0039728

SCIENCE

TECHNOLOGY

STEM

ENGINEERING

MATHS

PŘÍRODNÍ VĚDY NÁS BAVÍ!

AUTOR

Colin Stuart

Text, design and illustration © 2018 Carlton Books Limited Z anglického originálu Astonish Atoms and Matter Mayhem , vydaného nakladatelstvím Carlton Books v roce 2018, přeložil Marek Chvátal Redaktorka Jana Jůzlová Odpovědná redaktorka Ivana Nováková Technická redaktorka Růžena Hedrichová Vydala Euromedia Group, a. s., v edici Pikola, Nádražní 30, 150 00 Praha 5, v roce 2018 jako svou 9670. publikaci Sazbu zhotovilo a obálku podle anglického originálu upravilo TYPOSTUDIO, s. r. o., Praha Vytištěno v Číně Vydání první ISBN 978-80-7549-662-1 Naše knihy na trh dodává Euromedia – knižní distribuce, Nádražní 30, 150 00 Praha 5 Zelená linka: 800 103 203 Tel.: 296 536 111 Fax: 296 536 246 objednavky-vo@euromedia.cz Knihy lze zakoupit v internetovém knihkupectví www.knizniklub.cz www.knihyzpikoly.cz

Colin Stuart je lektor vědy a autor, který o divech vesmíru mluvil jistě před více než čtvrt milionem lidí. Jeho knih se po celém světě prodalo přes 100 000 výtisků a je také autorem více než 150 vědeckých článků. Je členem Královské astronomické společnosti.

REDAKČNÍ PORADCE STEM

Georgette Yakmanová

Georgette Yakmanová je zakládající výzkumná pracovnice a tvůrkyně integračního rámce STEM s akademickými tituly z integrovaného STEM vzdělávání, techniky a módního návrhářství. Je generální ředitelkou společnosti STEM Education a působí ve více než 20 zemích, kde nabízí vzdělávací kurzy profesního rozvoje a pracuje jako poradkyně v oblasti mezinárodní politiky.

ILUSTRÁTORKA

Annika Brandowová

Annika Brandowová je výtvarnice zaměřená na figurální ilustraci a ilustrační typografii. Její práce má zejména reklamní, publikační a webový obsah. Ráda zkoumá možnosti, jak prostřednictvím ilustrací podat složitá témata odlehčenou a snadno stravitelnou formou.

Vydavatel děkuje následujícím osobám a institucím za laskavé svolení k reprodukci obrázků v této knize: 9 Nationalmuseum, Stockholm, prostřednictvím Wikimedia Commons, 13 soukromá sbírka, 17 volné dílo, 18 GL Archive/Alamy Stock Photo, 19 ITV/REX/Shutterstock, 21–22 volné dílo, 23 Bob Daugherty/AP/ REX/Shutterstock, 24 volné dílo, 27 Getty Images, 29 Universal History Archive/UIG prostřednictvím Getty Images, 31 Wellcome Library, London, 32 Science Photo Library, 35 Wellcome Library, London, 37 volné dílo, 39 NASA, 40–53 volné dílo, 61 Photogravure Meisenbach Riffarth & Co. Leipzig prostřednictvím Wikimedia Commons, 63 National Maritime Museum, Greenwich, London, 65 volné dílo, 66 CORBIS/Corbis prostřednictvím Getty Images, 68 Smithsonian Institution, 70 volné dílo, 72 Wellcome Library, London, 74 Sam Ogden/Whitehead Institute Jaenisch, 75 Topfoto.co.uk Bylo vynaloženo veškeré úsilí k správné identifikaci a kontaktování držitele zdroje a/nebo autorských práv ke každému obrázku.

Společnost Carlton Books se omlouvá za jakékoli neúmyslné chyby nebo opomenutí, které budou opraveny v budoucích vydáních této knihy

SCIENCE

TECHNOLOGY

STEM

ENGINEERING

MATHS

PŘÍRODNÍ VĚDY NÁS BAVÍ!

Colin Stuart

OBSAH

Vítej ve světě STEM!...................... 6 Rostliny........................................ 8 Vyzkoušej si doma: Experiment se světlem a listy

Úžasní živočichové...................... 10 Potravní sítě................................ 12 Vyzkoušej si doma: Tvůj vlastní potravní řetězec

Lidské tělo.................................. 14 Vyzkoušej si doma: Tvé úžasné oči

Dýchání a krevní oběh.................. 16 Vyzkoušej si doma: Jak udržet krok

Super buňky............................... 18 Vyzkoušej si doma: Buňky v akci

Geniální geny.............................. 20 Vyzkoušej si doma: Kuličkové děti

Adaptace a evoluce...................... 22 Úžasné atomy............................. 24 Vyzkoušej si doma: Model atomu v měřítku

4

Výjimečné prvky......................... 26

Vyzkoušej si doma: Detektivem v periodické tabulce

Molekuly a sloučeniny.................. 28 Vyzkoušej si doma: Vyrob si želé molekuly

Smíchej to!.................................. 30 Vyzkoušej si doma: Jak oddělit sůl od písku

Kyseliny a zásady........................ 32 Vyzkoušej si doma: Vyrob si svůj pH indikátor

Chemické reakce......................... 34 Vyzkoušej si doma: Vyrob si sloní zubní pastu Vyzkoušej si doma: Nahé vejce

Pevné látky, kapaliny a plyny....... 36 Vyzkoušej si doma: Ledový výtah

Gravitace.................................... 38 Vyzkoušej si doma: Padající tělesa

Jiskry a volty.............................. 40 Vyzkoušej si doma: Ohýbání vody

Magické magnety........................ 42 Vyzkoušej si doma: Udělej si vlastní kompas

OBECNÉ KATEGORIE

biologie

chemie

fyzika

vědy o Zemi a vesmíru

biochemie

biomedicína

biotechnologie

Optický klam............................... 44

Měsíc.......................................... 62

To zní dobře!................................ 46

Planety....................................... 64

Pojď se hýbat!............................. 48

Slunce......................................... 66

Teplo a teplota............................. 50

Hvězdy....................................... 68

Horniny a zkameněliny 52

Chemie tvého těla....................... 70

Sopky a zemětřesení................... 54

Pozoruhodná biomedicína............ 72

Oceány....................................... 56

Neuvěřitelné biotechnologie......... 74

Voda, všude samá voda!............... 58

Slovníček.................................... 76

Vyzkoušej si doma: Zlomená tužka Vyzkoušej si doma: Udělej si duhu

Vyzkoušej si doma: Zahraj si na vlastní hudební nástroj

Vyzkoušej si doma: Nakloněná rovina

Vyzkoušej si doma: Tepelný tok v akci

Vyzkoušej si doma: Staň se geologem

Vyzkoušej si doma: Udělej si vlastní sopku

Vyzkoušej si doma: Postav si přílivový bazén

Vyzkoušej si doma: Déšť ve sklenici

Předpověď počasí........................ 60

Vyzkoušej si doma: Měsíční deník Vyzkoušej si doma: Udělej si vlastní krátery

Vyzkoušej si doma: Proč planety obíhají kolem Slunce?

Vyzkoušej si doma: Postav si sluneční hodiny

Vyzkoušej si doma: Barvy hvězd

Vyzkoušej si doma: Získej DNA z banánu

Vyzkoušej si doma: Pohraj si s bakteriemi

Vyzkoušej si doma: Biotechnologie – dobro, nebo zlo?

Rejstřík...................................... 78

Vyzkoušej si doma: Postav si svou větrnou korouhvičku

5

Vítej ve světě STEM! Jde o moderní metodu vzdělávání, která vychází z přirozené blízkosti a příbuznosti přírodních věd, techniky, technologie a matematiky (zkratka STEM je složená z prvních písmen anglických názvů Science, Technology, Engineering a Math). Každý z těchto oborů ti nabízí fascinující poznání, příklady, experimenty z reálného života a poznatky, které ti pomohou propojit tyto obory s okolním světem. S pomocí STEM se jednou můžeš stát tím, kým chceš být: vědcem či vědkyní v oboru, který ti bude nejblíž! A teď do toho…

PŘÍRODNÍ VĚDY

TECHNIKA

S pomocí přírodních věd poznáš svět kolem nás.

Technika slouží k vývoji výrobků a zařízení, které nám usnadňují život.

Carlos a Ella

Lewis a Violet

Supervědec Carlos se vyzná v supernovách, gravitaci i bakteriích. Ella je Carlosova laboratorní asistentka. Carlos plánuje výpravu do amazonského deštného lesa, kde bude Ella sbírat, pořádat a ukládat údaje.

Skvělý technik Lewis sní o tom, že bude členem první posádky letící na Mars. Geniální stroj Violet postavil z recyklovaného odpadu.

TECHNOLOGIE

MATEMATIKA

Jako inženýr řešíš problémy související s budováním neobyčejných staveb a strojů.

Matematika se zabývá čísly, měřeními a tvary.

Olivie a Clark

Sophie a Pierre

Olivie je vynikající inženýrka, která postavila svůj první mrakodrap (z psích sucharů), když jí byly tři.

Clarka objevila na cestě k pyramidám v Gíze.

6

Matematická čarodějka Sophie zaujala svoji třídu výpočtem poměru milovníků popcornu k požíračům koblih. Pierre je Sophiin počítačový pomocník. Jeho výpočetní schopnosti pomáhají prolomit tajemství prvočísel.

VĚDA JE TO, CO NASTANE,

KDYŽ SI ZVÍDAVÍ LIDÉ KLADOU OTÁZKY.

Věda je zkoumání světa kolem nás. Jde o veškerou naši snahu pochopit, jak Země a vesmír fungují.

Přírodní vědy jsou srdcem našeho moderního života, od posledního léku a nejnovějšího chytrého telefonu po hledání života na jiných planetách a ochranu oceánů před znečištěním. Nejsou jen sbírkou faktů a vynálezů – je to způsob myšlení. Vědci jsou vždy ostražití vůči tomu, co se jim předkládá k věření: proto vymýšlejí a provádějí experimenty a snaží se zjistit, jak se věci doopravdy mají. Existuje mnoho odvětví přírodních věd. Prozkoumej je!

B iologie Zkoumání všeho živého.

C hemie

Zkoumání látek, které tvoří náš svět.

F yzika

Zkoumání energie a sil.

V ědy o Z emi a vesmíru

B iomedicína Zkoumání organismů k léčebným účelům.

Zkoumání naší planety a vesmíru.

B iochemie

Zkoumání chemických dějů v organismech.

Mnozí lidé si neuvědomují, že jsou vědci či vědkyněmi každý den svého života. Když si nastavíš budík na nezvykle časnou hodinu a pozoruješ, co to s tebou udělá – provádíš experiment. Když jdeš z domova ke kamarádovi nebo kamarádce jinou cestou a měříš, zda není o něco kratší – i to je experiment.

Už jsi vědec!

B iotechnologie

Zkoumání a využívání organismů v zemědělství, potravinářství a medicíně.

V této knize se budeš zabývat tím, co nám věda říká o způsobu, jakým funguje náš svět. Existuje spousta činností a experimentů, které můžeš zkusit a poznat tak na vlastní kůži, jak úžasná věda je. Co ti brání stát se vědcem, který jednoho dne rozlouskne některou z největších záhad? S tvrdou prací a odhodláním není absolutně žádný důvod, proč by se ti to nemohlo splnit.

Velké sny a hodně štěstí!

7

Rostliny

okvětní lístek květ

list

nektar

Rostliny patří k nejvýznamnějším obyvatelům Země. Nejenže nám poskytují potravu, ale vyrábějí také kyslík k dýchání.

JAK TO JE?

I T S ČÁ

N I L T S RO

Kořeny čerpají z půdy vodu a živiny a ty se stonkem dostávají do listů. Listy převádějí sluneční světlo na energii, takže rostlina může růst. Některé kvetoucí rostliny mají barevné okvětní lístky a sladký nektar, které přitahují hmyz. Květy také nesou jemné zrnka zvaná pyl. Hmyz přenáší pyl z jedné rostliny na druhou.

Dostane-li se pyl na květ téhož druhu rostliny, může vzniknout semeno a z něj nová rostlina.

Jaká je

kořen

HLAVNÍ myšlenka?

FOTOSYNTÉZA

Fotosyntéza je pochod, jímž si rostlina buduje své tělo.

Zelená látka v listech, zvaná chlorofyl, získává energii ze slunečního světla. Buňky listů používají tuto energii k přeměně vzdušného oxidu uhličitého a vody na kyslík a druh cukru zvaný glukóza, který je jejich stavební látkou.

8

stonek

sluneční světlo + oxid uhličitý + voda

fotosyntéza

glukóza + kyslík

VYZKOUŠEJ SI DOMA

E N M T I R E P EX EM A LI STY! ĚTL V S SE Rostliny potřebují k životu hlavně světlo, vodu a živiny. Vyzkoušej, jak významné pro rostlinu jsou.

BUDEŠ POTŘEBOVAT:

✔ z dravou domácí nebo venkovní rostlinu s velkými listy, které nebude vadit, když o několik z nich přijde ✔ světlé místo

✔ p otravinářskou fólii

✔ a lobal

✔ papír

✔ s íťovinu

✔ kancelářské sponky

1

Dej rostlinu na světlé místo, kde ji můžeš nechat stát 7–10 dnů.

2

Opatrně zakry j dva listy kouskem fólie. Přichyť ji sponkami.

3

Totéž udělej s papírem, alobalem a síťovinou.

Nepoškoď při tom listy nebo stonky.

4

Během následujících dnů sleduj zakryté listy a zaznamenej si všechny změny, které zjistíš.

5

Po 10 dnech porovnej všechny pozorované změny u různě zakrytých listů.

6

Porovnej oba stejně zakryté listy. Pokud na nich uvidíš stejné změny, budeš vědět, že jsou výsledkem zakrytí.

JAK TO FUNGUJE? Některé ze zakrytých listů začaly blednout a přišly o svoji zelenou barvu. Přemýšlej, čím by to mohlo být a který z pokryvů zastínil sluneční světlo nejvíc. Který ovlivnil listy nejrychleji? Zahříval se některý z nich na Slunci, a škodil tím listům?

FAKTA...

390 000 DRUHŮ ROSTLIN

KDO BYL LINNÉ?

Carl Linné (1707–1778) byl švédský botanik – vědec studující rostliny. Přišel se způsobem, jímž i dnes pojmenováváme a pořádáme rostliny i živočichy.

Zhruba tolik druhů rostlin vědci popsali a stále nacházejí nové. Rostliny najdeme na všech světadílech, dokonce i v Antarktidě! Patří k nim stromy, trávy, kapradiny, mechy i zelenina a všechny budují svá těla stejným způsobem.

9

Lidské tělo

lebka žebra

kost pažní

Každý z nás je úžasný soubor buněk, kostí a orgánů, z nichž každý dělá svoji práci, která nás udržuje při životě. Většinou o nich ani nevíme!

kost vřetenní kost loketní pánev

JAK TO JE?

E Š A N

A R T S O K

kost stehenní

Kostra je oporou celého těla a chrání vnitřní orgány.

Rodíme se s 270 kostmi, ale jak rosteme, některé z našich kostí, například ty tvořící lebku či pánev, srůstají. Dospělý člověk tak má jen 206 kostí.

Jaká je

ústa

HLAVNÍ myšlenka?

jícen žaludek

TRÁVENÍ

Naše potrava prodělává pozoruhodnou cestu.

Poté, co ji v ústech rozmělníme a smísíme se slinami, prochází trubicí zvanou jícen do našeho žaludku, kde se začíná rozkládat. Následuje tenké střevo, v němž živiny přecházejí do krve.

V tlustém střevě se vstřebává voda a zbytek je vylučován z těla.

tlusté střevo

tenké střevo

14

kost lýtková

kost holenní

FAKTA...

NAŠE OČI

duhovka

Světlo vstupuje do oka zornicí – dírkou uprostřed viditelné části oka. Čočka světlo zaostřuje na oblast zvanou sítnice na zadní straně oka. Sítnice přeměňuje světlo na elektrické signály, které se vedou do mozku – a jejich prostřednictvím vidíme!

zornice

sítnice

signály do mozku

čočka

VYZKOUŠEJ SI DOMA

TVÉ ÚŽASNÉ

OČI

Lidské oko je skvělé. Má mnoho částí, které pracují společně, abychom viděli tak dobře, jak jen to je možné. Vyzkoušej si, jak rychle se tvé oči přizpůsobí okolí.

BUDEŠ POTŘEBOVAT: ✔ malé zrcátko

✔ t mavou místnost s žárovkou

1

4

Zůstaň chvilku v tmavé místnosti s otevřenýma očima.

2

Dej si před obličej zrcátko.

3

Rozsviť světlo.

5

Několikrát rychle zhasni a rozsviť a pozoruj své zornice.

Sleduj, co udělají tvé zornice.

JAK TO FUNGUJE? Zornice mění svoji velikost podle množství světla v tvém okolí. Ve tmě se zornice zvětší, aby posbíraly co nejvíce světla. Když rozsvítíš a místnost zaplaví světlo, zornice se zase zmenší.

Za jasného světla mají tvé zornice průměr 2–4 mm, ve tmě se rozšíří až na 8 mm.

15

Výjimečné prvky

Atomy se vyskytují v odlišných typech zvaných prvky. Každý prvek má svůj vlastní počet protonů ve svém jádru, například kyslík jich má osm.

Má-li jich atom víc nebo míň, není to kyslík!

JAK TO JE?

PERIODICKÁ

TABULKA Prvky jsou v tabulce uspořádány do skupin podle podobnosti svého chování. Počet protonů se v řádcích postupně zvyšuje, takže první vodík má jen jeden a zatím poslední oganesson jich má 118!

Vědci uspořádali všechny známé prvky do mřížky zvané periodická tabulka. Představ si, že je to seznam ingrediencí v kuchařské knize. Všechno kolem nás je z těchto ingrediencí zkombinovaných nejrůznějšími způsoby.

prvky vpravo od černé čáry jsou nekovy

Periody

Skupina 1 1

H

vodík 3

Li

4

Be

lithium

beryllium

11

12

Na

hořčík

19

20

K

draslík 37

Rb

rubidium 55

Cs

cesium 87

Fr

francium

21

Ca

Sc

vápník

23

titan

vanad

Ti

skandium

38

39 yttrium

zirkonium

56

57-71 lanthanoidy (viz dole)

hafnium

Sr

Ba

baryum

40

Y

radium

57

La 89

Ac

aktinium

58

Ce cer

90

Th

thorium

Cr

72

73

106

dubnium

59

60

Nd

neodym

91

92 uran

U

61

93

Np

Hs

bohrium

Pm

neptunium

77 iridium 109

hassium

62

Sm

samarium 94

Pu

plutonium

78

Au

110

63

Eu 95

Am

americium

64

Gd

gadolinium 96

Cm

curium

65

Tb 97

Bk

berkelium

17

66

Dy 98

Cf

S

Cl

křemík

fosfor

síra

chlor

31

32

33

34

35

Ge 50

67

Ho 99

kalifornium einsteinium

68

Er

100

Fm

fermium

53 jod

69

Tm 101

Md

At

astat

116

moscovium

thulium

85

Po

polonium

115

Mc

I

84

Bi

flerovium

erbium

52

tellur

Te

bizmut

114

nihonium

brom

83

82

Pb

olovo

Br

selen

51

Sb

antimon

cín

Fl

Se

arzen

Sn

Nh

holmium

As

germanium

113

Es

P

hliník

81

Cn

dysprosium

Si

Tl

112

Rg

terbium

fluor

16

thallium

meitnerium darmstadtium roentgenium kopernicium

europium

kyslík

15

49

rtuť

111

Ds

vodík

14

In

Hg

zlato

F

uhlík

indium

80

79

Pt

platina

Mt

48

kadmium

9

O

13

gallium

Cd

Ag

stříbro

8

N

bor

Ga

zinek

47

Pd

palladium

Ir

108

Bh

promethium

76

Zn

měď

46

Rh

osmium

Cu

nikl

rhodium

30

7

C

Al

29

Ni

45

Ru Os

107

seaborgium

protaktinium

Pa

Re

Sg

Co

44

rhenium

28

kobalt

ruthenium

75

W

105

Pr

43

wolfram

Db

Fe

technecium

74

Ta

27

železo

Tc

molybden

tantal

praseodym

Mn

Mo

niob

26

mangan

42

Nb

Hf

25

chrom

41

Zr

89-103 104 aktinoidy Rf (viz dole) rutherfordium

88

Ra

24

V

stroncium

lanthan

26

22

2

He

helium

6

B

prvky vlevo od černé čáry jsou kovy

Mg

sodík

5

Skupina 18

117

Lv

Ts

livermorium

70

Yb

ytterbium 102

No

mendelejevium nobelium

tennesin

71

Lu

lutecium 103

Lr

lawrencium

10

Ne neon 18

Ar

argon 36

Kr

krypton 54

Xe

xenon 86

Rn

radon 118

Og

oganesson

Jaká je

HLAVNÍ myšlenka?

KDO BYL MENDĚLEJEV? Dmitrij Ivanovič Mendělejev (1834–1907) byl ruský chemik, který vynalezl periodickou tabulku prvků. Prvek mendelejevium (číslo 101) je pojmenován na jeho počest.

PERIODY A SKUPINY

Řádky periodické tabulky se nazývají periody. Sloupce se nazývají skupiny. Prvky v jedné skupině mají podobné chování. Například prvky v 18. skupině se označují jako vzácné plyny. Nemají chuť ani vůni a jsou velmi stálé. Ostatní prvky jsou mnohem reaktivnější – například cesium při styku s vodou vybuchuje!

Cu

VYZKOUŠEJ SI DOMA

Au

Se

V E M I T K E T DE RIODICKÉ

F

BUDEŠ POTŘEBOVAT: ✔ tužku a papír

✔ p ár věcí z domácnosti, třeba zubní pastu, šperk, balíček sušenek, mýdlo, lahev minerálky, lahvičku od šamponu.

E P V

E C L U B TA

Te

C

V běžném životě se příliš nezatěžujeme přemítáním o tom, z čeho jsou věci kolem nás. Avšak prvky z periodické tabulky jsou všude. Vydej se na jejich lov přímo u vás doma!

1

Rozhlédni se po periodické tabulce. Poznáváš některé názvy, například uhlík, železo, vápník a sodík?

2

Sežeň si několik věcí z domácnosti a podívej se na seznam složek na obalech, případně požádej dospělého, aby ti pomohl.

3

Najdi složky jednotlivých věcí v periodické tabulce a zapiš si je.

Ca

Mg

Cl

AL

FAKTA...

Fe

UMĚLÉ PRVKY

Vědci dokážou vytvořit umělé prvky, které se na Zemi nikde nevyskytují. Většina z nich dostala jména podle osob nebo míst, například einsteinium, nobelium, kalifornium.

27

Molekuly a sloučeniny Stejně jako superhrdinové jsou atomy a buňky ještě silnější, když se spojí! Pojďme se v roli vědců podívat, jak se atomy spojují, aby se staly molekulami a sloučeninami.

JAK TO JE?

OBÍHA JÍCÍ

STAVBA ATOMU KYSLÍKU

Y N O ELEKTR

elektron na vnější slupce

proton

Elektrony krouží kolem jádra ve slupkách. Do první slupky se vejdou jen dva elektrony, ve druhé je místo pro osm elektronů. Takže atom kyslíku, který má celkem osm elektronů, má dva z nich v první slupce a šest v druhé.

Jaká je

HLAVNÍ myšlenka?

VELKOLEPÉ MOLEKULY

Atomy se vždy snaží zaplnit svou vnější slupku elektrony. Jedním ze způsobů, jak toho mohou dosáhnout, je sdílení elektronů s jinými atomy. Kyslíku chybí ve vnější slupce dva elektrony. Když se dva atomy kyslíku spojí v molekulu, sdílejí své elektrony a oba si zaplní „díry“ v obalu.

28

neutron

FAKTA...

elektron na vnitřní slupce

KOVALENTNÍ A IONTOVÁ VAZBA Existují dva způsoby, jak se můžou atomy spojovat do molekul.

Kovalentní vazba vzniká společným sdílením elektronů.

V iontových sloučeninách si jeden z atomů přivlastní některé z vnějších elektronů svého protějšku.

O

O

kovalentní vazba mezi dvěma atomy kyslíku

Na+

Cl-

Na+

Cl-

iontovou vazbou mezi sodíkem a chlorem vzniká chlorid sodný (kuchyňská sůl)

O2

KDO BYL PAULING?

FAKTA...

JEDINEČNÁ VODA

Linus Pauling (1901–1994) byl americký chemik, který získal Nobelovu cenu z chemii v roce 1954 za svůj výzkum chemických vazeb.

Kyslík si může opatřit dva chybějící elektrony spojením se dvěma atomy vodíku, které mají po jednom elektronu. Tak vzniká molekula H 2O neboli voda. Molekula tvořená dvěma nebo více prvky se nazývá sloučenina.

VYZKOUŠEJ SI DOMA

I S B O R VY

ŽELÉ

Y L U K E L MO

vodík

1

Mnohé z nejrozšířenějších látek nejsou prvky, ale sloučeniny – látky tvořené nejméně dvěma druhy atomů pospojovanými dohromady. Ze želé bonbonů namísto atomů si můžeš postavit vlastní sloučeninu!

Tak nějak vypadá struktura vody H 2O ze želé a párátek.

vodík

kyslík

BUDEŠ POTŘEBOVAT:

✔ sáček želé bonbonů různých barev ✔ několik párátek

FAKTA...

SNĚHOVÉ VLOČKY

Sněhové vločky jsou krystaly z miliard molekul vody.

Pod mikroskopem vypadá každá jinak. To proto, že když padají k zemi, prochází každá poněkud jinými teplotními a vlhkostními podmínkami, takže každá se vyvine jinak.

2

Zkus postavit podobné modely následujících sloučenin:

AMONIAK (NH 3 – jeden atom dusíku a tři atomy vodíku) METAN (CH 4 – jeden atom uhlíku a čtyři atomy vodíku) OXID UHLIČITÝ (CO 2 – jeden atom uhlíku a dva atomy kyslíku)

29

Slovníček

ELEKTROMAGNETICKÁ SÍLA Síla, která působí uvnitř atomů a udržuje elektrony na oběžné dráze kolem jádra. Spojuje částice hmoty k sobě.

ATOMY Drobné částice, které budují všechny pevné, kapalné a plynné látky. Mají jádro, kolem kterého krouží elektrony.

ELEKTŘINA V obvyklém významu elektrický proud, většinou pohyb elektronů vodičem.

ATMOSFÉRA Vrstva plynu obklopující planetu nebo měsíc.

BAKTERIE Jednoduché jednobuněčné organismy.

BUNĚČNÁ BLÁNA Velmi tenká vrstva oddělující buňku od vnějšího prostředí.

Mají ji rostlinné i živočišné buňky.

BUNĚČNÁ STĚNA Pevná struktura chránící rostlinné buňky; živočišné buňky ji nemají.

BUŇKY Stavební bloky všech živých věcí.

CYTOPLAZMA Kapalina vyplňující vnitřek buňky. ČOČKY Zakřivené prvky z průhledného materiálu, které ohýbají světelné paprsky.

DESUBLIMACE Změna skupenství z plynného přímo na pevné (bez předchozího zkapalnění).

DMUTÍ Stoupání a klesání mořské hladiny vlivem přitažlivosti Měsíce a Slunce; příliv a odliv.

DNA (DEOXYRIBONUKLEOVÁ KYSELINA) Chemická sloučenina přítomná v chromozomech a nesoucí genetickou informaci, která funguje jako návod pro stavbu a fungování všeho živého.

DOBA LEDOVÁ Období (někdy trvající miliony roků), kdy teplota na Zemi poklesne a velké oblasti se pokry jí ledem.

DRUH (V BIOLOGII) Skupina vzájemně podobných organismů, které spolu mohou mít plodné potomstvo.

DVOUŠROUBOVICE Dvě vzájemně se obtáčející spirály; tvar DNA. 76

ELEKTRON Drobná součást atomu s malým záporným elektrickým nábojem. Elektrony krouží kolem atomových jader.

ENERGIE Schopnost hmoty konat práci. Nelze ji vytvořit ani zničit, jen přeměňovat z jedné formy na jinou.

EVOLUCE Proces, jímž se organismy proměňují, vyvíjejí v čase; výsledkem je rozvoj a rozrůznění pozemského života.

GEN Část chromozomu. Geny jsou nejmenší části genetického „návodu“ na vytvoření organismu.

GRAVITACE Síla, která přitahuje tělesa k sobě. Gravitace drží Měsíc u Země a způsobuje, že věci padají na zem.

HMOTA Všechno, co ve vesmíru existuje; všechna látka a energie.

HUSTOTA Hmotnost tělesa dělená jeho objemem, hmotnost jednotkového objemu látky.

CHEMICKÁ REAKCE Děj, v němž zanikají výchozí chemické látky a vznikají látky nové.

JÁDRO Ústřední část atomu, tvořená protony a neutrony. Též „řídicí centrum“ buňky, středová část hvězdy apod.

KAPALNĚNÍ, KONDENZACE Vznik kapalné látky z plynu téhož složení, například utváření kapiček vody z vodní páry na chladných površích nebo na částicích prachu v atmosféře.

KOMETA Těleso z prachu a ledu kroužící kolem Slunce. Poblíž Slunce se u komet vytváří plynný ohon.

KONCENTRACE Množství látky v daném objemu. Často vy jadřuje „sílu“ roztoku.

KYSELINA Látka, která ve vodném roztoku uvolňuje kladně nabité vodíkové ionty.

POLOHOVÁ (POTENCIÁLNÍ) ENERGIE Energie tělesa spjatá s výškou. Při výstupu tělesa vzhůru jeho potenciální energie roste, při sestupu klesá.

KYSLÍK Plynný prvek nepostradatelný pro život, tvořící asi pětinu zemské atmosféry.

PROTON Drobná kladně nabitá částice, součást atomových jader.

LÁTKA Hmota tvořená atomy.

LOM SVĚTLA Změna směru šíření světla na rozhraní dvou prostředí, například skla a vzduchu.

MITÓZA Dělení buňky na dvě přesně stejné dceřiné buňky.

MOLEKULA Dva nebo více atomů spojených chemickými vazbami.

Molekula může obsahovat atomy téhož prvku nebo různých prvků (chemická sloučenina).

MUTACE Náhodná změna genetického kódu, vznikající chybami v kopírování DNA v buňkách.

NÁBOJ (KLADNÝ NEBO ZÁPORNÝ) Schopnost některých částic, například elektronů a protonů, působit elektrickou silou.

NEKTAR Sladká tekutina vytvářená kvetoucími rostlinami, aby přilákala hmyz.

NEUTRON Částice atomového jádra, jež nemá ani kladný, ani záporný elektrický náboj.

ODOLNOST VŮČI ANTIBIOTIKŮM Schopnost bakterií přizpůsobit se působení antibiotik, takže se i v jejich přítomnosti mohou rozmnožovat.

OXID UHLIČITÝ Plyn tvořený molekulami z uhlíku a kyslíku.

PLANETKA Malé kamenné nebo kovové těleso menší než planeta, kroužící kolem Slunce.

PODNEBÍ Dlouhodobý vzor počasí v dané oblasti.

POHYBOVÁ (KINETICKÁ) ENERGIE Druh energie spjatý s pohybem tělesa. Rychlejší a těžší tělesa mají vyšší pohybovou energii.

PŘIROZENÝ VÝBĚR Proces, na němž stojí evoluce. Organismy s vlastnostmi, které jim pomáhají v jejich prostředí přežít, se pravděpodobněji rozmnoží a přenesou tyto vlastnosti na potomky.

PYL Prášek vytvářený semennými rostlinami a obsahující samčí pohlavní buňky, jejichž splynutím se samičími pohlavními buňkami vzniká semeno.

ROZMNOŽOVÁNÍ Tvorba potomstva.

SÍTNICE Vrstva světločivných buněk na vnitřní straně oka, která snímá světlo a posílá elektrické signály do mozku.

SLUNEČNÍ SOUSTAVA Slunce a jeho osm planet, trpasličí planety, měsíce, planetky, komety a další tělesa obíhající kolem Slunce.

SOUHVĚZDÍ Skupina hvězd vytvářející pojmenovaný obrazec, například souhvězdí Orionu.

STŘEVO (TENKÉ A TLUSTÉ) Orgán živočichů sloužící ke vstřebávání živin do organismu.

TÁNÍ, TAVENÍ Změna skupenství z pevného na kapalné, například tání ledu.

TEPNY Cévy vedoucí okysličenou krev ze srdce do těla.

TLAK VZDUCHU Síla, kterou vzdušný obal planety působí na jednotkovou plochu v daném místě.

TÓN Výška zvuku daná jeho frekvencí (rychlostí chvění zdroje).

TUHNUTÍ Změna skupenství z kapalného na pevné, například mrznutí vody.

VODÍK Bezbarvý plyn bez zápachu, nejlehčí ze všech prvků.

77

VYPAŘOVÁNÍ Změna skupenství z kapalného na plynné, například vypařování vody.

ZÁSADA V chemii látka, která do vodního roztoku uvolňuje hydroxidové ionty (tvořené kyslíkem a vodíkem). ŽÍLY Cévy vedoucí odkysličenou krev z těla zpět k srdci. ŽIVINY Chemické sloučeniny, které organismy potřebují ke své výživě, tj. buď jako zdroj energie, nebo k výstavbě svého těla. ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Vše, co působí na daný organismus.

Zamysli se Odpovědi

STRANY 22–23 ADAPTACE A EVOLUCE Přizpůsobivá zvířata Velbloud – má hrby pro ukládání tuku Žirafa – dlouhým krkem dosáhne na větvičky Chameleon – změna barvy jej ochrání před dravci Orel – má drápy a zobák k lovu kořisti Tuleň – má tlustou kůži pro zahřátí

STRANY 64–65 PLANETY Přiřaď planetám oběžnou dobu 30 687 dnů: Uran 687 dnů: Mars 365 dnů: Země 60 190 dnů: Neptun 88 dnů: Merkur 225 dnů: Venuše 4 333 dnů: Jupiter 10 756 dnů: Saturn

Rejstřík

Položky vysazené tučně odkazují na experimenty a projekty.

A

adaptace 23 Al-Džáhiz 13 amplituda viz výchylka amyláza 70 Anningová, Mary 53 antibiotika 23, 72 archebakterie 16 Arrhenius, Svante 61 asteroidy viz planetky astronomové 63, 68, 69 atmosféra 60, 66 atomy 24–25, 26, 28, 29, 30, 32, 34, 36, 40, 50, 66

B

bakterie 10, 18, 23, 72, 73, 74, 75 barvy 44 barvy hvězd 69 baterie 40 báze (DNA) 20, 71 Berthollet, Claude Louis 35 Bethe, Hans 66 biochemie 70

78

biomedicína 72–73 biotechnologie – dobro, nebo zlo? 75 biotechnologie 74–75 blesk 41 bod varu 37 Bohr, Niels 24 buňky 16, 18–19 buňky v akci 19

C

Celsiova stupnice 50 Celsius, Anders 50 CT skenery 73 cukr 8, 17, 70 cukrovka, diabetes 74 cytoplazma 18

Č

čočky 15 čpavek 29

D

Darwin, Charles 22, 23 déšť 58, 59 déšť ve sklenici 59

detektivem v periodické tabulce 27 diabetes viz cukrovka dinosauři 53 DNA 20, 21, 71, 74, 75 doby ledové 60 dráhy planet viz oběžné dráhy dravci a kořist 13, 22 druhy (biologie) 9, 10, 11 duha 44, 45 dvoušroubovice 20, 21, 71 dýchání 11, 17

E

elektrická energie 48 elektrický náboj 24, 32, 40, 41 elektrický obvod 40 elektromagnetická síla 25, 42–43 elektrony 24, 28, 29, 32, 40, 41, 43 elektřina 40–41, 42 emise skleníkových plynů 13 energie 8, 12, 17, 36, 42, 48–49, 50, 60, 66 energie vlnění 48 enzymy 70 etanol, líh 75

eubakterie 10 evoluce, vývoj života 22–23 experiment se světlem a listy 9

F

Fahrenheit, Daniel 50 Fahrenheitova stupnice 50 fáze Měsíce 62 Fleming, Alexander 72 fosilie, zkameněliny 23, 53 fosilní paliva 48, 60 fotosyntéza 8, 18 Franklinová, Rosalind 21 frekvence 46, 47 fúze viz jaderné slučování

G

galapážské pěnkavy 23 Galileo Galilei 39, 63 geneticky upravené potraviny 74 geny 20–21, 22 geologové 52, 53 globální oteplování 60 gravitace 38–39, 57, 65

H

Haldane, J. B. S. 75 helium 66, 68 Henry, William 30 hluchý příliv 57 hmota 36, 38 hmotnost 38, 39 Hooke, Robert 18 hormony 70 horniny 52–53, 54, 56 houby 10 hudební nástroje 47 hustota 45, 51 hvězdná velikost, magnituda 69 hvězdy 68–69 hydroxidy 32

CH

chemické reakce 34–35, 55, 70 chemické vazby 28, 29, 34 chlorofyl 8 chromozomy 20 chvění viz vibrace

I

inzulin 70, 74 iontová vazba 28 ionty 32 izolátor 41

J

jaderné slučování 66 jádro 18, 24, 26, 28, 40 Jaenisch, Rudolf 74 jak oddělit sůl od písku 31 jak udržet krok 17 joule 49, 50 Joule, James 49

K

kapaliny 36 kapalnění, kondenzace 36, 58 katalýza 70 Kepler, Johannes 65 klonování 75 kmen (organismy) 10, 11 kmenové buňky 75 komety 63 kompas 43 koncentrace 19 kondenzace viz kapalnění kontinentální drift 55 kostra (člověka) 14 kovalentní vazba 28 krátery 63 krev 16, 70 krevní oběh 16–17 kuličkové děti 21 kyselina chlorovodíková 32 kyselina octová 35 kyseliny 14, 32, 33, 35, 55 kyslík 8, 16, 17, 26, 28, 29, 32, 34

L

Lacksová, Henrietta 19 Leakeyová, Mary 23 led 37, 58 ledový výtah 37 lidské tělo 14–15, 70–71 líh viz etanol Linné, Carl 9 Loganová, Myra Adele 17 lom světla 45 Lyell, Charles 53

M

magma 52, 54 magnetické pole 42, 43 magnetické póly 42, 43 magnety 31, 42–43 magnituda viz hvězdná velikost Marianský příkop 56 Mars 64 Maxwell, James Clerk 42

medicína 72–73 Mendělejev, Dmitrij 27 Měsíc 38, 39, 57, 62–63 měsíční deník 62 metan 29 mitóza 19 model atomu v měřítku 25 molekuly 28, 29, 30, 37, 46, 50, 51, 70 mořská voda 56 mořské dmutí 57 MRI skenery 73 mrznutí 36, 37 mutace 22

N

nahé vejce 35 nakloněná rovina 49 nanotechnologie 73 nektar 8 neobnovitelná energie 48 neutrony 24 Newton, Isaac 38 nukleotidy 71

O

oběžné dráhy 24, 64, 65, 67 oblačnost 58, 59 obnovitelné energie 48 oceány 56–57, 58 ocet 35, 53, 55 oči (člověka) 15 oddělení vody od písku 31 odolnost vůči antibiotikům 23, 72 ohýbání vody 41 ochlazování 50, 58 organizmy 10 osmóza 19 oxid uhličitý 6, 17, 29, 35, 53, 60, 61 oxid železitý 34

P

padající tělesa 39 paleontologové 23, 53 Pangea 55 Pauling, Linus 29 Payneová, Cecilia 68 penicilín 72 periodická tabulka prvků 26, 27 petrichor 59 pevné látky 36 pH stupnice 32, 33 planetky, asteroidy 63 planety 38, 64–65 plíce 16, 17

79

plyny 36 počasí 60–61 podnebí 60 pohraj si s bakteriemi 73 pohybová energie 49 polohová energie 49 postav si přílivový bazén 57 postav si sluneční hodiny 67 postav si svou větrnou korouhvičku 61 potravní řetězce a sítě 12–13 potřeba potravin 13 proč planety obíhají kolem Slunce? 65 producenti a konzumenti 13 protony 24, 26 prvky 26–27 prvoci 10 přehrady 59 přeměněné horniny 52 přeměny energie 48, 49 příliv a odliv viz mořské dmutí přílivové bazény 57 přirozený výběr 22 pulz 17 pyl 8

R

recyklace 31 rez 34 rezistence viz odolnost vůči antibiotikům rostliny 8–9, 10, 12, 13, 18, 53 rostliny, části 8 rozmnožování 11, 23 rozpouštědla 30 rozpouštěné látky 30 rozpouštění 30 rozpoznávání souhvězdí 69 roztoky 30

Ř

říše (biologie) 10

S

savci 10, 11 síla větru 48 skleníkové plyny 13 skočný příliv 57 skupenství 36–37 slinivka břišní 70

80

sliny 70 sloučeniny 28, 29 sluch 46 Slunce 57, 64, 65, 66–67 sluneční soustava 64, 66 sluneční světlo 8, 9, 12, 44, 45 směsi 30–31 sněhové vločky 29, 58 Sohonieová, Kamala 70 solární energie 48 sopky 54, 55 Sørensen, S. P. L. 32 souhvězdí 69 srážky 58 staň se geologem 52 strunatci 10, 11 střeva 14 sublimace 36 sůl (kuchyňská) 30, 31, 37, 56 supernova 69 světelný rok 68 světlo 15, 44–45, 48

T

tavenina 36, 37 tektonické desky 54 tepelný tok v akci 51 teplo 48, 50–51 teploměr 50 teplota 30, 50, 51, 60, 66 tepny viz žíly a tepny Tesla, Nikola 41 tlak vzduchu 37, 61 tón 46, 47 trávení 14, 70 tvé úžasné oči 15 tvůj vlastní potravní řetězec 13

U

udělej si duhu 45 udělej si vlastní kompas 43 udělej si vlastní krátery 63 udělej si vlastní sopku 55 uhličitan vápenatý 35, 53 ukládání 36 usazené horniny 52, 53 uši 46

V

Van der Waals, Johannes 37 větrná korouhev 61 vibrace, chvění 46, 47 vidění 15 vítr 61 vlny 57 voda 19, 29, 37, 41, 45, 51, 56, 57, 58–59, 64 vodiče 41 vodík 25, 26, 29, 32, 66, 68 vodní pára 58 Volta, Alessandro 40 volty 40 výchylka, amplituda 46 vylučování 11 vymírání 11 vypařování 36, 58 vyrob si sloní zubní pastu 34 vyrob si svůj pH indikátor 33 vyrob si želé molekuly 29 vývoj života viz evoluce vyvřelé horniny 52 vzácné plyny 27

Z

zahraj si na vlastní hudební nástroj 47 zásady 32, 33, 55 Země 38, 42, 43, 53, 64, 67 zemětřesení 54 získej DNA z banánu 71 zkameněliny viz fosilie zlomená tužka 44 zlomy 54 změna klimatu 60 zvuk 46–47 zvukové vlny 46

Ž

žaludek 14, 32 železo 42, 43 žíly a tepny 16, 17 živí tvorové, charakteristika 11 živiny 8, 12, 14 živočichové 10–11, 13, 18, 22, 23, 53, 57 žlázy 70