KOSMOS SIRI HALVORSEN • ARILD BOYE • PER AUDUN HESKESTAD
NATURFAG FOR VG1 HELSE- OG OPPVEKSTFAG
RESTAURANT- OG MATFAG
hs rm
LÆREBOK • BOKMÅL
© CAPPELEN DAMM AS, Oslo 2020 Materialet i denne publikasjonen er omfattet av åndsverklovens bestemmelser. Uten særskilt avtale med Cappelen Damm AS er enhver eksemplarfremstilling og tilgjengeliggjøring bare tillatt i den utstrekning det er hjemlet i lov eller tillatt gjennom avtale med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Utnyttelse i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndragning, og kan straffes med bøter eller fengsel. Kosmos HS, RM følger læreplanen for Kunnskapsløftet LK20 naturfag yrkesfag Vg1 for helse- og oppvekstfag, restaurant- og matfag. Omslagsdesign: Kristine Steen/07 Media – 07.no Omslagsfoto: Getty Images/jill chen, warrengoldswain Grafisk formgiving: Kristine Steen/07 Media – 07.no Hovedillustratør: Bjørn Norheim Forlagsredaktør: Eva Irgens Trykk og innbinding: Livonia Print Sia, Latvia 2020 Boken er satt i Berling 11 punkt og trykt på 100 g G-print ISBN 978-82-02-66822-8 1. utgave 1. opplag 2020 www.kosmos.cdu.no www.cdu.no
BILDELISTE Cappelen Damm s11n, s16, s75m Getty Images: Andreas Häuslbetz s6, MarkSwallow s8ø, yoh4nn s8nv, SeventyFour s8nh, DavidSzabo s9, Fahroni s11ø, Synergee s13, seb_ra s14, fotomem s21, DKart s24, Nemanja Otic s26v, Alberto Masnovo s26m, David Liu s26h, Armin Staudt s27, piola666 s28, George Clerk s29ø, Ridofranz s29n, JaumeOrpinell s31v, sompong_tom s31h, rottadana s34ø, Velvetfish s34v, Avstraliavasin s34h, SlobodanMiljevic s35, Deshevykh Dmitry s36, 123ducu s37ø, tibu s37n, brizmaker s39, MariusLtu s40, CharlieChesvick s41ø, erlucho s41n, donvictorio s42ø, hekakoskinen s42n, Robert Plesko s43, witoldkr1 s44, Thinkstock s45, J D Porter LRPS s46, Akhararat W s47, nicolasprimola s48, kjekol s49ø, Tommy Svensson s49v, Jupiterimages s49h, dla4 s50ø, John Morrison s50n, narvikk s51, Dmitry Naumov s52, Ingram Publishing s53ø, Piotr_malczyk s53n, MikeLane45 s54ø, Julia Mladich s54n, AliMuratSenel s55, baona s56ø, Romualdo Crissi s56ø, Ladislav Kubes s58, Andreas Häuslbetz s67, Carlosgaw s68, Dusan Petkovic s70, alex_skp s74øv, Irina Drazowa-Fischer s74øm, Marat Musabirov s74øh, BWFolsom s74mv, dem10 s74mh, Pineapple Studio s74nv, StockPhotosArt s74nh, orinocoArt s74 n, Kumer Sergii s75ø, Basilios1 s75nv, joebelanger s75nh, ʺ̵̛̛̣̌ ˀ̡̨̱̖̦̔ s76ø, a_namenko s76n, Manuel_Faba s77, real444 s78ø, Dontstop s78m, ARNELLDMarshall YURI ARCURS s78 n, Floortje s79ø, russaquarius s79 n, vavstyle5 s80, Aldo Ottaviani s81, Matic Grmek s82, margouillatphotos s90ø, Emilija Randjelovic s90n, serezniy s91, martin-dm s92, gbh007 s93, Antonio Diaz s95, ARISA Therpbanchornchai s97, MarianVejcik s98, Olaf Schmitz s99, jxfzsy s101, urfinguss s107, Dean Hindmarch s108, franckreporter s110, skynesher s. 112, Chris Joubert s113, olaser s114, edelmar s115, Milan Markovic s116, serezniy s117, nensuria s119, Halfpoint s120, Rattankun Thongbun s122, Lazar Obradovic s123, buz s124, RossHelen s125, SarinyApinngam s126, shaadjutt s128, Rost-9D s134, Fedor Kondratenko s136v, Sasiwimol Koenig s136h, kieferpix s137, Nah Ting Feng s138, ktsimage s140, Creativeye99 s141, extender01 s143, nito100 s144ø, Eugeneonline s144n, NNehring s145, Manuel faba s146, fotosr s147, courtneyk s148, Andresr s150, Ridofranz s151ø, christi la liberte s151n, igorr1 s153ø, Azure-Dragon s153n, Nah Ting Feng s154, vadimguzhva s155ø, Maksims Liene FotoDuets s155n, Arve Bettum s156, ArnelldMarshall PeopleImages.com s160, Darren Pullman s161, Satirus s162, aga7ta s164, Adam Kulesza s166, ISMODE s167, hdere s172, Roland ttsz s174n, Magnusson s175, Natalja Stotika s176, Mihajlo Maricic s177, simarik s178, Igor Vershinsky s179, Sasha Brazhnik s180ø, sergeyryzhov; s180n, Picasa s181
Forord Kosmos er det greske ordet for verden. Kosmos betyr orden og skjønnhet, det motsatte av kaos! Vi håper at denne boka skal hjelpe deg til å se at det er orden, system og skjønnhet i naturfag. Hvert kapittel begynner med en kort oversikt over hva du skal lære. Viktig stoff har vi uthevet med blå rammer, så du raskt skal kjenne det igjen. Avsnitt med Mer om-stoff er tenkt som en ekstra utfordring for deg som ønsker å gå litt i dybden. Innimellom teksten finner du noen undringsspørsmål. Disse spørsmålene bør du tenke over eller diskutere med andre, for da blir teksten som følger, lettere å forstå. Etter hvert delkapittel står det hør deg selv-oppgaver. Når du løser disse oppgavene, får du samtidig en repetisjon av hovedtrekkene i det du nettopp har gjennomgått. Etter hvert kapittel følger et sammendrag av kapittelet. Her finner du også flere oppgaver. Det er både «vanlige» oppgaver, utfyllingsoppgaver, kople sammen-oppgaver og kjenne igjen ord-oppgaver. Disse oppgavene gir deg en mer grunnleggende forståelse av lærestoffet. Litt vanskeligere oppgaver er merket med . Til slutt i hvert kapittel finner du forslag til forsøk og tips til utforskinger for ditt eget utdanningsprogram. I åpne forsøk får du ingen oppskrift på hva du skal gjøre. Du får litt informasjon om temaet. Deretter skal du lage problemstilling og velge metode for hvordan du eller gruppen din vil gjennomføre forsøket. Interaktive oppgaver, videoer, animasjoner og andre ressurser kan du hente på elevnettstedet kosmos.cdu.no.
Hilsen forfatterne
Kosmos HS, RM
3
Innhold Forord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1
Utforskning
................ 1.1 Forskerens arbeidsmetoder . . . . . . . . 1.2 Et eksempel på en utforskning . . . . . 1.3 Rapportskriving. . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Forsøk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ÅF 1.1 Åpne forsøk . . . . . . . . . . . . . ÅF 1.2 Bygg ditt eget insekthotell . . F 1.3 Form og fart . . . . . . . . . . . . . F 1.4 Hvilket papirfly flyr lengst?. . F 1.5 Hva isolerer best mot varmetap? . . . . . . . . . . . . . . .
7 8 13 16 18 19 21 21 21 22 23
2
25 26 29 32 37 42 53 59 60
Teknologi og bærekraft . . . .
2.1 Bærekraftig utvikling. . . . . . . . . . . . . 2.2 Teknologi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Klimaendringer . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Energiforbruk . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Miljøendringer . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Avfall. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
23
Forsøk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ÅF 2.1 Åpne forsøk . . . . . . . . . . . . . ÅF 2.2 Ungdom tar ansvar . . . . . . . . F 2.3 Arbeidsplasser eller miljø . . . F 2.4 Klimaundersøkelse . . . . . . . . F 2.5 Hvor kommer frukt og grønnsaker fra? . . . . . . . . . . F 2.6 Biltrafikk. . . . . . . . . . . . . . . . F 2.7 Forbruk og karbonutslipp . . . F 2.8 Dobbel emballasje . . . . . . . . F 2.9 Avfallssortering . . . . . . . . . . .
3
Næringsstoffer og kosthold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
64 64 64 64 65 65 65 66 67 67
69 3.1 Mat består av næringsstoffer . . . . . . . 70 3.2 Karbohydrater, fett og proteiner . . . . 73 3.3 Vitaminer, mineraler og vann . . . . . . 78 3.4 Nedbrytning av næringsstoffer i fordøyelsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 3.5 Energi i mat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 3.6 Variert kosthold . . . . . . . . . . . . . . . . 93 3.7 Et bærekraftig kosthold. . . . . . . . . . . 97 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Forsøk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 ÅF 3.1 Åpne forsøk . . . . . . . . . . . . 106 F 3.2 Energiinnholdet i matvarer . 106 F 3.3 Spytt spalter stivelse . . . . . . 107
4
Helse og livsstil . . . . . . . . . . .
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
Hva mener vi med god helse? . . . . . Psykisk helse . . . . . . . . . . . . . . . . . . Trening og helse . . . . . . . . . . . . . . . Sykdommer knyttet til livsstil . . . . . Rusmidler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vurdere pålitelighet i informasjon fra ulike medier . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Forsøk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ÅF 4.1 Åpne forsøk . . . . . . . . . . . . F 4.2 Livsstil . . . . . . . . . . . . . . . . F 4.3 Fysisk aktivitet . . . . . . . . . . F 4.4 Måling av puls . . . . . . . . . .
5
Mikroorganismer
109 110 112 113 116 122 124 127 128 132 132 132 132 133
. . . . . . . . . 135 5.1 Hva er en mikroorganisme?. . . . . . . 136 5.2 Bakterier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 5.3 Virus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 5.4 Sopper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 5.5 Encellede parasitter . . . . . . . . . . . . . .147 5.6 Immunforsvar, antibiotika og vaksine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149 5.7 Matproduksjon og mattrygghet . . . . .153 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Forsøk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 ÅF 5.1 Åpne forsøk . . . . . . . . . . . . 161 F 5.2 Infeksjon. . . . . . . . . . . . . . . 161 F 5.3 Bakterievekst . . . . . . . . . . . 162 F 5.4 Gjær . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 F 5.5 Populasjonsvekst hos gjærsopp . . . . . . . . . . . . .163
6
Stoffer i mat og kosmetikk . . . . . . . . . . . . . . . . .
165 6.1 Stoffer og stoffblandinger . . . . . . . . 166 6.2 Karbohydrater. . . . . . . . . . . . . . . . . 168 6.3 Fett . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 6.4 Proteiner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 6.5 Tilsetningsstoffer i mat . . . . . . . . . . 175 6.6 Stoffer i kosmetikk . . . . . . . . . . . . . 177 Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Forsøk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 ÅF 6.1 Åpne forsøk . . . . . . . . . . . . .186 F 6.2 Påvisning av druesukker, fruktsukker, melkesukker eller maltsukker . . . . . . . . . 186 F 6.3 Påvisning av fett i matvarer . 187 F 6.4 Virkningen av enzymer . . . . 187 F 6.5 Hudkrem . . . . . . . . . . . . . . .188
Stikkord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189
Kosmos HS, RM
5
134
5 Mikroorganismer Innimellom må drikkevannet på forskjellige steder i Norge kokes før det kan brukes. Dette skyldes at det er funnet mikroorganismer i vannet. De kan gjøre oss syke. Kroppen vår har like mange bakterier som celler. Heldigvis er de fleste bakteriene snille, og vi er faktisk avhengig av mange av dem. De fleste har nok opplevd å bli smittet av virus. Da kan vi bli forkjølet eller få influensa. Mange typer virus fører til sykdom, men heldigvis er de fleste av disse sykdommene ufarlige. Virus kan dessverre også føre til alvorligere sykdommer, som aids, visse former for kreft og ebola. DETTE LÆRER VI OM
Helse- og oppvekstfag
• drøfte hvilken betydning mikroorganismer har for kropp og helse Restaurant og matfag
• gjøre rede for mattrygghet og betydningen av mikroorganismer i matproduksjon, for driftshygiene og ved håndtering av mat Tverrfaglige tema: folkehelse og livsmestring
5 • Mikroorganismer
135
I DETTE KAPITTELET LÆRER DU OM:
5.1 Hva er en mikroorganisme?
• bakterier, virus, sopper, noen parasitter og alger
• nyttige mikroorganismer • mikroorganismer som fører til sykdom
• hygiene og matproduksjon
Mikroorganismer:
• bakterier • virus • sopper • noen parasitter
Bakterier, virus, sopper og parasitter er mikroorganismer En mikroorganisme er ofte så liten at den bare kan sees i mikroskop. Mikroorganismer finnes overalt. De fleste mikroorganismer er ufarlige for oss, og noen er til og med nyttige. Eksempler på nyttige mikroorganismer er bakterier i tynntarmen og gjærsopp som får brøddeig til å heve. Meieriprodukter som yoghurt og ost er tilsatt bakterier og produseres ved hjelp av mikroorganismer. Noen få mikroorganismer er skadelige. De gjør oss som oftest syke. Sykdommen kan være en enkel forkjølelse fra et virus eller noe mer alvorlig, som hjernehinnebetennelse fra en bakterie eller et virus. Sopper som kan føre til mugg på matvarer eller til fotsopp, skyldes også mikroorganismer. Har du hatt sykdommer fra bakterier, virus eller sopp?
En mikroorganisme er så liten at den bare kan sees i mikroskop.
Du har kanskje lest om «kjøttetende» bakterier? Det finnes ingen bakterier som spiser kjøtt. Bakterier skiller ut giftige stoffer som løser opp vev.
Gjærsopp får brøddeig til å heve. Muggsopp ødelegger brød.
136
MER OM Livets tre Alle levende organismer kan deles inn i seks riker. Det er bakterier, arkebakterier, protister, planter, sopper og dyr. Protister består av ulike parasitter. Sopper, bakterier og parasitter er mikroorganismer.
dyr
planter
sopper
Det er funnet fossiler av bakterier som er 3,5 milliarder år gamle. Jordskorpen er 4,5 milliarder år gammel. Virus er ikke-levende og er derfor ikke med på «livets tre».
protister
arkebakterier bakterier
Trusler mot global helse mikros = liten
I tidligere tider var smitte fra mikroorganismer etter kontakt med syke mennesker en av de vanligste årsakene til sykdom og død. I kriger førte ikke skader fra kampene til de største dødstallene. Det gjorde sykdommer som oppsto fra mikroorganismer. Disse sykdommene oppsto som regel på grunn av manglende kunnskap om hygiene i forbindelse med behandling av skader og mangel på antibiotika. I dag vet vi at renslighet – og spesielt håndvask – er avgjørende for å hindre sykdommer. Ikke bare i forbindelse med kontakt med syke mennesker, men også etter toalettbesøk og før matlaging og spising er skikkelig vasking av hendene utrolig viktig. Det hindrer spredning av skadelige mikroorganismer. «Det hender med hender», pleier vi å si, og det er ikke uten grunn. I dag vet vi at renslighet og spesielt håndvask er viktig for å hindre spredning av skadelige mikroorganismer.
5 • Mikroorganismer
137
Beskyttelse mot
I 1948 var lungebetennelse den fjerde vanligste dødsårsak i Norge. I dag er lungebetennelse ikke regnet som en farlig sykdom. Men flere av sykdommene som vi i dag regner som nokså ufarlige, tok for bare drøyt femti år siden mange liv. Utvikling av vaksiner, bruk av antibiotika og bedre kunnskap om hygiene har ført til at mange tidligere livstruende sykdommer nå er blitt mindre farlige.
mikroorganismer:
• god hygiene • antibiotika • vaksiner
Vaksiner, antibiotika og bedre kunnskap om hygiene har ført til at mange tidligere livstruende sykdommer nå er blitt mindre farlige. Antibiotika er så effektive mot bakterier at vi har hatt et stort overforbruk. Dermed har det de siste tjue årene oppstått resistente bakterier. Resistente bakterier overlever antibiotika. Det er i dag et stort problem på sykehusene. Et av tiltakene er å redusere bruken av antibiotika.
Smitte kan raskt spre seg over lange avstander.
Folketallet har økt, og i samlinger med mange mennesker vil vi være ekstra utsatt for smitte. Jo større tetthet det er av mennesker, jo mindre er avstanden mellom dem. Det medfører at det er lettere å overføre mikroorganismer fra en person til en annen. Har du blitt utsatt for smitte den siste tiden?
En pandemi er en sykdom som rammer svært mange mennesker og sprer seg over store områder.
En virussykdom kan utvikle seg svært raskt. Det kan ta så kort tid som 20 minutter fra første smitte til en ny generasjon virus er produsert. Ifølge Verdens helseorganisasjon (WHO) kan i verste fall et dødelig influensavirus spre seg over hele kloden på bare 36 timer og drepe 80 millioner mennesker.
Trusler mot global helse, hentet fra Verdens helseorganisasjon: 1 luftforurensning og klimaendringer 2 diabetes, kreft og hjertesykdom 3 global influensapandemi 4 områder uten helsevesen 5 resistente bakterier
HØR DEG SELV
1. Hva er en mikroorganisme? 2. Nevn minst to eksempler på nyttige eller skadelige mikroorganismer. 3. Hvorfor er det så viktig med god håndvask? 4. Hva er en pandemi? 5. Hvilke trusler mot global helse skyldes mikroorganismer? 138
5.2 Bakterier Bakterier består av én celle Bakterier finnes overalt og i store mengder. Det er beregnet at i én milliliter vann vil vi finne flere millioner bakterier. Kroppen vår inneholder minst like mange bakterier som menneskeceller. Vi finner mange av bakteriene på huden vår, men de fleste finner vi i fordøyelsessystemet.
Cellevegg Cytoplasma
Bakterier kan ta til seg næring og formere seg. Bakterier regnes derfor som levende. Den ene cellen som en bakterie består av, har en cellevegg og en geleaktig væske som kalles cytoplasma. Cytoplasma inneholder et stort DNA i tillegg til flere små, ringformede DNA som kalles plasmider. DNA er bakteriens arvestoff, og det ligger oppkveilet i cytoplasma. Mange bakterier har én eller flere haler, som de bruker til å svømme med. Denne halen kalles en flagell.
Cellemembran DNA Plasmid
Flagell
Tabellen viser en oversikt over de forskjellige delene som en bakterie består av, og hva oppgavene deres er. Bakteriedel
Oppgave
Cytoplasma
En geléaktig væske som fyller tomrommet inne i bakterien.
Cellevegg
Omgir hele bakterien og gir støtte og beskyttelse.
Cellemembran
En halvt gjennomtrengelig membran som næringsstoffer og avfall kan passere gjennom.
DNA
En dobbel «tråd» som inneholder alt arvestoff.
Plasmid
Små, ringformede DNA.
Bakterie.
Bakterier regnes som levende. De kan ta til seg næring og formere seg.
Bakterier som fører til sykdom Når mikroorganismer invaderer kroppen og formerer seg slik at vi blir syke, kalles det en infeksjon.
En liten del av alle de forskjellige bakteriene som finnes, kan føre til sykdom hos mennesker. Det skyldes som regel at bakteriene danner giftige stoffer som de slipper ut mens de vokser, eller når de dør. Disse stoffene kan føre til en infeksjon. Får du en infeksjon i halsen eller i et sår, er som regel bakteriene streptokokker eller stafylokokker årsak til det. Kroppens reaksjon på bakterien fører ofte til hevelse, rødhet og smerte.
5 • Mikroorganismer
139