimento de organismos calcificadores. A diminuição das taxas de calcificação afeta, por exemplo, o desenvolvimentoembrionário, fisiologia, reprodução, distribuição geográfica, morfologia, crescimento e longevidade. Para além disso, afeta também a tolerância a mudanças na temperatura das águas e correntes oceânicas, tornando esses organismos mais sensíveis, interferindo assim na distribuição de espécies. OBJETIVO Através do experimento, compreender os efeitos da acidificação dos oceanos nos invertebrados marinhos. MATERIAIS ● Békers (ou copos de vidro); ● Ovos; ● Vinagre; ● Plástico filme. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) explica sobre o fenômeno da acidificação dos oceanos e impactos socioambientais. 2. Dividir a turma em duplas. 3. Cada dupla deve colocar o ovo dentro de um becker (ou copo de vidro). 4. Cobrir o ovo com vinagre e tampar o copo com plástico filme. 5. Acompanhar a reação de neutralização por 24h. Nota 1: O ácido acético do vinagre vai reagir com o carbonato de cálcio da casca do ovo. O processo libera gás carbônico e leva à destruição da casca do ovo. 6. No dia seguinte, retirar o ovo de dentro do compartimento, lavar cuidadosamente em água corrente. 7. Discussão dos resultados e limpeza do laboratório (ou da sala de aula). Nota 2: É interessante que o(a) professor(a) conduza os alunos a traçar um paralelo entre o experimento – a perda de cálcio da casca do ovo pela ação do ácido acético (vinagre) – e os efeitos da acidificação dos oceanos sobre os invertebrados marinhos com conchas (calcáreas). 89 REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. HATJE, V.; CUNHA, L. C. da; COSTA, M. F. Mudanças Globais, Impactos Antrópicos e o Futuro dos Oceanos. Revista Virtual de Química, Niterói, RJ, v. 10, n. 6, nov./dez. 2018. Disponível em: http://static.sites.sbq.org.br/rvq.sbq.org.br/pdf/v10n6a15.pdf. Acesso em: 12 jan. 2021. 90 32. BACTÉRIAS - COLORAÇÃO GRAM Tempo Estimado: 100 minutos. OBS: esta prática necessita de microscópio. Habilidade(s) BNCC: EF07CI10 - Argumentar sobre a importância da vacinação para a saúde pública, com base em informações sobre a maneira como a vacina atua no organismo e o papel histórico da vacinação para a manutenção da saúde individual e coletiva e para a erradicação de doenças. INTRODUÇÃO As bactérias são seres unicelulares e procariontes, que fazem parte do Reino Monera. Existem milhares de espécies conhecidas que apresentam formas, habitats e metabolismo diferentes. As bactérias podem viver no ar, na água, no solo, dentro de outros seres vivos, e até em locais de altas pressões e condições completamente inóspitas à maioria dos seres vivos. Alguns desses microrganismos são causadores de doenças, mas também há bactérias com grande importância ecológica e econômica. Caracterizar e identificar bactérias são tarefas base para estudos da própria biologia deste ser vivo, bem como para estabelecer tratamento para doenças as quais estes microrganismos são os patógenos responsáveis. Descoberta empiricamente em 1884 pelo médico Cristian Gram, a coloração de Gram (assim chamada por conta de quem a descobriu) foi muito estudada e estabelecida como uma metodologia de coloração diferencial para bactérias. Até os dias de hoje, a coloração de Gram ainda é muito utilizada e muito importante para a caracterização e classificação inicial das bactérias, pois o método permite que as bactérias sejam visualizadas no microscópio óptico (sem a coloração é impossível observá-las ou identificar sua estrutura), no qual as bactérias irão responder diferentemente ao método. Algumas bactérias retêm os cristais violeta do corante (por causa do complexo iodo-iodeto), mesmo após a lavagem com álcool ou acetona. Estas são do tipo Gram-positivas e no microscópio serão vistas em azul ou violeta. Já nas Gram-negativas, o pigmento do corante será perdido na etapa de lavagem com álcool ou acetona, pela extração de lipídeos da parede celular. A parede celular fica mais porosa e então, no tratamento com contra-corante (safranina ou fucsina básica), as células absorvem o contra-corante, e ao microscópio irão aparecer em vermelho. Com uso da coloração de Gram, podemos identificar as bactérias pela cor e também por sua forma. 91 OBJETIVO Identificar as bactérias através da coloração e de sua forma usando método de Gram. MATERIAIS ● Meios de cultura; ● Solução salina ou soro fisiológico; ● Lâminas; ● Lamínulas; ● Solução de violeta de Genciana; ● Soro fisiológico; ● Tintura de Iodo; ● Acetona (ou álcool 95%); ● Fucsina básica 1%; ● Lamparina (ou isqueiro com chama alta de fogo); ● Conta gota ou pipeta Paster plástica; ● Palitos de madeira; ● Pregadores de roupas; ● Luvas descartáveis. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta o conteúdo relacionado ao Reino Monera. 2. Dividir a turma em grupos de 5 alunos e pedir para que os alunos se organizem de modo que cada um do grupo possa realizar uma etapa da prática. 3. Pedir aos alunos que calcem as luvas descartáveis. 4. Coloque uma gota de solução fisiológica em uma lâmina de vidro com auxílio da pipeta (ou do conta gotas). 5. Retirar uma pequena colônia de bactérias da Placa de Petri previamente feita. 6. Espalhar a pequena amostra na lâmina que estava com a gota de soro. 7. Homogeneizar cuidadosamente a amostra com a gota de solução salina. 8. Deixe secar à temperatura ambiente. 9. Passar a lâmina 5 ou 6 vezes pela chama de fogo. 10. Colocar 3 a 5 gotas de violeta de genciana sobre a lâmina e deixar a lâmina em repouso de 1 a 2 minutos. 11. Lavar a lâmina com água corrente por 30 segundos. 92 12. Pingar 3 a 5 gotas de tintura de iodo e deixar por mais 1 ou 2 minutos em repouso. 13. Lavar a lâmina com água corrente por 30 segundos. 14. Colocar de 3 a 5 gotas de acetona (cobrindo a parte de amostra) e deixar agir por 20 segundos. 15. Lavar novamente a lâmina por 30 segundos e adicione de 3 a 5 gotas de fucsina básica, deixando agir por 20 segundos. 16. Lavar a lâmina com água corrente por 30 segundos (última lavagem). 17. Todos os grupos entregam suas lâminas e, com o auxílio do(a) professor(a), irão observá-las no microscópio óptico. 18. Discussão dos resultados. 19. Limpeza e organização dos materiais do laboratório (ou da sala de aula). Nota 1: Se todos os passos foram seguidos, os alunos conseguirão ver as bactérias coradas e conseguir identificá-las. Pode acontecer de algum grupo não conseguir visualizar as bactérias por algum erro no procedimento, então vale discutir também os possíveis erros. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. BOTTONE, Edward. J. The gram stain: The century-old quintessential rapid diagnostic test. Laboratory Medicine, [s. l.], v. 19, n. 5, p. 288-291, 1 Maio 1988. DOI: https://doi.org/10.1093/labmed/19.5.288. CLARRINDGER, J. E.; MULLINS, J. M. Microscopy and Staining. In: HOWARD, Barbara J. et al. Clinical and Pathogenic Microbiology. St. Louis: Mosby, 1987. 93 33. TROPISMO Tempo Estimado: 100 minutos para realização e mais uma semana para o resultado final. Habilidade(s) BNCC: EF03CI07 - Identificar as relações entre os fatores bióticos e abióticos existentes nos ecossistemas. INTRODUÇÃO Tropismos são movimentos de mudança de direção de crescimento que ocorrem em organismos vivos ou suas partes devido aoestímulo de um fator externo. Quando o movimento ocorre em direção ao fator estimulante, diz-se que é positivo. Quando ocorre em direção contrária, diz-se que é negativo. O tropismo é uma característica muito comum de vegetais, mas também pode ocorrer com outros organismos vivos, como os vírus ou fungos. O fototropismo é o termo especificamente utilizado para crescimento de plantas devido à luz. Na maioria das plantas, caules e folhas exibem fototropismo positivo e vão crescer em direção à luz. Tal característica da planta é necessária e importante tanto para a floração quanto para a própria fotossíntese. A curvatura do caule será observada nesta prática e está relacionada a um hormônio vegetal chamado de auxina. Tal hormônio, quando está distribuído de maneira desproporcional, provocará um alongamento das células que ficam opostas à luz (estímulo). OBJETIVO Comprovar o fototropismo que ocorre na germinação das sementes de feijão. MATERIAIS ● Caixa de sapato; ● Placa de Petri; ● Algodão; ● Grãos de feijão; ● Luminária. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) deve realizar uma aula sobre o Reino Plantae e sobre fototropismo. 94 2. Os alunos podem ser divididos em grupos de 5. 3. Os alunos devem conseguir fazer um buraco de aproximadamente 10 cm de diâmetro na caixa de sapato com auxílio da tesoura. 4. Em seguida, os alunos colocam dentro da caixa de sapato uma placa de Petri com um pedaço de algodão umedecido, e então colocam delicadamente os grãos de feijão no algodão. 5. Ao final, os alunos devem deixar a caixa do sapato diretamente embaixo da luminária de maneira que a caixa fique perfeitamente iluminada. Nota 1: Cada grupo irá escolher o local que fará o buraco na caixa de sapato. Nota 2: A placa com o algodão deve estar na maior distância em relação ao buraco na tampa. Nota 3: Caso a escola não tenha luminárias, um dos alunos do grupo deve levar a caixa de sapato para casa e pedir ao responsável que a mesma fique sempre iluminada. Nota 4: Espera-se que a semente germine e a planta cresça em direção ao buraco feito na tampa da caixa. No final do experimento, os alunos e os professores abrem as caixas, veem os resultados e discutem sobre fototropismo e a importância desse fenômeno para as plantas. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. HOHM, Tim; PREUTEN, Tobias; FANKHAUSER, Christian. Phototropism: translating light into directional growth. American Journal of Botany, [s. l.], v. 100, n. 1, Jan. 2013. 95 34. CONHECENDO OS INSETOS Tempo Estimado: 100 minutos (montagem das armadilhas) e mais duas semanas de acompanhamento. Habilidade(s) BNCC: EF08CI07 - Comparar diferentes processos reprodutivos em plantas e animais em relação aos mecanismos adaptativos e evolutivos. INTRODUÇÃO Cinco milhões de anos mais antigos que a espécie humana e seus maiores competidores por alimentos na face da Terra, os insetos ultrapassam de longe, em número, todos os outros animais terrestres. Classificados dentro do Filo Arthropoda (pés articulados) e pertencentes a classe Hexapoda (seis pares de pernas), os insetos possuem mais de cerca de 1.000.000 de espécies conhecidas. A habilidade de voo concedeu aos insetos vantagem sobre os outros invertebrados. Os insetos apresentam o corpo dividido em cabeça (onde encontramos as antenas), tórax (onde encontramos as asas e as pernas) e abdome. As antenas nos insetos têm a mesma função do tato nos seres humanos, além de ser através delas que o animal consegue captar cheiros. A maioria dos insetos como borboletas, abelhas, besouros, baratas, gafanhotos apresentam dois pares de asas, enquanto outros insetos como mosquitos e moscas apresentam apenas um par de asas (ordem Diptera). Os machos e as fêmeas de formigas e cupins apresentam asas apenas na época da reprodução, e existem outros insetos que não possuem asas em nenhum momento da vida como traça, pulga, piolho etc. O corpo dos insetos é revestido por uma armadura muito resistente que chamamos de exoesqueleto. Composto majoritariamente por quitina, o exoesqueleto é perdido ao longo das mudas para que seja possível o crescimento dos insetos. Esses seres com tantas peculiaridades sempre chamam atenção dos alunos, seja pelo nojo (como é o caso das baratas) ou pela curiosidade e admiração (como é o caso das borboletas). Conhecer seres tão importantes para a saúde pública, a agricultura e para a polinização, na prática, funciona como um facilitador do processo ensino aprendizagem. MATERIAIS ● Garrafas pet; ● Tesouras; ● Pedaços de carnes cruas (para servir de iscas); 96 ● Frutas em pedaços (para servir de isca); ● Placas de Petri ou pires de vidro; ● Lupa (pode ser a manual); ● Chave dicotômica para insetos em nível de ordem; ● Barbante. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta uma aula expositiva sobre os invertebrados com ênfase. 2. Dividir os alunos em grupo de 5. 3. Cada grupo montará uma armadilha. 4. Para montar a armadilha, os alunos recortam as garrafas pet de modo que a região onde está o rótulo seja descartada. 5. Na parte inferior da garrafa, os alunos devem fazer uma abertura de largura aproximada de 5 cm, e a parte superior da garrafa deve ser inserida e encaixada na parte inferior. 6. As iscas serão colocadas no fundo das garrafas para que os insetos consigam entrar atraídos pela isca e fiquem presos na armadilha. 7. Espalhar as armadilhas em diferentes locais da escola, pendurando-as com auxílio do barbante. 8. Diariamente, o(a) professor(a) e os alunos devem visitar as armadilhas para acompanhar os insetos capturados por duas semanas. 9. Coleta dos insetos e colocação deles em Placas de Petri ou pires de vidro. 10. Observação dos insetos em lupa (microscópio estereoscópio) ou lupa manual. 11. Tentativa de identificação dos insetos em nível de ordem com o auxílio do(a) professor(a). 12. Discussão dos resultados, elaboração de desenhos das estruturas dos insetos. 13. Descarte dos insetos, limpeza e organização do laboratório (ou da sala de aula). Nota 1: Esse tipo de armadilha captura principalmente insetos que voam. Para um melhor resultado, é interessante que as armadilhas fiquem posicionadas com mais de 5 metros de distância, em locais cobertos e descobertos (ex: jardim da escola). Nota 2: O tempo máximo de duração da armadilha é de 2 semanas. Nota 3: Espera-se que as armadilhas consigam capturar em maioria dípteros, como as moscas e até mosquitos. Mas pode haver visitas de coleópteros (besouros), hemípteros (percevejos) e himenópteros (formigas e vespas). 97 REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. SERRA-FREIRE, Nicolau Maués; MELLO, Rubens Pinto de. Entomologia & Acarologia na Medicina Veterinária. Rio de Janeiro: L. F. Livros de Veterinária Ltda, 2006. RUPPERT, Edward E.; BARNES, Robert D. Zoologia dos Invertebrados. 6. ed. Rio de Janeiro: Roca, 1996. 98 35. DETECÇÃO DE VITAMINA C Tempo Estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF05CI08 - Organizar um cardápio equilibrado com base nas características dos grupos alimentares (nutrientes e calorias) e nas necessidades individuais (atividades realizadas, idade, sexo etc.) para a manutenção da saúde do organismo. INTRODUÇÃO A vitamina C, ácido1. INTRODUÇÃO À CIÊNCIA: METODOLOGIA CIENTÍFICA......................................................12 2. EXTRAÇÃO DE CLOROFILA DAS FOLHAS VERDES............................................................15 3. MONTANDO E DESMONTANDO O ARCO ÍRIS: CONHECENDO A LUZ BRANCA..............17 4. BIOQUÍMICA DOS ALIMENTOS: IDENTIFICAÇÃO DE AMIDO..............................................20 5. BIOQUÍMICA DOS ALIMENTOS: CONHECENDO PROTEÍNAS.............................................23 6. BIOQUÍMICA DOS ALIMENTOS: CONHECENDO OS LIPÍDEOS...........................................25 7. FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA: ENCHENDO UM BALÃO.......................................................27 8. COMBUSTÃO.............................................................................................................................29 9. ÁCIDOS E BASES I – Indicador de suco de repolho roxo.....................................................31 9.1 ÁCIDOS E BASES II – Tinta invisível..........................................................................33 10. SUBSTÂNCIAS PURAS E MISTURAS (HOMOGÊNEAS E HETEROGÊNEAS)...................34 11. REPRODUÇÃO ASSEXUADA I: CLONAGEM VEGETAL......................................................37 12. REPRODUÇÃO ASSEXUADA II: ESTAQUIA.........................................................................39 13. EXTRAÇÃO DE DNA COM MATERIAIS SIMPLES................................................................42 14. MITOSE.....................................................................................................................................45 15. MICROSCOPIA E VISUALIZAÇÃO DE CÉLULAS ANIMAIS (HUMANAS) EM COMPARAÇÃO COM CÉLULAS VEGETAIS...........................................................................................................47 16. LEI DE LAVOISIER: TESTANDO A CONSERVAÇÃO DAS MASSAS..................................49 17. OXIRREDUÇÃO: GALVANIZAÇÃO........................................................................................51 18. INTRODUÇÃO À FÍSICA: ÓPTICA..........................................................................................54 19. INTRODUÇÃO À FÍSICA: FLUIDO NÃO NEWTONIANO.......................................................57 20. INTRODUÇÃO À FÍSICA: FENÔMENOS ÓPTICOS – REFLEXÃO E REFRAÇÃO...............59 21. REAÇÃO QUÍMICA DE DECOMPOSIÇÃO – “A PASTA DE DENTE DE ELEFANTE”.........62 22. SEPARAÇÃO DE MISTURAS: CROMATOGRAFIA DE PAPEL............................................64 23. TIPOS DE SOLO......................................................................................................................66 24. DENSIDADE: VÁRIOS TESTES SIMPLES.............................................................................68 24.1 TESTE DO REFRIGERANTE......................................................................................69 24.2 TESTE DO OVO...........................................................................................................70 24.3 TESTE DO TUBO – DENSIDADE DE LÍQUIDOS.......................................................71 24.4 TORRE COLORIDA DE LÍQUIDOS............................................................................72 25. SELEÇÃO NATURAL...............................................................................................................73 26. VULCANISMO: CONSTRUÇÃO DE MAQUETE DE UM VULCÃO EM “ERUPÇÃO”...........76 11 27. VASOS CONDUTORES...........................................................................................................78 28. CHUVA ÁCIDA.........................................................................................................................80 29. IDEIAS PARA DIMINUIR O LIXO: O PLÁSTICO DE BATATA...............................................82 30. RESPIRAÇÃO..........................................................................................................................85 31. CONSEQUÊNCIAS DA ACIDIFICAÇÃO DOS OCEANOS.....................................................87 32. BACTÉRIAS – COLORAÇÃO GRAM......................................................................................90 33. TROPISMO...............................................................................................................................93 34. CONHECENDO OS INSETOS.................................................................................................95 35. DETECÇÃO DE VITAMINA C..................................................................................................98 36. ACELERANDO O QUE SERÁ ENFERRUJADO...................................................................101 12 1. INTRODUÇÃO À CIÊNCIA: METODOLOGIA CIENTÍFICA Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF09CI18 - Investigar como as Ciências e a Tecnologia influenciam o modo de vida das pessoas quanto ao acesso, transmissão, captação e distribuição de informações (dados, vídeos, imagens, áudios, entre outros) e argumentar a respeito de uma atitude individual e coletiva, crítica e reflexiva, sobre a natureza dessas informações, os meios de veiculação e princípios éticos envolvidos. INTRODUÇÃO Os pilares da sociedade atual são baseados na curiosidade humana que levou ao interesse em relação à observação dos fenômenos da Natureza. Sendo assim, tanto a Ciência quanto a Tecnologia podem ser consideradas alicerces fundamentais da nossa sociedade. Ambas são responsáveis por grandes avanços na saúde, na agricultura e nas indústrias, resultando em melhorias nos padrões de vida das pessoas em todo o mundo. A ciência é uma forma sistemática de aquisição de conhecimentos, baseada em um método objetivo e bem definido, conhecido como método científico ou metodologia científica. A ciência visa à descrição e à explicação de fatos e fenômenos da natureza e do Universo, podendo então, com seu estudo, formular teorias, hipóteses, previsões e leis. Por sua vez, a Tecnologia é o uso prático dos conhecimentos científicos. Reconhecer como se faz Ciência é a base para combater fake news com conhecimento. OBJETIVO Discutir com os alunos como o conhecimento científico é produzido. Utilizar a observação dos sentidos para criar um método para identificação de componentes. Perceber a relação entre evolução da Ciência e o desenvolvimento da Tecnologia. 13 MATERIAIS ● Latas recicláveis com diferentes tampas [escura, opaca, opaca com furos, translúcida, transparente]; ● Moedas; ● Areia; ● Elásticos; ● Sementes; ● Algodão; ● Clips; ● Palitos, entre outros que o(a) professor(a) achar interessante. MÉTODOS 1. O(a) professor(a) deve preparar previamente as latas (de acordo com o número de alunos da turma) colocando os mesmos conteúdos em cada uma delas (utilizar os materiais citados acima). 2. O(a) professor(a) apresenta uma breve introdução do tema através de aula expositiva com uso ou não de apresentação de slides. 3. Dividir a turma em grupos de 5 alunos e distribuir as latas previamente preparadas e tampadas (com a tampa de maior dificuldade – mais escura) entre eles. 4. Deve ser requisitado para cada grupo que eles examinem as latas e façam deduções sobre o que há no interior de cada lata e anotem. 5. Após as inferências iniciais, as tampas são substituídas de forma que permitam que os alunos tenham mais facilidade ao examinar o interior da lata do que com a tampa anterior. Recomenda-se a distribuição das tampas nesta ordem: opacas; com furos (translúcidas), e, ao final, transparentes (onde o conteúdo possa ser totalmente observado). 6. A cada “rodada”, os alunos anotam o que acreditam que está no interior de cada lata. 7. Os alunos devem reconhecer o que está no interior da lata com os métodos disponíveis. Exemplo: eles podem tentar sacudir, colocar contra a luz, utilizar quaisquer técnicasascórbico, está presente principalmente em frutas frescas, tais como cereja-do-pará, caju, goiaba, groselha negra, manga, laranja, acerola, tomate, entre outras. Alguns vegetais também fontes de vitamina C – mas que são menos conhecidos – são o pimentão, a batata e algumas verduras como bertalha, brócolis, couve, nabo, folhas de mandioca e inhame. A ingestão de vitamina C é essencial para a saúde, uma vez que a hipovitamonose causa escorbuto, fadiga, depressão e em crianças pode afetar o crescimento ósseo. Mas quais alimentos contêm maior quantidade de vitamina C? Será que existe diferença na concentração de vitamina C em alimentos crus e cozidos? Será que suco de caixinha e outros produtos industrializados possuem vitamina C? Por meio dessa prática, podemos avaliar comparativamente a quantidade de vitamina C presente em diferentes alimentos com a ajuda da reação do amido com a tintura de iodo. A tintura de iodo reage com o amido formando uma estrutura complexa que muda a cor do amido (ou da solução de amido), tornando azul intenso ou roxo a depender da quantidade de amido. A vitamina C é conhecida por ser antioxidante, ou seja, é um agente redutor nas reações. Neste caso, ela provoca a redução do iodeto para iodo, então quando a vitamina C estiver presente na mistura iodeto + amido, a solução deixa de ficar azul intenso e fica incolor. Nesta prática, poderemos relacionar o que acontece nesta reação com a forma de determinar a quantidade de vitamina C em diferentes alimentos testados. OBJETIVO Perceber a ação antioxidante da vitamina C, identificar a presença de vitamina C nos alimentos e compreender a importância da vitamina C para o funcionamento do organismo. 99 MATERIAIS ● 6 Békers de 200mL (ou 6 copos de vidro de 200mL); ● Amido de milho; ● Água; ● Comprimidos de vitamina C efervescente; ● 3 laranjas; ● 2 limões; ● Espremedor de laranja de plástico; ● Refrigerante de laranja que indique que contém vitamina C; ● Suco de caixinha de qualquer fruta com indicação que contém vitamina C; ● Caneta e etiquetas para identificar cada Béker (ou copo); ● Tesoura; ● Duas garrafas pet de 2L cortadas ao meio; ● Conta-gotas; ● Tintura de Iodo 2%. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) explana sobre a importância das vitaminas para a saúde, com ênfase na vitamina C. 2. Separar a turma em grupo de 8 a 10 alunos. 3. Cada grupo terá autonomia para dividir as funções de preparo e testagem e anotações entre os participantes do grupo. 4. Os alunos devem preparar uma solução de 500mL de água e 5 colheres de amido de milho em uma garrafa pet cortada ao meio, e passar 100mL desta solução para um copo de vidro e anotar na etiqueta que este será o controle negativo. 5. Os alunos devem preparar uma solução de vitamina C na garrafa pet (1/2 comprimido em 500mL de água), passar 20mL desta solução para um copo e completar com 80mL de solução de amido, etiquetando o copo e anotando (controle positivo). 6. Os alunos devem preparar o suco de 3 laranjas, passar 20mL do suco para o copo e completar com 80mL da solução de amido. 7. Os alunos devem preparar o suco de 2 limões e passar 20mL do suco para o copo, completando com 80mL da solução de amido. 8. Os alunos devem colocar 20mL do refrigerante de laranja no copo e completar com 80mL da solução de amido. 100 9. Os alunos devem colocar 20mL do suco de caixinha no copo e completar com 80mL da solução de amido. 10. Após o preparo e etiquetagem de todas as soluções, os alunos começam a pingar gotas de solução de iodo, anotando a quantidade de gotas necessárias para que cada solução mude de cor. 11. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios. 12. Limpeza e organização do laboratório (ou da sala de aula). Nota 1: Não se esqueça de agitar a mistura depois de cada gota para verificar se a solução não volta a ficar incolor. Nota 2: O copo com apenas solução de amido vai ser o controle negativo e vai escurecer com um menor número de gotas. Já a solução com a mistura de amido e vitamina C efervescente vai ser o controle positivo e necessitará de algumas dezenas de gotas até escurecer. Nota 3: Os alunos devem perceber que a quantidade de gotas de tintura de iodo necessárias para escurecer a solução varia com a quantidade de vitamina C: quanto maior a quantidade de vitamina, mais gotas serão necessárias. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. WAUGH, W. A.; KING, C. G. Isolation and identification of vitamin C. The Journal of Biological Chemistry, v.97, n. 1, p. 325-331, Jul. 1932. DOI: https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)76243- 1. 101 36. ACELERANDO O QUE SERÁ ENFERRUJADO Tempo Estimado: 50 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF09CI02 - Comparar quantidades de reagentes e produtos envolvidos em transformações químicas, estabelecendo a proporção entre as suas massas. INTRODUÇÃO Todas as reações químicas e/ou bioquímicas liberam ou absorvem energia do ambiente, e isso acontece porque, quando se formam ou se rompem ligações químicas, estes processos irão interagir com a energia da matéria. Na Química, chamamos de processo exotérmico as reações químicas que liberam calor, ou seja, que fazem a temperatura do entorno aumentar imediatamente após a reação começar. Já o processo endotérmico será aquele que absorve calor, ou seja, o entorno irá resfriar assim que a reação se iniciar. Nesta prática, será realizada uma reação química exotérmica rápida e segura. O enferrujamento acelerado da palha de aço pelo vinagre (que é um ácido) irá remover a camada protetora da palha de aço e vai acelerar a oxidação do aço. A formação de ferrugem é uma reação química exotérmica porque as ligações recém-criadas entre átomos de oxigênio individuais e ferro precisam de menos energia do que as ligações entre dois átomos de oxigênio, uma vez que é normalmente encontrado no ar. Esta reação não apenas produzirá calor, mudará a cor e adiciona massa à palha de aço (devido ao oxigênio oriundo do ar em que é ligado), que pode ser medida com uma balança analítica (caso a escola tenha disponível). OBJETIVO Perceber visualmente a oxidação do ferro e relacionar ao ganho de massa e a liberação de calor de uma reação exotérmica. MATERIAIS ● Palha de aço; ● Copos de plásticos transparentes (200mL); ● Colher de sopa; ● Vinagre de maçã ou de álcool; ● Papel filme; 102 ● Papel toalha (ou guardanapos); ● Água. MÉTODOS 1. O professor irá, primeiramente. iniciar a aula explicando sobre reações endotérmicas e exotérmicas. 2. Separar a turma em trios. 3. Um dos alunos irá abrir separar rolos da palha de aço e colocar em três copos plásticos (um para ser colocado o vinagre, outro para água e outro para o ar). 4. O outro aluno irá adicionar aos poucos com auxílio de uma a colher de sopa, 100mL de vinagre, 100mL de água e deixar o outro copo apenas com o rolo em contato com o ar. 5. O terceiro aluno cobre os copos com papel filme e agita para que a palha toda entre em contato com o vinagre, com a água e o que está com ar não precisa agitar. Aguardar 15 minutos, segurando os copos com líquidos com as mãos, e tentar perceber o aumento da temperatura. 6. Com auxílio dos palitos o trio se organiza para retirar a palha de aço dos copos e colocá-las sobre o papel toalha e secar ao máximo. 7. Aguardar mais 15 minutos, fotografar para registrar os resultados e perceber visualmente o que aconteceu com as três palhas de aço. 8. Discussão dos resultados e limpeza do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. BaseNacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. BASTOS, Antônio Claudio Lima Moreira. Físico-Química. Belém: UFPA, 2011. 103para conseguir identificar os materiais. 8. Ao final, as latas são abertas pelos alunos que devem comparar as suas deduções escritas nas anotações do grupo com os conteúdos reais. 9. Neste momento, se estabelece a conexão entre as tentativas de descobrir o que tinha no interior da lata e o método científico, discutir com os alunos as técnicas utilizadas e estabelecer a relação entre testes e metodologia científica. Vale ressaltar a importância da 14 tecnologia e seu avanço para a produção do conhecimento científico (exemplos: microscopia, técnicas de biologia molecular, GPS, satélites, métodos de produção de vacinas, entre outros). 10. Ao final, elaboram-se os relatórios sobre a prática. Encerra-se a aula com a limpeza e organização dos materiais e do laboratório ou da sala de aula. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. LIMA, Ana Luiza Lorenzen. O que é ciência? Brasil Escola, [s. l.], c2024. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-ciencia.htm. Acesso em: 31 maio 2024. 15 2. EXTRAÇÃO DE CLOROFILA DAS FOLHAS VERDES Tempo estimado: 100 minutos. Habilidades BNCC: EF06CI05 - Explicar a organização básica das células e seu papel como unidade estrutural e funcional dos seres vivos. INTRODUÇÃO A clorofila é o pigmento que dá coloração verde a alguns tecidos vegetais, em especial aos tecidos das folhas. O pigmento está localizado na organela chamada cloroplasto presente nas células vegetais. A clorofila ajuda no processo de obtenção de compostos orgânicos durante a fotossíntese, ao absorver a energia luminosa e transformar em energia química (glicose). A folha é o órgão vegetal responsável por realizar a fotossíntese e as trocas gasosas. Sendo assim, a função da folha é produzir o alimento das plantas e, na realização das trocas gasosas que liberam o gás oxigênio, processos chamados de transpiração e respiração. A extração do pigmento clorofila proposta nesta prática irá ajudar os alunos a fixarem bem este importante conteúdo. OBJETIVO Reconhecer a clorofila como o pigmento verde das folhas através do processo de extração e compreender o funcionamento desta no processo de absorção de energia luminosa. MATERIAIS ● LUPA (manual ou microscópio estereoscópio); ● Folhas verdes coletadas pelos alunos; ● Pilão/macerador/soquete de madeira; ● Beckers grandes de vidro ou copos de vidro grandes (dois por grupo); ● Funis plásticos; ● Filtro de café; ● Álcool a 92% ou 70% (meio litro por grupo); ● Luminárias com luz negra (uma por grupo ou uma para a turma e os grupos revezam). 16 MÉTODOS 1. Primeiramente os professores apresentam uma aula introdutória sobre a fotossíntese, cloroplastos e clorofila. 2. Dividir a turma em grupos de 5 alunos. 3. Os alunos devem coletar folhas grandes e verdes de árvores heliófilas (precisam de luz intensa, como, por exemplo, a amendoeira, os ipês, etc.). 4. Os alunos devem triturar e macerar as folhas. Importante: para auxiliar na trituração, deve ser colocado um punhado de areia. 5. Conforme os alunos trituram as folhas, despejar aos poucos o álcool. 6. Essa mistura inicial será filtrada com o uso do funil e papel filtro. Deve-se ter entre 250mL a 500 por mL de extrato de clorofila. 7. O filtrado deve ficar 10 minutos em descanso. 8. Ao final, deve-se expor o extrato da clorofila à luz negra. A clorofila absorve a luz negra e observa-se tons entre o vermelho, rosa, laranja ou marrom, de acordo com a quantidade de clorofila extraída. 9. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios, seguida de limpeza e organização dos materiais do laboratório (ou sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. 17 3. MONTANDO E DESMONTANDO O ARCO ÍRIS: CONHECENDO A LUZ BRANCA Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF09CI04 - Planejar e executar experimentos que evidenciam que as cores de luz podem ser formadas pela composição das três cores primárias da luz, e que a cor de um objeto está relacionada também à cor da luz que o ilumina. INTRODUÇÃO A luz visível (ou luz branca, como chamamos) corresponde à faixa do espectro da radiação solar, cujo comprimento de onda situa-se entre 400 e 700nm, nos possibilitando enxergar em cores. Uma contextualização inicial sobre o espectro luminoso e suas propriedades poderá introduzir conceitos como absorção e reflexão e refração da luz em diferentes meios transparentes, translúcidos e opacos. Enxergamos a luz branca e outras frequências que as compõem porque o olho humano só capta luz visível que vai do ultravioleta e o infravermelho. Isso é, acima do ultravioleta e abaixo do infravermelho, não enxergamos. A proposta desta prática é “desmontar o arco-íris”, ou seja, propor aos alunos que façam um disco de Newton, que é um experimento muito conhecido da Física. Este disco é um círculo colorido com as cores primárias do espectro visível (vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta). Ao girar o disco com grande velocidade, o objetivo é mostrar na prática para os alunos a composição da luz branca. Quando parado, a separação das cores é nítida, mas, ao colocarmos o disco para girar em grande velocidade, as cores misturam-se e o disco parece ficar branco. Newton fez uso desse dispositivo para identificar que a mistura das cores visíveis produzia o branco. A segunda proposta é “montar o arco-íris” com o experimento do prisma em que os alunos poderão perceber que a luz branca pode ser decomposta nas cores do arco-íris: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta. Mostra-se que a luz, como se comporta como uma onda, pode ser separada em várias outras ondas de frequências diferentes. OBJETIVO Compreender, através de testes, a composição da luz branca. Evidenciar que a cor de um objeto está relacionada à cor da luz que o ilumina. 18 MATERIAIS ● Prisma de vidro ou de acrílico; ● Flash ou laser (ou lanterna de um celular); ● Cartolina branca; ● Cartolina preta (ou lata pintada com tinta preta e furada com prego e martelo); ● Compasso ou forma cilíndrica; ● Lápis de cor (com as cores do arco-íris); ● Barbante; ● Lata (pode ser de leite) com um furo no fundo (usar prego e martelo); ● Lápis preto; ● Cola branca. MÉTODOS 1. Primeiro, os(as) professores(as) apresentam uma aula sobre introdução à Óptica, conceito de luz, reflexão, refração e dispersão da luz. 2. O(a) professor(a) deve separar os alunos em grupos de 5. Dois ficarão responsáveis por montar e testar o disco de Newton. 3. Os alunos responsáveis pelo disco de Newton irão recortar a cartolina em dois círculos de 25 cm e colar as duas partes, e depois devem marcar o centro do disco com o lápis preto e forçar para fazer um pequeno furo (onde o barbante será passado). O círculo deve ser dividido em sete partes iguais e pintado com lápis de cor com as seguintes cores: vermelho, laranja, amarelo, verde, anil, azul e violeta. Para fazer o disco funcionar, os alunos devem girar o disco em alta velocidade. 4. Os outros trêsalunos do grupo irão fazer a prática do prisma. Eles devem pintar a lata de preto e fazer um furo com prego e martelo, ou usar a cartolina preta bastante enrolada, deixando um pequeno buraco. Será necessário pedir para que posicionem bem o prisma e, com o laser e/ou o flash do celular, passar a luz no furo da lata ou pela cartolina preta (para criar um feixe único de luz). É importante que tentem achar uma posição em que o feixe de luz branca passe pelo prisma dispersando a luz (difratando-a), ou seja, curvando e separando em outras frequências de cores (formando um "arco-íris"). 5. A conclusão esperada seria da montagem do espectro na luz branca, com o disco de Newton e na separação da luz branca num espectro, com o prisma e o feixe de luz. 6. Discussão dos resultados com os alunos e elaboração dos relatórios. 19 7. Limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. 4. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1995. 20 4. BIOQUÍMICA DOS ALIMENTOS: IDENTIFICAÇÃO DE AMIDO Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) da BNCC: EF05CI08 - Organizar um cardápio equilibrado com base nas características dos grupos alimentares (nutrientes e calorias) e nas necessidades individuais (atividades realizadas, idade, sexo etc.) para a manutenção da saúde do organismo. EF05CI06 - Selecionar argumentos que justifiquem por que os sistemas digestório e respiratório são considerados corresponsáveis pelo processo de nutrição do organismo, com base na identificação das funções desses sistemas. EF05CI09 - Discutir a ocorrência de distúrbios nutricionais (como obesidade, subnutrição etc.) entre crianças e jovens a partir da análise de seus hábitos (tipos e quantidade de alimento ingerido, prática de atividade física etc.). INTRODUÇÃO Chamamos de carboidrato um composto formado basicamente por carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O). Por isso, quimicamente, recebe o nome de hidrato de carbono, cuja fórmula geral é Cx(H2O)y. São biomoléculas abundantes na natureza, também chamadas de glicídios ou açúcares, que compreendem desde o açúcar que utilizamos para adoçar até a celulose presente nas células vegetais. Uma das principais funções dos carboidratos é o fornecimento de energia. Nos seres humanos, por exemplo, obtemos a energia necessária para nossa vida através da alimentação. Quando ingerimos carboidratos, essas moléculas são decompostas por enzimas específicas em unidades menores de açúcares até que se produza a glicose que fornecerá energia para nossas células. Outras funções são desempenhadas pelos carboidratos: armazenar energia (na forma de amido nas plantas e glicogênio nos animais); estar presente na estrutura da membrana plasmática das células; formar a estrutura da parede celular das células vegetais; formar o exoesqueleto dos artrópodes; e estar na estrutura dos ácidos nucleicos. OBJETIVO Nesta prática, os alunos deverão identificar carboidratos do tipo amido nos alimentos do dia a dia e reconhecer a composição química dos alimentos comumente consumidos. 21 MATERIAIS ● Solução de Iodo (vendido em farmácia); ● Água; ● Farinha de trigo; ● Amido de milho; ● Arroz cozido; ● Leite; ● Banana; ● Pão; ● Sal; ● Copinhos de café descartáveis; ● Pipeta Paster plástica (ou conta gotas). MÉTODOS 1. Primeiramente, os professores apresentam uma aula introdutória sobre carboidratos e sua importância na alimentação. 2. Deve-se dividir a turma em grupos de 5 alunos. 3. Pedir para cada aluno preparar soluções aquosas 1:1 com as farinhas e colocá-las nos copinhos de café. 4. Cortar o pão e a banana e colocar os pedaços em copinhos de café. 5. Com o auxílio da pipeta Pasteur (ou do conta-gotas), gotejar tintura de iodo em cada copinho com os diferentes alimentos. 6. Os alunos devem perceber que a alteração da cor do iodo acontecerá apenas nos alimentos que contêm carboidratos. 7. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios. 8. Ao final, devem ser feitas a limpeza e a organização dos materiais e do laboratório. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. 22 BATISTA, Carolina. Carboidratos: o que são, função e classificação. Toda Matéria, [s. l.], c2024. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/carboidratos-funcao-classificacao/ . Acesso em: 1 jul. 2023. MAGALHÃES, Lana. Proteínas. Toda Matéria, [s. l.], c2024. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/proteinas/. Acesso em: 1 jul. 2023. 23 5. BIOQUÍMICA DOS ALIMENTOS: CONHECENDO PROTEÍNAS Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF05CI08 - Organizar um cardápio equilibrado com base nas características dos grupos alimentares (nutrientes e calorias) e nas necessidades individuais (atividades realizadas, idade, sexo etc.) para a manutenção da saúde do organismo. EF05CI06 - Selecionar argumentos que justifiquem por que os sistemas digestório e respiratório são considerados corresponsáveis pelo processo de nutrição do organismo, com base na identificação das funções desses sistemas. EF05CI09 - Discutir a ocorrência de distúrbios nutricionais (como obesidade, subnutrição etc.) entre crianças e jovens a partir da análise de seus hábitos (tipos e quantidade de alimento ingerido, prática de atividade física etc.). INTRODUÇÃO As proteínas são as macromoléculas orgânicas mais abundantes das células, fundamentais para a estrutura e função celular. Elas são encontradas em todos os tipos de células e nos vírus. São formadas por aminoácidos ligados entre si. Todas as proteínas são formadas a partir da ligação sequencial de 20 aminoácidos (aminoácidos são moléculas orgânicas que possuem, pelo menos, um grupo amina -NH2 e um grupo carboxila -COOH em sua estrutura). Os alimentos de origem animal são ricos em proteínas, já os de origem vegetal possuem, de maneira geral, menor quantidade desta macromolécula. As principais funções das proteínas são: fornecimento de energia quando não há uma quantidade adequada de carboidratos e gorduras; estruturação da célula; catalisadoras de reações químicas, na forma de enzimas; regulação de processos metabólicos; armazenamento de substâncias; transporte de substâncias; construção e reparação dos tecidos e músculos; defesa do organismo, na forma de anticorpos; e composição de hormônios e neurotransmissores. OBJETIVO Reconhecer as proteínas nos alimentos comumente consumidos e entender a importância delas para uma alimentação saudável. Introduzir o conceito de desnaturação de uma proteína. 24 MATERIAIS ● Ovos de galinha; ● Álcool 46%, 70% ou 92%; ● Placas de Petri, frigideira pequena ou prato de vidro transparente. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta uma aula introdutória sobre proteínas e sua importância na alimentação (pode abordar a desnaturação de proteínas). 2. Dividir a turma em gruposde 5 alunos. 3. Pedir para que cada grupo quebre um ovo nas placas de Petri (ou na frigideira ou prato). 3. Cada grupo deve despejar lentamente cerca de 20mL do álcool em cima do ovo. 4. Os alunos devem perceber a alteração que ocorre na clara do ovo evidenciando o processo de desnaturação da proteína albumina. 5. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios. 6. A aula prática é finalizada com a limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. 25 6. BIOQUÍMICA DOS ALIMENTOS: CONHECENDO OS LIPÍDIOS Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF05CI08 - Organizar um cardápio equilibrado com base nas características dos grupos alimentares (nutrientes e calorias) e nas necessidades individuais (atividades realizadas, idade, sexo etc.) para a manutenção da saúde do organismo. EF05CI06 - Selecionar argumentos que justifiquem por que os sistemas digestório e respiratório são considerados corresponsáveis pelo processo de nutrição do organismo, com base na identificação das funções desses sistemas. EF05CI09 - Discutir a ocorrência de distúrbios nutricionais (como obesidade, subnutrição etc.) entre crianças e jovens a partir da análise de seus hábitos (tipos e quantidade de alimento ingerido, prática de atividade física etc.). INTRODUÇÃO As gorduras, ou também conhecida como lipídios, são macronutrientes que apresentam uma coloração esbranquiçada ou amarelada e se destacam por não serem solúveis em água. São encontrados abundantemente em organismos animais e vegetais e atuam, entre outras funções, como reserva de energia e estrutura. As funções básicas dos lipídios são: armazenar energia; isolante elétrico (para garantir a condução do impulso nervoso); proteger o corpo contra o frio; proteger o corpo contra choques mecânicos; ajudar na absorção de vitaminas; impermeabilizar superfícies sujeitas à desidratação, como a superfície de frutos e a nossa pele; participar da composição das membranas das células; participar da formação de hormônios; moldar o corpo; impedir o crescimento de bactérias na superfície da pele; impermeabilizar os pelos dos mamíferos e as penas das aves (que vivem em ambientes aquáticos); auxiliar na absorção e no transporte de vitaminas lipossolúveis. Podemos encontrar gorduras nos alimentos de origem vegetal e nos de origem animal. Alguns exemplos: abacate, castanha, amêndoas, carnes vermelhas gordas, ovos, manteiga, queijos amarelados, margarina, azeite, peixes, chocolates, entre outros. OBJETIVO Reconhecer a composição dos alimentos que contêm gorduras (lipídios) e entender a importância delas para uma alimentação saudável e os riscos do consumo em excesso. 26 MATERIAIS ● Leite integral (1 a 2 litros, dependendo do tamanho da turma e dos alunos participantes); ● Corantes alimentícios de diferentes cores; ● Detergente; ● Placas de Petri grande (ou pratos de vidro, um por grupo). MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta uma aula introdutória sobre lipídios e sua importância na alimentação. 2. Dividir a turma em grupos de 5 alunos. 3. Cada grupo deve despejar um pouco do leite integral (cerca de 150mL) numa placa de Petri ou prato de vidro. 4. Os alunos pingam diferentes corantes alimentícios de forma que as cores não se misturem nesse primeiro momento. 5. Depois o detergente deve ser pingado no centro da placa de Petri. 6. Os alunos devem perceber que o detergente emulsifica a gordura e, neste processo, movimenta o corante, fazendo com que as cores se movimentem e formando um lindo desenho no leite. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. 27 7. FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA: ENCHENDO UM BALÃO Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF04CI07 - Verificar a participação de microrganismos na produção de alimentos, combustíveis, medicamentos, entre outros. INTRODUÇÃO Fermentação alcoólica é o processo biológico no qual açúcares, como a glicose, frutose e sacarose, são convertidos em energia celular produzindo etanol e dióxido de carbono como resíduos metabólicos. Este processo é realizado na ausência de gás oxigênio, por isso é considerado um processo anaeróbico. No processo de fermentação alcoólica ocorre degradação parcial das moléculas do carboidrato utilizado na reação. O processo ocorre no interior da célula dos micro-organismos, como fungos (levedura) ou bactéria, e ocorre também em células musculares, como um mecanismo de compensação energética quando há insuficiência de oxigênio. Na fermentação alcoólica, além da energia produzida, há a formação de etanol e CO2. OBJETIVO Os alunos devem compreender a fermentação alcoólica como um processo de geração de energia (ATP) que ocorre na ausência de oxigênio e tem como subprodutos a formação de álcool e gás carbônico. MATERIAIS ● Colheres de café (plásticas ou metálicas); ● Água morna; ● Fermento biológico (a quantidade depende do grupo de alunos); ● Açúcar (a quantidade depende do grupo de alunos); ● Tubos de ensaio (ou garrafas pet pequenas de 200mL); ● Bexigas de aniversário; ● Elásticos. 28 MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) faz uma aula introdutória sobre processos de fermentação. 2. Dividir a turma em grupos de 5 alunos; pedir para cada aluno preparar um tipo de solução em um tubo de ensaio: água morna com açúcar; água fria com fermento; água fria com açúcar e fermento; e água morna com fermento e açúcar. 3. Em seguida, deve-se vedar com a bexiga de gás com elástico e aguardar por 20min observando. 4. Os alunos devem perceber a reação de fermentação realizada pela levedura ao visualizar a liberação do gás carbônico que irá inflar a bexiga, o que vai acontecer no tubo de ensaio que contém a solução de água morna, fermento e açúcar. 5. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios, limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. DIAS, Diogo Lopes. O que é fermentação? Brasil Escola, [s. l.], c2024. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-fermentacao.htm. Acesso em: 1 jul. 2023. 29 8. COMBUSTÃO Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF09CI02 - Identificar e comparar quantidades de reagentes e produtos envolvidos em transformações químicas, estabelecendo a proporção entre as suas massas. INTRODUÇÃO Uma reação química ocorre quando um material passa por uma transformação em que sua constituição química muda, ou seja, seus átomos se rearranjam para formar novas substâncias. A queima ou combustão é uma reação química exotérmica entre uma substância (o combustível) e um gás (o comburente), geralmente o oxigênio que é consumido. Nesse processo, há liberação de energia (por exemplo, na forma de calor). Durante a reação de combustão, são formadosdiversos produtos resultantes da combinação dos átomos dos reagentes. No caso da queima em ar de compostos orgânicos (metano, propano, gasolina, etanol, diesel, etc.), são formados centenas de compostos, por exemplo CO2, CO, H2O, fuligem, etc., sendo que alguns desses compostos causam a Chuva Ácida, danos aos ciclos biogeoquímicos do planeta e agravam o efeito estufa. Na combustão ocorre a combinação do oxigênio com outras substâncias, liberando grande quantidade de calor em curto espaço de tempo. A combustão libera energia química que está armazenada no combustível. Essa energia aparece sob a forma de calor e luz. Com a energia da combustão o ser humano movimenta veículos à gasolina, a gás, a óleo diesel ou a álcool, cozinha alimentos no fogão, gera energia em indústrias termoelétricas, dentre algumas aplicações. OBJETIVO Comprovar que o gás comburente, o oxigênio, é consumido na combustão. MATERIAIS ● Copos de vidro de 200mL; ● Velas de parafina; ● Fósforos; ● Pratos de vidro; ● Corantes de alimentos; 30 ● Água. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) apresenta uma aula introdutória sobre reações químicas, mais especificamente a combustão e sua importância no cotidiano. 2. Dividir a turma em grupos de 5 alunos. 3. Os alunos recebem os materiais. 4. Os alunos devem acender a vela, fixá-la no centro do prato utilizando a parafina derretida. 5. Em seguida, colocar água no prato até cerca de 3 cm e pingar gotas do corante no prato. 6. Cobrir a vela acesa com um copo. 7. Os alunos devem perceber que em pouco tempo a vela se apaga e por conta do consumo do oxigênio a água com o corante sobe pelas bordas do copo. 8. Ao final, é feita a discussão dos resultados e limpeza do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. SANTOS, Lucas Makoto Tanaka dos. Combustão. Todo Estudo, [s. l.], [20--]. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/quimica/combustao. Acesso em: 2 jul. 2023. 31 9. ÁCIDOS E BASES I – Indicador de suco de repolho roxo Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF09CI02 - Comparar quantidades de reagentes e produtos envolvidos em transformações químicas, estabelecendo a proporção entre as suas massas. INTRODUÇÃO Os indicadores ácido-base são substâncias que mudam de cor, informando se o meio está ácido ou básico. Existem indicadores sintéticos, como a fenolftaleína, o azul de bromotimol, o papel de tornassol e o alaranjado de metila. Porém, existem também algumas substâncias presentes em vegetais que funcionam como indicadores ácido-base naturais. Este é o caso das antocianinas presentes no repolho roxo, no açafrão (cúrcuma), nas folhas e flores vermelhas, roxas, rosa, violeta e azul. Com práticas simples e lúdicas, os alunos aprenderão visualizando a mudança de cor de acordo com a mudança de pH. Na primeira prática, verão como o suco de repolho roxo irá mudar de cor à medida que entrar em contato com diferentes soluções comuns do dia a dia e que tem o pH entre o ácido e o alcalino. O suco de repolho adquire tons vermelhos à “verde-amarelado” dependendo do pH da solução em que ele é misturado. Os tons vermelhos e rosa são encontrados em pHs bem ácidos (vinagre, limão e outras substâncias com pH 2, 3 até 5,5); já os tons azulados e roxos são encontrados para pHs próximos de neutros (água, leite, detergente e outras substâncias com pHs de 7 até 8); e, por fim, tons verdes e amarelados para pHs básicos (água sanitária, com pH próximo de 10, bicarbonato de sódio, com pH 8,6, e água salgada, com pH 8). Na segunda prática (9.1), o açafrão será usado em uma mistura com álcool para revelar se a superfície é ácida ou básica. Quando misturado ao álcool, essa mistura revela se a superfície é ácida ou básica. Quando alcalina, após a aplicação do açafrão, a superfície fica vermelha; já quando se trata de uma superfície ácida ou neutra, o amarelo é predominante. No exemplo desta prática, a superfície com solução de bicarbonato de sódio, que é alcalino, ficará vermelho intenso. OBJETIVO Criação de indicador natural de acidez e basicidade, que faz os alunos perceberem as variações de pH de soluções (ácidas e básicas) usando um indicador natural criado por eles. 32 MATERIAIS – prática 1 ● Repolho roxo; ● Água; ● Macerador (ou soquete); ● Beckers (ou copos plásticos transparentes em número suficiente para cada solução preparada a ser testada); ● Peneiras (plásticas ou de aço); ● Bicarbonato de sódio; ● Vinagre; ● Leite de magnésia; ● Limão; ● Detergente; ● Pipetas plásticas (ou canudos ou conta gotas); ● Sal; ● Água sanitária. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) realiza uma aula expositiva sobre acidez e basicidade e a escala de pH. 2. Dividir a turma em grupos de 5 alunos. 3. Pedir para cada grupo ir preparando diferentes soluções aquosas nos béckers (ou copos de vidro). Os alunos devem macerar o repolho roxo com água até obter um suco, e depois devem peneirá-lo. 4. Os alunos devem testar as soluções pingando o suco de repolho roxo nas soluções. 5. Os alunos devem perceber a reação colorimétrica que acontecerá quando o suco de repolho roxo for adicionado às soluções. Este muda de cor à medida que alteramos o pH do meio. 6. Devem ser feitas anotações sobre a coloração de cada frasco e relacioná-la com pH ácido, neutro ou básico. 7. Se possível checar o pH com a fita. Pode-se também utilizar um medidor colorimétrico de pH plástico. Se ainda não tiver o medidor disponível, os professores colocam no quadro as graduações de cores esperadas para os pHs ácido, neutro e básico disponíveis em livros e/ou na internet. 8. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios. 9. Finaliza-se com a limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). 33 9.1 ÁCIDOS E BASES II – Tinta invisível MATERIAIS – prática 2: ● Açafrão; ● Álcool 70% (ou 46%); ● Pincéis; ● Bicarbonato de sódio; ● Água; ● Folha de papel em branco (tipo A4); ● Cotonetes. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) realiza aula expositiva sobre acidez e basicidade e a escala de pH. 2. Dividir a turma em duplas. Um aluno escreve uma mensagem secreta para o outro na folha em branco, usando o cotonete como caneta e a solução de bicarbonato de sódio e água como tinta da caneta (molhando o cotonete para escrever). Ele deve esperar a folha secar. A folha de papel voltará a ficar completamente branca, então a mensagem desaparecerá. 3. Para revelar a mensagem, o outro aluno da dupla fará a mistura de uma colher de café de açafrão dissolvido em álcool 70%. Ao passar o pincel molhado na mistura, a mensagem será revelada. 4. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios. 5. Finaliza-se com a limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. TRIVELLATO, José et al. Ciências, natureza & cotidiano: criatividade, pesquisa, conhecimento, 9° ano. Ed. atual. São Paulo: FTD, 2009. Coleção natureza & cotidiano. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. 34 10. SUBSTÂNCIAS PURASE MISTURAS (HOMOGÊNEAS E HETEROGÊNEAS) Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF06CI01 - Classificar como homogênea ou heterogênea a mistura de dois ou mais materiais (água e sal, água e óleo, água e areia etc.). EF06CI03 - Selecionar métodos mais adequados para a separação de diferentes sistemas heterogêneos a partir da identificação de processos de separação de materiais (como a produção de sal de cozinha, a destilação de petróleo, entre outros). EF06CI02 - Identificar evidências de transformações químicas a partir do resultado de misturas de materiais que originam produtos diferentes dos que foram misturados (mistura de ingredientes para fazer um bolo, mistura de vinagre com bicarbonato de sódio etc.). INTRODUÇÃO Substância pura é a substância (ou composto) formada exclusivamente por partículas quimicamente iguais (moléculas ou aglomerados), ou seja, que pertencem ao mesmo elemento químico. É muito difícil encontrarmos substâncias puras na natureza. Em geral, elas são produzidas em laboratório, por processos de fracionamento de misturas ou métodos de purificação. Qualquer fração dessas substâncias apresenta a mesma característica que as demais, sempre igual à própria substância. Por outro lado, mistura é um sistema formado por duas ou mais substâncias puras, chamadas de componentes. As misturas podem ser homogêneas, heterogêneas e coloidais. Elas são formadas por duas ou mais substâncias e o que as distingue é o fato de serem ou não perceptíveis. Nas misturas homogêneas, é possível perceber a diferença entre duas ou mais substâncias, pois o sistema é uniforme e apresenta apenas uma fase (monofásica). Nas soluções sempre temos misturas homogêneas, pois as substâncias se dissolvem por completo. Já nas misturas heterogêneas, duas ou mais substâncias são encontradas e é possível perceber, nesta mistura, duas ou mais fases (polifásica). Podemos classificar ainda as misturas como coloidais, que são aquelas que, embora pareçam ser homogêneas – pois as diferentes fases da mistura não são perceptíveis a olho nu – apresentam fases visíveis apenas através de microscópios (exemplos: o sangue, que é uma mistura composta por plasma, glóbulos, plaquetas e plasma; o leite, que é uma mistura composta por água, gordura, proteínas, entre outros). É importante destacar que existem vários métodos para separar misturas heterogêneas (catação, centrifugação; decantação, 35 dissolução fracionada; filtração, flotação; levigação; peneiração; separação magnética; ventilação). As misturas homogêneas, por sua vez, têm de passar por processos químicos e/ou físicos. Os principais deles são: destilação simples e destilação fracionada. O mesmo acontece com as misturas coloidais. OBJETIVO Reconhecer as diferenças entre misturas homogêneas e heterogêneas. Conseguir compreender e pensar em diferentes métodos de separação de misturas. MATERIAIS ● Água; ● Corantes para bolo; ● Sal; ● Óleo; ● Limalha de ferro; ● Açúcar; ● Pó de Café; ● Arroz; ● Feijão; ● Ervilha; ● Bécker (ou copo de vidro); ● Potes de plástico; ● Espátulas (ou colheres); ● Imãs; ● Bastão de vidro (ou palito grande); ● Peneiras; ● Funis; ● Filtro de café. MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) deve ter explicado os conteúdos referentes à substância pura e misturas. 2. Expõem-se todos os materiais na bancada ou mesa do professor. 36 3. Dividir a turma em grupos de 5, avisando que cada grupo deverá anotar os materiais escolhidos. 4. Após terem escolhidos os materiais, pedir para que preparem misturas homogêneas e heterogêneas com os materiais que escolheram. 5. Após as preparações, trocar os grupos. 6. Pedir para que os alunos pensem em formas de separar as misturas feitas e executem o trabalho de separação em grupo e em tempo determinado pelo professor (é possível gamificar esta aula prática em relação ao tempo que cada grupo levou para separar as misturas). 7. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios. 8. Limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. RUSSELL, John B.; Química geral: vol. 1. São Paulo: Pearson Education do Brasil; Makron Books, 1994. TRIVELLATO, José et al. Ciências, natureza & cotidiano: criatividade, pesquisa, conhecimento, 9° ano. Ed. atual. São Paulo: FTD, 2009. Coleção natureza & cotidiano. 37 11. REPRODUÇÃO ASSEXUADA I: CLONAGEM VEGETAL Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF08CI07 - Comparar diferentes processos reprodutivos em plantas e animais em relação aos mecanismos adaptativos e evolutivos. INTRODUÇÃO A reprodução assexuada é capaz de formar descendentes geneticamente idênticos ao original (“clones”), gerados a partir de um único organismo progenitor. A micropropagação é uma alternativa que visa a sustentabilidade ambiental, já que influencia diretamente na economia e no meio ambiente. Na clonagem vegetal, a manutenção dos caracteres superiores (qualidade de frutos, sabor, resistência a fatores adversos bióticos e abióticos, etc.) é uma vantagem muito utilizada na produção de plantas e contribui para o aumento do valor econômico dos produtos obtidos e/ou da produtividade. Por conta da praticidade, a clonagem que pode ser realizada artificialmente é vista como uma técnica fácil, que conquista cada vez mais espaço no mercado agrícola. Esse tipo de clonagem vegetal utiliza partes somáticas das plantas, e tem por base a totipotência (multipotência) celular. Totipotência é a capacidade potencial de formação de um indivíduo inteiro sem ocorrência da fusão de gametas. Podemos demonstrar na prática como ocorre o fenômeno de clonagem vegetal pela gemulação (ou gemiparidade) dos tubérculos de uma batata. A formação de uma gema, por mitoses na superfície externa do organismo mãe, pode se separar e dar origem a um novo indivíduo. OBJETIVO Fazer com que os alunos observem na prática a reprodução assexuada na propagação vegetativa por meio do brotamento dos tubérculos. MATERIAIS ● Bandejas de plástico retangular (30cm x 20cm); ● Tubérculos de batata inglesa; ● Terra e areia (na proporção de 1/1). 38 MÉTODOS 1. Primeiramente, o professor deve ter explicado os conteúdos de reprodução assexuada e reprodução sexuada. 2. Separar a turma em grupos de 4 ou 5 alunos, sendo cada grupo responsável por trazer uma batata inglesa que contenha tubérculos e uma bandeja de plástico. O(a) professor(a) deve pedir para os alunos colocarem e os tubérculos de batata-inglesa em uma bandeja de plástico previamente preparada com 250g de terra e 250g de areias. Cada grupo irá cobrir os tubérculos parcialmente, regar com água e acompanhar o experimento semanalmente até que os clones se desenvolvam. 3. As gemas (brotações) irão aparecer em torno de 1 a 2 semanas após o início do experimento. 4. Depois desse período, será observado a formação de brotos nos tubérculos das batatas. 5. Analisar e discutir os resultados com os alunos. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. CANHOTO, J. M. Biotecnologia vegetal: da clonagem de plantas à transformação genética. Coimbra: Imprensa da Universidade de Coimbra, 2010.39 12. REPRODUÇÃO ASSEXUADA II: ESTAQUIA Tempo estimado: 100 minutos (e acompanhamento semanal). Habilidade(s) BNCC: EF08CI07 - Comparar diferentes processos reprodutivos em plantas e animais em relação aos mecanismos adaptativos e evolutivos. INTRODUÇÃO A estaquia é uma técnica muito antiga e a mais utilizada na agricultura com plantas que possuem sementes pouco férteis ou que produzem poucas sementes. Ela é capaz de promover enraizamento a partir de partes da planta (ramos, raízes, folhas e fascículos). O processo de formação das raízes está associado à regeneração do meristema radicular por meio dos tecidos vasculares ou tecido caloso formado na base da estaca. Além disso, a escolha de um bom pedaço na qual irá trabalhar determinará a qualidade dos descendentes, pois todos serão idênticos à “planta-mãe”. OBJETIVO Compreender como ocorre o processo de reprodução assexuada por estaquia e contextualizar sua importância para a agricultura e criação de plantas ornamentais. MATERIAIS ● Algumas folhas de boa qualidade da planta Dracaenatrifasciata (espada de São Jorge); ● Terra preta de boa qualidade; ● Recipiente de plástico ou vidro (30cm x 20cm x 20cm no mínimo), preferencialmente reciclado; ● Água (suficiente para rega). MÉTODOS 1. Primeiramente, o professor explicará os conteúdos relacionados aos diferentes tipos de reprodução assexuada, enfatizando em plantas. 2. Os alunos devem ser divididos em grupos de cinco, e se organizar para que cada um faça uma parte da prática. 40 3. Os alunos serão ensinados e instruídos a realizar a extração de mudas da planta Dracaenatrifasciata, popularmente conhecida como “espada de São Jorge”. Na extração da muda, é importante que se retire a folha inteira. 4. O(a) professor(a) deve manipular a faca e ensinar os alunos como fazer apenas um corte mais próximo da base e na diagonal para gerar uma única muda. Caso não se tenham muitas folhas disponíveis, também é possível multiplicar a muda cortando-a em vários pedaços, tendo cada parte em torno de 10 a 12 cm. 5. Um aluno de cada grupo se responsabilizará por fazer furos no fundo do recipiente (pote reciclado), enquanto outro estudante coloca a terra e faz o buraco para colocação da muda. 6. Regar em abundância e deixar em local que tenha bastante luz. 7. O crescimento e desenvolvimento da planta-filha deverá ser observado semanalmente e depois comparado com a planta-mãe. 8. Discutir os resultados com os alunos e limpar o laboratório (ou a sala de aula). Nota 1: Regar a muda apenas uma vez por semana. A espada de São Jorge é uma planta de meia sombra, então a turma deve evitar colocá-la em lugar muito úmido. Nota 2: Para mudas feitas apenas com um corte, pode-se colocá-las em um recipiente com água para primeiro enraizar e depois plantar na terra. Nota 3: É possível utilizar outras plantas nesta prática: suculentas, raízes de cebolinha, ramo de alecrim e até um pequeno ramo de goiabeira. Se a escola tiver um espaço, as novas plantas podem ser levadas para este espaço e a observação do crescimento ser acompanhada pelos estudantes. Caso a escola não tenha este espaço, é interessante que os alunos possam levar as novas plantas para casa e realizar o acompanhamento semanal. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. SILVA, Alanna Sandrelly Ferreira da. Reprodução assexuada nas plantas: propagação vegetativa: plano de aula. Nova Escola: plano de aula, São Paulo, 22 nov. 2018. Disponível em: https://novaescola.org.br/planos-de-aula/fundamental/8ano/ciencias/reproducao-assexuada-nas- plantas-propagacao-vegetativa/2787. Acesso em: 05 maio 2023. MOREIRA, Catarina. Reprodução assexuada. Revista Ciência Elementar, Lisboa, v. 2 n. 3, out. 2014. Disponível em: https://rce.casadasciencias.org/rceapp/art/2014/199/. Acesso em: 5 maio 2023. 41 AMABIS, Jose Mariano; MARTHO, Gilberto Rodrigues. Fundamentos da Biologia. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2006. GEWANDSZNAJDER, Fernando; PACCA, Helena. Teláris Ciências. 3. ed. São Paulo: Ática Didáticos, 2019. FRAZON, Rodrigo Cezar. Produção de mudas: principais técnicas utilizadas na propagação de fruteiras. Brasília, DF: Embrapa Cerrados, 2010. 42 13. EXTRAÇÃO DE DNA COM MATERIAIS SIMPLES Tempo estimado: 100 minutos. Habilidade(s) BNCC: EF06CI05 - Explicar a organização básica das células e seu papel como unidade estrutural e funcional dos seres vivos. EF09CI08 - Associar os gametas à transmissão das características hereditárias, estabelecendo relações entre ancestrais e descendentes. EF09CI09 - Discutir as ideias de Mendel sobre hereditariedade (fatores hereditários, segregação, gametas, fecundação), considerando-as para resolver problemas envolvendo a transmissão de características hereditárias em diferentes organismos. INTRODUÇÃO Desde a publicação do mapeamento de como é formada a estrutura do ácido desoxirribonucléico – o famoso DNA, que tem estrutura tridimensional de dupla hélice – em abril de 1953, pelo biólogo norte-americano James Watson e pelo físico britânico Francis Crick na revista científica Nature, essa molécula, essencial a vida, vem sendo cada vez mais conhecida pela sociedade. Entretanto, em nível do ensino fundamental, muitas vezes, os alunos têm dificuldades de abstração para compreender que é essa a molécula orgânica, que fica dentro das células, a responsável pelo armazenamento e transmissão da informação genética que é expressa pela produção das variadas proteínas que compõem um ser vivo. Sendo assim, a possibilidade de visualizar moléculas de DNA em uma aula prática em sala de aula, com materiais simples, pode ajudar e muito na compreensão deste complexo conteúdo. OBJETIVO Compreender a existência de material genético dentro de todo tipo celular. Entender a composição química básica da molécula de DNA. Aplicar o método de extração de DNA, entendendo cada etapa e a função dos reagentes. Por fim, visualizar os filamentos de DNA. MATERIAIS ● Bananas (ou morangos); 43 ● Facas de cozinha (uma para cada grupo usar, e o(a) professor(a) deverá ter muito cuidado nesta etapa, acompanhando cada grupo no corte das frutas); ● Tubos de ensaio (ou copos de vidro de 250mL); ● Copos descartáveis de 200mL; ● Água quente (em uma garrafa de café, 60º C aproximadamente); ● Água filtrada fria; ● Sal de cozinha; ● Detergente neutro; ● Álcool etílico 95%, de preferência gelado (idealmente deixe no congelador 1 hora antes, ou coloque um pouco de gelo em um prato e deixe o recipiente com álcool por 1 hora); ● Bastão fino de vidro (ou canudo de plástico mais duro ou palito de madeira); ● Filtro de papel (café); ● Gelo moído; ● Bacia para o gelo; ● Pilão / Pístilo (ou soquete). MÉTODOS 1. Primeiramente, o(a) professor(a) irá explicar os conteúdos de biologia celular necessários ao entendimento da função, localização e características básicas da molécula do DNA. 2. Será necessário dividir a turma em 3 grandes grupos. 3. Cada aluno(a), de cada grupo, irá realizar uma etapa da extração. 4. Macerar a banana (ou morangos) com ajuda de um pistilo/pilão (ou soquete) em um pote plástico que caiba as frutas, passar o macerado para um copo de vidro limpo ou tubo de ensaio. 5. Preparar a solução de lise em um copo descartável de 200mL (4 colheres de detergente + 1 colher de sal + água até a metade). 6. Adicionar a solução de lise na fruta macerada e mexer delicadamente com o canudo (ou palito). 7. Deixar a mistura de fruta e solução de lise descansar por 10 minutos.8. Adicionar o álcool gelado aos poucos na mistura e perceber o DNA subir no tubo (ou copo de vidro) como sobrenadante. 9. Os alunos podem manipular o DNA da fruta com palito. 10. Discussão dos resultados e elaboração dos relatórios. 11. Limpeza e organização dos materiais e do laboratório (ou da sala de aula). 44 Nota 1: Discussão do resultado com os grupos: Depois que o procedimento foi realizado, será possível visualizar facilmente pequenos grumos esbranquiçados dos filamentos de DNA. Lembre-se que é interessante discutir o porquê é possível a visualização a olho nu da molécula de DNA e de relacionar com a quantidade de DNA e com o arranjo dos filamentos da molécula que estão todos agrupados. Nota 2: Discussão das etapas do experimento com os alunos: ● A maceração quebra a parede celular, que é a estrutura extracelular que envolve e protege a célula vegetal. ● O detergente ajuda a dissolver a bicamada lipídica que compõe a membrana plasmática, as membranas das organelas e a carioteca que limita o núcleo. ● O sal ajuda a manter as proteínas dissolvidas no líquido extraído, e o DNA no fundo - precipitado. ● O DNA não é solúvel em etanol (álcool etílico), por isso promove o agrupamento dos filamentos, tornando-se visíveis no sobrenadante. Quanto mais gelado estiver o álcool, menos solúvel o DNA vai estar. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. NATIONAL GEOGRAPHIC BRASIL. O que é DNA? Disponível em: https://www.nationalgeographicbrasil.com/ciencia/2024/04/o-que-e-o-dna-e-do-que-ele-e- composto. Acesso em: 14 jun. 2024. 45 14. MITOSE Tempo estimado: 100 minutos. OBS: Esta prática só poderá ser realizada em escolas que tenham disponível um ou mais microscópios. Habilidade(s) BNCC: EF09CI08 - Associar os gametas à transmissão das características hereditárias, estabelecendo relações entre ancestrais e descendentes. INTRODUÇÃO A mitose é um processo de divisão celular contínuo em todas as células eucarióticas (células que apresentam núcleo verdadeiro, onde o material genético está envolvido pelo envoltório nuclear - duas membranas concêntricas), onde uma célula dá origem a duas outras células idênticas e com o mesmo número de cromossomos (células filhas). Isso acontece porque antes da divisão mitótica o material genético da célula (nos cromossomos) é duplicado. A mitose apresenta quatro fases principais: Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase. OBJETIVO Observar as fases da mitose de células da cebola a partir de uma lâmina de meristema radicular da cebola. MATERIAIS ● Raiz de cebola; ● Béquer (ou copo de vidro); ● Água; ● Bisturi (ou lâmina tipo Gillete); ● Lâmina de vidro; ● Lamínula de vidro; ● Azul de metileno ou violeta genciana; ● Microscópio. 46 MÉTODOS 1. O(a) professor(a) deve ter introduzido os conceitos de divisão celular. 2. Dois dias antes da aula prática, é necessário que se coloque a cebola em contato com a água para fazer as raízes crescerem. 3. No dia da aula prática, o professor deve previamente retirar delicadamente as coifas (região apical do meristema) com o auxílio do bisturi ou Gillete. 4. O meristema deve ser colocado na lâmina. 5. A coloração da lâmina deve ser feita pingando uma ou duas gotas do corante (azul de metileno ou violeta genciana). 6. O excesso de corante deve ser retirado com papel. 7. Coloca-se a lamínula na região corada da lâmina. 8. Observar a lâmina no microscópio e tentar achar as células que estão se dividindo. 9. Discussão dos resultados (desenhos das células se dividindo). 10. Limpeza do laboratório e dos materiais e equipamentos utilizados. Nota 1: Os alunos podem ter dificuldades iniciais para conseguir visualizar as fases da mitose das células do meristema radicular e o professor poderá ajudá-los. Nota 2: Discussão sobre a região onde se encontra a coifa e função da coifa e do meristema: os alunos devem manusear a cebola e visualizar uma região que se encontra na ponta da raiz e perceber que é a coifa, e ainda discutir sobre a função de proteger o tecido meristemático primário. O professor pode discutir sobre a função do meristema que é a de produzir novas células e por isso nele há intensa atividade mitótica, possibilitando a visualização de diferentes fases da divisão. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC. Versão entregue ao CNE em 03 de abril de 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 26 jun. 2023. NARDI, Daniela Teves. Jornada: novos caminhos: Ciências 9° ano. São Paulo: Saraiva Educação, 2022. ISBN 978-65-5766-278-6. DIJIGOW, Patrícia. Divisão celular e o crescimento da raiz. Escola de Botânica, São Paulo, 13 maio 2021. Disponível em: https://www.escoladebotanica.com.br/post/divisao-celular. Acesso em: 19 jun. 2023. 47 15. MICROSCOPIA E VISUALIZAÇÃO DE CÉLULAS ANIMAIS (HUMANAS) EM COMPARAÇÃO COM CÉLULAS VEGETAIS Tempo estimado: 100 minutos. OBS: Essa prática só poderá ser realizada em escolas que tenham um microscópio disponível. Habilidade(s) BNCC: EF06CI05 - Explicar a organização básica das células e seu papel como unidade estrutural e funcional dos seres vivos. INTRODUÇÃO Embora as células variem em tamanho, em geral, elas são bastante pequenas. Por exemplo, uma hemácia humana típica tem aproximadamente 8 micrômetros (0,008 milímetros) de diâmetro. Como parâmetro de comparação, podemos usar a cabeça de um alfinete que mede aproximadamente um milímetro de diâmetro. De maneira geral, não poderemos visualizar uma única célula a olho nu, por isso é necessário a utilização de microscópios. Os cientistas precisam de microscópios para diversos estudos de microrganismos, incluindo o estudo das células e suas organelas e estruturas, pois ele ampliará e irá produzir uma imagem na qual o objeto observado ficará aparentemente maior. Além do conjunto de lentes presentes no microscópio, para conseguir visualizar tecidos, células e organelas é necessário que sejam usados corantes. Para utilização com fins didáticos, pode ser usado: azul de metileno, tintura de iodo, violeta genciana, fucsina. OBJETIVO Aprender a montar lâminas de observação celular e operar em nível básico um microscópio. Reconhecer as células animais coletadas da boca e as células vegetais da cebola (eucariotas). MATERIAIS ● Cotonete ou palito de dente; ● Lâminas; ● Lamínulas; ● Cebola; ● Azul de metileno; ● Água filtrada (10mL). 48 MÉTODOS 1. Inicialmente, o(a) professor(a) apresenta os conceitos de microscopia básica e de células animais e vegetais. Após, será ensinado aos alunos a produzirem lâminas como descrito abaixo. a) Produção de lâmina de célula vegetal. 1 – Os alunos devem pegar uma lâmina de vidro e colocar a amostra da cebola. 2 – Devem colocar uma gota de água e uma gota do corante (tintura de iodo) sobre essas estruturas. 3 – Em seguida, devem cobrir delicadamente o material com a lamínula. 4 – Aguarde alguns minutos e observe no microscópio. 5 – Os alunos devem desenhar ou elaborar esquemas sobre o que foi visualizado no microscópio. b) Produção de lâmina de célula animal. 1 – Peça para que um aluno esfregue vigorosamente o cotonete na parte interna da bochecha. 2 – Os alunos devem pegar uma lâmina e transferir suavemente o material do cotonete para a lâmina. 3 – Devem ser pingado uma gota