No ambiente virtual os memes são um recurso de transmissão rápida de informação, que se constroem pela reutilização de imagens e vídeos de forma humorística e/ou satírica. Percebe-se na literatura nacional e internacional um crescente interesse das pesquisas em educação nesse tipo de recurso, em especial no ensino de linguagens, assim como das ciências humanas. Contudo, os memes ainda são pouco explorados nos processos de ensino e aprendizagem das ciências naturais. Assim, o presente trabalho relata uma experiência realizada para verificar as potencialidades do uso de memes como ferramentas problematizadoras no ensino de biologia, com foco na construção do letramento científico na educação básica. Para tanto, se estruturou uma sequência didática referenciada na Pedagogia Histórico Crítica, cujo recurso problematizador central foram memes extraídos das redes sociais. Em adição, se tomou as diferentes categorias de letramento científico presentes na literatura da área como parâmetros na busca de evidências da sua possível construção. Esse arranjo teórico-metodológico foi aplicado em uma turma do primeiro ano do ensino médio da rede pública do estado do Pará. Com uma abordagem qualitativa, a análise dos dados se debruçou sobre a argumentação dos estudantes produzidas no decorrer da sequência didática, tendo como ferramenta a Análise de Conteúdo. Tal experiência mostrou que os memes são eficazes na contextualização e problematização do conteúdo no ensino de biologia, aproximando temas científicos a aspectos da vida extraescolar, inclusive aqueles que se realizam no ambiente virtual. Tal associação contribuiu para a motivação e o engajamento dos estudantes nas atividades propostas, de maneira que houve favorecimento da aprendizagem das dimensões científicas, sociais e culturais do letramento científico.