ENEM EM FASCÍCULOS - 2013
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS
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CARO ALUNO,
Neste penúltimo fascículo de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, trataremos de três objetos do conhecimento
abordados significativamente no Exame Nacional do Ensino Médio – Enem. Vamos estudar a Mecânica e o Movimento dos
Corpos Celestes, sob a perspectiva de grandes cientistas da humanidade, como Aristóteles, Ptolomeu, Copérnico, Galileu e
Newton, e compreender, de forma objetiva, o Deslocamento do Equilíbrio Químico. Finalmente, abordaremos a Biotecnologia,
explorando temas como a utilização de células-tronco embrionárias, os organismos transgênicos e o Projeto Genoma Humano.
Bom estudo para você!
INTRODUÇÃO
Olá, querido estudante,
Neste fascículo, vamos dar ênfase ao estudo da mecânica
e suas relações com o funcionamento do universo. Em um
primeiro momento, observando a lista de conteúdos propostos
pelo Exame Nacional do Ensino Médio (Enem), pode-se pensar que
abordaremos apenas o tocante à gravitação; contudo, Isaac
Newton propôs que as leis da mecânica que regem todo o universo
são as mesmas observadas aqui na superfície da Terra. Esperamos
que, durante nosso “passeio” por esse mundo do conhecimento,
você seja capaz de compreender o significado das leis de Newton
e suas relações com o funcionamento do universo.
A Matriz do Enem sugere que é preciso “compreender
as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como
construções humanas, percebendo seus papéis nos processos
de produção e no desenvolvimento econômico e social da
humanidade”. Nesse sentido, vamos refletir acerca de como o
conhecimento científico foi construído no contexto da mecânica
e do funcionamento do universo.
OBJETO DO CONHECIMENTO
A Mecânica e o Funcionamento
do Universo
Aristóteles e a mecânica
O auge da filosofia grega ocorreu com Aristóteles,
nascido em 384 a.C. Estudou durante 20 anos com Platão,
sendo o primeiro filósofo a apresentar um sistema compreensível
do mundo. Aristóteles buscou, a partir de poucas suposições,
explicar racionalmente todos os fenômenos físicos conhecidos
até então. Para ele, toda a matéria era constituída de
combinações dos quatro elementos propostos por Empédocles:
terra, água, ar e fogo.
“Para ele cada um dos elementos era, por sua vez,
constituído de forma e matéria. Como a matéria é capaz de
assumir várias formas, os elementos podem se transformar uns
nos outros. As formas instrumentais para produzir os elementos
eram aquelas associadas com as quatro quantidades primárias:
quente, frio, úmido e seco. Temos as combinações: frio e seco =
terra; frio e úmido = água; quente e úmido = ar; quente e seco =
fogo. O céu, por sua vez, era composto de um único elemento: o
éter, um elemento imutável [...].”
PIRES, Antonio S. T. Evolução das ideias da física.
São Paulo: Livraria da Física, 2008.
Para nós, o mais importante é notar como Aristóteles
explicava o movimento. Por outro lado, esse filósofo concebia
dois “mundos” separados, regidos por diferentes leis.
“Ele considerava o cosmos dividido em duas regiões
qualitativamente diferentes, governadas por leis diferentes. Para
ele o Universo era uma grande esfera, dividida em uma região
superior e uma região inferior. A região inferior, chamada de
terrestre, ou sublunar, ia até a Lua. Essa região era caracterizada
por nascimento, morte e mudanças de todos os tipos. Além da
Lua estava a região celeste. A física celeste e a física terrestre
eram ambas parte da filosofia natural, mas eram regidas por
leis diferentes. A região terrestre, por sua vez, era constituída
de quatro esferas concêntricas, cada uma associada a um dos
elementos (terra, água, ar e fogo). A terra, o mais pesado
dos elementos, estava no centro, a água sobre a terra, o ar
em volta da água e finalmente o fogo. O equilíbrio final no
universo aristotélico, caso os elementos não se misturassem,
seria uma Terra esférica circundada por camadas esféricas
concêntricas de água, ar e fogo. Este seria, no entanto, um
universo estático, onde não haveria movimento. As locomoções
típicas dos elementos (por exemplo, o fogo ou a terra) mostram
não somente que lugar é algo, mas que exerce também uma
influência. Cada objeto se move para seu próprio lugar, se não
é impedido de assim o fazer.
Como cada elemento tinha um lugar natural, Aristóteles
associou a cada um deles as noções de pesado e leve,
relacionadas, por sua vez, com as direções de ‘para cima’ e
‘para baixo’. A natureza de tais elementos exigia, assim, que
eles se movessem em linhas retas: a terra para baixo, o fogo
para cima. A terra é pesada, o fogo, leve, os outros elementos
são intermediários. Um objeto composto é pesado ou leve
dependendo da proporção dos diferentes elementos que o
constituem. O movimento natural desse corpo será o movimento
natural do elemento dominante.”
PIRES, Antonio S. T. Evolução das ideias da física.
São Paulo: Livraria da Física, 2008.
Fascículo
Enem em fascículos 2013
Para Aristóteles, todo elemento tinha um lugar natural,
de forma que a terra deve ficar naturalmente abaixo da água,
que deve ficar abaixo do ar, que deve ficar abaixo do fogo.
Assim, os objetos se movimentam naturalmente, buscando o
seu devido lugar. Por exemplo, se tentar posicionar um objeto
do elemento terra, uma pedra, sobre o elemento ar, ele tenderá
a cair, buscando seu lugar natural. Já a presença de uma bolha
de ar no interior de um líquido, segundo Aristóteles, teria sua
ascensão explicada pelo fato de o ar buscar seu lugar natural
acima do elemento água.
ESFERA
ES
SFERA
S
ERA DAS
DA
AS EST
A
ESTRELAS
TRE
ELA
AS
SATURNO
EPIC
E
EPICICLO DE
JÚPITER
DEFERENTE
DE MARTE
MARTE
SOL
JÚPITER
VÊNUS
Assim, a gravidade de Aristóteles era descrita a partir
da “busca” pelo lugar natural dos elementos.
MERCÚRIO
TERRA
LUA
Por outro lado, o movimento era chamado “violento”
quando ocorria no sentido contrário ao natural. Por exemplo,
quando arremessamos uma pedra para cima. Em relação ao
“movimento violento”, para Aristóteles, tudo que está em
movimento deve ser movido por alguma outra coisa, porque, caso
o próprio objeto não tenha em si a causa do movimento, deve ser
movido por algo que não seja ele mesmo.
Fazendo uma analogia com o que conhecemos
hoje, um corpo só se moveria se sobre ele atuasse uma força
que superasse a resistência do meio ao movimento. Sem
a existência de uma força, para Aristóteles, não haveria
movimento, ou ele cessaria devido à resistência (que não era
entendida como força).
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Copérnico e o movimento dos corpos
celestes
Nicolau Copérnico nasceu em 1473, em Torum, na
Prússia Oriental (Polônia). Segundo alguns historiadores da
ciência, Copérnico apenas encontrou uma maneira superior de
explicar os fenômenos já conhecidos, indicando que o sistema
ficaria mais simples se o Sol estivesse no centro.
Note-se, finalmente, que esse filósofo se preocupou
mais com uma descrição qualitativa dos movimentos do que
com relações matemáticas os envolvendo. Tal preocupação
foi mostrada com maior ênfase nos estudos de Galileu Galilei.
É importante deixar claro que o modelo aristotélico de
explicação dos fenômenos naturais é um modelo superado,
uma vez que não explica corretamente tudo o que podemos
observar hoje.
Ptolomeu e o movimento dos corpos
celestes
Ptolomeu, em sua obra Almagesto (O Grande) foi
reintroduzida na Europa no século XII. O objetivo principal nessa
obra foi a descrição dos movimentos planetários, tendo como
referência um observador na superfície terrestre. Uma vez que
a Terra foi utilizada como referencial, nosso planeta estaria em
repouso nessas observações. Por outro lado, afirmou que a
Astronomia deveria renunciar todas as tentativas de explicar
a realidade física, devido ao fato de os corpos celestes terem
natureza divina, obedecendo a leis diferentes das encontradas
na Terra.
Por motivo de a Terra não estar em repouso e de possuir
aceleração, as observações de Ptolomeu traziam fatos curiosos,
como um planeta executar um movimento em torno de um
ponto imaginário e este ponto executar um movimento em
torno da Terra.
2
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Tycho Brahe, Kepler e o movimento dos
corpos celestes
Tycho Brahe nasceu em 1546. Aos 13 anos, foi enviado
à Universidade de Copenhagen a fim de se preparar para a carreira
de estadista. Em 1563, decidiu devotar sua vida à observação
dos astros e à correção das tabelas de Copérnico e de Ptolomeu.
O rei Frederico II, da Dinamarca, ofereceu a Tycho a ilha de Huen
e todo o suporte financeiro que proporcionou a construção de
um grande observatório, com equipamentos suficientes, para
que fossem feitas observações astronômicas. Para Brahe, o
universo era geocêntrico:
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Enem em fascículos 2013
JAN 1
SATURNO
JAN 31
SOL
JÚPITER
MARTE
VÊNUS
RAIO
VETOR
LUA
TERRA
MAIO 1
MAIO 31
Disponível em: http://www.oba.org.br
Contudo, foi a partir das observações de Tycho que
Kepler pôde elaborar suas leis, que levaram Newton à Lei
da Gravitação Universal. Houve, para isso, uma mudança
de referencial, colocando o Sol no centro do sistema, em
conformidade com o modelo de Copérnico.
Kepler nasceu em 1571. Filho de pai mercenário e
de mãe acusada de bruxaria, foi bebê prematuro e criança
doente, com miopia, visão múltipla, problemas estomacais e
furúnculos. Porém, sua inteligência superior foi reconhecida
desde a infância.
A partir das observações de Tycho, Kepler chegou a
três conclusões:
1ª Os planetas descrevem órbitas elípticas em torno do Sol, que
ocupa um dos focos dessa elipse.
SOL
PLANETA
3ª O quadrado do período de translação de cada planeta é
proporcional ao cubo do raio médio da órbita descrita em
torno do Sol.
Galileu e a mecânica
Galileu Galilei nasceu em 1564, foi para o mosteiro aos
12 anos e, aos 17, foi à universidade estudar Medicina, tendo
abandonado o curso antes de obter o grau de doutor, por falta
de dinheiro. Contudo, ao contrário do que esperava seu pai,
Galileu dedicou-se aos estudos matemáticos das observações
dos fenômenos físicos.
A busca fundamental de Galileu, em seus estudos,
foi explicar como os fenômenos ocorrem, descrevendo-os
quantitativamente, investigando relações matemáticas entre
as medidas observadas.
Um dos primeiros passos dados por ele foi afastar-se da
ideia do lugar natural de Aristóteles, uma vez que observou um
barco, de elementos pesados, cujo lugar natural seria o centro
da Terra, flutuando sobre a água, que é um elemento mais leve.
Galileu foi o responsável pelo estudo matemático das
quedas dos corpos com aceleração constante, nas proximidades
da superfície terrestre, independentemente do peso deles.
Além disso, indicou que a constituição do mundo celeste não
é diferente do mundo terrestre, após suas observações através
do telescópio.
Por defender o sistema heliocêntrico de Copérnico,
foi condenado pela Inquisição, sendo obrigado a abjurar
publicamente suas teorias, inclusive a de que a Terra se move.
Portanto, hoje se sabe que todos os corpos caem com
a mesma aceleração, independentemente do peso, em um
2ª O raio vetor que liga o Sol ao planeta varre áreas iguais para
intervalos de tempos iguais.
determinado lugar da superfície terrestre, graças a Galileu.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
3
Enem em fascículos 2013
Newton e a mecânica
Isaac Newton nasceu em 1643, filho de fazendeiro,
falecido antes do seu nascimento. Foi criado pela avó, devido
ao segundo casamento de sua mãe, cujo novo marido se
recusou a criá-lo.
Newton acreditava que o objetivo da ciência era entender
como a Natureza funciona e não como ela é. Segundo Alexandre
Koyré, a grandeza singular da mente e do trabalho newtoniano
consistiu na combinação de um supremo talento experimental
com um supremo talento matemático.
Através dos estudos de Newton, embasados nas
observações de Galileu Galilei, foi possível definir o que
ainda hoje é um modelo eficaz de ciência física: a Mecânica
Clássica. Os princípios fundamentais da dinâmica, ou as “leis
de Newton”, ainda são o modelo básico utilizado quando
as velocidades envolvidas são bem inferiores à da luz
(300000 km/s).
Os conceitos básicos para compreender esses princípios
são: força, massa e aceleração.
A mecânica de Newton define força como sendo o
agente físico capaz de produzir aceleração em um sistema, a qual
representa a rapidez com que o corpo modifica sua velocidade
(em módulo, em direção e em sentido). Portanto, para acelerar
um corpo, é necessário que sobre ele atue uma força.
O Princípio da Inércia, ou a Primeira Lei de Newton,
infere que “todo corpo continua em seu estado de repouso,
ou de movimento uniforme em linha reta, a menos que seja
compelido a mudar esse estado por forças aplicadas sobre ele”.
Sendo assim, um corpo livre da ação de forças não
apresentaria aceleração (mudança de velocidade); se estiver com
velocidade nula (em repouso), permanecerá assim; se estiver
com velocidade não nula (em movimento), permanecerá com
a mesma velocidade em módulo, direção e sentido.
Note-se aqui a principal diferença entre a Teoria
de Aristóteles e a Teoria de Newton. Para Aristóteles,
o movimento existe devido à aplicação de uma força;
para Newton, a alteração no movimento (aceleração) é a
consequência da aplicação da força: ausência de força não
significa ausência de movimento.
O Princípio Fundamental da Dinâmica, ou a Segunda
Lei de Newton, infere que “a mudança do movimento é
proporcional à força motriz impressa e ocorre na direção da
linha reta em que essa força é impressa”. Matematicamente,
escrevemos:
F
FR = m ⋅ a ou a = R
m
onde FR representa a resultante das forças que atuam no corpo
em estudo, m representa a massa desse corpo, e a , a aceleração
adquirida por ele.
4
Dessa forma, o valor da aceleração adquirida pelo corpo
será tão maior quanto mais intensa a resultante das forças
atuantes sobre ele e tão menor quanto maior o valor da massa
desse corpo. Por isso, é difícil acelerar corpos com muita massa.
Por exemplo, quanto maior a massa de um carro, mais difícil
será para o motor acelerá-lo e para os freios pará-lo. Então, é
bom ser mais cauteloso ao dirigir o veículo muito carregado (de
pessoas e de bagagem).
O Princípio da Ação-Reação, ou a Terceira Lei de Newton,
infere que “para cada ação, existe sempre uma reação igual e
contrária, ou seja, as ações recíprocas de dois corpos, um sobre
o outro, são sempre iguais e dirigidas para partes contrárias”.
Por conta dessa constatação, hoje, é comum utilizar o termo
interação para se referir à força, porque essa palavra traz
o significado “ação entre” dois corpos. Nesse sentido, é
importante recordar que ação e reação sempre atuam em
corpos diferentes.
Newton e o movimento dos corpos
celestes
Ao observar os movimentos curvilíneos dos planetas
em torno do Sol, Newton concluiu que isso ocorria devido à
ação de alguma força, uma vez que, livre da ação de forças,
os corpos ou permanecem em repouso ou em movimento
retilíneo e uniforme.
Com essa observação e os resultados matemáticos das
leis de Kepler, Newton pôde encontrar uma explicação para a
causa dessa curvatura dos movimentos:
Massa atrai massa com uma força de intensidade
proporcional ao produto dessas massas e inversamente
proporcional ao quadrado da distância entre elas.
No século XVIII, Laplace escreveu a equação da forma
como a conhecemos:
F=
GMm
d2
onde F representa o valor da intensidade da força gravitacional,
M e m representam as massas que se atraem, e d, a distância
entre os centros dessas massas. G representa a constante de
proporcionalidade, cujo valor foi calculado em 1798 por Henry
Cavendish, usando uma balança de torção.
Portanto, hoje, graças aos estudos de Newton, dizemos
que os corpos caem com movimento acelerado, porque há uma
força que os atrai: a força gravitacional. Desprezando os efeitos
dos referenciais não inerciais, podemos chamar essa força de
“força peso”.
Então, quando se faz referência à palavra peso em física,
trata-se de uma força, tendo módulo, direção e sentido, sendo
medida, no sistema internacional, em “newtons”.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Enem em fascículos 2013
QUESTÃO COMENTADA
C-1
a) a frase encontra-se correta porque peso pode ser medido
em gramas ou, no sistema internacional de unidades,
em quilogramas.
b) a frase encontrar-se-ía correta caso indicasse 140
newtons.
c) a frase encontra-se correta porque grama corresponde
à unidade de peso no sistema cgs.
d) a frase encontra-se incorreta porque peso é uma força,
podendo ser medida em N no sistema internacional de
unidades ou em dina no cgs.
e) a frase encontra-se correta porque é possível converter
140 g em newtons, apenas multiplicando o valor da
massa 0,14 kg pelo valor da gravidade 9,8 m/s².
H-3
Compreendendo a Habilidade
– Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no
senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas.
•
Galileu Galilei teve, como preocupação fundamental,
estudar como o movimento dos corpos acontece. Ao final
de seu livro Discursos e demonstrações concernentes a
duas novas ciências, que fora publicado em 1638, trata
do movimento de um projétil conforme o texto a seguir:
“Suponhamos um corpo qualquer, lançado ao longo de
um plano horizontal, sem atrito; sabemos que esse corpo
se moverá indefinidamente ao longo desse mesmo plano,
com um movimento uniforme e perpétuo, se tal plano for
ilimitado”.
Tal afirmação foi confirmada na publicação do livro
Princípios Matemáticos de Filosofia Natural de Isaac
Newton. O princípio físico newtoniano referente aos
escritos de Galileu é
a) o princípio da Ação-reação, conhecido como terceira lei
de Newton.
b) o princípio fundamental da dinâmica, conhecido como
segunda lei de Newton.
c) o princípio da inércia, conhecido como primeira lei de
Newton.
d) o princípio da atração dos corpos, conhecido como lei
da gravitação universal de Newton.
e) o princípio da conservação da energia cinética.
Comentário
De acordo com o princípio da inércia, um corpo livre da ação
de forças (ou cuja resultante é nula) ou está em repouso, ou está em
movimento retilíneo uniforme. Dessa forma, o corpo lançado sobre o
plano horizontal sem atrito, terá a força peso equilibrada pela reação
normal do plano de apoio, tendo resultante nula. Assim, permanecerá
em movimento retilíneo uniforme a menos que uma outra força o
acelere, variando o vetor velocidade.
Resposta correta: c
C-1
H-3
Compreendendo a Habilidade
– Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no
senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas.
02. (Enem/2009) Na linha de uma tradição antiga, o astrônomo
grego Ptolomeu (100-170 d.C.) afirmou a tese do geocentrismo,
segundo a qual a Terra seria o centro do universo, sendo que
o Sol, a Lua e os planetas girariam em seu redor em órbitas
circulares. A teoria de Ptolomeu resolvia de modo razoável os
problemas astronômicos da sua época. Vários séculos mais
tarde, o clérigo e astrônomo polonês Nicolau Copérnico
(1473-1543), ao encontrar inexatidões na teoria de Ptolomeu,
formulou a teoria do heliocentrismo, segundo a qual o Sol
deveria ser considerado o centro do universo, com a Terra, a
Lua e os planetas girando circularmente em torno dele. Por
fim, o astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler
(1571-1630), depois de estudar o planeta Marte por cerca
de trinta anos, verificou que a sua órbita é elíptica. Esse
resultado generalizou-se para os demais planetas. A respeito
dos estudiosos citados no texto, é correto afirmar que
a) Ptolomeu apresentou as ideias mais valiosas, por serem
mais antigas e tradicionais.
b) Copérnico desenvolveu a teoria do heliocentrismo
inspirado no contexto político do Rei Sol.
c) Copérnico viveu em uma época em que a pesquisa
científica era livre e amplamente incentivada pelas
autoridades.
d) Kepler estudou o planeta Marte para atender às
necessidades de expansão econômica e científica da
Alemanha.
e) Kepler apresentou uma teoria científica que, graças aos
métodos aplicados, pôde ser testada e generalizada.
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
C-1
H-3
Compreendendo a Habilidade
– Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no
senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas.
01. É comum as embalagens de mercadorias apresentarem a
expressão “Peso líquido”. O termo líquido sugere que o
valor indicado na embalagem corresponde apenas ao seu
conteúdo. Em um pacote de biscoitos pode-se ler a frase:
“Peso líquido 140 g”. Nesse sentido, analise quanto à
coerência com os sistemas de unidades adotados na Física:
DE OLHO NO ENEM
O Enem tem como um de seus objetivos avaliar se
o estudante aprendeu sobre o processo de construção do
conhecimento científico, vendo a ciência não como a detentora
de uma verdade permanente, mas como um processo social
de contínua construção de conhecimentos que permitam ao
homem interagir, em grau crescente de complexidade, com a
natureza que o circunda. Um dos mais citados autores sobre o
desenvolvimento do pensamento científico é Thomas Kuhn. Para
esse pensador, a ciência busca um modelo – paradigma – que
explique o funcionamento da natureza. Esse modelo é submetido
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
5
Enem em fascículos 2013
a vários testes, através da experimentação, da observação. Um bom
modelo é capaz de resistir, permanecendo como “verdade
científica”. Contudo, muitas vezes, novas observações não
são capazes de ser explicadas por um determinado paradigma.
Quando isso ocorre, torna-se necessária “uma revolução
científica”, para que se estabeleça um novo paradigma, numa
nova tentativa de representação do universo natural.
Após a mecânica newtoniana, já se estabeleceram
novos paradigmas, tais como o da Teoria da Relatividade (de
Einstein) e o da Teoria Quântica. Porém, esses novos modelos
não invalidaram completamente a mecânica newtoniana, que
continua apropriada para corpos “grandes” e “lentos” (se
comparados ao átomo e à luz, respectivamente).
INTRODUÇÃO
Nesse fascículo, selecionamos para a disciplina de Química,
o conteúdo relacionado ao deslocamento do equilíbrio químico,
seja por influência da pressão, da concentração ou da temperatura.
O assunto, mais uma vez, será colocado em forma
de resumo teórico e abordado em questões utilizando a
metodologia encontrada nos exames do ENEM.
Procurou-se um conteúdo que proporcionasse questões
em que você, caro vestibulando, pudesse verificar abordagens
ANOTAÇÕES
do cotidiano, explicações de problemas que se observa em seu
dia a dia, e situações que sejam vivenciadas em nosso mundo
repleto de informações.
Procurou-se abordar situações que, evidentemente,
pudessem aparecer na prova do ENEM, de forma que as questões
estão bastante contextualizadas no universo da Química.
Diante do que se coloca, esse conteúdo, além de importante
do ponto de vista prático e útil no que se refere ao ENEM, ainda aborda
um delicioso uso do conceito de equilíbrios químicos, um dos temas
mais fascinantes no nosso inicial estudo em Química.
OBJETO DO CONHECIMENTO
Deslocamento do equilíbrio
e Princípio de Le Chatelier
Um equilíbrio se desloca quando uma ação externa, como
alteração na temperatura, nas concentrações dos componentes
ou no volume do recipiente, ocorre e prova modificação nas
velocidades das reações direta e inversa, forçando uma nova
posição de equilíbrio a ser alcançada. Os deslocamentos da posição
de equilíbrio seguem o Princípio de Le Chatelier.
O Princípio de Le Chatelier estabelece que, quando se
exerce uma ação externa sobre um sistema em equilíbrio, este se
desloca no sentido de anular esta ação externa e alcançar nova
posição de equilíbrio.
Influência da concentração
Quando se altera a concentração de um componente
(reagente ou produto) de uma reação, o equilíbrio se desloca de
modo a desfazer a ação externa, ou seja, de modo a consumir a
espécie adicionada ou a produzir a espécie removida do equilíbrio.
Veja como exemplo a reação N2O4(g)
2NO2(g) em
que mais N2O4(g) é adicionado após o equilíbrio ter sido alcançado.
6
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Enem em fascículos 2013
N2O4
N2O4
NO2
NO2
tempo
Nesse instante o
equilíbrio foi
alcançado pela 1a
vez
Nesse instante
houve a adição
instantânea de
N2O4
Nesse instante
outra posição de
equilíbrio foi
alcançada
Com a adição de N2O4 (reagente) o equilíbrio se desloca
para a direita, no sentido de consumir o composto adicionado e
de formar mais NO2. Observe no gráfico anterior que uma nova
posição de equilíbrio foi alcançada, diferente da anterior, o que
nos mostra que o equilíbrio se desloca de modo a tentar anular
o efeito da ação externa exercida, mas não necessariamente
deverá conseguir. Assim, a nova posição de equilíbrio, apesar
de ter a mesma constante de equilíbrio (kc e kp só variam com
a temperatura), é diferente daquela alcançada anteriormente.
N2(g)+ 3 H2(g)
2 NH3(g)
Nessa situação o aumento de pressão por redução
de volume desloca o equilíbrio para a direita, favorecendo a
formação de produtos, pois há 4 moles de gás nos reagentes
e apenas 2 moles de gás nos produtos.
Adição de gás inerte
Influência da temperatura
Quando se varia a temperatura em um sistema em
equilíbrio, pode-se prever o deslocamento do equilíbrio
lembrando que o calor (liberado ou absorvido) de uma reação
pode ser considerado como um componente do processo (um
produto, se liberado, ou um reagente, se absorvido). Veja o
exemplo anterior:
2NO2(g) (o processo é endotérmico)
N2O4(g) + calor
Se aumentarmos a temperatura, estamos fornecendo
calor ao sistema. Logo, para consumir o calor adicionado o
equilíbrio se desloca para a direita, favorecendo a formação
dos produtos e consumindo reagente. Fica a regra: o aumento
da temperatura sempre desloca o equilíbrio no sentido
ENDOtérmico da reação.
Como a variação na temperatura altera a constante
de equilíbrio, pode-se prever que um deslocamento para a
direita quando se aumenta a temperatura favorece a formação
de produtos e aumenta o valor da constante de equilíbrio.
Observe que esse efeito só ocorreria se a reação analisada fosse
endotérmica, como a do exemplo anterior. Portanto, podemos
resumir essas ideias com o seguinte gráfico mostrando a
variação da constante de equilíbrio com a temperatura:
K (constante de equilíbrio)
Quando a pressão de um sistema em equilíbrio
é aumentada (ou o seu volume é reduzido) o Princípio
de Le Chatelier sugere que o equilíbrio se desloque de
modo a tentar reduzir novamente a pressão, ou seja, que
o equilíbrio se desloque para o lado que exerça menor
pressão. O lado (direito ou esquerdo) que exerce menor
pressão é que possui menor número de moles gasosos (dados
pelos coeficientes). Assim, fica a regra: o aumento da pressão
por redução do volume desloca o equilíbrio para o lado de
menor número de moles gasosos, ou ainda, de menor volume
gasoso (basta contar os coeficientes gasosos em ambos os
lados da reação).
Veja o exemplo:
Reação
ENDOtérmica
Reação
EXOtérmica
A adição de um gás inerte a um sistema gasoso eleva
a pressão total do sistema, mas diminui na mesma proporção
a fração molar dos componentes da reação. Pela expressão
Pparcial = Xgás ⋅ Ptotal, percebe-se que essa operação não altera as
pressões parciais dos componentes da reação. Como as pressões
parciais são utilizadas para calcular o quociente reacional Q, o
sistema nem chega a sair do equilíbrio, pois o valor de Q não
se diferencia do valor de k. Assim, a posição de equilíbrio não
é modificada.
Uso de catalisador
O uso de um catalisador aumenta a velocidade de uma
reação, faz com que o equilíbrio seja alcançado em um tempo
menor, mas não altera a posição de equilíbrio, pois o catalisador
acelera as reações direta e inversa na mesma proporção. Veja a
curva de consumo de um reagente em um processo catalisado
e não catalisado:
Concentração do reagente
concentração
Influência da pressão (volume)
Reação não
catalisada
Reação
catalisada
Temperatura
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Tempo
7
Enem em fascículos 2013
QUESTÃO COMENTADA
C-5
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
H-18
Compreendendo a Habilidade
– Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos,
sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se
destinam.
• O esmalte dos dentes é constituído, principalmente, pelo
mineral hidroxiapatita, Ca 10(PO4)6(OH)2. É a substância
mais dura no organismo humano. As cáries dentárias são
provocadas pela ação dissolvente de ácidos sobre o esmalte:
Ca10 (PO4 )6 (OH)2( s ) + 8 H+ ( aq) 10Ca2+ ( aq) + 6HPO24− ( aq) + 2H2O( )
C-5
H2CO3(aq) H+(aq) + HCO3−( aq)
Em uma pessoa saudável, a razão entre as concentrações
de bicarbonato e ácido carbônico no sangue é:
HCO3−  / [H2CO3 ] = 20/1
Considere duas situações:
I. O indivíduo que apresenta deficiência respiratória
aumenta a concentração de CO 2 no sangue pela
dificuldade de promover a troca gasosa;
II. O indivíduo que realiza a hiperventilação, respiração
repetitiva e rápida, promove a eliminação de gás
carbônico no sangue (fenômeno conhecido por
hipocapnia).
Assinale o item verdadeiro.
a) Na situação I, a razão HCO3−  / [H2CO3 ] aumentará.
b) Na situação I, a acidez no sangue diminuirá.
c) Na situação II, o pH do sangue deverá aumentar.
d) Na situação II, a razão HCO3−  / [H2CO3 ] diminuirá.
e) Na situação II, a diminuição na concentração de gás
carbônico no sangue aumenta a concentração de íons
H+(aq).
Comentário
Pelo enunciado verifica-se que, ao se deslocar o
equilíbrio para a esquerda, a mineralização é promovida.
Em contrapartida, ao se deslocar o equilíbrio para a direita,
se favorece a desmineralização. Assim:
8
– Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos,
sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se
destinam.
CO2(aq) + H2O () H2CO3(aq)
Como se pode compreender do texto, a formação da cárie
se deve à desmineralização da hidroxiapatita. Diante do
contexto apresentado, assinale a alternativa correta.
a) Uma solução de vinagre promove a desmineralização
dos dentes.
b) Um bochecho com solução alcalina de bicarbonato de
sódio induz à desmineralização dos dentes.
c) Um bochecho com solução diluída de hipoclorito de
sódio induz à desmineralização dos dentes.
d) Solução contendo íons cálcio inibem a mineralização
dos dentes.
e) O uso de soluções ricas no íon HPO2−
4 acelera o processo
de desmineralização.
Resposta correta: a
Compreendendo a Habilidade
03. O sangue humano tem pH mantido em variações restritas
graças, entre outras circunstâncias, ao sistema tamponante
formado pelo íon bicarbonato HCO3− e H2CO3 , de acordo
com os equilíbrios:
Os íons Ca2+ e HPO2−
4 difundem-se através do esmalte e são
arrastados pela saliva. Os ácidos que atacam a hidroxiapatita
são formados pela ação de certas bactérias sobre os açúcares
e outros carboidratos presentes na placa que adere aos
dentes”.
a) Correto. Uma solução ácida, como o vinagre, rica em
íons H+, desloca o equilíbrio para a direita e favorece
a desmineralização dos dentes.
b) Falso. Uma solução alcalina, como a de bicarbonato
de sódio, consome os íons H+ do equilíbrio e favorece
a mineralização dos dentes.
c) Falso. A solução de hipoclorito de sódio também é
alcalina e assume comportamento semelhante à de
bicarbonato de sódio.
d) Falso. A presença de íons cálcio desloca o equilíbrio
para a esquerda e favorece a mineralização dos
dentes.
e) Falso. A presença de íons HPO2−
4 desloca o equilíbrio
para a esquerda e favorece a mineralização dos
dentes.
H-18
C-5
H-19
Compreendendo a Habilidade
– Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais
que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem
social, econômica ou ambiental.
04. Os recifes de coral são considerados rochas de origem
orgânica, formados principalmente pelo acúmulo de
carbonato de cálcio (CaCO 3) eliminado por alguns
organismos que vivem em colônias. Normalmente esses
organismos vivem em simbiose com alguns tipos de algas.
São encontrados em mares de águas quentes, em que as
temperaturas se mantêm quase sempre acima dos 20 °C.
Simplificadamente, os equilíbrios a seguir podem ser usados
para explicar a manutenção dos recifes de corais:
CO2(g) CO2(aq)
CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O() Ca2+(aq) + 2HCO3−( aq)
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Enem em fascículos 2013
Sabendo-se que o crescimento dos recifes de coral, além
de ocorrerem em mares quentes, é mais rápido em mares
cujas águas são transparentes, assinale a alternativa correta.
a) A transparência das águas aumenta a incidência de luz
diminuindo a fotossíntese dos organismos associados
aos corais.
b) O aumento da temperatura favorece a dissolução de
CO2, aumentando a capacidade de formação de corais.
c) A transparência das águas dos mares aumenta a
capacidade de fotossíntese dos organismos associados
aos corais, consumindo CO2 e favorecendo a formação
de corais.
d) Mares de águas quentes diminuem a solubilidade de
CO2, favorecendo a dissolução do CaCO3 e a formação
de corais.
e) O aquecimento das águas do oceano aumenta a
solubilidade de CO2 e favorece a formação de corais,
devido à precipitação de CaCO3.
DE OLHO NO ENEM
A posição deste equilíbrio depende da pressão parcial do
CO2. Para pressões parciais elevadas, dissolve-se bastante CO2 e
o equilíbrio está deslocado para a direita. Para pressões parciais
baixas tem-se o contrário, isto é, o equilíbrio está deslocado
para a esquerda.
Figura 2. Estalactites (descendo do teto) e estalagmites
(subindo do chão). Para a sua formação são necessárias centenas de anos.
Quem já visitou grutas calcárias ficou com certeza
impressionado com as formações de pedra que pendem do
teto, as estalactites, bem como com as formações colunares
que nascem do chão, as estalagmites. Como se formaram?
Como cresceram?
À parte os silicatos, o principal mineral das rochas é
o calcário, CaCO3. O produto de solubilidade da reação de
dissolução do calcário:
A penetração das águas ácidas superficiais faz-se com
dissolução das rochas calcárias. Se estas se encontram próximo
da superfície, o solo que as cobre vai perdendo sustentação e
acaba por desabar. As depressões resultantes, características
do relevo calcário, são ditas dolinas ou sumidouros (Figura
1), por conterem canais de penetração da água das chuvas.
A dissolução do calcário situado a maiores profundidades leva
à formação de grutas. As águas de infiltração (contendo íons
Ca2+ e HCO3−) ao atingirem o teto da gruta, ficam supersaturadas
em CO2, pois a pressão parcial de CO2 é menor na gruta do que
à superfície. Dá-se então a liberação do CO2
CaCO3( s ) Ca2+ ( aq) + CO23−( aq)
CO2(aq) → CO2(g)
O EQUILÍBRIO DE SOLUBILIDADE E A FORMAÇÃO DE
DOLINAS, ESTALACTITES E ESTALAGMITES
e o equilíbrio desloca-se para a esquerda
é
Kps = Ca2+  CO23−  = 8, 7 × 10−9
É, portanto, o CaCO3 é bastante insolúvel. Não obstante,
o clacário dissolve-se facilmente em meio ácido devido à reação
CaCO3( s ) + 2HC ( aq) →
Ca2+ ( aq) + 2C −( aq) + 2H2O( ) + CO2( g)
CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O() ← Ca2+ ( aq) + 2HCO3− ( aq)
Com a consequente precipitação de CaCO3, sob a forma
de estalagmites e estalactites (Figura 2). Por vezes, e ao fim de
muito tempo, as estalagmites e as estalactites acabam por se
unir, constituindo colunas.
Química, Raymond Chang, 5ª ed.
Ed. McGraw Hill, p. 780.
Como o solo úmido contém ácidos húmicos produzidos
pela vegetação em decomposição, a água subterrânea é
normalmente capaz de dissolver o calcário. Além disso, a água
contém algum CO2 atmosférico dissolvido, o que lhe confere
acidez, reagindo com o calcário da seguinte forma,
ANOTAÇÕES
CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O() Ca2+(aq) + 2HCO3−( aq)
Figura 1. Uma dolina em Winter Park, Flórida.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
9
Enem em fascículos 2013
No Brasil, o uso da biotecnologia vem se mostrando a
cada dia indispensável e atingindo diversos segmentos:
OBJETO DO CONHECIMENTO
DISTRIBUIÇÃO DAS EMPRESAS DE BIOTECNOLOGIA POR SETOR DE ATUAÇÃO
2,8%
16,9%
Biotecnologia
22,6%
18,3%
14,1%
Segundo a Convenção sobre Diversidade Biológica da
ONU, podemos definir Biotecnologia como se segue:
“Biotecnologia define-se pelo uso de conhecimentos
sobre os processos biológicos e sobre as propriedades dos
seres vivos, com o fim de resolver problemas e criar produtos
de utilidade.”
Observe que o conhecimento dos processos biológicos
é o ponto de partida para o desenvolvimento e a aplicação
dessa ferramenta.
CONHECIMENTOS
AGENTES BIOLÓGICOS
Ciência e Tecnologia
Organismos, Células,
Organelas, Moléculas
BIOTECNOLOGIA
PRODUZIR BENS
ASSEGURAR SERVIÇOS
Disponível em: http://www.google.com.br
O entendimento da definição faz-se imprescindível se
desejamos explorar todas as potencialidades do assunto.
O termo, hoje, está quase inexoravelmente associado a termos
como DNA, transgênicos, OGM (organismos geneticamente
modificados), mutações e terapia gênica.
Todavia, por definição, qualquer uso das propriedades
dos seres vivos com o fim de resolver problemas e criar produtos
de utilidade, outrossim deverá ser taxado como biotecnologia.
Somam-se aos termos supracitados:
• uso de bactérias na produção de iogurtes, queijos e
vinagre;
• uso de fungos na produção do álcool;
• uso de feromônios de insetos para evitar as pragas;
• criação de abelhas para a polinização;
• uso de sanguessugas em procedimentos médicos;
• obtenção de vitaminas a partir de plantas e algas;
• uso de minhocas para a produção de húmus;
• uso de micro-organismos para a redução de poluentes
(biorremediação);
• uso de células-tronco em terapias.
Podemos resumi-la como na figura a seguir:
ca
ími
qu
a
Bio ologi ar
Bi ecul
l
Mo
BIOTECNOLOGIA
Engenharia
Química
Industrial
Química
Disponível em: http://pt.wikipedia.org
10
Agricultura
Bioenergia
Insumos
Meio ambiente
Saúde animal
Saúde humana
Misto
Contudo, apesar das notórias vantagens da utilização da
biotecnologia, uma profunda discussão ética faz-se necessária,
pois seu uso estendeu-se à genética e à utilização de embriões e
possui consequências que devem ser medidas.
Separamos aqui apenas alguns tópicos que permeiam
o assunto.
Uso de células-tronco embrionárias
As células-tronco dos embriões têm a capacidade
de se transformar, num processo também conhecido por
diferenciação celular, em outros tecidos do corpo, como ossos,
nervos, músculos e sangue. Devido a essa característica, as
células-tronco são importantes, principalmente na aplicação
terapêutica, sendo potencialmente úteis em terapias de
combate a doenças:
• cardiovasculares;
• neurodegenerativas;
• diabetes tipo-1;
• acidentes vasculares cerebrais (AVC);
• doenças hematológicas;
• traumas na medula espinhal;
• renais.
Organismos transgênicos
Transgênicos são organismos que, mediante técnicas de
engenharia genética, contenham material genético de outros
organismos.
A utilização de transgênicos é uma abordagem para a
produção de determinados compostos de interesse comercial,
medicinal ou agronômico, como, por exemplo, a utilização da
bactéria Escherichia coli, que foi modificada de modo a produzir
insulina humana no final da década de 1970.
No entanto, os casos mais mediáticos são os das plantas
transgênicas, que são modificadas de modo a serem mais
resistentes a pragas e doenças, por exemplo, ou a produzir
substâncias que lhes permitam resistir a insetos, nemátodes
ou vírus.
Projeto Genoma Humano (PGH)
Biologia
En
Bio gen
qu ha
ím ria
ica
21,2%
4,2%
Tem como objetivo registrar cada um dos genes
dos cromossomos, determinar a ordem dos nucleotídios e
suas funções. As vantagens desse trabalho estão no fato da
identificação da cura e da causa de muitas doenças, como a
obesidade, o diabetes e a hipertensão.
Existem desvantagens (éticas e morais), pois o uso
indevido do Projeto pode fazer com que as pessoas percam sua
individualidade, tornem-se vulneráveis e propícias a preconceitos
por parte da sociedade.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Enem em fascículos 2013
QUESTÃO COMENTADA
C-4
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
H-13
Compreendendo a Habilidade
– Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou
explicando a manifestação de características dos seres vivos.
•
(PUC-RJ/2012) A figura abaixo mostra como o DNA de uma
determinada planta foi modificado de maneira que ela se
tornasse resistente a um herbicida.
Modificação do DNA da planta para torná-la
resistente ao herbicida
Cultura de tecido
indiferenciado
proveniente de raiz
Planta Adulta
(Resistência –
Herbicida)
Planta Adulta
(Suscetível –
Herbicida)
Células se separam e
crescem em um líquido
próprio para cultura
É colocada uma bactéria
com plasmídeo modificado
no frasco com as células
×
Rediferenciação
celular
×
×
O herbicida é colocado a
fim de selecionar células
que incorporam o
DNA diferente
http://nutriteengv.blogspot.com/2010/11/alimentos
-transgenicos-os-pros-e-os.html
Com relação à técnica utilizada, é correto afirmar que
a) foram utilizadas enzimas de restrição no DNA da planta.
b) algumas bactérias têm capacidade de transferir parte de
seu material genético para o genoma de determinadas
plantas.
c) somente as plantas não infectadas por bactérias se
tornaram resistentes ao herbicida.
d) o plasmídeo corresponde à porção de DNA cromossômico
das bactérias.
e) ao contrário das bactérias, os vírus nunca são utilizados
para introduzir genes em células no processo de
formação de organismos transgênicos.
Compreendendo a Habilidade
– Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou
explicando a manifestação de características dos seres vivos.
H-13
Compreendendo a Habilidade
– Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou
explicando a manifestação de características dos seres vivos.
06. (UFPB/2012) A Biologia, com os estudos sobre células-tronco,
proporciona grandes esperanças aos portadores de traumas
com dano tecidual permanente. Resultados recentes,
decorrentes da utilização desses tratamentos, mostram
que animais com lesões nervosas apresentam sinais de
recuperação.
Utilizando os conhecimentos de embriologia e histologia,
é correto afirmar que os resultados obtidos decorrem da
capacidade das células-tronco de
a) produzir substâncias que promovam a cura dos tecidos.
b) aumentar a sobrevida dos neurônios.
c) diferenciar-se em diversos tecidos.
d) recrutar neurônios para a região lesionada.
e) aumentar o número de transmissões nervosas nos
tecidos não danificados.
DE OLHO NO ENEM
A seguir, transcrevemos as disposições gerais da Lei nº 11.105,
de 24 de março de 2005 (Lei de biossegurança).
LEI DE BIOSSEGURANÇA
LEI Nº 11.105, DE 24 DE MARÇO DE 2005.
Comentário
As bactérias possuem, além do DNA cromossômico, pequenas
moléculas de DNA circular chamadas de plasmídeos. Na técnica
mostrada, as enzimas de restrição não foram utilizadas no DNA da
planta mas, sim, no plasmídeo da bactéria. As plantas infectadas
pelas bactérias geneticamente modificadas se tornaram resistentes
ao herbicida. Bactérias e vírus são utilizados para introduzir genes em
células no processo de formação de organismos transgênicos. Algumas
bactérias e certos vírus têm capacidade de transferir parte de seu
material genético para o genoma de determinadas plantas.
Resposta correta: b
H-13
05. (UEG/2013) A clonagem terapêutica é um possível recurso
para o tratamento de vários tipos de doenças. Sobre o uso
de células-tronco, pode-se concluir:
a) as células transplantadas nos pacientes são
obrigatoriamente pouco diferenciadas.
b) células clonadas do próprio paciente oferecem reduzido
risco de indução do sistema imune.
c) forma-se o zigoto com gametas do paciente e de um
doador para originar a célula-tronco.
d) um óvulo anucleado é fecundado pelo núcleo gamético
de um doador saudável.
C-4
Embrião da planta
começa a crescer
×
C-4
Regulamenta os incisos II, IV e V do § 1º do art. 225
da Constituição Federal, estabelece normas de segurança
e mecanismos de fiscalização de atividades que envolvam
organismos geneticamente modificados – OGM e seus
derivados, cria o Conselho Nacional de Biossegurança – CNBS,
reestrutura a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança
– CTNBio, dispõe sobre a Política Nacional de Biossegurança –
PNB, revoga a Lei nº 8.974, de 5 de janeiro de 1995, e a Medida
Provisória nº 2.191-9, de 23 de agosto de 2001, e os arts. 5º,
6º, 7º, 8º, 9º, 10 e 16 da Lei nº 10.814, de 15 de dezembro de
2003, e dá outras providências.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
11
Enem em fascículos 2013
O PRESIDENTE DA REPÚBLICA Faço saber que o
Congresso Nacional decreta e eu sanciono a seguinte Lei:
CAPÍTULO I
DISPOSIÇÕES PRELIMINARES E GERAIS
Art. 1º Esta Lei estabelece normas de segurança e mecanismos
de fiscalização sobre a construção, o cultivo, a produção, a
manipulação, o transporte, a transferência, a importação, a
exportação, o armazenamento, a pesquisa, a comercialização,
o consumo, a liberação no meio ambiente e o descarte
de organismos geneticamente modificados – OGM e seus
derivados, tendo como diretrizes o estímulo ao avanço científico
na área de biossegurança e biotecnologia, a proteção à vida e à
saúde humana, animal e vegetal, e a observância do princípio
da precaução para a proteção do meio ambiente.
§ 1º Para os fins desta Lei, considera-se atividade de pesquisa
a realizada em laboratório, regime de contenção ou campo,
como parte do processo de obtenção de OGM e seus derivados
ou de avaliação da biossegurança de OGM e seus derivados, o
que engloba, no âmbito experimental, a construção, o cultivo,
a manipulação, o transporte, a transferência, a importação, a
exportação, o armazenamento, a liberação no meio ambiente
e o descarte de OGM e seus derivados.
§ 2º Para os fins desta Lei, considera-se atividade de uso
comercial de OGM e seus derivados a que não se enquadra
como atividade de pesquisa, e que trata do cultivo, da
produção, da manipulação, do transporte, da transferência,
da comercialização, da importação, da exportação, do
armazenamento, do consumo, da liberação e do descarte de
OGM e seus derivados para fins comerciais.
Art. 2º As atividades e projetos que envolvam OGM e seus
derivados, relacionados ao ensino com manipulação de
organismos vivos, à pesquisa científica, ao desenvolvimento
tecnológico e à produção industrial ficam restritos ao âmbito de
entidades de direito público ou privado, que serão responsáveis
pela obediência aos preceitos desta Lei e de sua regulamentação,
bem como pelas eventuais consequências ou efeitos advindos
de seu descumprimento.
§ 1º Para os fins desta Lei, consideram-se atividades e projetos
no âmbito de entidade os conduzidos em instalações próprias
ou sob a responsabilidade administrativa, técnica ou científica
da entidade.
§ 2º As atividades e projetos de que trata este artigo são vedados
a pessoas físicas em atuação autônoma e independente, ainda
que mantenham vínculo empregatício ou qualquer outro com
pessoas jurídicas.
§ 3º Os interessados em realizar atividade prevista nesta Lei
deverão requerer autorização à Comissão Técnica Nacional de
Biossegurança – CTNBio, que se manifestará no prazo fixado
em regulamento.
§ 4º As organizações públicas e privadas, nacionais, estrangeiras
ou internacionais, financiadoras ou patrocinadoras de atividades
ou de projetos referidos no caput deste artigo devem exigir a
apresentação de Certificado de Qualidade em Biossegurança,
emitido pela CTNBio, sob pena de se tornarem corresponsáveis
pelos eventuais efeitos decorrentes do descumprimento desta
Lei ou de sua regulamentação.
12
Art. 3º Para os efeitos desta Lei, considera-se:
I – organismo: toda entidade biológica capaz de reproduzir ou
transferir material genético, inclusive vírus e outras classes que
venham a ser conhecidas;
II – ácido desoxirribonucleico – ADN, ácido ribonucleico – ARN:
material genético que contém informações determinantes dos
caracteres hereditários transmissíveis à descendência;
III – moléculas de ADN/ARN recombinante: as moléculas
manipuladas fora das células vivas mediante a modificação
de segmentos de ADN/ARN natural ou sintético e que possam
multiplicar-se em uma célula viva, ou ainda as moléculas de
ADN/ARN resultantes dessa multiplicação; consideram-se
também os segmentos de ADN/ARN sintéticos equivalentes
aos de ADN/ARN natural;
IV – engenharia genética: atividade de produção e manipulação
de moléculas de ADN/ARN recombinante;
V – organismo geneticamente modificado – OGM: organismo
cujo material genético – ADN/ARN tenha sido modificado por
qualquer técnica de engenharia genética;
VI – derivado de OGM: produto obtido de OGM e que não
possua capacidade autônoma de replicação ou que não
contenha forma viável de OGM;
VII – célula germinal humana: célula-mãe responsável pela
formação de gametas presentes nas glândulas sexuais femininas
e masculinas e suas descendentes diretas em qualquer grau
de ploidia;
VIII – clonagem: processo de reprodução assexuada, produzida
artificialmente, baseada em um único patrimônio genético, com
ou sem utilização de técnicas de engenharia genética;
IX – clonagem para fins reprodutivos: clonagem com a finalidade
de obtenção de um indivíduo;
X – clonagem terapêutica: clonagem com a finalidade
de produção de células-tronco embrionárias para utilização
terapêutica;
XI – células-tronco embrionárias: células de embrião que
apresentam a capacidade de se transformar em células de
qualquer tecido de um organismo.
§ 1º Não se inclui na categoria de OGM o resultante de técnicas
que impliquem a introdução direta, num organismo, de material
hereditário, desde que não envolvam a utilização de moléculas
de ADN/ARN recombinante ou OGM, inclusive fecundação
in vitro, conjugação, transdução, transformação, indução
poliploide e qualquer outro processo natural.
§ 2º Não se inclui na categoria de derivado de OGM a substância
pura, quimicamente definida, obtida por meio de processos
biológicos e que não contenha OGM, proteína heteróloga ou
ADN recombinante.
Art. 4º Esta Lei não se aplica quando a modificação genética
for obtida por meio das seguintes técnicas, desde que não
impliquem a utilização de OGM como receptor ou doador:
I – mutagênese;
II – formação e utilização de células somáticas de hibridoma
animal;
III – fusão celular, inclusive a de protoplasma, de células vegetais,
que possa ser produzida mediante métodos tradicionais de
cultivo;
IV – autoclonagem de organismos não patogênicos que se
processe de maneira natural.
Art. 5º É permitida, para fins de pesquisa e terapia, a utilização
de células-tronco embrionárias obtidas de embriões humanos
produzidos por fertilização in vitro e não utilizados no respectivo
procedimento, atendidas as seguintes condições:
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Enem em fascículos 2013
I – sejam embriões inviáveis; ou
II – sejam embriões congelados há 3 (três) anos ou mais, na
data da publicação desta Lei, ou que, já congelados na data
da publicação desta Lei, depois de completarem 3 (três) anos,
contados a partir da data de congelamento.
§ 1º Em qualquer caso, é necessário o consentimento dos
genitores.
§ 2º Instituições de pesquisa e serviços de saúde que realizem
pesquisa ou terapia com células-tronco embrionárias humanas
deverão submeter seus projetos à apreciação e aprovação dos
respectivos comitês de ética em pesquisa.
§ 3º É vedada a comercialização do material biológico a que
se refere este artigo e sua prática implica o crime tipificado no
art. 15 da Lei nº 9.434, de 4 de fevereiro de 1997.
Art. 6º Fica proibido:
I – implementação de projeto relativo a OGM sem a manutenção
de registro de seu acompanhamento individual;
II – engenharia genética em organismo vivo ou o manejo in vitro
de ADN/ARN natural ou recombinante, realizado em desacordo
com as normas previstas nesta Lei;
III – engenharia genética em célula germinal humana, zigoto
humano e embrião humano;
IV – clonagem humana;
V – destruição ou descarte no meio ambiente de OGM e seus
derivados em desacordo com as normas estabelecidas pela
CTNBio, pelos órgãos e entidades de registro e fiscalização,
referidos no art. 16 desta Lei, e as constantes desta Lei e de
sua regulamentação;
VI – liberação no meio ambiente de OGM ou seus derivados,
no âmbito de atividades de pesquisa, sem a decisão técnica
favorável da CTNBio e, nos casos de liberação comercial, sem
o parecer técnico favorável da CTNBio, ou sem o licenciamento
do órgão ou entidade ambiental responsável, quando a
CTNBio considerar a atividade como potencialmente causadora
de degradação ambiental, ou sem a aprovação do Conselho
Nacional de Biossegurança – CNBS, quando o processo tenha sido
por ele avocado, na forma desta Lei e de sua regulamentação;
VII – a utilização, a comercialização, o registro, o patenteamento
e o licenciamento de tecnologias genéticas de restrição do uso.
Parágrafo único. Para os efeitos desta Lei, entende-se por
tecnologias genéticas de restrição do uso qualquer processo
de intervenção humana para geração ou multiplicação de plantas
geneticamente modificadas para produzir estruturas reprodutivas
estéreis, bem como qualquer forma de manipulação genética
que vise à ativação ou desativação de genes relacionados à
fertilidade das plantas por indutores químicos externos.
Art. 7º São obrigatórias:
I – a investigação de acidentes ocorridos no curso de pesquisas
e projetos na área de engenharia genética e o envio de relatório
respectivo à autoridade competente no prazo máximo de 5
(cinco) dias a contar da data do evento;
II – a notificação imediata à CTNBio e às autoridades da saúde
pública, da defesa agropecuária e do meio ambiente sobre
acidente que possa provocar a disseminação de OGM e seus
derivados;
III – a adoção de meios necessários para plenamente informar à
CTNBio, às autoridades da saúde pública, do meio ambiente, da
defesa agropecuária, à coletividade e aos demais empregados
da instituição ou empresa sobre os riscos a que possam estar
submetidos, bem como os procedimentos a serem tomados no
caso de acidentes com OGM.
Disponível em: http://www.ctnbio.gov.br
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
C-5
H-19
Compreendendo a Habilidade
– Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais
que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem
social, econômica ou ambiental.
01. Atualmente, automóveis são fabricados de tal forma que,
numa colisão frontal, haja um substantivo amassamento da
parte dianteira da lataria. Com isso, aumenta-se o tempo de
contato entre o carro e o objeto com o qual ele colide. Por
que os fabricantes estão tomando essa postura?
a) O uso de materiais de qualidade inferior aumenta os
danos à carroceria do veículo, mas reduzem os custos
na produção do veículo.
b) Uma maior deformação da carroceria faz com que o
impacto dure um tempo maior. Com isso, a aceleração
da frenagem é reduzida, fazendo com que atue uma
força média menor nos ocupantes.
c) Uma maior deformação da carroceria faz com que o
impacto tenha uma intensidade maior. Com isso, haverá
maior risco à saúde dos ocupantes, apesar de reduzir os
custos da linha de produção.
d) Com tais medidas, haverá uma menor variação da
quantidade de movimento dos ocupantes do veículo,
reduzindo a força média que irá atuar nos ocupantes
durante a colisão.
e) A única finalidade do maior amassamento da carroceria
é mercadológica, uma vez que será maior gasto do
proprietário do veículo no reparo.
C-6
H-20
Compreendendo a Habilidade
– Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas,
substâncias, objetos ou corpos celestes.
02. (Universidade Estadual de Londrina) Um bloco de massa
5,0 kg está em queda livre em um local onde a aceleração
da gravidade vale 9,8 m/s². É correto afirmar a respeito que
a) o módulo da velocidade de queda do bloco aumenta
inicialmente e depois diminui.
b) a resultante das forças que atuam no bloco é nula.
c) a intensidade da força que a Terra exerce no bloco é
menor que 49 N.
d) a aceleração de queda do bloco é nula.
e) a intensidade da força que o bloco exerce na Terra vale 49 N.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
13
Enem em fascículos 2013
C-1
H-3
Compreendendo a Habilidade
– Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no
senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas.
03. (UFPI) Depois de analisar as afirmativas abaixo, indique a
opção correta.
I. Massa e peso representam uma mesma quantidade física
expressa em unidades diferentes;
II. A massa é uma propriedade dos corpos enquanto o
peso é o resultado da interação entre dois corpos;
III. O peso de um corpo é proporcional à sua massa.
a)
b)
c)
d)
e)
C-7
C-5
5.
– Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais
que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem
social, econômica ou ambiental.
O princípio ativo da aspirina é o ácido acetilsalicílico (HAAS),
utilizada no combate à dor e à febre. Uma solução aquosa
de aspirina admite 50% das moléculas ionizadas e os outros
50% não ionizadas quando o pH atinge o valor 3,5. Sua
equação de ionização pode ser expressa por:
Já as anfetaminas, designadas por RNH2, são compostos
utilizados, com altíssimas restrições, em medicamentos para
emagrecimento. Uma solução aquosa de uma anfetamina
admite 50% das moléculas ionizadas e os outros 50% não
ionizadas quando o pH atinge o valor 7,7. Sua equação de
ionização pode ser expressa por:
RNH2(aq) + H2O() RNH3+ ( aq) + OH− (aq)
Compreendendo a Habilidade
Admitindo que apenas substâncias em sua forma neutra
atravessam a membrana celular e são absorvidas no
organismo, asinale a alternativa correta.
Dados: pH no estômago = 1,2; pH no intestino =8,5
– Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos
ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua
obtenção ou produção.
a) Tanto a aspirina quanto as anfetaminas são mais
absorvidas no estômago.
b) Tanto a aspirina quanto as anfetaminas são mais
absorvidas no intestino.
c) Ambas as substâncias são bem absorvidas tanto no
estômago quanto no intestino.
d) A aspirina é mais absorvida no intestino enquanto as
anfetaminas são mais absorvidas no estômago.
e) A aspirina é mais absorvida no estômago enquanto as
anfetaminas são mais absorvidas no intestino.
04. A sintese da amônia é o processo em equilíbrio mais
estudado pela indústria química em todos os tempos. Sua
equação, altamente exotérmica, pode ser simplificada por:
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Ao contrário do que se poderia deduzir em função apenas
do princípio de Le Chatelier, a reação é realizada em alta
temperatura (cerca de 500 °C) e altas pressões (próximo
de 200 atm), na presença de catalisadores adequados. Essa
situação ocorre porque
a) o aumento da temperatura e da pressão desloca o
equilíbrio para a direita.
b) o aumento da temperatura e da pressão aumenta a
velocidade da reação, enquanto o uso do catalisador
desloca o equilíbrio no sentido de formar amônia.
c) o aumento da temperatura desloca o equilíbrio para a
direita e aumenta a velocidade da reação, assim como o
uso de catalisadores adequados e ao contrário do aumento
da pressão, que apenas aumenta a velocidade.
d) o aumento da temperatura, apesar de deslocar o equilíbrio
para a esquerda, aumenta a velocidade da reação em
associação ao uso de catalisadores, enquanto que o
aumento da pressão desloca o equilíbrio para a direita.
e) para que a reação ocorra em velocidade economicamente
viável se utiliza catalisadores adequados e alta pressão, já
que o uso de altas temperaturas não garante uma melhor
velocidade no processo.
14
Compreendendo a Habilidade
HAAS(aq) + H2O() H3O+(aq) + AAS-(aq)
apenas a afirmativa I é correta.
apenas a afirmativa II é correta.
apenas a afirmativa III é correta.
as afirmativas I e III são corretas.
as afirmativas II e III são corretas.
H-25
H-19
C-5
H-17
Compreendendo a Habilidade
– Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de
linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas
ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações
matemáticas ou linguagem simbólica.
06. Os conservantes de alimentos normalmente são ácidos fracos
ou sais derivados desse ácido. Um importante conservante,
o etilparabeno (aqui representado por HB), oficialmente
conhecido pela sigla E214, é usado como antifúngico. O seu
efeito conservante é devido à forma não ionizada do ácido.
Sua equação de ionização é representada por:
HB(aq) + H2O() H3O+(aq) + B–(aq)
O pka do etilparabeno é 8,5. Sendo assim, pode-se afirmar
que a faixa de pH em que o etilparabeno apresenta maior
eficiência como conservante é
a) 7,5 – 7,0
b) 7,5 – 9,5
c) 8,5 – 10,0
d) 10,0 – 12,0
e) 12,0 – 14,0
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Enem em fascículos 2013
C-4
H-13
Compreendendo a Habilidade
– Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou
explicando a manifestação de características dos seres vivos.
07. (UPE/2013) Leia o texto a seguir.
Priscila Zenatti e Andrés Yunes, pesquisadores do
Centro Infantil Boldrini, desenvolveram um estudo com a
proteína interleucina7 (IL7R), que exerce papel na formação
e no amadurecimento dos linfócitos T. “A mutação genética
encontrada provoca ativação contínua da proteína,
contrariando o processo normal de amadurecimento
celular, o que leva à proliferação exagerada de linfócitos
imaturos e ao desenvolvimento da leucemia linfoide aguda
(LLA) de células T”, descreve Priscila. Dos quatro tipos mais
comuns de leucemia (tipo de câncer), a LLA é o tipo mais
comum em crianças pequenas, ocorrendo também em
adultos, agravando-se rapidamente.
Ao longo de cinco anos, o estudo promoveu a
análise genômica de amostras clínicas de 201 pacientes,
na qual 10% apresentaram a mutação na IL7R. Para
confirmar a relação entre a mutação e a ocorrência da LLA
de células T, os pesquisadores avaliaram as consequências
da alteração molecular em células humanas cultivadas
in vitro e em camundongos transgênicos, confirmando o
potencial leucemogênico da mutação da IL7R.
Os pesquisadores realizaram testes preliminares
com algumas drogas que se mostraram capazes de inativar
as células portadoras da proteína alterada. Os próximos
estudos concentrarão esforços no desenvolvimento de
anticorpos e novos fármacos capazes de reconhecer
especificamente a proteína e vias de ativação celular
afetadas pela mutação, com o objetivo de inativar a
proteína alterada e interromper o ciclo da doença, sem
afetar as células saudáveis do paciente.
Disponível em: http://www2.inca.gov.br/wps/wcm/connect/
revistaredecancer/site/home/n15/revista_15 (Adaptado)
O uso de células humanas cultivadas in vitro e de
camundongos transgênicos é de extrema importância no
estudo de doenças, permitindo a melhoria no diagnóstico
e na prevenção de doenças hereditárias e/ou genéticas
bem como na identificação de genótipos. Assim, de acordo
com o texto, para confirmar a relação entre a mutação e
a ocorrência da LLA de células T, é esperado que
a) os camundongos, ao receberem o gene da proteína
humana defeituosa, fiquem doentes e desenvolvam
tumores e infiltração de células leucêmicas em diversos
órgãos, confirmando o potencial cancerígeno da
mutação da IL7R.
b) o uso dos animais transgênicos tenha contribuído
para o conhecimento das diferentes vias de ativação
celular envolvidas na proliferação e maturação das
células mieloides, indicando o potencial cancerígeno
da mutação da IL7R.
c) o cultivo celular tenha auxiliado na identificação da
função da proteína IL7R na patogênese da LLA de células
B, trazendo novas perspectivas para o desenvolvimento
futuro de terapias alvo-específicas, mediadas por vetores
de clonagem.
d) algumas drogas analisadas em ensaios preliminares,
realizados via terapia gênica, tenham capacidade de
inibir as vias de ativação celular afetadas pela mutação
genética, trazendo a cura de leucemias.
e) os anticorpos de camundongos produzidos pelos
linfócitos T e os novos fármacos tenham a capacidade
de reconhecer a mutação IL7R, interrompendo o ciclo
da doença, sem afetar as células saudáveis do paciente.
Compreendendo a Habilidade
H-13
C-4
– Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou
explicando a manifestação de características dos seres vivos.
08. (Fatec/2012) Desde a Antiguidade, os empreendedores já
fabricavam vinho, cerveja, pão, queijo e outros produtos
por meio da fermentação. De lá para cá, muitas técnicas
foram desenvolvidas e aplicadas aos processos biológicos
de produção de substâncias para os mais variados fins.
É a biotecnologia.
A partir da década de 1970, a biotecnologia concentrou
suas atenções nas pesquisas com o DNA (material genético),
e com isso foi possível criar os organismos geneticamente
modificados, conhecidos como transgênicos.
Depois do sucesso obtido na transferência de genes de uma
espécie para outra, foi possível evoluir e aplicar técnicas
para a criação de medicamentos, hormônios, plantas
modificadas e outros produtos.
Analise as afirmações a seguir e assinale a correta.
a) Os organismos transgênicos recebem e expressam genes
de outras espécies.
b) Os organismos geneticamente modificados são obtidos a
partir da fermentação.
c) A fabricação de pão e de queijo ocorre principalmente pela
utilização de organismos transgênicos.
d) Os organismos transgênicos não transferem as novas
características adquiridas para as próximas gerações.
e) A técnica de produção dos transgênicos é realizada apenas
entre as espécies que pertencem ao mesmo reino.
Compreendendo a Habilidade
H-11
C-3
C-5
H-19
– Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia,
considerando estruturas e processos biológicos envolvidos em
produtos biotecnológicos.
– Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais
que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem
social, econômica ou ambiental.
09. (Enem/2011) Um instituto de pesquisa norte-americano
divulgou recentemente ter criado uma “célula sintética”,
uma bactéria chamada de Mycoplasma mycoides.
Os pesquisadores montaram uma sequência de nucleotídeos,
que formam o único cromossomo dessa bactéria, o qual foi
introduzido em outra espécie de bactéria, a Mycoplasma
capricolum. Após a introdução, o cromossomo de M. capricolum
foi neutralizado e o cromossomo artificial da M. mycoides
começou a gerenciar a célula, produzindo suas proteínas.
GILBSON, et al. Creation of a Bacterial Celi Controlled by a
Chemically Synthesized Genome. Science. v. 329. 2010 (adaptado).
A importância dessa inovação tecnológica para a comunidade
científica se deve à
a) possibilidade de sequenciar os genomas de bactérias para
serem usados como receptoras de cromossomos artificiais.
b) capacidade de criação, pela ciência, de novas formas de
vida, utilizando substâncias como carboidratos e lipídios.
c) possibilidade de produção em massa da bactéria
Mycoplasma capricolum para sua distribuição em
ambientes naturais.
d) possibilidade de programar geneticamente micro-organismos ou seres mais complexos para produzir
medicamentos, vacinas e biocombustíveis.
e) capacidade de bactéria Mycoplasma capricolum de
expressar suas proteínas na bactéria sintética e estas serem
usadas na indústria.
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
15
Enem em fascículos 2013
H-11
C-3
H-30
C-8
Compreendendo a Habilidade
– Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia,
considerando estruturas e processos biológicos envolvidos em
produtos biotecnológicos.
– Avaliar propostas de alcance individual ou coletivo, identificando
aquelas que visam à preservação e à implementação da saúde
individual, coletiva ou do ambiente.
ANOTAÇÕES
10. (Unesp/2011) Uma novidade dos cientistas: Combate à
dengue com a ajuda do próprio mosquito transmissor.
Para os animais, o ato sexual é o caminho para a
perpetuação da espécie. Um objetivo primordial que está se
invertendo – pelo menos para o Aedes aegypti, o mosquito
transmissor da dengue. Por meio de manipulação genética,
uma população de machos criada em laboratório recebeu
um gene modificado que codifica uma proteína letal à
prole.
Quando esses machos cruzam com fêmeas normais
existentes em qualquer ambiente, transmitem o gene
à prole, que morre ainda no estágio larval. A primeira
liberação na natureza desses animais geneticamente
modificados no Brasil foi aprovada em dezembro de 2010
pela Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio).
A linhagem deverá ser liberada no município de Juazeiro,
no estado da Bahia.
Evanildo da Silveira, Pesquisa FAPESP, fevereiro de 2011. Adaptado.
Sobre a notícia, pode-se afirmar corretamente que os
mosquitos
a) transgênicos liberados no ambiente irão se reproduzir
e aumentar em número, substituindo a população
original.
b) criados em laboratório, quando liberados no ambiente,
irão contribuir com a redução do tamanho populacional
das gerações seguintes.
c) geneticamente modificados são resistentes à infecção
pelo vírus causador da dengue, o que reduz a
probabilidade de transmissão de doença.
d) são portadores de uma mutação em um gene relacionado
à reprodução, tornando-os estéreis e incapazes de se
reproduzirem e transmitirem a dengue.
e) modificados produzem prole viável somente se cruzarem
com fêmeas, também modificadas, portadoras do
mesmo gene.
GABARITOS
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
01
02
03
04
05
06
d
e
c
c
b
c
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
01
02
03
04
05
b
e
e
d
e
06
07
08
09
10
a
a
a
d
b
Expediente
Supervisão Gráfica: Andréa Menescal
Supervisão Pedagógica: Marcelo Pena
Gerente do SFB: Fernanda Denardin
Coordenação Gráfica: Felipe Marques e Sebastião Pereira
Projeto Gráfico: Joel Rodrigues e Franklin Biovanni
Editoração Eletrônica: Thiago Lima
Ilustrações: João Lima
Revisão: Eveline Cunha
OSG.: 72966/13
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Ciências da Natureza e suas Tecnologias