Heskestad | Engan | Liebich Mykland | Nærø | Valvik
Naturfag for studiespesialiserende utdanningsprogrammer Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Cras eget enim eleifend, bibendum mi sit amet, tempor orci. Vestibulum a tempus erat. Nullam tempor mi vitae orci feugiat, et eleifend ipsum auctor. Sed sem sapien, euismod non dolor vitae, suscipit venenatis augue. Sed quis ornare urna, vel congue dui. Cras sollicitudin laoreet magna, nec mollis augue auctor quis. Suspendisse potenti. Aenean at dolor lobortis, auctor nisi id, dictum ipsum.
Lærebok for studieforberedende Vg1
Bokmål
KOSMOS SF
KOSMOS SF
KOSMOS
Følger fagfornyelsen 2020
IK LAND • NÆRØ • VALV YK M • H IC EB LI • AN HESKESTAD • ENG mer utdanningsprogram de en er lis ia es sp ie ud NATURFAG for st
ISBN 978-82-02-60914-6
kosmos.cdu.no
Bokmål www.cdu.no
SF
KOSMOS SIRI HALVORSEN • ARILD BOYE • PER AUDUN HESKESTAD NATURFAG FOR STUDIESPESIALISERENDE
SF
UTDANNINGSPROGRAMMER
LÆREBOK • BOKMÅL
Innhold Forord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1 Naturvitenskap . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1 Hva er naturfag? . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2 Hvordan jobber vi med naturfag? . . . 10 1.3 Modeller og teorier i naturfag . . . . . . 17 1.4 Programmering i naturfag . . . . . . . . . 21 1.5 Usikkerhet, kildekritikk og formidling av forskning . . . . . . . . . . . 26 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2 Bølger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.1 Bølger og svingninger . . . . . . . . . . . . 36 2.2 Mekaniske bølger . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.3 Elektromagnetiske bølger . . . . . . . . . 43 2.4 Bølgefenomener . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.5 Trådløs kommunikasjon . . . . . . . . . . 52 2.6 Trådløse kommunikasjonssystemer i vår digitale hverdag . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.7 Overføring av digital informasjon . . . 56 2.8 Utvikling av nye kommunikasjons systemer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3
Stoffer og bindinger . . . . . . . . . . 73
3.1 Atomer og atommodeller . . . . . . . . . 74 3.2 Grunnstoffer og periodesystemet . . . 76 3.3 Stoffer reagerer . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 3.4 Ionebinding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 3.5 Elektronparbinding . . . . . . . . . . . . . . 86 3.6 Metallbinding . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3.7 Vannets egenskaper . . . . . . . . . . . . 93
3.8 Stoffer og faresymboler . . . . . . . . . . . 97 3.9 Avfallshåndtering . . . . . . . . . . . . . . . 98 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
4 Karbonforbindelser . . . . . . . . . 109 4.1 Hvorfor er karbon så spesielt? . . . . . 110 4.2 Uorganiske karbonforbindelser . . . . 111 4.3 Organiske forbindelser og organisk kjemi . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 4.4 Hydrokarboner . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.5 Alkoholer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 4.6 Organiske syrer . . . . . . . . . . . . . . . . 120 4.6 Plast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5
Næringsstoffene i maten . . . . . 135
5.1 Næringsstoffer . . . . . . . . . . . . . . . . 136 5.2 Energi i maten . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.3 Organiske forbindelser dannes i fotosyn tesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 5.4 Proteiner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 5.5 Karbohydrater . . . . . . . . . . . . . . . . 143 5.6 Fett . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 5.7 Næringsstoffer som ikke gir energi . 148 5.8 Vann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 5.9 Fordøyelse av næringsstoffene . . . . . 151 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
3
6
Livsstil og helse . . . . . . . . . . . . . 161
9 Bioteknologi . . . . . . . . . . . . . . . 263
6.1 Livsstil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 6.2 Kosthold som livsstilsfaktor . . . . . . 163 6.3 Mat og miljø . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 6.4 Aktiv livsstil . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 6.5 Vekt og slanking . . . . . . . . . . . . . . . 173 6.6 Livskvalitet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
9.1 Tradisjonell og moderne bioteknologi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 9.2 Genmodifiserte organismer (GMO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 9.3 Hvor skeptiske bør vi være til genmodifisering? . . . . . . . . . . . . . . . 271 9.4 Gentester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 9.5 DNA-profiler . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 9.6 Genterapi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 9.7 Kloning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 9.8 Stamceller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
7 Stråling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 7.1 Elektromagnetisk stråling . . . . . . . . 190 7.2 Radioaktiv stråling . . . . . . . . . . . . . 194 7.3 Ioniserende stråling . . . . . . . . . . . . 199 7.4 Nytte av ioniserende stråling . . . . . . 202 7.5 Hva fins der oppe? . . . . . . . . . . . . . 205 7.6 Det store smellet – big bang-teorien . . . . . . . . . . . . . . 207 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
8
Arv og evolusjon . . . . . . . . . . . . 219
8.1 Genetikk – et lite tilbakeblikk . . . . . 220 8.2 DNA er arvestoffet . . . . . . . . . . . . . 221 8.3 Sammenhengen mellom DNA og kro mosomer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 8.4 Formering – celler deler seg . . . . . . 227 8.5 Arv og krysning . . . . . . . . . . . . . . . 229 8.6 Andre typer arv . . . . . . . . . . . . . . . 232 8.7 Miljøet påvirker genene våre . . . . . . 235 8.8 Grunnlaget for genetisk variasjon . . 237 8.9 Evolusjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 8.10 Når mennesket påvirker evolusjonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 8.11 Klimaendringer og evolusjon . . . . . . 247 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
4
10 Kretsløp og miljø . . . . . . . . . . . 295 10.1 Karbon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 10.2 Karbonets kretsløp . . . . . . . . . . . . . 298 10.3 Klimagasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 10.4 Følger av global oppvarming . . . . . 304 10.5 Global oppvarming må stanses . . . . 309 10.6 Miljøgifter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 10.7 Tiltak mot miljøgifter . . . . . . . . . . . 313 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
Hare er et viktig byttedyr for gaupa.
160 000 Hare Gaupe 80 000
9 000
6 000
40 000
3 000
0 1845
1855
1865
1875
1885
År
1895
1905
1915
1925
Antall gauper
120 000 Antall harer
Hare–gaupe-svingninger i Canada. Legg merke til ulike verdier langs andreaksene for hare og gaupe.
0 1938
Programmering – populasjonssvingninger hos gaupe og hare Figuren ovenfor viser målinger som ble gjort i Canada ut fra antallet solgte gaupeskinn. Som vi kan se av figuren, blir noen år med mange gauper etterfulgt av år med få gauper. Disse toppene og bunnene ser ut til å komme med jevne mellomrom. Slike variasjoner kalles gjerne sykliske svingninger. Noen ganger skyldes slike variasjoner et samspill mellom to eller flere arter, som harer og gauper i dette tilfellet. Haren, som gaupene spiser, varierer i antall med en topp omtrent hvert tien de år. Salget av gaupeskinn viste at antallet gauper hadde en tilsva rende syklisk variasjon, bare litt forsinket i forhold til harene. Ved hjelp av datamodeller kan vi forsøke å forstå hvordan bestan den av en art påvirker bestanden av en annen, slik vi ser med gaupe og hare. Tenk deg at vi vil lage et dataprogram med en modell som kan forutsi hva som vil skje dersom vi setter ut to hundre harer på en øy der det lever en bestand på tre gauper. En hel rekke parametrer må legges inn i modellen vår. Her har vi bare valgt antall gauper og harer for ikke å gjøre modellen og dataprogrammet for omfattende. Før vi lager dataprogrammet, må vi gjøre noen antakelser og forenklinger 24
45
Beregning av antallet harer og gauper per måned på øya ut fra et dataprogram med en modell som prøver å forutsi hva som skjer. Legg merke til benevningene langs andreaksen for hare og gaupe.
Harer Gauper
5000
40
Antall harer
30 25
3000
20 2000
Antall gauper
35 4000
15 10
1000
5 0
0
50
100
150 Tid (måneder)
200
250
0 300
når det gjelder hvordan antallet harer vil påvirke bestanden av gauper og omvendt fra en måned til den neste. I tillegg til dette antar vi at tilgangen på mat gjør at det ikke er plass til mer enn ti tusen harer på øya. Når vi har definert hvordan datamas kinen skal regne ut antallet gauper og harer, kan vi la dataprogrammet gjøre så mange beregninger vi ønsker. Figuren ovenfor viser resultatet når vi starter med to hundre harer og tre gauper og lar dataprogram met beregne antallet av hver av dem etter som tiden går. Da ser vi at antallet harer og gauper vil variere på samme måten som i figuren på forrige side.
Er det på noe tidspunkt flere gauper enn harer på øya?
Programkoden som figuren ovenfor er laget med, finner du på nett stedet til Kosmos. Der kan du selv kjøre dataprogrammet og endre parametrer, som antall harer og gauper som er på øya ved starttids punktet, og se hva det får å si for den modellerte bestanden av harer og gauper. I tillegg finner du instruksjoner, oppgaver og eksempler som skal hjelpe til med å programmere andre fenomener i naturfag.
?
HØR DEG SELV
1. Hva menes med en datamodell? 2. Nevn noen eksempler på bruk av datamodeller innenfor natur vitenskapen. 3. Hva skiller en god datamodell fra en dårlig? 4. Hvilke fordeler gir det å bruke datamaskiner i naturvitenskapen?
1 • Naturvitenskap
25
Figuren viser en metode for å overføre digital informasjon ved å variere periodene med og uten IR-stråling. Merk at hvert tall representeres av et IR-signal med en varighet på 10 ms. Tallet 001101 representert ved signalet i figuren vil altså ha en total varighet på 60 ms. Signalet leses fra høyre mot venstre.
1 0 Fjernkontroll
0 10
1 20
1 30
0 40
0
50 60 Tid i millisekunder (ms)
TV
Mange fjernkontroller, trådløse datamus og spillkontroller kom muniserer ved hjelp av IR-stråling. Infrarød stråling vil i stor grad bli stoppet av fysiske gjenstander og brukes derfor for sys temer der senderen og mottakeren befinner seg i samme rom.
Digital informasjon sendt som radiobølger Siden IR-stråling i stor grad stoppes av fysiske gjenstander og kun fun gerer over korte avstander, benytter de fleste trådløse systemer seg av radiobølger. Radiobølgene vil i mindre grad stoppes av vegger og tak, og de fungerer derfor bedre enn IR-stråling når vi har behov for å kommunisere over større avstander. Dette gjelder blant annet de forskjellige mobilnettverkene, Wi-Fi og Bluetooth. Hvert av disse systemene har sine egne metoder for å sende digital informasjon som bølger. Hovedprinsippene er likevel de samme. Blant annet innebærer alle metodene at man bruker en bærebølge, dvs. en EM-bølge med en bestemt frekvens, til å «frakte» det digitale signalet. Ved å variere noen av egenskapene til bærebølgen, for eksempel amplituden eller frekvensen, kan man skille mellom 0 og 1. 58
Figuren nedenfor viser hvordan vi kan lage en bølge som represen terer det binære tallet 0110010 ved å variere amplituden. Når bølgen flytter seg mot høyre, må vi lese bølgen fra høyre mot venstre. Legg også merke til at når vi ønsker å sende flere like tall etter hverandre, blir det ikke noe skille mellom det forrige og det neste tallet. Her avgjør lengden på perioden med stor amplitude om det er ett, to eller flere ettall etter hverandre, og tilsvarende for nuller.
Amplitudeskiftmodulasjon (ASK). Bærebølgen øverst, med en jevn amplitude. Det digitale signalet i midten viser rekkefølgen av tall som skal sendes. Den modulerte bølgen nederst er laget ved at amplituden til bærebølgen er endret ut fra rekkefølgen av 0 og 1 i det digitale signalet. Liten amplitude skal tolkes som 0, og stor amplitude som 1. Den modulerte bølgen som vises nederst, skal tolkes som tallet 0110010, og leses fra høyre mot venstre.
Bærebølge
0
1
0
0
1
1
Digitalt signal
0
Modulert bølge (ASK) Fartsretningen til bølgen
Når vi bruker et digitalt signal til å forandre på egenskapene til bære bølgen, kalles det å modulere bølgen. Bølgen vi ser nederst i figuren, kan brukes til å overføre digital informasjon. Den kalles for en modulert bølge. Den modulerte bølgen er en EM-bølge som kan brukes til å overføre den digitale informasjonen trådløst. Amplitudemodulerte bølger kan vi blant annet bruke til å sende informasjon fra en mobiltelefon til en annen, slik figuren nedenfor viser.
0
1
1
0 Modulerte bølger brukes blant annet til å sende sms mellom mobiltelefoner. Figuren viser hvordan amplitudemodulerte bølger (ASK) kan brukes til å sende digital informasjon m ellom for eksempel to mobiltelefoner.
0
Avsender
1 Modulert bølge
Antenne
0 Modulert bølge
1
Mottaker 2 • Bølger
59
Rødforskyvning I kapittel 2 lærte du om dopplereffekt. Dopplereffekt fører til at lyset fra stjerner eller galakser som beveger seg bort fra oss, blir rødforskjøvet. Det vil si at lysbølgene blir strukket ut og bølgelengden øker. Da blir lyset forskjøvet mot den røde delen av spekteret til det synlige lyset. Jo raskere stjernen eller galaksen beveger seg fra oss, jo større blir denne forskyvningen. På figuren ser vi bevegelsene til en galakse sett fra siden. De blå områdene beveger seg mot oss (lyset er blåforskjøvet). De røde områdene beveger seg bort fra oss (lyset er rødforskjøvet). Dette viser at galaksen roterer. Farten er størst nær sentrum.
Hubble-teleskopet er oppkalt etter den amerikanske astronomen Edwin Hubble.
208
I 1920-årene observerte den amerikanske astronomen Edwin Hubble at lyset fra de fjerneste galaksene var kraftig rødforskjøvet. Og jo lenger borte galaksene er, jo mer rødforskjøvet blir lyset. Dette blir som om galaksene beveger seg raskere og raskere bort fra oss, jo lenger borte fra oss de ligger. Omtrent samtidig som Hubble studerte spekteret fra
fjerne galakser, arbeidet den belgiske fysikeren Georges Lemaître med det som senere skulle bli big bang-teorien. Han var den første som så for seg at universet ikke bare utvider seg, men at hele universet en gang for lenge siden var samlet i ett punkt. Det kalte han for et «kosmisk egg». Han mente at universet hadde utvidet seg fra dette punktet.
Albert Einstein var en verdens beømt fysiker som så for seg at universet var statisk.
Du har kanskje hørt om Albert Einstein (1879–1955)? Einstein ble verdensberømt allerede mens han levde, og var en av de store stjernene innenfor fysikken. Som de fleste andre så Einstein for seg at universet var statisk. Det vil si at det hadde eksistert stort sett uforandret og ikke utviklet seg. Lemaître var godt kjent med Einsteins teorier. Han oppdaget at Einsteins likninger også kunne brukes til å forklare et univers som er i utvikling, i motsetning til det statiske universet som Einstein så for seg. Lemaîtres teorier ble til å begynne med møtt med skepsis blant fysikere og astronomer. Siden Lemaîtres arbeid både stemte med Hubbles observasjoner og Einsteins teorier, lot etter hvert flere fysikere seg interessere av big bang-teorien. Senere oppdagelser støttet opp om teorien, og utover 1900-tallet økte teoriens anseelse.
Grunnstoffene dannes I de første minuttene etter det store smellet hadde universet rukket å utvide seg. Temperaturen hadde sunket, men var fortsatt svært høy. Under disse forholdene ble noen grunnstoffer dannet. De lette grunnstoffene, først og fremst hydrogen og helium, men også litium, ble dannet på denne måten. De tyngre grunnstoffene som fins i universet i dag, ble ikke dannet på dette tidspunktet. De ble dannet på et mye senere tidspunkt i stjerner. Universet består i dag nesten utelukkende av hydrogen og helium. De tyngre grunnstoffene fins det bare små mengder av sammenliknet med disse to. Ca. syttitre prosent av atomene i universet er hydrogen, mens helium utgjør omtrent tjuefem prosent. Siden hydrogen bare har ett proton i kjernen, er dette det enkleste atomet å danne. Helium har derimot to protoner og ett eller to nøytroner i kjernen. Derfor skal det mer til for å danne helium. Dermed bør man ut fra big bang-teorien kunne forvente at det kommer til å være mer hydrogen enn helium i universet. Fysikere har regnet ut forholdet mellom mengden hydrogen og helium som ble dannet i det store smellet. Forholdet stemmer med alle observasjoner av grunnstoffer i universet som astronomene har gjort. Mengden av hydrogen i forhold til helium er en av de viktigste observasjonene som støtter opp om big bang-teorien.
7 • Stråling
209
?
HØR DEG SELV
1. 2. 3. 4. 5.
Hvorfor er det viktig med genetisk variasjon innenfor en art? Hvordan kan kjønnet formering gi genetisk variasjon? Hva er en mutasjon? Kan en mutasjon overføres til neste generasjon? Forklar. Hvordan kan mutasjoner føre til evolusjon?
8.9 Evolusjon
Reisene til Charles Darwin (1809–1882) la grunnlaget for hans teori om naturlig utvalg og utvikling av artene på jorda.
Evolusjon betyr utvikling.
Tilpasninger arter gjør til ulike miljøer, kan ta de utroligste former. Skjevnebblo fins bare i New Zealand. Det er den eneste fuglearten i verden som har et nebb som er bøyd til siden. Denne tilpasningen har den for å kunne lete etter mat under runde steiner. Den er derfor særdeles kresen når det gjelder valg av leveområde, og fins bare i elver med glassklart vann hvor steinene er runde og av en viss størrelse.
240
Det var Charles Darwin som i boka Om artenes opprinnelse (1859) først la fram teorien om evolusjon. Teorien forklarer utviklingen av det store mangfoldet vi har av arter på jorda. Darwin gjorde en rekke studier av både planter og dyr. Han studerte blant annet mange ulike kjempeskilpadder og en gruppe småfugler kalt finker. De mest avgjørende observasjonene gjorde han under en jordomseiling da han blant annet var innom Galápagosøyene, som ligger utenfor kysten av SørAmerika. På turen så han med egne øyne hvor mange arter som fantes. Og han la også merke til hvor like mange av artene var. På bakgrunn av sine egne og andres observasjoner formulerte han de første ideene om en mulig utvikling fra enklere til mer sammensatte livsformer, og om hvordan alle former for liv på jorda i større eller mindre grad er i slekt med hverandre.
I dag bruker vi begrepet evolusjon om hele prosessen som gjør at vi får variasjoner innenfor en art, hvordan arter kan endre seg, og hvordan nye arter blir dannet. Evolusjon foregår hele tiden og er årsaken til fantastiske tilpasninger og mangfold av livsformer på jorda.
Ta utgangspunkt i en art du kjenner. Hvilke tilpasninger har denne arten gjort til leveområdet sitt?
Evolusjon betyr utvikling. Evolusjonsteorien handler om hvordan arter utvikler seg, og om at alt liv på jorda i større eller mindre grad er i slekt med hverandre.
+ MER OM
Darwins finker Ulike finker på Galápgosøyene. Utviklingen av ulik nebbform er en tilpasning til hva de fant å spise.
Darwin var selv ikke så opptatt av finkene på Galápagosøyene. Først etterpå, inspirert av andres observasjoner av den store variasjonen hos disse fuglene, fattet han interesse for hvor mange beslektede arter det så ut til å være. Finkene så ganske like ut, men hadde ulikt levesett. Blant annet hadde de ulik fasong på nebbene sine, avhengig av hvilken øy de levde på. Darwin konkluderte med at fasongen på nebbet var tilpasset maten de ulike fuglene spiste, og at de sannsynligvis stammet fra noen få fugler av samme art som en gang hadde strandet på disse avsidesliggende øyene.
1
En populasjon er en gruppe individer av en art som lever i samme område.
2
3
4
Evolusjon skjer ved naturlig utvalg De fleste organismer får i løpet av livet mange flere avkom enn det som kan leve opp, og det blir stor konkurranse om ressursene. Ofte avgjør tilfeldigheter hvem som overlever, og hvem som dør i en popuFigur 8.1 størst for de individene som lasjon. Likevel er sjansen for å overleve har egenskaper som gjør dem best tilpasset miljøet de lever i. Dersom egenskapene som gir økt overlevelse, går i arv, vil de føres videre til avkommet. Etter flere generasjoner kan dette føre til endringer i populasjonen, slik at noen egenskaper blir mer vanlige enn de var tidligere. 8 • Arv og evolusjon
241
FORSØK
F 10.3 Forsuring av havet
F 10.4 Hva skjer med vannivået når isen smelter?
UTSTYR 2-3 egg
UTSTYR
Vann
6 isbiter (3 i hvert glass)
Begerglass
2 begerglass
Husholdningseddik 7 %
Vann
pH-papir
En stein
termometer
Teori og hensikt Mange dyr i havet mangler et indre skjelett. I stedet har de har et kalkskall. Kalkskallet består for det meste av kalsiumkarbonat (CaCO3). Surere vann (lavere pH) gjør at kalkskallet lettere oppløses, og dette kan få alvorlige konsekvenser for dyr med kalkskall. Eggeskall består av kalsiumkarbonat og kan brukes som modell på et dyr med kalkskall. For å forsure havet bruker vi eddiksyre. Framgangsmåte og resultat • Dere skal sette opp et forsøk for å undersøke hvilken betydning pH har på egge skallet. Lag en hypotese for forsøket. Hvilken faktor/variabel skal varieres? • Hvilke faktorer/variabler må holdes konstante? Hvordan vil dere utføre forsøket? • Utfør eksperimentet. Oppgaver til diskusjon Stemte hypotesen deres? Hvis forsøket ikke gikk etter hypotesen, hva kan være mulige feilkilder? Vil havet noen gang kunne bli så surt som i dette forsøket? Forklar.
322
Teori og hensikt En konsekvens av økt drivhuseffekt er at temperaturen på jorda vil stige. Det fører til at isen på polene smelter. I dette forsøket skal dere undersøke hva som skjer med havnivået når temperaturen stiger, og hvordan isen i Arktis og Antarktis påvirker havnivået. Framgangsmåte og resultat • Fyll litt vann i begge begerglassene. Legg steinen i det ene begerglasset slik at den stikker opp over vannoverflaten. Legg isbitene oppå steinen. I det andre glasset skal isbitene flyte i vannglasset. • Formuler en hypotese om hva som vil skje med vannivået i de to glassene. • Observer hva som skjer i de to glassene. Gjør nødvendig målinger. Hvordan har vannstanden endret seg i de to glassene? Konklusjon og feilkilder Samsvarte resultatet med det dere forventet? Gi en grundig faglig forklaring av resultatene. Bruk resultatene til å drøfte hvordan Arktis og Antarktis påvirkes av issmelting. Drøft mulige feilkilder ved forsøket.
FORSØK
F.10.5 Inneholder tannkremen mikroplast? Denne framgangsmåten kan også brukes til å undersøke ulike merker av skrubbekremer eller andre kosmetiske produkter. UTSTYR 3 ulike tannkremer (1 bør være svanemerket) 3 begerglass Vann Kaffefilter Vekt Petriskål Mikroskop Dekkglass Objektglass Dråpeteller Ballong
Teori og hensikt Plastpartikler på 5 mm eller mindre kalles mikroplast. Mikroplastens overflate kan ta opp ulike miljøgifter. Sjødyr skiller ikke mellom mat og mikroplast, så mikroplasten blir spist og går inn i næringskjeden. Plastpartikler kan derfor hope seg opp i fisk og andre arter i havet. I denne øvelsen skal du finne ut om det fins spor av mikroplast i tannkremer.
Neste dag: • Overfør pulverbelegget fra det tørre kaffe filteret til en ren petriskål. Vei opp. • Studer pulveret i mikroskop med ulike forstørrelse. Tegn eller ta bilde av det du ser. • Det kan være vanskelig å avgjøre om partiklene er mikroplast. Siden plast lett blir statisk, kan du teste ut ved å blåse opp en ballong, gni den mot håret og holde den over skåla med partiklene. Hva skjer? • Sammenlikn resultatene fra de tre tannpastatypene. Konklusjon og feilkilder Tyder noe på at noen av partiklene er plast? Begrunn svaret. Hva med tannkremen som er svanemerket? Basert på dette forsøket, hvilken tannkrem vil du anbefale å bruke? Hvilke feilkilder kan det være i dette forsøket?
Framgangsmåte og resultat Pass på at alt utstyret er rent og støvfritt før dere starter forsøket. • Ta ut 1 gram fra hver tannkremtube, og bland godt ut i 50 ml destillert vann. • La glassene stå en stund. Observer. • Sett et kaffefilter over begerglasset, og filtrer løsningen. Observer. • Tilsett litt mer destillert vann, og rør godt. La det stå og tørke over natten eller til neste naturfagstime.
10 • Kretsløp og miljø
323