Ç DQR Volume 2 - Conquista | Guia

Capítulo 3

Matéria e sua composição 2

Capítulo 4

O organismo humano e seus sistemas 36

O projeto gráfico atende aos objetivos da coleção de diversas

formas. As ilustrações, os diagramas e as figuras contribuem

para a construção correta dos conceitos e estimulam um

envolvimento ativo com os temas de estudo. Sendo assim,

fique atento aos seguintes ícones:

Imagem

microscópica

Coloração

artificial

Escala

numéricaColoração

semelhante à

natural Fora de escala

numéricaFora de

proporção Imagem

ampliadaFormas em

proporçãoRepresenta-ção artística

Volume 2

capí

tulo

Toda a matéria a nossa volta, inclusive os seres vi-

vos, é formada por diferentes componentes, também

conhecidos como substâncias. Na imagem de abertura,

o ar, a areia da praia e a água do mar são exemplos de

matéria constituída por uma mistura de substâncias que

pode se modificar ao longo do tempo.

De que maneira os materiais, ou seja, a matéria,

pode se misturar, se separar e se transformar?

Matéria e sua composição3

• Classificação dos materiais

• Métodos de separação dos materiais

• Transformações

dos materiais

o que vocêvai conhecer

A água do mar contém vários sais dissolvidos

©Shutterstock/Kelly Headrick

2

Ciências

Classificação dos materiais

A maioria da matéria à nossa volta não é pura, ou seja, não

é constituída por uma única substância e sim por uma mistura

de substâncias que constitui um sistema. O ar atmosférico, por

exemplo, é formado por vários gases entre eles, o nitrogênio

(gás que existe em maior quantidade no ar atmosférico), o

oxigênio (essencial para a respiração dos seres vivos e para o

processo de combustão) e o carbônico (utilizado pelas plantas

e algas para a produção do seu próprio alimento por meio da

fotossíntese).

Portanto, como o ar atmosférico é formado por diferentes

gases, ele é considerado uma mistura.

• Compreender o que são misturas.

• Investigar e classificar misturas homogêneas e heterogêneas.

• Selecionar métodos de separação dos materiais.

• Identificar transformações físicas e químicas.

objetivos do capítulo

Matéria: pode ser definida como tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no espaço.

Sistema: porção da matéria a ser observada.

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A atmosfera também é formada por uma grande variedade de gases

e de outras partículas, podendo variar de um local para outro.

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A água dos rios apresenta, naturalmente, várias substâncias dissolvidas, formando, portanto uma mistura.

Quando duas ou mais substâncias estão reunidas em um mesmo sistema, dizemos que há

uma mistura.

3

curiosidade?

A água da chuva é potável?

Depende. [...] “Em uma cidade grande, a chuva tem vários contaminantes. No campo e nas florestas ela é mais limpa”, diz a química Adalgiza Fornaro, da USP. Mas não existe chuva pura, composta só de água, em nenhum lugar do mundo. A razão é simples: quando as gotinhas se formam, elas reúnem um pouco de tudo o que está na atmosfera ao redor. Assim, o coquetel chuvoso tem água, é claro, mas também partículas sólidas e gases que ficam em suspensão. “A chuva do campo costuma ser rica em cálcio e potássio vindos do solo. No litoral, os temporais devolvem o sódio que evaporou com o sal da água do mar.” [...]

Fase corresponde a cada parte uniforme que compõe

uma mistura.

Potável: água própria para o consumo humano, livre de impurezas, substâncias tóxicas ou micro- -organismos causadores de doenças.

Água e sal Copo com sal dissolvido na água

Água e terra

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Copo com água e terra

A ÁGUA da chuva é potável? Disponível em: <https://super.abril.com.br/mundo-estranho/a-agua-da-chuva-e-potavel/>. Acesso em: 26 nov. 2018.

Depois de ler o texto, converse com seus colegas a respeito da seguinte questão:

A água da chuva pode ser considerada quimicamente uma mistura? Por quê?

Misturas homogêneas e

heterogêneas

As misturas podem ser classificadas como

homogêneas ou heterogêneas, conforme

o aspecto visual. A mistura é considerada

homogênea quando apresenta uma fase, ou

seja, quando duas ou mais substâncias estão

reunidas em um mesmo sistema e apresentam

aspecto visual uniforme.

Quando a mistura apresenta mais

de uma fase, ou seja, caso as substâncias

reunidas em um mesmo sistema apresentem

aspecto visual não uniforme, ela é

denominada heterogênea. Por exemplo,

se for adicionada terra à água, a terra não

se dissolve totalmente nela. Assim, essa

mistura será formada por duas fases – uma

líquida, acima, e outra sólida, abaixo.

Exemplo: quando se adiciona um pouco

de sal em um copo com água, o sal se dissolve

completamente na água não sendo possível

distinguir o que é água e o que é sal. Desse

modo, tem-se uma mistura homogênea,

também chamada de solução.

Devido a capacidade de dissolver inúmeras

substâncias, a água está presente na maioria das

misturas e é considerada um solvente universal.

Além de dissolver materiais sólidos, como o

sal, esse solvente se mistura completamente

a materiais líquidos, por exemplo o álcool, e

dissolve materiais gasosos, como o gás oxigênio.

4

Ciências

Um copo contendo óleo e água também é um

exemplo de mistura heterogênea, pois o óleo, por

falta de afinidade química com a água, não se mistura

totalmente nela. Dessa maneira, são formadas duas

fases (uma do óleo e outra da água).

Se outras substâncias forem acrescentadas e tam-

bém não se misturarem a elas, o número de fases au-

mentará. Por exemplo, se adicionarmos areia à mistura

de óleo e água, haverá três fases distintas. Por ser me-

nos denso que a água, o óleo fica na parte superior. Ao

contrário, da areia que, por ser mais densa que a água,

se deposita no fundo do recipiente.

As misturas – homogêneas e heterogêneas – po-

dem envolver substâncias nos estados líquido, sólido e

também gasoso. Observe, nas imagens a seguir, alguns

exemplos.

A capacidade que as substâncias têm de se dissolve-

rem ou não em certa quantidade de outra substância,

em geral a água, é chamada de solubilidade.

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Mistura heterogênea de óleo e água, formando duas fases distintas.

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Mistura heterogênea de óleo, água e areia, formando três fases distintas.

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A medalha de bronze é uma mistura homogênea

sólida constituída por cobre e estanho.

O ar atmosférico é uma mistura gasosa.

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O granito, bastante utilizado na construção civil, é uma

mistura heterogênea sólida composta por três fases. Cada fase corresponde a um tipo de mineral: feldspato, mica e quartzo.

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A classificação das misturas homogêneas e heterogêneas pode ser feita a partir de seus aspectos visuais. Por meio do experimento proposto, prepare algumas misturas e as classifique segundo esse critério.

ObjetivoClassificar como homogênea ou heterogênea a mistura de dois ou mais materiais.

Materiais 4 copos de vidro

1 colher (de sopa)

1 colher (de chá)

água

areia fina

açúcar

óleo de cozinha

vinagre

Como fazerParte 1

1. Em um dos copos, coloque 100 mL de água e uma colher (de chá) de açúcar (mistura 1).

2. Com uma colher (de sopa), agite a mistura.

3. Em outro copo, coloque 100 mL de água e uma colher (de chá) de areia fina (mistura 2).

4. Agite a mistura.

5. Observe as misturas 1 e 2 e responda à questão a seguir.

Considerando o aspecto visual, que diferença é possível observar entre as duas misturas?

ciência em prática

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6

Ciências

Parte 2

1. Em um copo limpo, coloque 100 mL de água e 100 mL de vinagre (mistura 3).

2. Com uma colher (de sopa), agite a mistura.

3. Em outro copo, coloque 50 mL de óleo de cozinha, 100 mL de água e 50 mL de vinagre (mistura 4).

4. Agite bem a mistura.

5. Observe as misturas 3 e 4 e responda à questão a seguir.

Quais diferenças existem entre as misturas?

Conclusão 1 Após a realização do experimento, classifique cada mistura obtida como homogênea ou

heterogênea.

Mistura 1:

Mistura 2:

Mistura 3:

Mistura 4:

2 Qual característica você observou em cada mistura que permitiu a classificação como homogênea ou heterogênea?

O descarte dos materiais utilizados no experimento deve ser feito de maneira corre-

ta. Os líquidos, como a água e o vinagre, podem ser despejados na pia (exceto a mistura

com óleo; este, depois de separado dos outros líquidos, deve ser armazenado numa

garrafa de PET e entregue num posto de coleta). A areia fina, depois de separada da

água pode ser descartada na lixeira.

7

1 Qual alternativa representa, em sequência, uma substância, uma mistura homogênea e uma mistu-ra heterogênea?

a) ( ) leite, água do mar e sopa.

b) ( ) água mineral com gás, gás oxigênio e álcool comercial.

c) ( ) gás carbônico, água mineral sem gás e salada de frutas.

d) ( ) ar atmosférico, refrigerante e vinagre.

O mesmo ocorre com o lei-

te. A olho nu, parece homogê-

neo. Porém, pelo microscópio

óptico é possível identificar

partículas de gordura. A pre-

sença de diferentes fases indica

que a mistura é heterogênea.

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atividades

Com auxílio de uma lupa simples, é possível observar os diferentes minerais que compõem a areia da praia.

A distinção dos componentes de uma mistura heterogênea, em alguns casos, pode ser

feita somente com o auxílio de aparelhos de aumento, como lupa simples ou microscópios

para outras situações.

Uma porção de areia da praia, por exemplo, quando olhada de longe, parece uniforme;

porém, ao ser observada por meio de uma lupa, é possível identificar vários minerais diferen-

tes em sua composição. Isso a caracteriza como uma mistura heterogênea.

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©Shutterstock/I Water

Com auxílio de um microscópio

óptico, é possível identificar os componentes até então não

visíveis no leite.

8

Ciências

a)

b)

c)

d)

2 A maior parte dos materiais que encontramos em nosso dia a dia são constituídos por mais de uma substância, ou seja, correspondem a uma mistura. Observe os exemplos a seguir e classifique as

misturas como homogêneas ou heterogêneas.

Cappuccino

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o 3 A adição de água a uma porção de solo permitiu uma análise detalhada desse material. Observe a

representação do resultado da mistura obtida.

Depois de observar a imagem, responda:

a) O solo é composto de uma substância ou de uma mistura?

b) Há quantas fases?

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Suco de laranja peneirado

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Protetor solar em creme

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c) O solo é homogêneo ou heterogêneo?

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Água

Silte (partículas

Areia

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Métodos de separação dos materiais

Grande parte dos materiais à nossa volta são misturas que podem ter seus componen-

tes, em geral substâncias, separados por vários métodos. Esses processos são muito utiliza-

dos, por exemplo, na indústria para a obtenção de diferentes tipos de material, desde o sal

de cozinha até os derivados de petróleo.

A seguir, são apresentados alguns dos métodos mais comuns. A escolha do processo

mais adequado depende do tipo de mistura a ser separada.

A ação da gravidade

terrestre corresponde à

força de atração que a Terra

exerce sobre um corpo.

Após a sedimentação, o líquido é cuidadosamente retirado com o auxílio de um bastão de vidro.

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2. D

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Água + areia ÁguaAreia

Sedimentação Decantação

Separação de misturas heterogêneas

Geralmente, os métodos de separação de misturas heterogê-

neas são os mais fáceis de serem realizados e controlados, pois é

possível distinguir as fases durante o processo.

Decantação

A decantação separa misturas heterogêneas sólido-líquido

ou líquido-líquido, considerando a diferença de densidade. O

material mais denso fica na parte inferior e o menos denso na

parte superior, em um processo conhecido como sedimentação.

Para uma mistura sólido-líquido, como areia e água, a deposição do

sólido no fundo do recipiente ocorre devido à ação da gravidade

terrestre. Assim, o líquido pode ser retirado da parte superior.

Observe esse processo no esquema a seguir.

10

Ciências

curiosidade?

O processo de decantação é empregado, por exemplo, em uma das várias etapas do

tratamento de esgoto. O líquido com resíduos é colocado em tanques para que as partí-

culas sólidas sedimentem no fundo. Quando isso ocorre, a água é retirada e enviada para

a próxima etapa do tratamento.

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Tanques em uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE)

Quando o processo de sedimentação ocorre lentamente ou de forma não natural, a de-

cantação pode ser forçada com auxílio de um aparelho denominado centrífuga. Essa técnica

é conhecida como centrifugação. A centrífuga pode ser empregada, por exemplo, na reali-

zação de exames de sangue, separando os seus componentes sólidos (as células) do líquido

(o plasma).

Para a decantação de misturas heterogêneas

líquido-líquido, como água e óleo, é utilizado o funil

de separação. Nesse processo, depois que o líquido

mais denso se deposita no fundo do funil, a torneira,

que fica na parte inferior, é aberta até ele seja

escoado e separado do líquido menos denso.

Funil de separação

Líquido menos denso

Líquido mais denso

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Separação da mistura de óleo (líquido menos

denso) e água (líquido mais denso) pela técnica da decantação utilizando o funil de separação.

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Filtração simples

Outro método utilizado para separar misturas heterogêneas sólido-líquido é a filtração

simples, que consiste em despejar a mistura em um funil com filtro. Os poros do filtro permi-

tem a passagem do líquido e de tudo que está dissolvido nele, enquanto o sólido fica retido.

A filtração também separa misturas heterogêneas sólido-gás. É o que acontece nos aspi-

radores de pó. O filtro que se localiza dentro do eletrodoméstico retém as partículas sólidas

presentes na poeira, enquanto os gases passam pelos seus poros.

Catação

É a separação manual de misturas heterogêneas sólido-sólido. Ocorre quando os

componentes apresentam tamanhos, formas ou cores diferentes. A catação é comum em

cooperativas de reciclagem de resíduos sólidos, como plásticos, papéis, vidros, entre outros.

Funil simples compapel de filtro Resíduo

Filtrado

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Separação da mistura de areia e água pelo processo de filtração

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Reciclagem: processo de transformação de materiais (plástico, papel, metal, vidro) em

novos produtos.

Separação e recolhimento

de resíduos sólidos em uma cooperativa de coleta seletiva.

12

Ciências

Peneiração

A peneiração também é utilizada para separar sólidos de

tamanhos diferentes. É realizada com o auxílio de peneiras, com

diferentes graduações, dependendo do tamanho dos materiais a

serem separados. Esse método é muito utilizado, por exemplo,

na construção civil para retirar fragmentos de rochas e partículas

maiores presentes na areia grossa e com isso separá-la da

areia fina. Além de auxiliar na separação de sólidos,

a peneiração também é empregada para

separar sólidos suspensos em um líquido,

como quando se retira sementes de

uma fruta presentes em um suco.

Graduações: correspondem às espessuras das malhas de cada peneira.

Peneiras utilizadas para a separação

de sólidos com diferentes tamanhos.

Separação de grãos de arroz de suas cascas pelo processo de ventilação

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Ventilação

Separa misturas heterogêneas sólido-sólido, porém para situações em que um dos com-

ponentes da mistura é menos denso do que o outro. Esse processo pode ser observado ao

separar grãos de suas cascas. A agitação dos grãos sobre uma superfície, como a peneira, faz

com que a corrente de ar retire as cascas que são mais leves.

©Shutterstock/Hanif66

13

Separação de misturas homogêneas

Como as misturas homogêneas apresentam uma única fase, não sendo possível visuali-

zar os diferentes materiais que a compõem, os métodos de separação são mais complexos.

Conheça, a seguir, os principais processos para separar os componentes desse tipo mistura.

Evaporação

A evaporação é o método mais simples de separação. A mistura homogênea sólido-

-líquido é deixada numa fonte de calor para que o solvente evapore. À medida que ocorre

a evaporação, o líquido é perdido e o material sólido que estava inicialmente dissolvido e,

consequentemente, não podia ser observado individualmente na mistura, se acumula.

Esse processo ocorre nas salinas, locais em que grandes tanques rasos são preenchidos

com água do mar, que fica exposta à luz solar e à ação dos ventos. Dessa forma, a água eva-

pora gradualmente, e os sais que estavam dissolvidos ficam nos tanques. Com a purificação

e o refino desses sais, obtém-se o sal de cozinha.

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Salina com acúmulos de sais separados pela evaporação da água do mar

Destilação simples

Separa os componentes de uma mistura homogênea sólido-líquido, sem que o líquido,

em geral a água, se perca como ocorre na evaporação. Esse processo, normalmente realizado

em laboratórios, permite a obtenção de água totalmente pura, ou seja, isenta de qualquer

outra substância inicialmente presente na solução. Em razão dessa pureza, a água destilada

é frequentemente usada na produção de medicamentos, por exemplo.

Destilação fracionada

A destilação fracionada é usada para separar os componentes de uma mistura homogê-

nea líquido-líquido. Porém, a mistura é separada nos seus componentes mais simples, em

função do seu aquecimento, por uma coluna de fracionamento. Esse processo é comumente

usado na indústria química para separar os produtos derivados do petróleo como a gasolina,

os lubrificantes, o querosene, entre outros.

14

Ciências

Petróleo bruto

Depósito Torre de fracionamento

Gases

Combustível paracaminhão e ônibus

Solventes

Combustívelpara automóvel

Combustívelpara avião

Combustívelpara trem

Betumepara asfalto

Alambique

Para observar o processo de evaporação da água, realize o seguinte experimento.

ObjetivoVisualizar a técnica da evaporação.

Materiais 2 copos

1 colher (de chá)

água morna

açúcar

2 clipes

1 pedaço de barbante

1 pires

Como fazer1. Coloque água morna até encher 3/4 de cada copo.

2. Adicione açúcar em cada copo, aos poucos, até que não seja possível a sua dissolução

completa e ele se acumule no fundo do copo.

3. Amarre um clipe em cada extremidade do barbante.


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Representação esquemática da destilação fracionada do petróleo

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4. Mergulhe cada extremidade em um copo, de maneira que o fio fique pendurado en-

tre eles.

5. Coloque um pires entre os copos e deixe o conjunto em um local quente.

6. Observe por mais ou menos uma semana.

Conclusão 1 Quais mudanças foram observadas no sistema, no decorrer dos dias?

2 Devido à ação do calor, o que ocorre com a água presente na solução?

3 Ao mergulhar cada ponta do barbante com clipe no copo, a solução molha todo o fio. O que ocorre com esse fio durante a realização do experimento?

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7. D

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Ambiente e separação de materiais

O estudo dos métodos de separação de misturas também é importante para reduzir os

impactos no ambiente causados pelas atividades realizadas pelo ser humano, como no trata-

mento da água para consumo, no tratamento do esgoto antes de ser liberado aos rios e nos

processos de reciclagem de resíduos sólidos.

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Ciências

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6

7

Água

Por ser essencial para a manutenção da vida na Terra, a água

está presente em várias situações. Diariamente, utilizamos a água

para higiene pessoal, no preparo dos alimentos, na limpeza do lo-

cal onde moramos, etc. Mas, o que acontece com essa água de-

pois que fazemos uso dela?

A água que sai das residências, carregando todas as impurezas

e os resíduos, é devolvida para o ambiente na forma de esgoto.

Assim, para que retorne ao ambiente e seja utilizada novamente,

a água poluída deve ser tratada numa Estação de Tratamento de

Esgoto (ETE).

Na ETE, o esgoto passa por várias etapas para separar o mate-

rial sólido, a matéria orgânica, os micro-organismos patogênicos

e as substâncias químicas indesejáveis. Somente após esse trata-

mento, a água pode ser lançada nos rios ou nos mares. Observe

no esquema a seguir cada uma dessas etapas.

Esgoto, conhecido também

como efluente ou água servida,

corresponde a todos os resíduos

líquidos provenientes de

indústrias e domicílios e que

necessitam de tratamento

adequado para que sejam

removidas as suas impurezas e,

assim, possam ser devolvidos à

natureza sem causar danos ao

ambiente e à saúde humana.

Lim

a. 2

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7. D

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al.

Ao deixar as casas, o esgoto vai para as redes coletoras até chegar às Estações de Tratamento de Esgotos.

Antes de ser tratado, o esgoto passa por grades para a remoção de sólidos grandes, como garrafas plásticas, tampas, papel, entre outros. O material depositado nessas grades é separado para tratamento adequado.

Na etapa seguinte, o esgoto é transportado para uma caixa, que vai retirar a areia contida nele.

Após a caixa de areia, o esgoto é enviado para tanques de decantação (decantadores primários), onde fica em repouso. Nesta etapa, ocorre a

sedimentação, e as partículas mais pesadas se depositam no fundo.

O líquido restante, ainda com muitos

resíduos, vai para os tanques de aeração, nos quais recebe grande quantidade de ar. Nesses tanques, em

contato com o oxigênio do ar, a matéria orgânica restante é decomposta em algumas horas por micro-organismos. Dessa forma, diminui-se a carga poluidora do esgoto.

O sólido restante vai para tanques

de decantação (decantadores secundários), onde se deposita no fundo. Nesta etapa, a parte líquida já está sem 90% das impurezas. Porém, essa água ainda não pode ser bebida.

A água é lançada nos rios ou

reaproveitada para limpar ruas, praças e regar jardins.

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Micor-organismos patogênicos: são organismos que podem causar doenças no ser humano.

17

O tratamento do esgoto, além de permitir aos rios e mares que não sejam contamina-

dos, o que causa a morte de seres vivos aquáticos, evita o contato da população com dejetos

e impurezas que causam doenças. Além disso, quanto maiores a poluição e a contaminação

da água, mais difícil é o processo para tratá-la antes de ser distribuída à população.

Se você mora em uma cidade, provavelmente, a água a ser tratada vem de um reservató-

rio da companhia de água. Grande parte das cidades brasileiras tem Estações de Tratamen-

to de Água (ETAs). Nesses locais, a água é captada de um córrego, rio ou lago e é levada para

um tratamento em que impurezas, agentes causadores de doenças e substâncias tóxicas são

retirados por vários métodos de separação para tornar a água potável.

18

Por que não se deve jogar óleo de cozinha no ralo?

Para muitas pessoas, o óleo de cozinha é um item indispensável na fritura de

alimentos. Ele não deve ser descartado incorretamente.

Devido à falta de afinidade química com a água, o óleo não se mistura completamente

com esse solvente e quando jogado diretamente na pia, em bueiros, ralos ou guias da

calçada, há formação de placas de gordura que se acumulam e se aglomeram a outros

dejetos (fios de cabelo, papel higiênico usado, etc.) nas tubulações e nos encanamentos,

causando entupimentos.

Além disso, parte do óleo descartado que passou pelos encanamentos e não ficou

retida na caixa de gordura, chega às redes que coletam o esgoto doméstico. Dessa

maneira, é possível que chegue numa ETE, num rio ou até mesmo no mar. Neste caso, o

óleo, por ser menos denso, forma uma camada fina sobre a água que impede a passa-

gem de oxigênio e luz, podendo causar a morte de organismos como as algas microscó-

picas e os peixes.

Para evitar esses e ou-

tros problemas, o ideal é

que o óleo usado seja arma-

zenado em uma garrafa de

plástico transparente para

ser encaminhado a um pos-

to de coleta específico. O

óleo descartado é reapro-

veitado para produção de

sabão, tintas a óleo e ou-

tros produtos; preservando

a matéria-prima.

curiosidade?

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O óleo de cozinha usado na fritura (de preferência em pouca quantidade) deve

ser encaminhado para reciclagem, evitando assim a poluição da água e do solo.

Ciências

As estações de tratamento de água e de esgoto limpam a água e ajudam a manter a boa

qualidade do ambiente. Mas, há ainda as ações coletivas e individuais, necessárias para aju-

dar a reduzir o consumo e o reaproveitamento da água. Entre elas destacam-se:

evitar o desperdício;

propor projetos de irrigação com a reutilização da água da chuva;

proteger mananciais;

fazer o descarte de produtos como o óleo em locais corretos;

tratar poluentes líquidos industriais para que a água possa ser reutilizada.

Apesar de ser abundante em nosso planeta, é válido lembrar que apenas uma pequena

quantidade de água está disponível para o consumo humano. Assim, é fundamental a cons-

cientização de como utilizar esse recurso sem desperdiçá-lo ou poluí-lo e, dessa maneira,

garantir que seu uso seja constante.

Lim

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al.

A água é captada do rio e levada por quilômetros até a ETA.

Válvulas controlam o fluxo de água que entra na estação. A água passa pela bacia de tranquilização e, depois, pelo gradeamento, que retira os materiais maiores da água, como lixo.

Os dosadores despejam cloro na água para eliminar micro-organismos causadores de doenças.

Nos tanques floculadores, válvulas agitam a água, e os pequenos flocos de sujeira batem uns nos outros, formando flocos maiores.

A água passa para o decantador, onde os flocos pesados descem até o fundo do tanque, formando o lodo.

Nos decantadores, há pás que movimentam o lodo para o centro do tanque. Em algumas estações, o lodo é retirado por um canal de esgoto; em outras, ele é bombeado para um tanque de secagem e, depois de seco, encaminhado para um aterro sanitário.

A água da superfície do decantador é recolhida por canaletas e levada a dezenas de filtros. Cada filtro tem camadas de carvão, areia, pedregulho e cascalho, que retêm o restante de sujeira da água.

A água já filtrada vai para um canal onde recebe cloro, cal e flúor. O cloro mata os micro-organismos que ainda restaram; a cal retira a acidez da água, impedindo a corrosão dos canos; e o flúor previne as cáries na população.

A água tratada vai para um reservatório e é distribuída para toda a cidade.

Observe as informações a seguir e conheça os estágios pelos quais a água passa numa

ETA antes de chegar a residências, comércios, indústrias, etc.

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19

Resíduos sólidos

Os resíduos sólidos resultam de atividades humanas e podem conter diferentes mate-

riais, como papéis, metais, vidros, plásticos, restos de alimentos, etc. Comumente chamados

de lixo, esses resíduos geram inúmeros problemas quando são acumulados no ambiente,

como a contaminação do solo, da água e do ar e a proliferação de animais transmissores de

doenças.

Quando o lixo é destinado de maneira incorreta e fica a céu aberto, como nos lixões, os

problemas sanitários e ambientais são inevitáveis. O processo de decomposição dos resí-

duos orgânicos, em geral, restos de alimentos, libera um líquido altamente tóxico denomi-

nado chorume.

Outro problema gerado pelo descarte inadequado de resíduos é a necessidade de se

produzir novos materiais para repor os descartados. Além da quantidade de energia envol-

vida no processo de fabricação e no transporte desse material até chegar a nossas casas, a

matéria-prima necessária para a sua produção pode se esgotar na natureza. Um exemplo é

o alumínio utilizado na produção de latas. Apesar de ser um dos metais mais abundantes

da crosta terrestre, o alumínio não se encontra naturalmente na forma metálica. A matéria-

-prima mais comum para a sua produção é a bauxita. Porém, quanto maior a sua retirada em

jazidas, maiores são os impactos ao ambiente e a redução das reservas de alumínio.

O alumínio é um metal reciclável que fornece um bom retorno financeiro para as empre-

sas e trabalhadores (catadores). Grande parte do alumínio reciclado no Brasil tem como ori-

gem as latas de refrigerantes. O processo de reciclagem consiste na reutilização do alumínio

para a confecção de novos produtos, como panelas, janelas, peças de carro, equipamentos

eletrônicos, latas, entre outros.

duos orgânicos, em geral, restos de alimentos, libera um líquido altamente tóxico denomi-

nanadodo chorumechorumeme..

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A rocha bauxita é a matéria-prima mais comum para fabricar a alumina que é destinada à produção do metal alumínio.

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Chorume: líquido viscoso, de odor desagradável. É proveniente da decomposição de resíduos orgânicos e pode contaminar o solo e a água (subterrânea, rios, lagos, etc.).

Encaminhar os resíduos para lixões é incorreto. O ideal é enviar para reciclagem e aterros sanitários.

20

Os materiais perigosos, como pilhas e baterias de celular, devem ser devolvidos aos fabricantes, tendo um destino e descarte específicos.Remédios (e suas embalagens) devem ser descartados em farmácias ou postos de saúde, para destinação adequada.Roupas usadas devem ser doadas e reaproveitadas ao máximo.

Material orgânico

Restos alimentares, de jardina-gem, filtros usados de café, guardanapos sujos, papéis

sanitários, dejetos de animais, etc.

Vidro

Copos, garrafas, potes, frascos de cosméticos,

louças.

Papel

Papelão, jornais, revistas, cadernos, embalagens do

tipo Tetra Pak.

Plástico

Copos descartáveis, sacolas, embalagens e utensílios de

higiene e limpeza.

Metal

Latas, panelas, pregos, parafusos, entre outros.

Observação

©Shutterstock/Lesia_g

Ciências

Alumínio

As latas de alumínio são usadas em larga escala pelas indústrias. Caso estas latinhas

não fossem recicladas, seus prováveis destinos de descarte seriam os aterros sanitários

ou, na pior das hipóteses, rios e terrenos. Como elas levam entre 100 e 500 [anos] para

se decompor no solo, a poluição gerada por elas seria imensa com grandes prejuízos am-

bientais. Portanto, a reciclagem destas latas é de fundamental importância para o meio

ambiente.

curiosidade?

BERNHARDT, Eduardo. Alumínio. Disponível em: <http://www.recicloteca.org.br/material-reciclavel/metal/aluminio/>. Acesso em: 28 de nov. 2018.

Conforme a origem – domiciliar, comercial, industrial, agrícola ou hospitalar – o lixo deve

ser reciclado ou encaminhado para um tratamento ou disposição final adequados, contri-

buindo, dessa maneira, para a redução de seu impacto no ambiente. Os resíduos de clínicas,

hospitais e indústrias, por exemplo, devem ser queimados em fornos próprios. O lixo domi-

ciliar, que contém basicamente restos de alimentos, embalagens plásticas, papéis, vidros,

latas, etc., apresenta potencial para ser reciclado ou até reutilizado.

O sistema de recolhimento de materiais recicláveis (papéis, plásticos, vidros e metais)

mais viável para reduzir os impactos da produção de resíduos é a coleta seletiva. Apesar de

não ser uma realidade na maioria das cidades brasileiras, é possível contribuir com essa co-

leta separando em casa o resíduo úmido (lixo orgânico) do resíduo seco (material reciclável

ou reutilizável). O importante é não misturar o que pode ser reciclado com o que precisa ser

realmente descartado.

21

atividades

1 Associe cada um dos processos abaixo com um dos métodos envolvidos na separação dos componentes de suas misturas.

( a ) Preparar café.

( b ) Separar a polpa do suco de laranja.

( c ) Retirar grãos danificados e pequenas impurezas misturadas a feijões.

( d ) Separar as cascas retiradas do amendoim torrado.

( ) Ventilação

( ) Filtração

( ) Catação

( ) Peneiração

3 Certas misturas podem ser separadas pela técnica da destilação simples com auxílio da seguinte aparelhagem:

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Supondo que a mistura utilizada para a separação de suas substâncias seja constituída de água e sal de cozinha completamente

dissolvido, ao final do processo, no frasco 3,

a) ( ) obtêm-se água e sal.

b) ( ) obtém-se água.

c) ( ) obtém-se sal.

2 Uma pessoa, ao preparar um chá de camomila, utilizou a planta desidratada. Qual o melhor método para separar os ramos de camomila da água quente que extraiu os princípios ativos dessa planta?

1. Balão dedestilação

Fonte de aquecimentoda mistura

2. Condensador3. Frasco

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22

Ciências

4 (CEFET – MG) Para separar uma amostra contendo óleo e água salgada, um estudante utilizou o seguinte fluxograma:

Os processos de separação I e II utilizados são, respectivamente,

a) filtração e destilação;

b) decantação e filtração;

c) decantação e destilação;

d) destilação e decantação.

5 Sobre os resíduos sólidos e o ambiente, escreva (V) para as afirmativas verdadeiras e (F) para as

falsas. Após, justifique a(s) frase(s) falsa(s).

a) ( ) Os resíduos orgânicos em decomposição nos aterros sanitários ou lixões produzem um lí-

quido tóxico chamado chorume, que, se não tratado, contamina o solo e a água.

b) ( ) O processo de reciclagem de materiais apenas contribui para reduzir o volume de resíduos

levados para os aterros sanitários, não tendo impacto na disponibilidade de matéria-prima

no futuro.

c) ( ) Pilhas, baterias e aparelhos eletrônicos quando descartados precisam ser encaminhados

para um tipo de coleta especial, evitando que contaminem o ambiente.

d) ( ) Além da reciclagem, a reutilização e redução do consumo de materiais descartáveis tam-

bém contribui para a manutenção dos recursos naturais.

6 Marque com um X as alternativas relacionadas aos benefícios do tratamento de esgoto.

a) ( ) Redução de inúmeras doenças parasitárias e infecciosas transmitidas por dejetos humanos.

b) ( ) Contaminação de mananciais e locais que servem de fonte de água potável para a população.

c) ( ) Preservação do meio ambiente.

d) ( ) Eliminação da contaminação de pessoas e animais por meio da água.

e) ( ) Diminuição da concentração de oxigênio dissolvido na água do mar provocando a morte

de peixes e outros organismos marinhos.

amostra

Processo I

Processo II

água salgada

água sal

óleo

23

Transformações dos materiais

Ao nosso redor, a todo instante, ocorrem várias mudanças com a matéria. Seja pela

ação de fenômenos naturais, como o derretimento das calotas polares; seja pela ação física,

como rasgar um papel; ou pelo contato com substâncias que possibilitem reações químicas,

por exemplo, o que ocorre quando um portão de ferro enferruja. Essas transformações –

reversíveis ou irreversíveis – podem alterar ou não a composição da matéria.

Transformação física

Ao rasgar um papel, observa-se que não há alteração na composição química da matéria,

pois a substância presente na constituição do papel permanece a mesma. Nos casos em que

são modificadas somente a forma e a aparência da matéria, tem-se uma transformação físi-

ca. Esse tipo de transformação também ocorre ao se quebrar um copo de vidro, pois mesmo

em partes menores, não há alteração na composição química do material.

As mudanças de estado da matéria – sólido, líquido e gasoso –

também correspondem a transformações físicas. Quando a água,

por exemplo, no estado líquido é resfriada a 0°C, transforma-se

em gelo, isto é, água no estado sólido. Porém, tanto no estado

líquido quanto no estado sólido, a água, cuja fórmula química é

H2O, continua sendo formada pelos elementos químicos hidrogê-

nio (símbolo H) e oxigênio (símbolo O). O mesmo ocorre na ebu-

lição da água: quando colocada para ferver, o vapor resultante

continua sendo água – formada por dois hidrogênios e um oxi-

gênio. Os elementos que formam a substância são os mesmos e

estão na mesma quantidade. Pode-se dizer que a sua composição

química continua a mesma.

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Rasgar o papel e quebrar um copo de vidro são exemplos de transformações físicas da matéria.

A fórmula química é uma

maneira de representar

uma substância por meio

do símbolo e da quantidade

do(s) elemento(s) químico(s)

que a compõe(m).

O derretimento do gelo (água no estado sólido) para água líquida também é um exemplo de transformação física da matéria.

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lição da água:

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Na transformação física, a composição da matéria não é alterada,

pois não há formação de nova(s) substância(s).

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24

Ciências

Em algumas situações, pode ser difícil observar alterações nas propriedades das subs-

tâncias iniciais para afirmar que está ocorrendo uma reação química. Para isso, há algumas

evidências físicas simples e diretas que podem auxiliar nessa identificação.

Transformação química

Ao contrário da transformação física, na química há alteração na composição da matéria, com

a formação de uma ou mais substâncias diferentes das originais. A queima do papel é um exemplo

em que a matéria inicial se transforma em algo diferente.

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Na transformação química, a composição da matéria é alterada, ou seja, há formação de

nova(s) substância(s).

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O papel queimado é um exemplo de transformação química da matéria.

A transformação da massa viscosa em bolo é resultado de uma reação química.

Reagente(s) → Produto(s)

Quando substâncias presentes no estado inicial

são transformadas em uma ou mais substâncias dife-

rentes, temos uma transformação química, também

conhecida como reação química. Para representá-la,

utilizamos o seguinte esquema: as substâncias iniciais,

denominadas reagentes, são apresentadas no início e

à esquerda de uma seta (→); as substâncias finais, cha-

madas de produtos, são indicadas no fim e à direita da

seta. Quando há mais de uma substância, a separação

entre elas é feita pelo sinal de adição (+).

As transformações químicas também podem ser observadas ao preparar alimentos. Ao

fazer um bolo, por exemplo, vários ingredientes são misturados e a massa inicialmente vis-

cosa, após assada altera completamente sua consistência, cheiro, sabor e textura. Essas ca-

racterísticas indicam a ocorrência de uma reação química.

Algumas reações se processam sem que esses sinais sejam evidenciados. Nesse

caso, é necessária a análise laboratorial para confirmar se realmente houve a formação

de novas substâncias.

25

EXEMPLO EVIDÊNCIA (SINAL) DESCRIÇÃO

Mudança de corAo ser assada, a massa de

pão fica mais escura.

Alteração de odorO ovo, quando estragado, libera um odor característico.

Liberação de gás

Ao adicionar um

comprimido efervescente na água, há liberação de gás.

Liberação de luz e calorOs fogos de artifício

liberam luz e calor.

Comprimido efervescente

na água

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Ovo estragado

Observe os exemplos a seguir com algumas dessas evidências.

26

Ciências

Para verificar um dos indícios de ocorrência de uma reação, realize o experimento

proposto a seguir.

ObjetivoObservar evidência de transformação química.

Materiais 2 colheres (de chá)

vinagre de álcool branco

bicarbonato de sódio

garrafa de PET pequena

balão de aniversário (bexiga)

funil plástico

Como fazer1. Adicione 4 colheres (de chá) de vinagre dentro da garrafa que deve estar vazia.

2. Com a ajuda do funil, coloque uma colher de chá de bicarbonato de sódio em um ba-

lão de aniversário (vazio).

3. Com cuidado para não cair o bicarbonato de sódio para fora do balão e da garrafa,

insira o balão na parte superior da garrafa.

4. Vire cuidadosamente a garrafa para que o vinagre entre no balão.

5. Retorne a garrafa para a posição inicial e a observe.

Conclusão 1 O que foi possível observar durante o experimento?

2 Com base no que você observou, pode-se afirmar que ocorreu uma reação química? Se afirmativo, qual evidência justifica a sua resposta?


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Transformações e o corpo humano

No corpo humano, ocorrem várias transformações físicas e químicas. Como exemplo,

pode-se citar o processo de digestão dos alimentos. Inicialmente, ao mastigar o alimen-

to, ocorre a transformação física, pois realiza-se a trituração com o auxílio dos dentes.

Ainda na boca, a saliva se mistura ao alimento e promove a transformação química, pois

desencadeia reações com alguns componentes dos nutrientes. No estômago, o alimento

é misturado ao suco gástrico, que atua quebrando as moléculas em partes menores para

que sejam facilmente absorvidas pelo organismo.

curiosidade?

As reções químicas não acontecem com a

mesma velocidade. Algumas são bem rápidas,

como a queima de um material e outras só po-

dem ser percebidas após dias, meses ou anos,

como a oxidação do ferro. Quando objetos de

ferro ficam expostos ao ar úmido, o oxigênio e a

água presente no ar reagem com esse metal for-

mando a ferrugem.

A combustão, como também é chamada a

reação de queima, ocorre com a interação

entre um combustível (o material a ser

queimado) e um comburente (material

que interage com o combustível; em geral,

o oxigênio – um dos componentes do ar

atmosférico). Nessa transformação, sempre há

liberação de energia na forma de luz e de calor.

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oA formação da ferrugem no casco do navio antigo é um exemplo de transformação química lenta.

28

Ciências

atividades

1 Em nosso cotidiano, há vários exemplos de transformações da matéria. Classifique os exemplos a seguir em químicos (Q) ou físicos (F).

a) ( ) Evaporação de uma poça-d’água.

b) ( ) Alteração da cor e da textura da massa do pão ao ser assada.

c) ( ) Atração de uma moeda por um ímã.

d) ( ) Cortar um pedaço de papel.

e) ( ) Secar a roupa no varal.

f) ( ) Cozinhar um ovo.

2 Entre os fenômenos descritos em cada uma das alternativas, marque um X naquele que corresponde a uma transformação física. Depois, justifique a sua escolha.

a) ( ) Derretimento do açúcar em "caramelo".

b) ( ) Precipitação da chuva.

c) ( ) Queima de lenha em uma fogueira.

d) ( ) Cozimento de legumes.

3 A decomposição dos alimentos é um processo natural presente em nosso dia a dia. Na imagem, é possível observar os estágios do processo de apodrecimento de uma laranja.

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A situação representada corresponde a uma transformação química ou física? Justifique.

29

4 Com a energia da luz solar, as plantas convertem água e gás carbônico em glicose. Durante esse processo, denominado de fotossíntese, o oxigênio é li-berado no ambiente e garante não somente a sobrevivência das plantas, mas de todos os seres vivos que se alimentam direta ou indiretamente delas.

Escreva nos espaços a seguir o(s) reagente(s) e o(s) produto(s) dessa transformação química. Na sequência, represente a reação química desse processo.

Sobre esse assunto, responda:

a) O derretimento do gelo é uma transformação física ou química? Justifique.

b) Em que estados da matéria a água se encontra quando ocorre o derretimento das geleiras?

c) Cite exemplos que podem ser observados no seu dia a dia, com duas outras possíveis mudan-ças de estado da matéria para a água.

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Reagentes Produtos

Reação química:

5 O derretimento das geleiras nas calotas polares é um problema ambiental muito grave, pois inter-fere na dinâmica do nosso planeta, contribuindo para a elevação do nível das águas nos oceanos e também alterando a salinidade do mar.

Glicose: é um tipo de açúcar utilizado como fonte de energia por muitos organismos.

30

Ciências

Plásticos do futuro Já parou para pensar quantos objetos são feitos de

plástico? Há brinquedos, copos, pratos, garrafas, mesas, cadeiras e tantos outros que é impossível listar todos. Apesar de útil, o plástico não é o melhor amigo da natureza. Feito de petróleo, ele demora muito tempo para se decompor, pode levar até 100 anos. Enquanto isso prejudica o meio ambiente. Atentos à importância desse material, mas também à quantidade de lixo que ele pode gerar, os cientistas estão produzindo plásticos a partir de matéria-prima biodegradável – isto é, que desaparece rapidamente na natureza. Esses novos plásticos podem ser reciclados e – acredite! – até mesmo ingeridos, sem fazer mal. [...]

Ele foi desenvolvido para servir de embalagem para alimentos como bombons, balas, sanduíches e biscoitos [...] Para produzi-lo, amido da mandioca, açúcares e outros componentes são misturados com água. Esse mingau é então aquecido, espalhado em placas e colocado em estufa para secar. O resultado é um plástico bem fininho, chamado de filme.

Foi a engenheira de alimentos Pricila Veiga dos Santos, da Universidade Estadual de Campinas, quem teve a ideia de criar um plástico desse tipo. “O Brasil é o segundo produtor mundial de man-dioca. O plástico feito com este produto é biodegradável, o que ajudaria a reduzir o impacto am-biental causado pelas embalagens plásticas convencionais”, explica a engenheira química Cynthia Ditchfield, do Laboratório de Engenharia de Alimentos do Departamento de Engenharia Química da Universidade de São Paulo, que há um ano assumiu a pesquisa iniciada por Priscila.

Uma embalagem feita de plástico comum demora cerca de um século para se decompor, já a que é feita à base de mandioca e açúcares leva apenas alguns meses, reduzindo o impacto am-biental causado pelas embalagens atuais. O plástico de mandioca tem ainda outros encantos. De acordo com os ingredientes adicionados em sua receita, ele pode adquirir propriedades que ajudam na conservação dos alimentos ou mesmo mostrar quando eles estão estragados. Só não há ainda previsão de quando ele poderá chegar ao mercado.

ABREU, Cathia. Plásticos do futuro. Disponível em: <http://chc.org.br/plasticos-do-futuro/>. Acesso em: 19 out. 2018.

Apesar de muitas vezes pensarmos apenas em sacolas, canudos e copos descartá-

veis quando falamos em plástico, ele está presente em grande parte dos materiais que

utilizamos diariamente. Converse com seus colegas a respeito dos setores em que é

possível encontrar a produção de materiais que utilizem o plástico como matéria-prima.

Depois, discuta com eles e com seu professor sobre as transformações que ocorrem

com esse tipo de material para que seja decomposto na natureza. Quais danos ele pode

trazer ao ambiente e aos seres vivos? O que você pode fazer para reduzir o lixo plástico?

conectado

Biodegradável: material que pode ser decomposto por micro-organismos que se alimentam dele de forma rápida, evitando

que cause danos prolongados ao ambiente e aos seres vivos.

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Objetos de plástico descartáveis se tornam um grave problema ambiental.

31

o que já conquistei

1 Uma marca de água mineral tem a seguinte propaganda: "Compre água pura! Compre água mineral!". Porém, no rótulo da garrafa dessa água, há informações de que sua composição apresenta fosfatos, sódio, cloreto, nitrato, cálcio e magnésio. Quimicamente, a propaganda está correta? Justifique sua resposta.

2 Marque um X na alternativa que apresenta a associação correta entre a mistura e sua classificação.

a) ( ) água e óleo/homogênea.

b) ( ) refrigerante/homogênea.

c) ( ) vinagre/heterogênea.

d) ( ) leite com alto teor de gordura/heterogênea.

3 Observe a representação dos frascos 1, 2 e 3 e associe com as afirmações.

a) ( ) Frasco que apresenta uma substância formada por um único elemento químico.

b) ( ) Frasco que apresenta uma substância formada por dois elementos químicos.

c) ( ) Frasco que tem duas substâncias formadas por elementos químicos diferentes.

4 Foram apresentadas duas misturas:

1. Água e sal de cozinha.

2. Água e açúcar.

Nessas duas misturas, o(s) solvente(s) é (são)

a) sal e açúcar.

b) água e sal.

c) água e açúcar.

d) água.

5 O petróleo refinado é um combustível fóssil de origem animal e vegetal. Trata-se de uma mistura homogênea líquida formada de diferentes substâncias. Dele podem ser extraídos produtos essenciais para o dia a dia, como, querosene, tintas, cosméticos, entre outros. Para a obtenção desses produtos, é necessário que a separação dessa mistura seja realizada por

a) ( ) destilação simples.

b) ( ) filtração.

c) ( ) destilação fracionada.

d) ( ) peneiração.

©Shutterstock/Udaix

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32

Ciências

6 Indique o(s) método(s) de separação mais adequado(s) para serem obtidos todos os componentes das seguintes misturas:

a) Areia e água.

b) Sal de cozinha e água.

c) Água, sal (dissolvido) e areia.

d) Óleo e água.

e) Óleo, sal de cozinha e água.

7 Uma mistura homogênea sólido-líquido em que se deseja obter somente o sólido pode ser separada pelo processo de

a) evaporação.

b) destilação simples.

c) destilação fracionada.

d) filtração.

e) catação.

8 Os rins são órgãos que filtram o sangue continuamente, retirando as impurezas que ele carrega e que precisam ser eliminadas do organismo. Algumas pessoas que apresentam problemas renais, precisam realizar essa filtragem de maneira artificial por um processo denominado hemodiálise. Nesse processo artificial, utiliza-se o filtro capilar, um aparelho formado por um conjunto de tubos bem finos que retira tudo o que é indesejável do sangue.

Com base nas informações do enunciado e em seus conhecimentos, escreva (V) para as afirmativas verdadeiras e (F) para as falsas.

a) ( ) O sangue é uma mistura heterogênea.

b) ( ) O sangue é uma substância.

c) ( ) Os rins realizam o processo de filtração para separar as substâncias tóxicas do organismo.

d) ( ) A hemodiálise é um processo de decantação das impurezas do sangue.

9 A água com dejetos e impurezas que chega até as Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) precisa

passar por várias etapas até que seja liberada novamente para o ambiente. Em uma das etapas iniciais, o esgoto que chega na estação é enviado para tanques de decantação. Explique como ocorre esse processo de separação e o que acontece com a parte que foi separada.

33

10 Para que a água seja tratada, é necessário realizar um conjunto de procedimentos físicos e químicos com a finalidade de torná-la potável, ou seja, adequada ao consumo. De acordo com os processos envolvidos em uma Estação de Tratamento de Água (ETA), responda às questões.

a) Em que consiste a etapa referente à decantação?

b) Como é feita a eliminação dos micro-organismos da água?

c) Por que, ao final do processo, a água pode receber uma dose de flúor?

11 O símbolo que representa a reciclagem é composto de setas indicando um ciclo sem fim.

Além de “Reciclar” um material, é importante também:

“Repensar” sobre seus processos de produção.

“Recusar” o consumo exagerado e desnecessário.

“Reaproveitar” algo que parece inútil.

“Reduzir” a quantidade de lixo.

Essas ações, conhecidas como a política dos 5 Rs, fazem parte de um processo educativo que tem por objetivo uma mudança de hábitos no cotidiano dos cidadãos.

Sobre esse assunto, responda às questões a seguir.

a) Como os materiais podem ser reaproveitados em um ciclo infinito como sugere o símbolo da reciclagem?

b) De que maneira a aplicação dos 5 Rs pela população pode auxiliar na melhoria do ambiente?

12 Marque com um X as alternativas que correspondem a transformações químicas dos materiais.

a) ( ) Azedamento do leite.

b) ( ) Formação de gelo.

c) ( ) Apodrecimento de uma fruta.

d) ( ) Queima de um fósforo.

e) ( ) Amassar uma folha de papel.

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34

Ciências

Durante uma semana, anote todos os materiais descartáveis que você utilizar, como: copos, talheres, pratos, embalagens de alimentos prontos, canudos plásticos, sacolas plásticas, garrafas de PET, latas, entre outros. Ao final da semana, transfira esses dados para o quadro a seguir.

pesquisa

13 Se um material sofre alterações em seu tamanho, forma e cor, mas continua com a mesma composição, significa que ocorreu uma transformação

a) ( ) física. b) ( ) química.

14 Quando nos alimentamos, várias transformações acontecem para que os alimentos sejam digeridos e os nutrientes absorvidos. Escreva um exemplo de transformação física e um de transformação química de alimentos durante a digestão.

©Shutterstock/Goran Bogicevic

Segunda-

-feira

Terça-

-feira

Quarta-

-feira

Quinta-

-feira

Sexta-

-feiraSábado Domingo

Com o auxílio do seu professor e com seus colegas, organizem um quadro geral com as anotações de toda a turma. Após, construam um gráfico indicando

a) a quantidade de lixo descartável que foi gerado em uma semana;

b) o tipo de material descartável que foi mais utilizado pela turma;

c) o dia da semana em que a quantidade de lixo descartado foi maior.

Com base nesses dados, planejem ações coletivas e medidas que possam realizar para reduzir o consumo de materiais descartáveis.

35

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O corpo humano é formado por várias partes. São células,

tecidos, órgãos, em diferentes sistemas que apresentam fun-

ções específicas. Todas essas estruturas precisam estar inter-

ligadas, garantindo o desempenho de inúmeras atividades do

cotidiano, desde caminhar até pensar.

Como as partes que compõem o corpo humano estão in-

terligadas? Por que o estudo dessas partes pode ajudar a com-

preender o próprio corpo?

O organismo humano e seus sistemas

4

• Organismo humano: células, tecidos

e sistemas

• Sistema locomotor

o que vocêvai conhecer

©Shutterstock/Brkart

36

Ciências

Organismo humano: células, tecidos e sistemas

O corpo humano é estruturado de modo que uma de suas partes depende das outras

para realizar sua função. Todas juntas geram o funcionamento do organismo e a manutenção

da vida.

A unidade básica de formação da vida é a célula. Em parte dos seres vivos, grupos de

células semelhantes que desempenham determinada função no organismo se agrupam, for-

mando os tecidos. Os tecidos, compõem os órgãos. Por exemplo, o estômago é um órgão

que, para desempenhar sua função, tem três camadas principais: uma de tecido epitelial,

outra de tecido conjuntivo e, finalmente, uma de tecido muscular. Os órgãos estão interliga-

dos e formam um sistema. Há diversos sistemas no organismo humano, como o digestório,

o respiratório, o genital e o nervoso. Finalmente, o conjunto de todos os sistemas forma o

organismo. Observe o exemplo no esquema:

• Explicar a organização básica das células animais e seu papel como unidade estrutural e funcional.

• Classificar os principais tecidos do corpo humano e descrever suas funções.

• Identificar as partes do sistema locomotor humano e explicar suas funções.

Representação esquemática dos diferentes níveis de organização do corpo humano

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Célula muscular

não estriada

Tecido muscular

não estriado

Estômago

Tecido muscular

Tecido epitelial

Sistema digestório

Organismo

37

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Xu

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Célula

A célula é a unidade fundamental da maior parte

dos organismos vivos. O corpo humano é formado

por trilhões de células de diferentes tipos. A maio-

ria das células é invisível a olho nu e por isso, para estudá-las, são

usados microscópios ópticos ou eletrônicos.

Por serem constituídos por

trilhões de células, os seres

humanos são denominados

pluricelulares. Existem também

organismos unicelulares, os quais

são formados por uma única célula.

O desenvolvimento de

microscópios permitiu que

o mundo microscópico – até

então desconhecido pelos seres

humanos – fosse observado.

Esses instrumentos produzem

imagens ampliadas das células,

possibilitando ver detalhes. Os

microscópios ópticos ampliam uma

imagem entre 100 e 1 000 vezes. Os

microscópios eletrônicos aumentam

entre 5 mil e 500 mil vezes.

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gin

Dm

itry

As células do corpo humano apresentam os mais variados formatos e tamanhos. A maior parte

tem uma estrutura básica comum: membrana plasmática, citoplasma e núcleo. Também apresen-

tam uma variedade de organelas celulares, geralmente associadas ao citoplasma.

Microscópio óptico

Representação esquemática de uma célula animal com suas principais estruturas e organelas

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Núcleo

Citoplasma

Ribossomos

Membrana plasmática

Complexo golgiense

Mitocôndria

Lisossomo

Retículo endoplasmático

Microscópio eletrônico

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CitoplasmaMembrana

plasmática

Núcleo

A

Células observadas em microscópio

óptico com diferentes formatos. Células da pele (A) e células de gordura (B).

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Citoplasma

Membrana

plasmática

Núcleo

B

38

Ciências


A membrana plasmática é uma estrutura muito fina e elástica, responsável pelo

revestimento e pela separação entre os meios interno e externo da célula. Formada por

lipídios, proteínas e carboidratos, é por meio da membrana que entram os sais minerais, a

água e os nutrientes necessários e saem os resíduos e demais substâncias produzidas por

ela. Devido à capacidade de selecionar o que entra e sai da célula, diz-se que a membrana

plasmática apresenta permeabilidade seletiva.

Div

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zir

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dil

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lin

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Detalhe da membrana plasmática. Em azul,

os lipídios; em roxo e verde, as proteínas;

e em amarelo, os carboidratos.

Núcleo

Nas células do corpo humano, o núcleo é delimitado

pela membrana nuclear. No núcleo está contido o mate-

rial genético (DNA), que controla as funções celulares e

transmite as características hereditárias.

DNA é a sigla utilizada para denominar

o ácido desoxirribonucleico. Essas

moléculas contêm as instruções para a

organização das estruturas, formas e

atividades das células nos organismos.

curiosidade?

Células sem núcleo

No sangue humano existem diferentes

tipos de célula. Entre elas estão os glóbulos

vermelhos, chamados também de hemácias

ou eritrócitos, que transportam os gases da

respiração pela corrente sanguínea. Essas

células não apresentam núcleo, o que facilita

sua função de transportar oxigênio entre

todas as demais células. As hemácias são

produzidas pela medula óssea vermelha e

duram cerca de 120 dias no sangue, quando

são substituídas por novas hemácias.

A medula óssea vermelha é um líquido com aspecto gelatinoso, que preenche o interior de alguns ossos, como

o esterno.Ela é responsável pela formação de células sanguíneas, processo chamado de hematopoese.

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Representação esquemática das hemácias presentes no sangue

39

Citoplasma

O citoplasma é uma região da célula preenchida por uma substância de aspecto gelati-

noso, onde ficam estruturas chamadas organelas. As organelas realizam em seu interior as

funções vitais da célula, como a respiração, a nutrição, a produção e o armazenamento de

substâncias, além da eliminação de resíduos.

As principais organelas são:

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oto

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Lisossomos: são pequenas bolsas membranosas que contêm enzimas digestivas. Eles atuam na digestão de substâncias no interior das células, transformando materiais vindos de fora da

célula ou podendo digerir organelas antigas, promovendo uma reciclagem no interior da célula.

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Complexo golgiense: as muitas substâncias produzidas pelos ribossomos e transportadas pelo retículo endoplasmático podem ser mantidas no interior da célula ou mandadas para fora. Antes

de saírem da célula, as substâncias são armazenadas no complexo golgiense, a organela responsável por essa função.

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s

40

Ciências

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Mitocôndria: organela responsável por transformar os

nutrientes vindos dos alimentos e o oxigênio proveniente da respiração em energia para o corpo em um processo

denominado respiração celular. Quanto maior a quantidade de energia que uma célula precisa, maior a quantidade de mitocôndrias que ela tem. Esse é o caso das células musculares, por exemplo: para correr, necessitamos de mais energia do que para caminhar, então maior a quantidade de

energia que é transformada pelas mitocôndrias.

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Retículo endoplasmático granuloso: rede de canais responsável pelo transporte de substâncias na célula e pela produção de proteínas, pois apresenta ribossomos ligados às suas membranas.

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Citoesqueleto: corresponde a uma rede de filamentos e microtúbulos que se estende por todo o citoplasma da célula. Sua função é de sustentar e organizar as estruturas e atividades celulares. Atua também na sustentação do formato da célula.

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Retículo endoplasmático não granuloso: rede de canais responsável pelo transporte de substâncias na célula.

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Ribossomos: são responsáveis pela produção de proteínas, que são os principais constituintes dos músculos, sangue e órgãos internos. As proteínas participam também da

composição de hormônios, anticorpos, vitaminas e outras substâncias essenciais ao funcionamento do corpo.

41

Tecidos

Um conjunto de células semelhantes que desempenham uma determinada função cons-

titui um tecido. Há vários tipos de tecidos no corpo humano: o epitelial, o conjuntivo, o mus-

cular e o nervoso. O funcionamento harmônico do corpo humano se mantém por causa da

ação conjunta desses tecidos corporais.

Tecidos conjuntivos

Tecido epitelial (epiderme)

Tecido muscular Tecido nervoso

Derme Ósseo Cartilaginoso Sanguíneo

Div

an

zir

Pa

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ha

. 20

11

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l.

Representação esquemática de um braço humano com a indicação de alguns tipos de tecidos do corpo humano, assim como a ampliação de algumas células que os constituem.

A ciência que estuda os tecidos do corpo dos seres vivos é chamada de Histologia.

Tecidos epiteliais

Os tecidos epiteliais, também chamados

de epitélios, têm a função de revestimento

interno e externo do corpo humano, prote-

gendo e separando a parte interior da par-

te exterior do organismo. São encontrados,

por exemplo, na mucosa da boca e do nariz,

na superfície da pele, no interior do estôma-

go e dos intestinos. As células desse tecido

geralmente estão próximas umas das ou-

tras, com pouca substância entre as células.

Além das funções de revestimento, pro-

teção e separação, o tecido epitelial atua

na liberação de suor, lágrimas, saliva, leite e

hormônios.

Tecido epitelial observado em microscópio óptico. Note que as células estão bem próximas umas das outras.

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Núcleo

Célula

42

Ciências

A matriz intercelular varia

de acordo com a função e a

localização dos diferentes

tecidos conjuntivos: no

sangue, a matriz é líquida; nos

tendões e nas cartilagens, é

formada, principalmente, por

fibras proteicas; nos ossos,

há fibras e sais de cálcio.

Tecidos conjuntivos

Responsáveis pela união, proteção e sustentação de diversos

órgãos do corpo, os tecidos conjuntivos apresentam células

geralmente separadas por um conjunto de substâncias chamado de

matriz intercelular (isto é, entre as células). Há grande variedade de

tipos de célula que formam diferentes tecidos conjuntivos, como o

tecido conjuntivo propriamente dito, o adiposo, o cartilaginoso, o

sanguíneo e o ósseo.

Tecido conjuntivo propriamente dito – apresenta células se-

paradas por matriz intercelular com aspecto gelatinoso. Apresen-

ta fibras colágenas que tornam o tecido mais resistente ou não,

dependendo da sua quantidade. Quando apresenta menor quan-

tidade de fibras colágenas é chamado de tecido conjuntivo pro-

priamente dito frouxo e é encontrado, por exemplo, abaixo da

epiderme. Quando apresenta maior quantidade de fibras coláge-

nas é chamado de tecido conjuntivo propriamente dito denso,

sendo mais resistente e encontrado em tendões (que ligam os os-

sos aos músculos) e ligamentos (fazem a ligação entre os ossos).

Tecido cartilaginoso – elástico e flexível, tem função relacionada à sustentação e à fle-

xibilidade em órgãos como orelhas e nariz. O tecido cartilaginoso reveste as superfícies das

articulações, absorve impactos e é fundamental na formação e no crescimento ósseo.

Tecido adiposo – formado por células denominadas adipócitos, que armazenam gordu-

ra. Encontrado principalmente abaixo da pele, possibilita manter reservas de energia, amor-

tecer choques e proteger contra o frio, atuando como isolante térmico.

Os tendões e ligamentos presentes no braço e na mão são formados por tecido conjuntivo denso.

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Tendões

Tendões

Ligamentos

Tecido adiposo observado em microscópio e detalhe de um adipócito que armazena gordura em seu citoplasma.

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Adipócito

Núcleo


Gordura

Tecido adiposo

Fibras colágenas: são formadas por colágeno, uma proteína presente no tecido conjuntivo de diversos animais, garantindo firmeza para a pele e as articulações.

43

Tecido ósseo – bastante rígido e resistente, tem a função de sustentar e de proteger ór-

gãos internos, como os pulmões, o coração e o cérebro. Pode ser compacto, com poucos es-

paços visíveis, ou esponjoso, quando apresenta muitas cavidades. Nele, há grande deposição

de cálcio (um sal mineral). Por isso, alimentos ricos em cálcio são considerados importantes,

principalmente, durante a fase de crescimento.

Tecido sanguíneo – forma o sangue, responsável pelo transporte de nutrientes e de

outras substâncias por todo o corpo. É constituído pelo plasma, parte líquida que apresenta

água, sais minerais e proteínas, e pelas células:

Representação esquemática de um vaso sanguíneo e dos

componentes do sangue

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Vaso sanguíneo

Hemácias

Leucócitos

Plaquetas

Plasma

Hemácias (glóbulos vermelhos ou eri-

trócitos) – responsáveis principalmente

pelo transporte de gases respiratórios,

como oxigênio.

Leucócitos (glóbulos brancos) – desem-

penham a função de defesa do organis-

mo contra bactérias, vírus, protozoários

ou qualquer outra substância estranha.

Plaquetas (fragmentos celulares) – par-

ticipam da coagulação sanguínea.

curiosidade?

As diferenças entre ossos e

cartilagens

Osso e cartilagem são tipos diferen-

tes de um mesmo tecido, chamado con-

juntivo. A cartilagem, embora resistente,

é bastante flexível [...]. Já o osso é duro,

porque possui grandes quantidades de

sais de cálcio. Por isso, ele envolve ór-

gãos delicados, como cérebro, coração

e pulmões. Além disso, dentro dos os-

sos existem vasos sanguíneos e nervos

que estão ausentes na cartilagem. [...]

Quando nascemos, nosso esqueleto é

composto por moldes de cartilagem. Ao

longo da infância, a cartilagem é substi-

tuída por ossos – ela permanece apenas

em algumas partes do corpo. Depois dis-

so, os ossos continuam crescendo [...]

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Observe nas imagens, obtidas a partir de exames de raios X, os ossos do crânio, da caixa torácica, do joelho, da clavícula, da mão, da perna, dos pés, da cintura pélvica e da cervical.

A DIFERENÇA entre osso e cartilagem. Disponível em: <http://recreio.uol.com.br/noticias/curiosidades/a-diferenca-entre-osso-e-cartilagem.phtml#.W9YE3C_Oo3g >. Acesso em: 27 out. 2018.

44

Ciências

Tecidos musculares

Os tecidos musculares são essenciais para a movimentação do corpo e estão presentes

em vários órgãos com diferentes funções. No coração, são responsáveis pelas contrações

cardíacas; no sistema digestório, responsáveis por movimentar os alimentos ao longo do

tubo digestório; no sistema respiratório, auxiliam a contração e distenção dos pulmões; no

sistema nervoso, mantém o equilíbrio e a postura corporal.

As células alongadas desse tecido são chamadas de miócitos (fibras musculares). Têm a

capacidade de contração e de relaxamento, o que possibilita o movimento. Há três tipos de

tecidos musculares:

tecido muscular estriado esquelético – os músculos esqueléticos apresentam con-

tração rápida e voluntária. Ou seja, realizam movimentos conforme a vontade da pessoa:

segurar objetos, escrever, andar, correr, e assim por diante. De modo geral, está associa-

do a um osso e realiza movimentos rápidos.

tecido muscular estriado cardíaco – forma o coração (miocárdio) e realiza os bati-

mentos cardíacos. Seus movimentos são involuntários, independem da vontade da pes-

soa e fazem, por exemplo, com que o coração se contraia, possibilitando a circulação

sanguínea.

tecido muscular não estriado (liso) – forma músculos de contração lenta e involuntária.

Estão presentes nos órgãos internos, como esôfago, estômago e intestino, nas paredes

das artérias, auxiliando o sangue a fluir pelo corpo, e na bexiga urinária, participando da

eliminação da urina.

Representação ilustrativa dos diferentes tipos de miócitos e de tecidos musculares

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Tecido muscular

estriado cardíaco

Tecido muscular estriado esquelético

Tecido muscular

não estriado

45

Tecido nervoso

Responsável pelo processamento de informações e pelo controle

do organismo, transmite mensagens e possibilita a comunicação entre

diversas partes do corpo. Suas principais células, os neurônios, são ca-

pazes de receber estímulos ambientais e conduzir impulsos nervosos.

Os neurônios são formados basicamente por três regiões, cada qual

com funções especializadas:

corpo celular – correspondente à região onde está o núcleo

da célula;

dendritos – prolongamentos que se projetam a partir do

corpo celular;

axônio – prolongamento longo e fino que se origina no corpo

celular e se ramifica em sua extremidade.

Os impulsos nervosos

são sinais elétricos que

possibilitam a conexão e a

comunicação entre neurônios.

Um impulso nervoso sempre

percorre o neurônio no

mesmo sentido: dendrito

→ corpo celular → axônio.

Da extremidade do axônio,

passam à célula seguinte.

O axônio é envolvido pelo

estrato mielínico, substância

lipídica que aumenta a

velocidade de transmissão

do impulso nervoso.

A rede formada por dendritos e axônios

se estende pelo corpo e é responsável por

transmitir e receber impulsos nervosos, ao

passo que os corpos celulares processam e

enviam as informações.

No tecido nervoso, também há células

que nutrem, defendem e sustentam o teci-

do. Essas células são chamadas gliócitos.

CCCCororprpo ccelulue lararorrpo celue lar

Núcleo

Estrato mielínico

Axônio

Deeenddrritos

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12

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Representação esquemática da estrutura de um neurônio

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Representação ilustrativa da micróglia,

tipo de gliócito que atua na defesa do tecido nervoso.

46

Ciências

atividades

1 Complete o esquema a seguir sobre os níveis de organização do corpo humano.

Ra

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. 20

14

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l.

2 A célula é considerada a menor parte viva de um organismo. Identifique e relacione as partes da célula às suas funções.

( a ) Complexo golgiense

( b ) Lisossomo

( c ) Membrana plasmática

( d ) Retículo endoplasmático

( e ) Ribossomo

( ) Realiza o armazenamento de substâncias.

( ) Rede de canais que transporta substâncias dentro da célula.

( ) Realiza a digestão celular.

( ) Controla tudo o que entra e o que sai da célula.

( ) Sintetiza proteínas que permitem o crescimento e o desenvolvimento celular.

3 O muco presente no nariz e na boca é produzido pelos ribossomos e transportado pelo retículo en-

doplasmático, depois, segue para o complexo golgiense, no qual é modificado e liberado por meio

de vesículas. Desse modo, pode-se dizer que a organela responsável pela liberação do muco das células para a parte externa é o

a) ( ) ribossomo.

b) ( ) retículo endoplasmático.

c) ( ) complexo golgiense.

d) ( ) lisossomo.

Principais tipos

Células Corpo humano

Órgãos

47

4 As células do corpo humano que apresentam forma e função semelhantes recebem o nome de

a) ( ) sistemas.

b) ( ) órgãos.

c) ( ) organismo.

d) ( ) tecidos.

5 Sobre os tecidos do corpo humano, escreva (V) para as afirmativas verdadeiras e (F) para as afirma-tivas falsas.

a) ( ) Os tecidos epiteliais apresentam como funções principais o revestimento e a proteção do corpo.

b) ( ) Os tecidos conjuntivos apresentam pouca matriz intercelular, o que faz com que as células fiquem bem unidas.

c) ( ) O tecido sanguíneo é um tecido líquido do corpo e apresenta três tipos de células, cada uma executando uma função específica.

d) ( ) As células musculares são chamadas miócitos e são iguais nos três tipos de tecido muscu-lar: esquelético, estriado cardíaco e não estriado.

e) ( ) As principais células do tecido nervoso são os neurônios, porém também apresentam cé-lulas acessórias chamadas gliócitos.

6 A pele é considerada o maior órgão do corpo humano. É a responsável por proteger os órgãos inter-nos, regular a temperatura do corpo e perceber os estímulos ambientais externos, como o frio e o calor. A pele é um órgão e, como tal, é formada por diversos tipos de tecidos. A partir das caracte-rísticas descritas no esquema, identifique cada um destes tecidos:

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Tecido com células bastante

unidas, com pouca matriz

intercelular. Responsável pela

proteção e revestimento.

Tecido responsável pela

movimentação do pelo e que

reveste as paredes dos vasos sanguíneos permitindo a eles que contraiam ou dilatem.

Tecido que armazena gordura, fornece proteção e

evita a perda de calor.Terminação nervosa,

formada por tecido responsável pelo processamento de

informações como sensações de frio, calor e tato.

Tecido de preenchimento com fibras colágenas e no qual estão as terminações nervosas e os vasos

sanguíneos.

48

Ciências

Sistema locomotor

Para nos locomovermos, é necessário o trabalho conjunto de várias partes do corpo. Os

músculos, bem como os ossos, as articulações e o sistema nervoso são os responsáveis pelos

movimentos corporais.

Representação esquemática do esqueleto humano. Em laranja está o esqueleto axial, os demais

ossos correspondem ao esqueleto apendicular.

Esqueleto

O esqueleto é formado pelo

conjunto de ossos do corpo. O

ser humano tem, em média, 206

ossos. O esqueleto sustenta os

músculos e protege os órgãos vi-

tais, como: o cérebro, que é pro-

tegido pelo crânio; o coração e

os pulmões, que são protegidos

pela caixa torácica; a medula es-

pinal, que é protegida pela colu-

na vertebral.

Desse modo, conforme sua

função, o esqueleto é classifica-

do em:

esqueleto axial – formado

pelos ossos que protegem

os órgãos vitais;

esqueleto apendicular –

constituído pelos demais

ossos do corpo, como os

das pernas, braços, cintura

pélvica (quadril) e escapular

(ombro).

O esqueleto também atua

como reserva de cálcio e fósforo.

Durante a gravidez, por exem-

plo, o cálcio e o fósforo neces-

sários ao desenvolvimento do

bebê vem, em grande parte, da

reabsorção desses elementos ar-

mazenados no organismo mater-

no. Os ossos ainda participam da

produção de células do sangue.Representação esquemática do

Me

mb

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up

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Me

mb

ro i

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rio

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Cintura escapular

Cintura

pélvica

Coluna

vertebral

Caixa

torácica

Crânio

Div

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ad

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a. 2

01

9. D

igit

al.

49

Os esqueletos de homens e mulheres apresentam diferenças. Um exemplo é a cintura

pélvica do esqueleto feminino, que é mais larga, permitindo a passagem de um bebê durante

o parto, enquanto o tórax e os ombros são relativamente maiores no esqueleto masculino.

Essas diferenças são desencadeadas pela ação de hormônios que participam do desenvolvi-

mento ósseo na adolescência.

Ossos

Os ossos são estruturas rígidas, nas quais os músculos podem se fixar, mantendo a sus-

tentação do corpo. O conjunto de ossos do corpo constituem o esqueleto e funcionam como

alavancas para os músculos, potencializando os movimentos.

Representação esquemática do esqueleto de uma mulher e do esqueleto de um homem

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Sh

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Crânio

Costelas

Coluna vertebral

Cintura pélvica

Fêmur

Mulher Homem

50

Ao nascer, todos os ossos de um ser humano contêm medula óssea vermelha e, com o

passar do tempo, ela é substituída pela medula óssea amarela. No adulto, apenas alguns

ossos, como as costelas, as vértebras, os ossos da pelve, os ossos do crânio, o esterno, o

úmero e o fêmur apresentam a medula óssea vermelha. Os outros ossos do esqueleto do

adulto apresentam medula óssea amarela, que atua como reserva de gordura. Em con-

dições especiais, como no caso de uma anemia, parte dessa medula óssea amarela pode

voltar a produzir células sanguíneas.

curiosidade?

Ciências

Mesmo após o crescimento do

corpo, os ossos estão em constante

remodelamento. Absorvem ou liberam

os sais minerais, como cálcio e

fósforo, que se acumulam entre as

células. Isso ocorre, por exemplo,

devido à ação de hormônios e dos

hábitos de vida da pessoa.

Boa alimentação e prática de

atividades físicas aumentam a deposição de minerais nos ossos e, consequentemente, a espessura e

resistência deles.

©Shutterstock/Olena Yakobchu

k

Vasos

sanguíneos

Tecido ósseo esponjoso com medula óssea

vermelha

Tecido ósseo compacto

Cavidade medular, medula óssea

amarela

Tecido ósseo esponjoso

Cartilagem

Revestimento de tecido conjuntivo

Div

o. 2

01

3. D

igit

al.

Representação esquemática da estrutura de um osso do corpo humano

Os ossos também participam da

produção de células do sangue, pois, no

interior de alguns deles pode ser encontrada

a medula óssea vermelha.

Em sua porção mais externa, os ossos

são mais compactos e, internamente, mais

esponjosos. A rigidez dos ossos é garantida

pela presença de alguns minerais, como o

cálcio e o fósforo, acumulados entre as cé-

lulas. Os ossos também apresentam vasos

sanguíneos e nervos.

51

Os cuidados com o sistema esquelético

envolvem evitar fraturas ósseas, que acon-

tecem devido a quedas ou pancadas muito

fortes. Se, por um lado, o próprio organismo

desencadeia uma série de processos para a

regeneração de ossos fraturados, a recupe-

ração demora algum tempo e a cicatrização

na posição correta depende de atendimento

médico, principalmente quando ocorre fra-

tura exposta (quando o osso rompe a mus-

culatura e fica fora do corpo).

Representação esquemática de osso com osteoporose e de osso com calcificação normal

A imobilização da área fraturada com gesso faz com que o

osso se cicatrize na posição correta.

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Uma doença decorrente da descalcificação óssea gradual é a osteoporose, que torna

os ossos porosos e frágeis. Ela é mais comum em pessoas idosas, mas pode ocorrer tam-

bém em jovens sedentários e com maus hábitos alimentares. Quem apresenta essa doença

geralmente precisa fazer exercícios de sustentação de peso e caminhadas, que ajudam no

restabelecimento dos ossos.

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av

ier

Re

gu

eir

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Ossos com osteoporose

Ossos com calcificação normal

Articulações

A movimentação do esqueleto é possível graças às articulações, que podem ser

imóveis, como as articulações dos ossos que formam o crânio, ou móveis, como a do joelho.

Há também as articulações semimóveis, que têm movimento limitado, como as articulações

da coluna vertebral.

As articulações móveis se mantêm unidas pelos ligamentos, que mantêm os ossos

próximos, mas com possibilidade de movimento. Além deles, existem os tendões que ligam

os músculos aos ossos, permitindo movimentos em diferentes direções. Muitos ossos são

cobertos por cartilagem, a qual atua como amortecedor nas articulações.

52

Ciências

Essa proteção é importante para absorver impactos causados por vários movimentos.

As articulações são envolvidas pela membrana sinovial, uma fina camada que nutre e

lubrifica as cartilagens, reduzindo o atrito e o desgaste na articulação.

As cartilagens, quando intactas, permitem movimentos sem dor e quase totalmente livres

de atrito. Entretanto, quando a cartilagem está danificada ou desgastada, as articulações

tornam-se duras e podem causar dor.

Conforme a localização e o tipo de funcionamento, as articulações apresentam estruturas

diferentes. Seus encaixes diferenciam-se de acordo com a necessidade de mobilidade. A

articulação do ombro, por exemplo, permite vários movimentos do braço, ao passo que a

articulação do joelho só permite os movimentos para a frente e para trás.

Representação esquemática da anatomia da articulação do joelho

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lila

Me

dic

al

Me

dia

Músculo

Fêmur

Tendão

Patela

Membrana sinovial

Ligamento

Tíbia

Cartilagem que

reveste os ossos

Problemas nas articulações podem causar desconforto e dor. Entre os mais comuns

está a artrite, a inflamação das articulações. Ela é uma doença autoimune, ou seja, o sis-

tema imunológico (de defesa do organismo) passa a destruir células da membrana que

reveste as articulações, a membrana sinovial. Se não for tratada, pode ocasionar defor-

midades e limitações nos movimentos.

curiosidade?

53

Os ossos são estruturas duras e as articulações permitem que sejam movimentados

pelos músculos. Observe como a presença das articulações e dos ligamentos de cartila-

gem auxilia na movimentação das mãos.

ObjetivoObservar a importância das articulações e dos ligamentos nos movimentos.

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fita adesiva

tesoura sem ponta

lápis e canetas coloridas

palito longo de madeira

Como fazer 1. Coloque sua mão aberta sobre o EVA e contorne-a

com o lápis, desenhando também um pequeno peda-

ço do braço. Então, recorte o molde de sua mão com

a tesoura sem ponta e marque as regiões onde os de-

dos dobram.

2. Corte os canudos em pedaços do tamanho de cada

espaço entre as dobras dos dedos que você marcou e

cole em cada um deles fita adesiva no EVA. Corte en-

tão 5 pedaços maiores de canudo que correspondem a

cada um dos dedos e fixe no espaço correspondente à

palma da mão com fita adesiva.

3. Fixe um pedaço grande de barbante no molde que cor-

responde à ponta de cada dedo e passe cada um deles

por dentro do canudo correspondente.

4. Cole com fita adesiva o palito de madeira no centro da

mão.


Ilustrações: Diego Munhoz. 2019. Digital.

54

Ciências

5. Decore o seu molde da mão.

6. Puxe os barbantes para realizar movimentos com ele.

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Conclusão 1 Descreva o que ocorreu ao movimentar os barbantes.

2 Quais estruturas da mão os canudos e os barbantes representam?

3 A partir da observação do modelo, sem a presença das articulações seria possível movimentar os dedos da mão? Justifique.

55

Músculos

Ao nos movimentarmos, muitos músculos entram em ação, mas os músculos não reali-

zam essa tarefa sozinhos. Os movimentos também dependem dos ossos e das articulações,

e são coordenados pelo sistema nervoso.

Os músculos esqueléticos são responsáveis pela sustentação, pela movimentação do

corpo e pela produção de calor. São assim denominados por estarem ligados ao esqueleto

por meio de tendões, cordões fibrosos de tecido conjuntivo. Entretanto, há alguns músculos

presos à pele, como os do rosto, importantes para determinar a expressão facial. A língua é

outro músculo com grande amplitude de movimentos necessários para a alimentação e para

a fala.

O número e a distribuição dos músculos em homens e mulheres são idênticos. Geral-

mente, há maior porcentagem de massa muscular nos homens. Já a distribuição da gordura

corporal é diferente, as mulheres acumulam gordura principalmente nas coxas, no quadril

e nas nádegas. Já nos homens, a gordura corporal tende a se acumular ao redor da cintura.

Representação do sistema muscular da mulher e do sistema muscular do homem

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Ciências

Existem mais de 600 músculos em nosso corpo. Para executar os movimentos, os múscu-

los encurtam e alongam. O encurtamento do músculo puxa os tendões e movimenta os os-

sos nos quais estão inseridos. Geralmente trabalham aos pares, enquanto um dos músculos

contrai, o outro relaxa. Esse processo é chamado de antagonismo muscular.

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Atividades físicas e saúde

A prática de atividades físicas é

fundamental para a manutenção da

saúde. Contribui, ainda, para forta-

lecer o tônus muscular, melhorar a

postura, aumentar a resistência e a

tornar o coração e os pulmões mais

eficientes. A atividade física traz

ainda a sensação de bem-estar.

O importante é que essas ativi-

dades sejam orientadas, regulares e

moderadas. Por isso, respeite seus

limites e escolha uma atividade de

que você goste e não busque pa-

drões de desempenho.

curiosidade?

A natação é um exemplo de atividade física que contribui para a manutenção da saúde.

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Os músculos esqueléticos são formados por células deno-

minadas miócitos, que são alongadas e se organizam em feixes.

Para que o movimento seja realizado, ocorre a contração do mús-

culo pela interação das proteínas actina e miosina, no interior dos

miócitos.

Representação esquemática da estrutura de um

músculo esquelético.

57

Interação do sistema locomotor

O sistema locomotor é integrado. Os ossos fornecem apoio para que os músculos, con-

traindo ou distendendo, realizem o movimento. Se nos braços, por exemplo, não existissem

ossos, não poderíamos dobrá-los, pois não haveria apoio para os músculos.

Por sua vez, os músculos se movimentam em resposta a estímulos do sistema nervo-

so. Os neurônios motores são células do sistema nervoso que controlam grupos de células

musculares, que desencadeam o movimento muscular. No caso das pessoas com paralisias

musculares, a conexão entre os neurônios motores e os músculos não se estabelece. Por

isso, não conseguem movimentar determinadas partes do corpo.

Célula muscular

Nas sinapses entre o neurônio motor e as células musculares ocorre o impulso nervoso para

o movimento

O impulso nervoso passa pelo neurônio em direção aos receptores no músculo

O neurônio motor recebe as sinapses com o estímulo para a

movimentação do músculo

©Shutterstock/Designua

Representação esquemática da ação do neurônio motor no movimento muscular.

As sinapses são as regiões de

contato entre os neurônios

onde as informações (impulsos

nervosos) são transmitidas

de um neurônio para outro.

atividades

1 Observe a representação do esqueleto humano e faça o que se pede.

a) Circule e nomeie a parte que corresponde ao

esqueleto axial e ao esqueleto apendicular.

b) Marque com um X dois tipos de ossos que apresentam medula óssea vermelha na idade adulta.

c) Responda: Quais células são produzidas nessa medula?

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Ciências

2 Além de sustentar os músculos, alguns ossos têm a função de proteger os órgãos. Considere os seguintes órgãos e cite o nome dos ossos que os protegem.

a) Medula espinal:

b) Encéfalo:

c) Coração e pulmões:

3 Uma revista especializada em saúde apresenta a seguinte notícia:

Bíceps relaxado

Tríceps contraído Bíceps

contraído

Tríceps relaxado

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5 Explique o que mantêm os ossos unidos nas articulações e sua importância para a movimentação dos seres humanos.

4 Nos movimentos dos braços e das pernas, quando um músculo está contraído o outro está relaxado e vice-versa, permitindo dobrar o cotovelo, por exemplo, como representado na imagem. Essa ação muscular é chamada de

a) ( ) miócito.

b) ( ) sistema muscular.

c) ( ) antagonismo muscular.

d) ( ) tendão.

Escreva um pequeno parágrafo explicando por que isso ocorre.

"Pessoas que apresentam osteoporose têm maior chance de ter fraturas."

59

Japoneses desenvolvem pele realista em laboratórioCientistas no Japão transplantaram com sucesso em ratos uma pele cultivada em

laboratório que possui mais funções do órgão do que nunca. Partindo de células-tronco feitas a partir das gengivas de um rato, eles conseguiram criar uma pele com múltiplas camadas – como os folículos capilares e glândulas sudoríparas.

Quando implantada em um “rato nu” com um sistema imunitário suprimido, o órgão se integrou bem e germinou pelos. Os pesquisadores dizem que esse sucesso vai levar de 5 a 10 anos para se traduzir em benefício para os seres humanos. Mas, eventualmente, a equipe espera seu sistema leve a uma pele perfeitamente funcional que poderá ser cultivada a partir de células de vítimas de queimaduras e transplantadas de volta para elas.

Órgãos personalizados

Isso seria muito superior às técnicas de cultivo e de enxerto que estão atualmente disponíveis, que produzem uma pele sem muitos dos componentes biológicos e funcionalidades que estamos acostumados. A técnica também poderia ser adaptada para a fabricação de amostras de pele realistas que a indústria farmacêutica ou empresas de cosméticos poderiam usar para testar os seus produtos – em vez de usar animais. As descobertas, relatadas na revista Science Advances, foram recebidas com entusiasmo por outros cientistas que trabalham neste campo.

Takashi Tsuji é o autor sênior do artigo. Ele afirma que o sonho de fazer voltar a crescer órgãos personalizados estava começando a se materializar: “Até agora, o desenvolvimento da pele artificial tem sido dificultado pelo fato de que a pele não tinha partes importantes, como folículos pilosos e glândulas exócrinas, que permitem que desempenhe o seu importante papel de regulação. Com esta nova técnica, temos desenvolvido com sucesso pele que replica a função do tecido normal. Estamos chegando cada vez mais perto do sonho de ser capazes de recriar órgãos reais no laboratório para transplante”, se anima.

JAPONESES desenvolvem pele realista em laboratório. Disponível em: <https://hypescience.com/pele-funcional/>. Acesso em: 14 nov. 2018.

A partir da informações apresentadas no texto, amplie seus conhecimentos fa-

zendo uma pesquisa sobre a estrutura da pele, quais são suas camadas e suas

respectivas funções. Em seguida, converse com os colegas e professor a respeito

da importância de estudos como o apresentado no texto e como ele pode afetar

a sociedade. Escreva suas conclusões.

conectado

Células-tronco: células capazes de se dividir e se diferenciar em outros tipos de células do corpo humano.

Sistema imunitário: responsável pela defesa do corpo, protegendo-o contra organismos externos, como vírus e bactérias, que podem comprometer a saúde.

60

Ciências

o que já conquistei

1 O organismo humano é formado a partir da união de várias unidades básicas que realizam funções vitais. Uma dessas estruturas é formada pelo conjunto de células semelhantes, que desempenham uma determinada função no organismo.

É correto afirmar que essas estruturas são denominadas de

a) ( ) órgãos. b) ( ) tecidos. c) ( ) organelas. d) ( ) sistemas.

2 Identifique as estruturas celulares indicadas abaixo.

3 Os músculos esqueléticos precisam de muita energia para se movimentarem, quanto mais intensa for a atividade física, maior quantidade de energia será necessária. Essa energia é transformada dentro das células em uma organela específica. Sobre esse assunto, responda:

a) Qual o nome da organela celular envolvida na produção de energia?

b) O processo de transformação de energia na célula se chama respiração celular. Quais substân-cias são necessárias para que ele ocorra?

c) As células musculares produzem maior quantidade de energia do que as ósseas. Comparando os dois tipos celulares, qual deles apresenta número menor de mitocôndrias? Justifique.

4 Os ribossomos são encontrados em todas as células e sua função é

a) ( ) armazenar substâncias.

b) ( ) transportar substâncias para fora das células.

c) ( ) realizar a digestão de substâncias no interior das células.

d) ( ) sintetizar proteínas que podem compor partes da célula ou outras substâncias.

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5 Relacione os tecidos com suas características estruturais e funcionais.

Tecido

( a ) Epitelial de revestimento

( b ) Adiposo

( c ) Ósseo

( d ) Muscular estriado esquelético

( e ) Muscular estriado cardíaco

( f ) Muscular não estriado

Características

( ) Tem contração voluntária.

( ) Principal tecido de sustentação.

( ) Tem contração rápida e involuntária.

( ) Tem função de proteção.

( ) Tem contração lenta e involuntária.

( ) Tecido que armazena gordura.

6 Observe a imagem que indica a localização de alguns tecidos presentes no braço humano.

Com o auxílio da imagem e das descrições a seguir, escreva o nome do tecido a que se referem os números 1, 2 e 3.

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a) 1. Tecido ligado aos ossos e que determina os movimentos:

b) 2. Tecido responsável pelo processamento de informações e controle do organismo e dos movimen-

tos:

c) 3. Tecido resistente que tem a função de sustentar e proteger órgãos internos:

7 O sangue é um tipo de tecido conjuntivo que, entre outras funções, transporta substâncias. Ele é formado por diferentes tipos de células dissolvidas em sua parte líquida. Sobre isso, responda:

a) A parte líquida do sangue é denominada de plasma. Qual a sua função nesse tecido?

b) Uma pessoa que esteja doente com uma infecção causada por bactérias ou vírus terá um aumento na quantidade de qual tipo de célula sanguínea? Justifique.

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Ciências

c) Sem a função desempenhada pelas hemácias no sangue, as mitocôndrias das células não conse-guem transformar a energia necessária para as atividades que realizamos. Por que isso ocorre?

8 A coagulação sanguínea é um processo que ocorre quando um vaso sanguíneo se rompe e há san-gramento. Em poucos minutos, no local da ruptura, forma-se uma rede de filamentos de proteínas, denominada coágulo, que impede a saída do sangue. Para que aconteça a coagulação do sangue, são necessárias diversas reações químicas que envolvem um grupo específico de células. Essas cé-lulas são denominadas de:

a) ( ) hemácias. b) ( ) leucócitos. c) ( ) plasma. d) ( ) plaquetas.

9 As células humanas podem ter os mais variados formatos e funções. Relacione o tipo celular com o tecido no qual é encontrado.

( a ) Tecido adiposo

( b ) Tecido muscular

( c ) Tecido nervoso

( ) Neurônio

( ) Miócito

( ) Adipócito

Saúde dos ossos

Ossos saudáveis Osteoporose Osteoporose severa

A osteoporose é uma doença em que a fraqueza óssea aumenta o risco de fratura óssea

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10 Leia o esquema e, em seguida, responda às questões.

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a) Quais são os sais minerais perdidos pelos ossos ocasionando a osteoporose?

b) Cite duas orientações práticas que podem reduzir os riscos da osteoporose.

11 No quadro a seguir circule as funções que são realizadas pelos ossos do esqueleto.

proteção de órgãos internos síntese de hormônios sustentação do corpo

movimentação geração de impulsos nervosos

produção de células do sangue armazenamento de proteínas

12 Escreva (V) para as afirmativas verdadeiras e (F) para as falsas. Depois, corrija as afirmações falsas.

a) ( ) Os músculos dependem de vários sistemas para funcionar corretamente.

b) ( ) Alguns músculos trabalham em conjunto com outros: quando um relaxa, o outro se con-trai. Esse trabalho é chamado de antagonismo muscular.

c) ( ) Realizar atividades físicas é sempre bom para o organismo, não importa a quantidade de exercícios que se faça ou a maneira como se realizam esses exercícios.

d) ( ) Os músculos e ossos se ligam a partir de diferentes tipos de tecido epitelial e cartilaginoso nas articulações.

13 Com base em seus conhecimentos, responda: quais estruturas formam as articulações? Em

seguida, circule aquelas que estão represen-tadas na imagem.

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Ç DQR Volume 2 - Conquista | Guia

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