3. Ciências da Natureza e suas Tecnologias

3. Ciências da Natureza e suas Tecnologias

3.1 Biologia
 Moléculas, células e tecidos - Estrutura e fisiologia celular: membrana, citoplasma e núcleo.
Divisão celular. Aspectos bioquímicos das estruturas celulares. Aspectos gerais do metabolismo
celular. Metabolismo energético: fotossíntese e respiração. Codificação da informação genética.
Síntese protéica. Diferenciação celular. Principais tecidos animais e vegetais. Origem e evolução
das células. Noções sobre células-tronco, clonagem e tecnologia do DNA recombinante.
Aplicações de biotecnologia na produção de alimentos, fármacos e componentes biológicos.
Aplicações de tecnologias relacionadas ao DNA a investigações científicas, determinação da
paternidade, investigação criminal e identificação de indivíduos. Aspectos éticos relacionados
ao desenvolvimento biotecnológico. Biotecnologia e sustentabilidade.
 Hereditariedade e diversidade da vida - Princípios básicos que regem a transmissão de
características hereditárias. Concepções pré-mendelianas sobre a hereditariedade. Aspectos
genéticos do funcionamento do corpo humano. Antígenos e anticorpos. Grupos sangüíneos,
transplantes e doenças auto-imunes. Neoplasias e a influência de fatores ambientais. Mutações
gênicas e cromossômicas. Aconselhamento genético. Fundamentos genéticos da evolução.
Aspectos genéticos da formação e manutenção da diversidade biológica.
 Identidade dos seres vivos - Níveis de organização dos seres vivos. Vírus, procariontes
e eucariontes. Autótrofos e heterótrofos. Seres unicelulares e pluricelulares. Sistemática e
as grandes linhas da evolução dos seres vivos. Tipos de ciclo de vida. Evolução e padrões
anatômicos e fisiológicos observados nos seres vivos. Funções vitais dos seres vivos e sua
relação com a adaptação desses organismos a diferentes ambientes. Embriologia, anatomia e
fisiologia humana. Evolução humana. Biotecnologia e sistemática.

 Ecologia e ciências ambientais - Ecossistemas. Fatores bióticos e abióticos. Habitat e nicho
ecológico. A comunidade biológica: teia alimentar, sucessão e comunidade clímax. Dinâmica
de populações. Interações entre os seres vivos. Ciclos biogeoquímicos. Fluxo de energia
no ecossistema. Biogeografia. Biomas brasileiros. Exploração e uso de recursos naturais.
Problemas ambientais: mudanças climáticas, efeito estufa; desmatamento; erosão; poluição
da água, do solo e do ar. Conservação e recuperação de ecossistemas. Conservação da
biodiversidade. Tecnologias ambientais. Noções de saneamento básico. Noções de legislação
ambiental: água, florestas, unidades de conservação; biodiversidade.
 Origem e evolução da vida - A biologia como ciência: história, métodos, técnicas e
experimentação. Hipóteses sobre a origem do Universo, da Terra e dos seres vivos. Teorias de
evolução. Explicações pré-darwinistas para a modificação das espécies. A teoria evolutiva de
Charles Darwin. Teoria sintética da evolução. Seleção artificial e seu impacto sobre ambientes
naturais e sobre populações humanas.
 Qualidade de vida das populações humanas - Aspectos biológicos da pobreza e
do desenvolvimento humano. Indicadores sociais, ambientais e econômicos. Índice
de desenvolvimento humano. Principais doenças que afetam a população brasileira:
caracterização, prevenção e profilaxia. Noções de primeiros socorros. Doenças sexualmente
transmissíveis. Aspectos sociais da biologia: uso indevido de drogas; gravidez na adolescência;
obesidade. Violência e segurança pública. Exercícios físicos e vida saudável. Aspectos
biológicos do desenvolvimento sustentável. Legislação e cidadania.


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Ciências da Natureza
3.2 Física
 Conhecimentos básicos e fundamentais - Noções de ordem de grandeza. Notação Científica.
Sistema Internacional de Unidades. Metodologia de investigação: a procura de regularidades
e de sinais na interpretação física do mundo. Observações e mensurações: representação
de grandezas físicas como grandezas mensuráveis. Ferramentas básicas: gráficos e vetores.
Conceituação de grandezas vetoriais e escalares. Operações básicas com vetores.
 O movimento, o equilíbrio e a descoberta de leis físicas - Grandezas fundamentais da
mecânica: tempo, espaço, velocidade e aceleração. Relação histórica entre força e movimento.
Descrições do movimento e sua interpretação: quantificação do movimento e sua descrição
matemática e gráfica. Casos especiais de movimentos e suas regularidades observáveis.
Conceito de inércia. Noção de sistemas de referência inerciais e não inerciais. Noção dinâmica
de massa e quantidade de movimento (momento linear). Força e variação da quantidade de
movimento. Leis de Newton. Centro de massa e a ideia de ponto material. Conceito de forças
externas e internas. Lei da conservação da quantidade de movimento (momento linear) e
teorema do impulso. Momento de uma força (torque). Condições de equilíbrio estático de ponto
material e de corpos rígidos. Força de atrito, força peso, força normal de contato e tração.
Diagramas de forças. Identificação das forças que atuam nos movimentos circulares. Noção de
força centrípeta e sua quantificação. A hidrostática: aspectos históricos e variáveis relevantes.
Empuxo. Princípios de Pascal, Arquimedes e Stevin: condições de flutuação, relação entre
diferença de nível e pressão hidrostática.
 Energia, trabalho e potência - Conceituação de trabalho, energia e potência. Conceito de
energia potencial e de energia cinética. Conservação de energia mecânica e dissipação de
energia. Trabalho da força gravitacional e energia potencial gravitacional. Forças conservativas
e dissipativas.
 A Mecânica e o funcionamento do Universo - Força peso. Aceleração gravitacional. Lei da
Gravitação Universal. Leis de Kepler. Movimentos de corpos celestes. Influência na Terra: marés
e variações climáticas. Concepções históricas sobre a origem do universo e sua evolução.
 Fenômenos Elétricos e Magnéticos - Carga elétrica e corrente elétrica. Lei de Coulomb.
Campo elétrico e potencial elétrico. Linhas de campo. Superfícies equipotenciais. Poder das
pontas. Blindagem. Capacitores. Efeito Joule. Lei de Ohm. Resistência elétrica e resistividade.
Relações entre grandezas elétricas: tensão, corrente, potência e energia. Circuitos elétricos
simples. Correntes contínua e alternada. Medidores elétricos. Representação gráfica de
circuitos. Símbolos convencionais. Potência e consumo de energia em dispositivos elétricos.
Campo magnético. Imãs permanentes. Linhas de campo magnético. Campo magnético
terrestre.
 Oscilações, ondas, óptica e radiação - Feixes e frentes de ondas. Reflexão e refração.
Óptica geométrica: lentes e espelhos. Formação de imagens. Instrumentos ópticos simples.
Fenômenos ondulatórios. Pulsos e ondas. Período, freqüência, ciclo. Propagação: relação entre
velocidade, frequência e comprimento de onda. Ondas em diferentes meios de propagação.
 O calor e os fenômenos térmicos - Conceitos de calor e de temperatura. Escalas termométricas.
Transferência de calor e equilíbrio térmico. Capacidade calorífica e calor específico. Condução
do calor. Dilatação térmica. Mudanças de estado físico e calor latente de transformação.
Comportamento de Gases ideais. Máquinas térmicas. Ciclo de Carnot. Leis da Termodinâmica.
Aplicações e fenômenos térmicos de uso cotidiano. Compreensão de fenômenos climáticos
relacionados ao ciclo da água.
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Ciências da Natureza
3.3 Química
 Transformações Químicas - Evidências de transformações químicas. Interpretando
transformações químicas. Sistemas Gasosos: Lei dos gases. Equação geral dos gases ideais,
Princípio de Avogadro, conceito de molécula; massa molar, volume molar dos gases. Teoria
cinética dos gases. Misturas gasosas. Modelo corpuscular da matéria. Modelo atômico de
Dalton. Natureza elétrica da matéria: Modelo Atômico de Thomson, Rutherford, Rutherford-
Bohr. Átomos e sua estrutura. Número atômico, número de massa, isótopos, massa atômica.
Elementos químicos e Tabela Periódica. Reações químicas.
 Representação das transformações químicas - Fórmulas químicas. Balanceamento de
equações químicas. Aspectos quantitativos das transformações químicas. Leis ponderais das
reações químicas. Determinação de fórmulas químicas. Grandezas Químicas: massa, volume,
mol, massa molar, constante de Avogadro. Cálculos estequiométricos.
 Materiais, suas propriedades e usos - Propriedades de materiais. Estados físicos de
materiais. Mudanças de estado. Misturas: tipos e métodos de separação. Substâncias químicas:
classificação e características gerais. Metais e Ligas metálicas. Ferro, cobre e alumínio. Ligações
metálicas. Substâncias iônicas: características e propriedades. Substâncias iônicas do grupo:
cloreto, carbonato, nitrato e sulfato. Ligação iônica. Substâncias moleculares: características e
propriedades. Substâncias moleculares: H2, O2, N2, Cl2, NH3, H2O, HCl, CH4. Ligação Covalente.
Polaridade de moléculas. Forças intermoleculares. Relação entre estruturas, propriedade e
aplicação das substâncias.
 Água - Ocorrência e importância na vida animal e vegetal. Ligação, estrutura e propriedades.
Sistemas em Solução Aquosa: Soluções verdadeiras, soluções coloidais e suspensões.
Solubilidade. Concentração das soluções. Aspectos qualitativos das propriedades coligativas
das soluções. Ácidos, Bases, Sais e Óxidos: definição, classificação, propriedades, formulação
e nomenclatura. Conceitos de ácidos e base. Principais propriedades dos ácidos e bases:
indicadores, condutibilidade elétrica, reação com metais, reação de neutralização.
 Transformações Químicas e Energia - Transformações químicas e energia calorífica. Calor
de reação. Entalpia. Equações termoquímicas. Lei de Hess. Transformações químicas e
energia elétrica. Reação de oxirredução. Potenciais padrão de redução. Pilha. Eletrólise. Leis
de Faraday. Transformações nucleares. Conceitos fundamentais da radioatividade. Reações de
fissão e fusão nuclear. Desintegração radioativa e radioisótopos.
 Dinâmica das Transformações Químicas - Transformações Químicas e velocidade. Velocidade
de reação. Energia de ativação. Fatores que alteram a velocidade de reação: concentração,
pressão, temperatura e catalisador.
 Transformação Química e Equilíbrio - Caracterização do sistema em equilíbrio. Constante de
equilíbrio. Produto iônico da água, equilíbrio ácido-base e pH. Solubilidade dos sais e hidrólise.
Fatores que alteram o sistema em equilíbrio. Aplicação da velocidade e do equilíbrio químico
no cotidiano.
 Compostos de Carbono - Características gerais dos compostos orgânicos. Principais
funções orgânicas. Estrutura e propriedades de Hidrocarbonetos. Estrutura e propriedades
de compostos orgânicos oxigenados. Fermentação. Estrutura e propriedades de compostos
orgânicos nitrogenados. Macromoléculas naturais e sintéticas. Noções básicas sobre polímeros.
Amido, glicogênio e celulose. Borracha natural e sintética. Polietileno, poliestireno, PVC, Teflon,
náilon. Óleos e gorduras, sabões e detergentes sintéticos. Proteínas e enzimas.
 Relações da Química com as Tecnologias, a Sociedade e o Meio Ambiente - Química no
cotidiano. Química na agricultura e na saúde. Química nos alimentos. Química e ambiente.
Aspectos científico-tecnológicos, socioeconômicos e ambientais associados à obtenção ou
produção de substâncias químicas. Indústria Química: obtenção e utilização do cloro, hidróxido
de sódio, ácido sulfúrico, amônia e ácido nítrico. Mineração e Metalurgia. Poluição e tratamento
de água. Poluição atmosférica. Contaminação e proteção do ambiente.
 Energias Químicas no Cotidiano - Petróleo, gás natural e carvão. Madeira e hulha. Biomassa.
Biocombustíveis. Impactos ambientais de combustíveis fosseis. Energia nuclear. Lixo atômico.
Vantagens e desvantagens do uso de energia nuclear.