frank G RÖ N
Naturkunskap 2 GUNNAR BJÖRNDAHL
JOHAN CASTENFORS
BIRGITTA LANDGREN
ISBN 978-91-47-10927-2 © 2013 Gunnar Björndahl, Johan Castenfors, Birgitta Landgren och Liber AB Redaktör: Cecilia Söderpalm-Berndes Sakgranskning av kapitel 3-5: Anna Johansson Formgivare: Lotta Rennéus & Birgitta Ståhlberg Bildredaktör: Mikael Myrnerts Illustratör: Cicci Lorentzson, Per Werner Schulze Omslagsfotografi: Norrsken vid Pontoon Lake, North West Territories, Kanada. Robert Berdan/Flickr/Getty Images Första upplagan 1 Repro: Exakta Tryck: Kina 2013
Kopieringsförbud! Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och elevers rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-avtal, är förbjuden. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare, t.ex. kommuner och universitet. Intrång i upphovsmannens rättigheter enligt upphovsrättslagen kan medföra straff (böter eller fängelse), skadestånd och beslag/förstöring av olovligt framställt material. Såväl analog som digital kopiering regleras i BONUS-avtalet. Läs mer på www.bonuspresskopia.se. Liber AB, 113 98 Stockholm tfn 08-690 90 00 www.liber.se kundservice tfn 08-690 93 30, fax 08-690 93 01, e-post: kundservice.liber@liber.se
Välkommen till Frank Grön – så här har vi tänkt! Frank Grön Naturkunskap 2 följer den nya ämnesplanen för Gymnasieskolan 2011. Det berättande språket och det fina bildmaterialet gör att boken är lättillgänglig för alla. Inte mindre än 30 boksidor ägnas åt Perspektiv, som fördjupar eller breddar de olika områdena. De gör det möjligt att arbeta varierat och individanpassat i kursen Naturkunskap 2. Om du blir inspirerad så läser du Perspektiven. Då blir det ofta lättare att förstå det som bastexten handlar om! Frank Grön är indelad i fyra block efter huvudområdena i ämnesplanen. Blocken är i sin tur indelade i kapitel. Dessa börjar med en inledning och avslutas med en sammanfattning. Frågor på kapitlen finns efter varje block. I slutet av boken finns ordförklaringar, som kan underlätta när du arbetar med frågor eller gör självständiga arbeten. Många situationer i livet innebär att du behöva lösa problem, värdera påståenden och bilda dig en egen uppfattning i olika frågor. Då är det bra att ”ta till” det naturvetenskapliga arbetssättet, som du blev invigd i, i Frank Gul Naturkunskap 1b. I den här bokens första block får du fördjupa dig i metoder för att lösa problem och pröva hypoteser. Vi vet från arkeologiska fynd och historiska skrifter att universum alltid har fascinerat oss människor – och det gör det än idag. Forskningen har gett modeller som förklarar hur universum blev till och då också hur materia kunde bildas. Materia har olika egenskaper beroende på vilka olika grundämnen och kemiska föreningar den består av. Alla olika ämnens egenskaper beror i sin tur på de enskilda atomernas egenskaper. Vi människor har under årtusenden utnyttjat materian till våra egna syften. Ju mer vi vet, desto bättre kan vi utnyttja t.ex. olika metaller och andra grundämnen. Allt det här tar vi upp i bokens andra block. Inte bara universums uppkomst och utveckling intresserar oss, det gör även den biologiska mångfalden, där vi nu inser att allt levande med all sin variation ändå har ett gemensamt ursprung. Hur evolution går till och vad vi har för bevis för att det verkligen har skett en utveckling tar vi upp i bokens tredje block. Särskilt fokus lägger vi på människans utveckling. Med utgångspunkt i evolutionen går vi sedan över till människokroppen – i bokens sista block. Bland ryggradsdjur har organen oftast en gemensam grundplan, men evolutionen har också gjort att utseende och funktion har anpassats efter levnadsättet. Varje organsystem har fått ett eget kapitel, där funktionerna beskrivs. I slutet finns en kort översikt över sjukdomar som kan drabba organsystemet. Den delen kan betraktas som bredvidläsning. Med detta önskar vi dig god läsning och lycka till med naturkunskapen! Författarna, våren 2013
INNEHÅLL
INNEHÅLL
Block 1
Det naturvetenskapliga arbetssättet 2
Kapitel 1:
Naturvetenskap i allmänhet 4 Naturvetenskapliga arbetsmetoder 6 Forskares motivation och arbetssätt 10 Naturvetenskapligt förhållningssätt 11 Naturvetenskap och kritiskt tänkande 11 Perspektiv på vetenskap: Fallstudie av ett svenskt landskap 14 Naturvetenskapen och kultur 18
Frågor block 1 25
Block 2
Universums utveckling och materia 26
Kapitel 2:
Vi blickar ut mot rymden 28 En historisk tillbakablick 28 Galaxer – stjärnhopar 31 Universums expansion 33 Big Bang – den stora expansionen 34 Perspektiv på vetenskap: Universums fortsatta öde 37
Kapitel 3:
Kemi – om materians egenskaper 39 Materians beståndsdelar 39 Materia byggs upp av olika slags atomer 41 Materian systematiseras – i det periodiska systemet 42 Perspektiv på vetenskap: Datering med hjälp av radioaktivt kol-14 44
Kapitel 4:
Materian kan omvandlas – kemiska reaktioner 47 Reaktiviteten beror på valenselektronerna 48 Materian håller ihop – kemisk bindning 49 Perspektiv på vetenskap: Skadliga ämnen och hur man skyddar sig 53 I kemiska reaktioner sker energiomvandlingar 54 Materian förbrukas inte i kemiska reaktioner 55 Kemiska reaktioner beskrivs med symbolspråk 56 Perspektiv på vetenskap: Oxidation och reduktion – reaktioner då elektroner förflyttas 57 Materia i blandningar och lösningar 58
INNEHÅLL
Kapitel 5:
Fokus på några viktiga ämnen och deras kemi 60 Lösningsmedlet vatten 60 Syror och baser – vätejonen i lösning 62 Perspektiv på vetenskap: Livsviktiga syra-bassystem 64 Några viktiga icke-metaller 66 Byggklossen kol – en livsviktig icke-metall 66 Perspektiv på vetenskap: Naturgas och olja – energi lagrad i kolföreningar 70 Perspektiv på vetenskap: Syntetiska material – polymerer 75 Perspektiv på vetenskap: Fibrer är naturliga polymerer 80 Kisel – en mycket vanlig icke-metall 86 Kväve – nödvändig för livsmedelsförsörjningen 88 Metallerna – bundna i jordskorpan 89 Några olika metaller och deras användningsområden 92
Frågor block 2 98
Block 3
Livets utveckling 102
Kapitel 6:
Tecken på evolution 104 Fossil 105 Likheter mellan organismer 106
Kapitel 7:
Livets historia 109 Förutsättningar för liv 109 Livets fortsatta historia 110 Perspektiv på vetenskap: Plattektonik och kontinentaldrift 112 Jordens urtid 114 Jordens forntid 115 Jordens medeltid 118 Jordens nutid 119
Kapitel 8:
Evolutionens mekanismer 121 Perspektiv på vetenskap: En bärande evolutionsteori växer fram 122 Anpassning till miljön – variation och urval 124 Perspektiv på vetenskap: Snabb evolution genom antibiotikaanvändning 126 Artbildning 127 Perspektiv på vetenskap: Ö-principen 128 Människans evolution 129
Frågor Block 3 138
INNEHÅLL
Block 4
Människans organsystem och fysiologi 140
Kapitel 9:
Inledning om kroppens organ 142 Energibehovet 142 Olika vävnader bygger upp organ och organsystem 144
Kapitel 10: Matspjälkning och näringsupptag 147 Djurens mag-tarmkanal 147 Människans matspjälkning – steg för steg 148 Perspektiv på vetenskap: Människan och de snälla tarmbakterierna 153 Några sjukdomar som har med föda och matspjälkning att göra 154 Kapitel 11: Gasutbyte – andning 156 Organ för gasutbyte 157 Människans andningsorgan 158 Perspektiv på vetenskap: Andningen anpassas till miljön 159 Några sjukdomar i andningssystemet 160 Kapitel 12: Cirkulation och transport 161 Öppet eller slutet blodkärlssystem 161 Enkelt eller dubbelt blodomlopp 162 Människans cirkulationssystem 163 Perspektiv på vetenskap: Två av våra blodgruppssystem 169 Lymfkärlssystemet 170 Några sjukdomar i cirkulationssystemet 171 Kapitel 13: Exkretion – utsöndring 174 Den inre balansen 174 Olika utsöndringssystem 176 Människans utsöndringssystem – njurarna 176 Några sjukdomar i njurar och urinvägar 178 Kapitel 14: Kroppens försvar 180 Olika typer av försvar 180 Människans försvar 181 Perspektiv på vetenskap: Immunitet 186 Ibland aktiveras försvaret felaktigt 187 Några olika infektionssjukdomar 188 Perspektiv på vetenskap: Hiv och aids 190
INNEHÅLL
Kapitel 15: Rörelseapparaten 192 Människans rörelseapparat 192 Skador i skelett, leder och muskler 197 Kapitel 16: Nervsystemet 199 Nervsystem hos några djurgrupper 200 Människans nervsystem 201 Sensoriska och motoriska nerver 201 Nervcellen 203 Nervsignalen 204 Synapsen – nervceller kommunicerar 204 Centrala nervsystemet, CNS 205 Hjärnans uppbyggnad 206 Perspektiv på vetenskap: Glimtar ur hjärnforskningens historia 209 Minnet 210 Sinnen 212 Perspektiv på vetenskap: Ljus och ljusbrytning – optik 216 Några sjukdomar i nervsystemet och sinnesorganen 223 Kapitel 17: Hormonsystemet 226 Hormoner 227 Perspektiv på vetenskap: Ett exempel på hormonell styrning – blodets halt av glukos 229 Olika typer av hormoner 230 De endokrina körtlarna 230 Fortplantingen och individens utveckling styrs av hormoner 232 Perspektiv på tillvaron: Hormoner och signalämnen styr kärlekens biologi 235 Några sjukdomar kopplade till hormonsystemet 236 Kapitel 18: Medicinska undersökningsmetoder 239 Medicinsk metodik 239 Läkarens arbete och diagnos 244 Medicinsk etik 248 Frågor block 4 250 Ordlista 254 Register 266 Bildlista 274
MATERIA
BLOCK 1
Det naturvetenskapliga arbetss채ttet
2
MATERIA
I
Frank Naturkunskap 1b läste du om hur naturvetenskapligt
arbete går till. Här bygger vi vidare på detta och tar också upp hur vi utnyttjar naturvetenskaperna för att bygga det samhälle vi lever i. ”Naturvetenskap” är den generella benämningen. När vi pratar om det i pluralform, ”naturvetenskaperna”, avser vi olika områden, som biologi, geologi, fysik och kemi. Med naturvetenskap menar man både vår samlade kännedom om naturen och hur den fungerar, och sättet att arbeta för att fördjupa och bredda våra kunskaper. De kunskaper vi har fått och fortfarande skaffar oss inom naturvetenskapens olika delar utnyttjar vi både till att förbättra vårt dagliga liv, genom olika tekniska tillämpningar, och till att få en bättre förståelse för vårt eget liv och omvärlden. De senaste 50–60 åren har det stått ännu mer klart än tidigare att alla tekniska nyheter inte nödvändigtvis innebär förbättringar för mänskligheten och naturen. Exempelvis så har industrialiseringen visserligen gett oss ett bekvämare liv, men samtidigt har ekosystemen förorenats. Om vi både ska kunna ha en hög levnadsstandard och uppnå ett hållbart samhälle är det viktigt att fatta rätt beslut, t.ex. vilka tekniska lösningar som ska prioriteras. Men för det krävs naturvetenskaplig kunskap! Med andra ord: Naturvetenskap är en förutsättning för att skapa ett modernt samhälle, men samtidigt krävs klokt beslutsfattande, och den förmågan kräver kunskap i de olika naturvetenskaperna.
Meteorologer i Kansas förbereder uppsläpp av en väderballong för stormforskning. Vindarna har nått stormstyrka och stormen väntas övergå i en tornado. Väderballongen för med sig mätutrustning som ska registrera temperatur, tryck, vindstyrka och elektriskt fält i stormens öga.
NATURVETENSKAP
1. Naturvetenskap i allmänhet Det naturvetenskapliga arbetssättet innebär, att man undersöker saker och ting 1 Systematiskt betyder i första hand att man upprepar eller sorterar saker enligt ett förutbestämt system, men även att man jobbar metodiskt och planerat.
systematiskt1, för att ta reda på hur något är uppbyggt och/eller fungerar. Oftast innebär arbetet att man formulerar hypoteser, som kan testas, antingen med experiment eller med kontrollerade observationer. Slutsatserna från hypotesprövningar leder sedan till att det blir möjligt att formulera teorier. Två viktiga naturvetenskapliga teorier är vår nuvarande syn på universum, samt teorin om hur levande organismer utvecklas och har utvecklats – evolutionsteorin. De här teorierna kan främst användas för att förstå vår omvärld. Mer praktisk nytta har man exempelvis av teorier om hur människokroppen fungerar och hur sjukdomar uppstår och kan behandlas.
Ibland används begreppet modell i stället för teori. Då är det så att den
nuvarande beskrivningen inte är den slutliga, men den bästa sammanfattningen av fenomenet just nu. Ett exempel är uppfattningen om hur atomerna är byggda. Atomteorin, dvs. att grundämnena är uppbyggda av atomer, har funnits i cirka 200 år, men uppfattningen om hur atomerna i sin tur är uppbyggda kan ses som en serie av mer och mer avancerade modeller. Det innebär inte att vi någonsin kommer att veta allt om atomerna – det kommer förmodligen alltid att gå att få fram ännu mer avancerade modeller.
Evolutionsteorin är en etablerad vetenskaplig teori som håller väl för prövning. Bilden visar elefantens evolution under ca 40 miljoner år. Åtta olika arter har utvecklats ur den ursprungliga Palaeomastodon (längst till vänster). 38
4
24
15
2
0,01 miljoner år sedan
NATURVETENSKAP
Ibland inträffar paradigmskiften
Det fungerar inte alltid så att det hela tiden byggs på med ny naturvetenskaplig kunskap. Ibland leder nya forskningsresultat till att man istället helt måste byta tänkesätt, det som brukar kallas paradigm1. En del av de gamla forskningsresultaten kan då plötsligt bli ogiltiga. Man säger att det har skett ett paradigmskifte.
1 Paradigm är grekiska och betyder mönster.
Pseudovetenskapen utnyttjar vetenskapen
Naturvetenskap har allmänt sett ett stort anseende i samhället. Forskare inom naturvetenskap använder dessutom ett ganska speciellt språk, som kan vara svårt för utomstående att förstå. Anseendet och det komplicerade språket gör det möjligt för oseriösa personer att ägna sig åt pseudovetenskap, dvs. att försöka lura andra att tro att någonting är vetenskapligt belagt, när det inte är det. Avsikten är ofta att tjäna pengar på människors godtrogenhet. Exempel på pseudovetenskap finner vi bl.a. i form av de bantningstips som överöser oss, som ”Tappa 10 kilo på en månad med preparatet XXX.” Här handlar det om att ta bra betalt för overksamma, eller i värsta fall hälsoskadliga, piller. I sådana sammanhang är det viktigt att seriösa vetenskapsmän/kvinnor presenterar forskningsresultat som motbevisar pseudovetenskapen. Då måste resultaten presenteras på ett lättbegripligt sätt, annars kan ju inte allmänheten ta till sig informationen.
Den här stamcellsforskaren använder ett speciellt ”språk” för att kommunicera jobb med sina kollegor, men för att få fram sitt budskap till allmänheten måste hon uttrycka sig mer lättbegripligt. Det är viktigt bl.a. för att bemöta pseudovetenskap.
5
MATERIA
BLOCK 2
Universums utveckling och materia
Den här väderballongen är speciellt stabil tack vare ett högt inre tryck, som gör den sfärisk, och fyra hundra koniska utbuktningar. Ballongen fraktar instrument som mäter temperatur, vindstyrka och fuktighet på olika höjd över jordens yta. Informationen skickas till mottagare på marken.
26
MATERIA
D
et här blocket handlar om materian, både hur den uppstått,
vilka former den antar och hur den reagerar. I blockets första kapitel får du fördjupa dig i universum, dess olika himlakroppar och vad som sker där ute. Du får också en inblick i universums historia, som är både skrämmande och fascinerande. Vad fanns innan? Den frågan får vi kanske aldrig svar på. Dagens teori beskriver universum från händelsen Big Bang, som inträffade för knappt 14 miljarder år sedan. Då var universum extremt tätt och varmt, och koncentrerat i en punkt. Det var så varmt att de enda elementarpartiklar1 som fanns var kvarkar och leptoner. Redan efter en tiotusendels sekund hade temperaturen sjunkit så mycket att dessa partiklar kunde slås ihop till protoner och neutroner. Efter ungefär en sekund, när temperaturen sjunkit ytterligare, kunde protoner och neutroner slås ihop till atomkärnor. Sedan tog det ca 350 000 år innan temperaturen i universum var nere i 3 000 ºC, och då rörde sig elektronerna så långsamt att de kunde fångas in av atomkärnor. Ett gemensamt namn för elementarpartiklar, var för sig och sammanslagna, är materia. Vi använder inte det begreppet så ofta i vardagsspråket, och därför kan en definition vara på sin plats. Enkelt uttryckt så är materia allting omkring oss som har form och massa, dvs. allt vi ser men även sånt som kräver speciell utrustning för att upptäckas, som mikroskop och analysvåg. Materian är uppbyggd av olika slags atomer, med kärnor av varierande storlek. De olika atomslagen skiljer sig i flera avseenden, bl.a. hur gärna de reagerar och bildar kemiska föreningar. Det här tar vi upp i kapitel 3–5, där vi också beskriver vad vi använder olika ämnen till i vardagen. Du kanske frågar dig vad som inte är materia. Energi är inte materia, för den har varken form eller massa. Men energi kan övergå i materia, vilket Albert Einstein visade med sin berömda formel E = mc2, där E = energi, m = massa och c = ljushastigheten.
27
1 Elementarpartiklar är materians minsta beståndsdelar.
MATERIA
Fast, flytande eller gas – bindningarna avgör
sv
ärm Ga s sk yls
kokpunkt/ kondensationspunkt
smältpunkt/stelningspunkt
temperatur
Ga
1 Traditionellt har man använt begreppet ”bindning” för alla sätt varpå atomer, joner och molekyler ”håller ihop”, både inom sig och mellan varandra, men egentligen är det mer korrekt för några av bindningstyperna att använda begreppet ”kraft”. För att inte krångla till det håller vi oss dock här till den gamla definitionen.
Ämnen kan växla mellan aggregationstillstånden: De smälter vid övergång från fast till flytande och kokar när de går från flytande till gasform. Alla ämnen, grundämnen såväl som kemiska föreningar, har bestämd smältpunkt respektive kokpunkt. Vilket aggregationstillstånd ett ämne befinner sig i vid en viss temperatur har att göra med hur starka bindningarna1 är mellan atomer, joner och molekyler. Ju starkare bindningar, desto högre temperatur krävs för att ämnet ska övergå från fast till flytande, och ännu högre för att övergå från flytande till gasform. Tydligen är bindningarna mellan metallatomer starka eftersom så gott som alla metaller är fasta vid rumstemperatur. De är dessutom i allmänhet mycket hårda. För att få koppar att smälta måste temperaturen öka till 1084 ºC. För att koppar ska koka, och då övergå i gasform, krävs en temperatur på 2567 ºC! Det kan jämföras med den fasta icke-metallen svavel som smälter vid 115 ºC och kokar vi 445 ºC. Det som sker är att energin som tillförs i form av värme får atomerna, jonerna eller molekylerna att röra sig snabbare och snabbare, så att de blir bara löst bundna till varandra – i flytande form – eller så gott som fristående från varandra – i gasform. Teckningen nedan visar schematiskt hur ett ämne i kristallform beter sig med ökad temperatur (alltså ökat tillskott av energi), och även när temperaturen sänks. Då minskar ju istället energin.
Vätska kokar
Fast ämne smälter
ms s är yl v a ak sk k t s t Vä Vä
Gas kondenserar
Smält ämne stelnar
Fast ämne värms
tid När ett fast ämne värms övergår det vid en speciell temperatur till flytande form – vid smältpunkten. När det flytande ämnet värms ytterligare övergår det vid en speciell temperatur i gasform – vid kokpunkten. Om man går åt motsatt håll, dvs. kyler ner gasen, övergår gasen till flytande form vid kondensationspunkten, som är vid samma temperatur som kokpunkten. Vid fortsatt nedkylning övergår det flytande ämnet så småningom till fast form igen. Det sker vid stelningspunkten som är vid samma temperatur som smältpunkten. För vatten är smältpunkt och stelningspunkt vid 0 °C och kokpunkt respektive kondensationspunkt vid 100 °C.
52
MATERIA
PER
PERSPEKTIV PÅ VETENSKAP
Skadliga ämnen och hur man skyddar sig Bland grundämnen och kemiska föreningar finns många som är skadliga på olika vis. Därför är det viktigt att handskas med dem på rätt sätt. Det gäller på forskningslabbet, på labbet i skolan och till och med hemma. Vet du, till exempel, att maskindiskmedel är så frätande att det vid stänk kan ge ögonskador? På labbet varken äter eller dricker man, dessutom ska man alltid ha labbrock, ögonskydd och handskar. Dessa ska inte av tas av förrän alla kemikalier och all labbutrustning är undanplockade. Kemikalierna är märkta med farosymboler – se bilderna nedan – och det är viktigt att känna till vad dessa står för. Det ska också finnas ett säkerhetsblad för varje kemikalie. Läs det! Kemikalierna är förstås skadliga i olika grad – många får inte ens användas på skolor. Det är lärarens och, ytterst, rektors ansvar att se till att alla regler för kemikaliehantering följs. Du har ändå ett personligt ansvar att följa säkerhetsbestämmelserna! De nya farosymbolerna:
explosivt
oxiderande
brandfarligt
skadligt
giftigt
gasbehållare
hälsofarligt
frätande
miljöfarligt
Några av de ämnen som skrivits om här har följande farosymboler: ÄMNE, SYMBOL
FAROSYMBOL
SIDA I BOKEN
klorgas, Cl2
6, 9
48
natrium, Na
3, 5
48
saltsyra, HCl (aq)
5, 7
62
svaveldioxid, SO2
4, 5, 6
64
vätgas, H2
3, 4
54
botulinumtoxin
6
73, 83
Kvicksilver är den enda metall som är flytande vid rumstemperatur. Om man råkar spilla ut kvicksilver ”rullar” det ihop sig till små ”kulor” som sprider sig över ytan – sådana syns här ovan. Kvicksilver är en mycket giftig metall som ska fasas ut ur samhället, vilket betyder att i all nuvarande användning strävar man efter att hitta ett ersättningsämne. Tidigare ingick kvicksilver i tandlagningar, ”amalgam”, men det har ersatts med plastmaterial. Kvicksilver märks med farosymbolen ”giftig” – en döskalle.
53
MATERIA
FRÅGOR BLOCK 2 Frågorna är indelade i tre nivåer: enkla faktakunskaper där svaret är givet i kapiteltexten, lite svårare där man måste tänka till (markerade med *) och mer utredande frågor där svaret inte självklart finns i boken och som oftast kräver att man drar egna slutsatser (markerade med **). Frågor märkta med Perspektiv hör förstås till kapitlens breddnings/fördjupningssidor.
Kapitel 2: Vi blickar ut mot rymden
*18. Hur blir slutet när en stjärna dör? (2–3 möjligheter)
1. Vad menar man med en geocentrisk bild av hur rymden (världsalltet) är uppbyggd?
**19. Hur bildas grundämnen tyngre än järn? Vad måste alltså ha skett innan jordklotet bildades?
2. Vem införde i stället den världsbild som i stora delar fortfarande anses stämma, och vad kallas den världsbilden?
*20. Perspektiv: Varför är det svårt att veta vad som kommer att hände med Universum i framtiden? Vad tror sig forskare i vilket fall veta?
*3. Varför ville inte Tycho Brahe helt acceptera världsbilden enligt Fråga 2? 4. När började man spekulera om planeter kretsande kring andra stjärnor än solen, och när lyckades man visa att det finns planeter kring många stjärnor? *5. Vad kallas på svenska galaxen vi befinner oss i? Hur har man kunnat upptäcka en mängd andra galaxer? *6. Hur kan man ta reda på vilka grundämnen som finns i en stjärna? *7. Vilken är den lättaste förklaringen till att en stjärna för oss ser ut att variera i ljusstyrka? **8. Vilka variabla stjärnor är mest intressanta för utforskningen av Universum som helhet? Varför? **9. Vad märker man när man undersöker spektra från avlägsna galaxer, jämfört med ett spektrum från solen? **10. Hur kan man förklara det man ser enligt fråga 9? *11. Utöver galaxernas spektra finns dels teoretiska framsteg som stöder idén om Big Bang, dels ytterligare observationer. Nämn ett teoretiskt framsteg och en viktig observation. *12. Varför var det viktigt att materian efter Big Bang så småningom samlades i ”klumpar”? 13. Hur får en stjärna sin energi under det ”normala” livet? *14. Hur kan en stjärna födas? 15. Vilket är sambandet mellan en stjärnas storlek, temperatur, färg och livslängd? **16. Varför kan man utvinna energi genom att slå ihop lätta atomkärnor? *17. Vilket vanligt grundämne är slutstadiet för energiutvinning genom att slå ihop atomkärnor, och varför?
98
MATERIA
Kapitel 3: Kemi – om materians egenskaper
1. Vilka tre typer av elementarpartiklar bygger upp all normal materia, dvs. de föremål vi har omkring oss?
2. Motivera varför följande händelser är eller inte är kemiska reaktioner: Is smälter, uppskurna äpplen blir bruna, vatten kokar, ved brinner, vi löser upp salt i vatten, järn rostar, degen jäser.
*3. Hur lyckades Rutherford visa att atomkärnan tar upp en väldigt liten volym jämfört med elektronmolnet?
4. Vad är gemensamt för alla atomer av ett bestämt grundämne?
*5. Förklara vad man menar med att elektronerna bildar ett elektronmoln, som är uppdelat i olika elektronskal.
6. Hur betecknar man (en atom) av ett bestämt grundämne, i kemiska föreningar resp. i reaktioner?
*7. Vad kan man säga om orsaken till att ett grundämne har fått en viss symbol? *8. Hur brukar man göra en sammanfattande tabell av alla grundämnen, där man dessutom kan dra slutsatser om deras egenskaper?
9. Vad menas med atomnummer resp. atommassa?
10. Hur kommer det sig att det finns olika isotoper av samma grundämne?
metalliskt natrium och klorgas i naturen? *21. Vanligt salt är svårt att smälta hemma i köket – det krävs ca 800 oC. Vad är det som gör att saltkristallerna håller ihop så bra?
*11. Vilken nytta kan man ha av radioaktiva isotoper av annars stabila grundämnen?
22. Vad kallas jonerna, och vilken laddning har de, motsvarande grundämnena fluor, natrium, magnesium, klor, kalium, kalcium, brom resp. jod?
*12. Vad menas med halveringstid för en radioaktiv atomkärna?
*23. Om vi tittar i periodiska systemet, vilken typ av kemisk bindning blir det i föreningar:
13. Var i periodiska systemet finns metallerna resp. a) mellan grundämnen till vänster och till höger i icke-metallerna? Finns det några mellanting, och i så periodiska systemet? fall var? b) mellan grundämnen ungefär mitt i? 14. Vad kallar man med ett fint ord tillstånden fast, c) mellan grundämnen mitt i och till höger? flytande resp. gas? 24. Nämn några viktiga enkla molekylföreningar i 15. Vilka två grundämnen är flytande vid rumstemperatur? luften och i övrigt i vår miljö. 16. I luften finns flera olika gasformiga grundämnen. 25. Vad är det som håller ihop atomerna i en molekyl? Vilket grundämne finns det mest av? *26. Vad håller ihop atomerna i en metall, och hur förkla *17. Varför är det så tydligt att alkalimetallerna, halogerar det att t.ex. silver, koppar och aluminium leder nerna respektive ädelgaserna har så speciella och elektricitet så bra? (var för sig) likartade egenskaper? 27. Vad händer med bindningar mellan atomer/mole *18. Varför förekommer en del grundämnen mest eller kyler, när vi värmer ett fast ämne så att det först i stort sett enbart i ren form, andra i naturen enbart smälter och sedan övergår i gasform? som kemiska föreningar? *28. Perspektiv: Varför är det en bra tumregel att anse 19. Hur omsätts elektronerna när natriummetall och att alla kemikalier man arbetar med på ett laboratoklorgas reagerar? rium är giftiga och frätande? Vad gör man när det *20. Vi använder oss inte av reaktionen i fråga 19 för att inte räcker med ”allmän försiktighet”? Hur ska man få fram salt för att ha i vår mat. I stället utvinns salt vara klädd på ett laboratorium? ur havsvatten och i saltgruvor. Varför hittar vi inte
99
EVOLUTION
BLOCK 3
Livets utveckling
Det här är skulderbladen och delar av ryggraden från en treårig flicka av förmänniskan Australopithecus afarensis (se s. 132). Hon levde i Etiopien för ca 3,3 miljoner år sedan. Detta är det äldsta fossila skelettet av ett litet barn man har funnit, och det har gett en hel del information om människans utveckling. Skulderbladen är mer lika dem hos en apa än människa, så även om Autralopithecus afarensis gick upprätt tillbringade hon säkerligen en hel tid med att klättra i träd.
102
EVOLUTION
V
i lever på ett jordklot som myllrar av liv. På land lägger man
främst märke till de gröna växterna – så stora delar av det fasta landet är gröna! Även i oceanerna myllrar det av liv, också på de allra största djupen. Men vad räknas då som levande och hur kan man känna igen det? Jo, en levande organism växer till, förökar sig, för arvet vidare, och reagerar på omgivningen. Levande organismer är dessutom alltid uppbyggda av celler. Ett biologiskt “fenomen” som bryter mot den principen är virus. Vetenskapen som studerar det levande kallas biologi. Biologin kan studeras på olika nivåer, exempelvis på molekyl-, cell-, vävnads-, organ-, organsystem- och individnivå. Dessutom lever vi människor i samspel med andra organismer. Det här läste du om i Frank Gul Naturkunskap 1b på s. 86–92. Då tog vi upp hur ett ekosystem är uppbyggt, av individer, populationer och organismsamhällen. De här nivåerna kan också studeras var för sig. Ibland delar vi in områden i olika ekosystem som skogen, sjön eller beteshagen, men man kan mycket väl behandla hela jordklotet som ett enda ekosystem. Det här allra största ekosystemet brukar kallas biosfären. Hur uppstod då de allra första livsformerna? Det är inte forskarna överens om, men hur livet har utvecklats och blivit till alla de former vi kan se idag har vi svaret på: genom evolution. Det har t.o.m. formulerats som att ingenting inom biologin blir begripligt annat än i ljuset av evolutionen. Vad menas då med evolution? Hur vet vi att det har skett en evolution, och att den fortfarande pågår? För att få klarhet i det ska vi nu titta närmare på tecken på evolution, livets historia på jorden och evolutionens mekanismer. Vår egen evolution belyser vi lite extra.
103
EVOLUTION
PER
SPEKTIV PÅ VETENSKAP
En bärande evolutionsteori växer fram År 1749 hävdade fransmannen Georges du Buffon att djur faktiskt utvecklas och förändras, samt att det kan vara möjligt att olika djur har en gemensam förfader. Detta betraktades som kätteri1, och han tvingades ta tillbaka sina påståenden. Under 1600- och 1700-talet började forskarna också på allvar studera fossil. Uppkomsten av fossil förklarade Georges Cuvier (1769–1832) med att djuren hade dukat under för någon katastrof, som syndafloden. Just katastrofteorin kunde också förklara den korta tid som jorden hade existerat enligt den förhärskande tolkningen av Bibeln. Den här läran kallas för katastrofism, och Cuvier var dess främste förespråkare. År 1785 gav skotten James Hutton ut en bok, där han påstod att jorden hela tiden förändras genom olika geologiska processer processer, exempelvis att lösa jordlager bildas när vindar och vatten nöter på berg (vittring). Han beräknade också jordens ålder till åtminstone hundratusen år, vilket han ansåg var en nödvändig tid för att dessa geologiska processer skulle ge det resultat man såg. Hutton betraktas idag som geologins fader. Självklart ansågs Hutton inte renlärig, men i 1700-talets Skottland var toleransen större än under tidigare århundraden. Först år 1830 kunde engelsmannen Charles Lyell lägga fram starka bevis för att det verkligen är fråga om långsamma processer som hela tiden förändrar jordens utseende. Vid början av 1800-talet var tiden äntligen mogen för att olika forskare skulle våga föra fram idéer om att det faktiskt har skett en biologisk utveckling. År 1809 presenterade fransmannen Jean-Baptiste de Lamarck (1744–1829) sin teori om att djur kan förändras genom att en inlärd eller förvärvad egenskap ärvs. Hans idéer om hur en evolution kan ha gått till brukar illustreras med hur girafferna, enligt hans sätt att tänka, fick sin långa hals: Genom att sträcka på halsen blir den längre, en egenskap som går i arv till ungarna. Trots att hans idé om att förvärvade egenskaper går i arv var felaktig, var han en av de första som kopplade samman miljön med utveckling av anpassade egenskaper. 122
1 Kätteri betyder irrlära, dvs. att man inte bekänner sig till kristendomen.
EVOLUTION
Charles Darwin
Det verkliga genombrottet för evolutionsläran kom år 1859, när Charles Darwin (1809–1882) gav ut sin bok Om arternas uppkomst genom naturligt urval urval. Darwin insåg sambandet mellan individernas egenskaper och miljön. Han var inte den ende med den insikten, men han anses vara den förste som la fram teorin om naturligt urval. Han hade dessutom omfattande vetenskapliga undersökningar som stöd för sin teori. Som väntat utbröt tumult när boken släpptes, och Darwins motståndare förfärades av tanken att människan skulle vara släkt med aporna, trots att Darwin inte i klartext påstod det. Det gjorde han däremot i boken Människans härstamning som kom ut 1871. Darwins teori om det naturliga urvalet kan sammanfattas i några punkter: härstamning, •
Alla individer får större mängd avkomma än vad resurserna räcker till.
•
Individer av samma art föds med varierande egenskaper.
• De individer som har lämpligast egenskaper klarar sig bäst i kampen för tillvaron. • När det uppstår förändringar i miljön, gynnas de individer som har egenskaper som ökar deras chanser till överlevnad och fortplantning i den nya miljön – selektion. På så vis anpassas organismerna till livsmiljön. • Olika arter har ett gemensamt ursprung. • Tidsperspektivet är mycket långt. • Utvecklingen sker gradvis. Det innebar förstås inte att forskarna därmed förstod alla samband, utan kunskapen om evolutionen ökar fortfarande genom pågående forskning. Det nuvarande forskningsprogrammet bygger ytterst på Charles Darwins idéer, men både detaljkunskaperna och evolutionsteorin har förbättrats betydligt sedan hans tid. Bilden vi nu har av hur evolution och artbildning går till kallas ibland neodarwinismen. Kortfattat kan den sammanfattas som att det dels ständigt pågår en anpassning till miljön genom selektion, dels att det kan bildas nya arter genom att olika populationer isoleras.
123
ORGAN OCH FYSIOLOGI
BLOCK 4
Människans organsystem och fysiologi
Abu-Bakr Muhammad Ibn Zakariyya Al-Razi, även kallas Rhazes, är en av medicinhistoriens största. Han verkade i Bagdad runt år 900. Han utvecklade många olika diagnos- och behandlingsmetoder och samlade den tidens medicinska kunskaper i böcker som användes vid utbildning av läkare under många hundra år. Bilden som visar Rhazes i sitt laboratorium är en gravyr från 1800-talet.
140
ORGAN OCH FYSIOLOGI
F
ysiologi är den gren inom biologin som beskriver hur de
levande organismerna fungerar, som hur muskler, skelett och nervsystem samverkar för att vi ska kunna hålla oss upprätta. Kroppens olika ”system” byggs upp av organ. I nervsystemet, exempelvis, finns hjärnan och ryggmärgen, i cirkulationssystemet hjärtat och blodkärlen. Eftersom alla de organismer som idag lever på jorden har samma ursprung och är resultatet av en lång evolution, är många fysiologiska principer gemensamma. Genom att studera andra organismer än människan kan vi därför få kunskaper också om oss själva. Studier av organismernas fysiologiska likheter och olikheter har även bidragit till att vi förstår evolutionen bättre. Det här blocket kommer mest att handla om hur fysiologin fungerar hos oss människor, men vi återkopplar till andra djur för att visa att evolutionen ofta har löst problemen på ett snarlikt sätt, men anpassat till de olika djurgruppernas skilda miljöer och livsvillkor. Människan har förmodligen alltid varit nyfiken på hur levande organismer fungerar. De första dokumenterade studierna av människans fysiologi utfördes av grekiska, kinesiska och indiska läkare flera hundra år före vår tideräknings början. Under de nästföljande drygt tusen åren utökades kunskaperna framför allt i den muslimska delen av världen. Först på 1600-talet började forskning i Europa åter tillföra ny kunskap. Det här blocket är indelat i tio kapitel, varav det första är en inledning och de följande åtta, vart och ett handlar om ett specifikt organsystem. Dessa kapitel avslutas med en eller ett par sidor om sjukdomar kopplade till organsystemet. De här sidorna får betraktas som bredvidläsning för den som intresserad och har tid. Idag är forskningen inom medicin och medicinska metoder omfattande och framgångsrik inom åtminstone vissa områden, vilket innebär att det finns bot mot och behandlingsmetoder för allt fler sjukdomar. Det här tar vi upp i blockets – och bokens – sista kapitel. 141
ORGAN OCH FYSIOLOGI
Några sjukdomar som har med föda och matspjälkning att göra Fetma
I de rikare länderna har andelen personer med fetma ökat snabbt. Speciellt oroväckande är ökningen av fetma hos barn. För mycket näring i kombination med för lite motion kan bland annat leda till sjukdomarna diabetes typ 2, högt blodtryck, höga halter av blodfetter, hjärt- och kärlsjukdomar, karies och ateroskleros (åderförfettning). Alla dessa sjukdomar hänger sinsemellan ihop, liksom riskfaktorerna för dem. Magsår och magkatarr
Fetma ökar risken för många sjukdomar bl.a. diabetes och hjärt- och kärlsjukdomar.
Mag-tarmkanalens över nio meter långa system bearbetar kroppsfrämmande ämnen och gör så att vi kan använda dem som kroppsegna. Det är en komplicerad process där inblandade syror, enzymer och hormoner alltid ska finnas i rätt halter. Magsäckens funktion störs av faktorer som stress, rökning, koffein, dålig kost, vanliga värktabletter och alkohol. Det här kan leda till magkatarr eller gastrit, alltså inflammation i magslemhinnan. Om det vill sig illa kan inflammationen övergå till att bli ett magsår. Magsår orsakas oftast av att Helicobacter pylori ökar i antal, en bakterie som de flesta har naturligt i magsäcken. Behandling med läkemedlet Losec (Nexium) i kombination med antibiotika botar de flesta magsårspatienter. Losec har utvecklats i Sverige. Kroniska sjukdomar i mag-tarmkanalen
Allvarligare störningar är relativt ovanliga, men de som uppträder kan vara livslånga. Exempel på sådana sjukdomar är olika födoämnesallergier och glutenintolerans, eller långvariga (kroniska) inflammationer som kan vara svårbehandlade. Exempel på kroniska inflammationer är ulcerös kolit, inflammation i tjocktarmen, och Crohns sjukdom, en inflammation som oftast drabbar tunntarmen. Leverinflammationer
Hepatit A, B, C, D och E är olika leverinflammationer som även kallas gulsot, eftersom gula gallfärgämnen sprids i kroppen. De flesta leverinflammationer orsakas av virus, men även bakterier, alkohol och medicinförgiftning kan ligga bakom. Precis som för de flesta virussjukdomar finns ingen effektiv behand-
154
ORGAN OCH FYSIOLOGI
ling mot virushepatiterna, utan kroppen får läka ut dem själv. Hepatit A och E smittar mest genom förorenad mat. En beryktad smittkälla är skaldjur, speciellt ostron, särskilt i varma länder. Smitta av hepatit B och C överförs i Sverige mest mellan narkomaner som delar kanyl, men viruset kan även smitta vid sexuell kontakt. Hepatit D är ovanlig i Sverige och för att få denna sjukdom måste man först vara smittad av hepatit B. Gallsten
Gallsten beror på att salter i gallvätskan kristalliserar och bildar ”stenar” i gallblåsan. Om stenarna täpper till gallgången uppstår svåra smärtor. Behandlingen är i lindriga fall medicinering. I allvarligare fall skjuts stenarna sönder med ultraljudskanon, eller opereras bort. Fett- och skrumplever
Fettlever och skrumplever är vanliga åkommor efter långvarigt alkoholmissbruk. Alkoholen i sig och den stora mängden socker som finns i dryckerna blir för alkoholisten den huvudsakliga energikällan. Forskningsresultat tyder på att även söta drycker i stor mängd kan vara skadligt för levern. Levercellerna reagerar på det ensidiga energiintaget genom att omvandla överskottet till fett – fettlever. Precis som godis och läsk ger alkoholsockret en snabb men ”falsk” mättnadskänsla och alkoholisten förlorar med tiden intresset för vanlig mat. Brist på vitaminer och annat viktigt i maten ger därför ofta ytterligare symptom. Om missbruket pågått länge förstörs levercellerna permanent och bindväv lagras in och bildar ärr i levern. Den förfettade levern har då övergått till att bli en skrumplever, en förändring som kroppen inte kan reparera.
SAMMANFATTNING: •
Hos alla större djur bearbetas maten till mindre molekyler i en matspjälkningskanal.
•
Tänderna är specialiserade för den föda som dominerar dieten. Efter mekanisk bearbetning i munnen spjälkas proteiner, kolhydrater och fetter i födan med hjälp av olika enzymer under färden genom mag-tarmkanalen.
•
Slutprodukterna tas i huvudsak upp av blodet i tunntarmen. Det som inte kroppen kan spjälka skickas ut genom anus som avföring.
155
Uppe till vänster syns tre stora gallstenar, här blåfärgade. Blockeras gallgången kan det ge svåra smärtor. På bilden syns bl.a. också delar av ryggraden och bäckenet, gulorange. (Röntgen)
ORGAN OCH FYSIOLOGI
Hjärnans uppbyggnad Hjärnan kan grovt delas in i hjärnstammen, mellanhjärnan, lillhjärnan och storhjärnan. Även om de olika delarna i hjärnan beskrivs var för sig, så samverkar de på olika sätt. Detta är bra att ha i minnet när olika funktioner beskrivs, eftersom liknande funktioner kan anges för flera delar i hjärnan. I figuren nedan till vänster syns höger hjärnhalva från insidan. Där är alla delar som förekommer i nästa avsnitt markerade. I figuren till höger syns hjärnan framifrån i tvärsnitt. talamus
centralfåran
hjärnbalken
hjärnbalken
storhjärnan
mellanhjärnan
epifysen hypotalamus
Till vänster ett längdsnitt av hjärnan, högra halvan. Till höger ett tvärsnitt av hjärnan sett framifrån.
hypofysen mitthjärnan bryggan förlängda märgen
lillhjärnan hjärnstammen
hjärnstammen förlängda märgen
Hjärnstammen
I ett evolutionärt perspektiv är hjärnstammen den äldsta delen av människans hjärna, med centra för grundläggande överlevnadsfunktioner, som andning, blodtryck, vakenhet och sömn. Ibland kallas den för reptilhjärnan. Hjärnstammen delas in i förlängda märgen, bryggan och mitthjärnan. Genom hjärnstammens tre delar löper den retikulära formationen. Det är denna del som filtrerar alla de miljontals sinnesintryck som du ständigt tar emot – här skiljs väsentligt från oväsentligt. I det här längdsnittet av hjärnan är hjärnstammens delar markerade: Förlängda märgen (blå), bryggan (ljusblå) och överst mitthjärnan (lila).
Hjärnstammen styr överlevnadsfunktioner som andning, blodtryck, vakenhet och sömn.
206
ORGAN OCH FYSIOLOGI
Mellanhjärnan
Mellanhjärnan kan också betraktas som en evolutionärt gammal del av vår hjärna. Den här delen har först på senare tid börjat studeras mer ingående tack vare ny teknik. Från mellanhjärnans hypotalamus styrs bl.a. känslor, sexualitet, rädsla, hunger och törst. Talamus kallas nyckeln till storhjärnan eftersom denna del sorterar olika signaler för att sedan skicka dem vidare till rätt del av storhjärnan. En annan del av mellanhjärnan, hippocampus, är viktig för inlagring av minnen, och för lokalsinnet. Ytterligare en annan del, luktbulben, sänder doftsignaler direkt upp till storhjärnan. Lillhjärnan
I det här längdsnittet av hjärnan är mellanhjärnans delar markerade.
Lillhjärnan består av två halvor och är ansluten till hjärnstammen med tjocka nervbuntar. Lillhjärnans funktioner är koordination av muskelrörelser, att hålla reda på och korrigera kroppens läge (autopilot) samt att lagra muskelminnen, som att cykla och spela instrument. Ny forskning visar att lillhjärnan också har betydelse för språket och för den problemlösning som behövs för just rörelser. Alkohol påverkar lillhjärnans funktioner vilket märks på både balans och talförmåga.
I det här längdsnittet av hjärnan är lillhjärnan markerad. Trots att volymen bara är cirka en tiondel av storhjärnans så finns hälften av hjärnans alla nervceller här.
För att klara av rörelser som dessa krävs att autopiloten, lillhjärnan, är aktiverad. Dessutom krävs en hel del träning, och det räcker inte med att öva upp vigheten – rörelserna måste också nötas in så att de i huvudsak sker per automatik. Ett rörelseminne måste etableras!
207
ORDLISTA
ORDLISTA
Adapter är en anordning för att få tekniska system att passa ihop, speciellt för att annars batteridrivna elektriska apparater ska kunna användas med ström från det vanliga elnätet. Aggregationstillstånd är det tillstånd som ett visst ämne befinner sig i. De tre möjliga aggregationstillstånden är fast, flytande och gas. Aggregationstillståndet varierar med temperaturen. De flesta grundämnen är fasta vid rumstemperatur, ett tiotal är i gasform och bara två är flytande. Om man höjer temperaturen övergår de fasta ämnena så småningom i flytande form, och vid ännu högre temperatur i gasform. Dessutom är aggregationstillståndet beroende av trycket.
Allmänna relativitetsteorin är Albert Einsteins sammanfattning av sambandet mellan rum och tid, och hur gravitationen fungerar. Alveoler är tunnväggiga lungblåsor omspunna av ett finmaskigt nät av blodkärl. Det är i alveolerna som gasutbytet sker, dvs. där blodet tar upp syrgas och lämnar ifrån sig koldioxid.
Artbildning är fenomenet när en ursprunglig grupp av en växt eller ett djur delas upp i två eller flera grupper som inte har kontakt med varandra, och sedan evolutionen drar åt olika håll så att grupperna blir mer och mer olika.
Aminosyror är de minsta enheterna i ett protein.
Artär är den typ av blodkärl som leder blodet från hjärtat.
Amorf betyder att någonting har tappar formen/strukturen. Glas är amorft beroende på att symmetriska kristaller av exempelvis kiseloxid har hettats upp så mycket att strukturen förstörts.
Atommassa för ett visst grundämne är dess massa. Kol väger 12 units, väte 1 units och syre 16 units. Units förkortas u.
Aktinider är grundämnen med nummer 89–103, fr.o.m. aktinium. Alla är radioaktiva, och grundämnena tyngre än uran, nr 92, förekommer i mycket små mängder i naturen.
Analoga organ är organ, särskilt hos djur, som har helt olika ursprung under fosterutvecklingen, men som används till samma sak. Paradexemplet är fåglars och insekters vingar.
Aktionspotential är den spänning som ligger över ett nervcellsmembran när nerven är stimulerad, vilket innebär att den kortvarigt blir positiv.
Antibiotika Bakteriedödande läkemedel. Antibiotika finns i naturen, och produceras av en del svampar och bakterier som ”kemisk krigföring” mot andra mikroorganismer.
Aktiveringsenergi är den energi som ofta måste till för att en kemisk reaktion ska sätta igång. Alkalimetaller är alla de ämnen som finns i grupp 1 i det periodiska systemet, bortsett från väte (högst upp). Alla har en valenselektron. Exempel på alkalimetaller är litium, natrium och kalium.
Antibiotikaresistenta bakterier har genom snabb evolution utvecklat motmedel mot antibiotika. Behovet blir väldigt tydligt i sjukhusmiljö, och där gynnas evolutionen av resistenta bakterier i hög grad.
Allergen är ett ämne som orsakar allergi.
Antikroppar är proteiner som bildas av B-celler, och som passar som nyckeln i låset på olika smittämnen som tar sig in kroppen. När antikroppar bundit till smittämnena klumpas de ihop och oskadliggörs av andra vita blodkroppar. Det finns miljontals olika slag antikroppar, och därför finns det alltid någon som passar till ett visst smittämne.
Allergi innebär att immunförsvaret felaktigt har reagerat på någonting, som egentligen inte är skadligt, som ett födoämne eller gräspollen.
Aorta är det stora blodkärl närmast hjärtat som det syresatta blodet pumpas ut i. Aorta kallas även stora kroppspulsådern.
Alkohol definieras som en kolförening med en hydroxigrupp, dvs. en syreatom bunden till en av kolatomerna, och på syreatomen ett väte.
254
α-partikel består av två protoner och två neutroner, som skickas ut från ett radioaktivt ämne när detta sönderfaller.
ATP är cellens viktigaste energibärarmolekyl. Den ”bär på” kemiskt lagrad energi som kan överföras till en energikrävande reaktion. ”Laddningen” av ATP sker i mitokondrierna, cellernas kraftverk, i cellandningen. Autoimmun sjukdom blir resultatet när immunförsvaret reagerar på någonting kroppseget, som broskceller, vid reumatism, eller nervtrådarnas isoleringsskikt, som vid MS (multipel skleros). Autonoma nerver är den sorts motoriska nerverna som inte kan kontrolleras med viljan, exempelvis de som styr hjärtats muskulatur. Autotrof betyder självförsörjande. En autotrof organism bygger upp sina egna molekyler från oorganiska ämnen. Växter är autotrofa – de använder koldioxid och vatten (oorganiska ämnen) för att bygga kolhydrater och andra biomolekyler. Det sker i fotosyntesen. Axoner är utskott som lämnar en nervcell. Bas är ett ämne som tar upp protoner. Basalmetabolism är den ämnesomsättning som krävs för att täcka energibehovet i vila.
BILDFÖRTECKNING
BILDFÖRTECKNING Jim Redd/Science Photo Library/IBL 2 Gary Hincks/Science Photo Library/IBL 4 Tek Image/Science Photo Library/Ibl 5 Andy Duann/AP/Scanpix 6 Håkan Lindgren/Scanpix 7 Bengt Ekman/Naturfotograferna/IBL 8 Trons/Scanpix 9 Jörgen Wiklund/Naturfotograferna/IBL 10 Alex Segre/REX Features/IBL 11 Leif Blom/Scanpix 12 ”En ärevördig orang-utang” karikatyr av Charles Darwin, 22 mars 1871 publicerad i tidningen The Hornet 13 Björn Röhsman/Naturfotograferna/IBL 14, 16 Robin Haldert/Scanpix 17 David Ames Wells, The science of common things: a familiar explanation of the first principles of physical science. For schools, families, and young students., 1859 utgiven av Ivison, Phinney, Blakeman. 18 Shutterstock 20 Andrew Lambert/Science Photo Library/IBL 21 Jan Grahn/Naturfotograferna/IBL 22 Willy Alm/Scanpix 23 David Parker/Science Photo Library/IBL 26 Nasa 28 NYPI Science Source/IBL 29 Sheila Terry/Science Photo Library 30 Florian Breuer/Nasa 31 (1) Dept. Of Physics IMP/Science Photo Library/IBL 31 (2) Lawrence Lawry/Science Photo Library/IBL 31 (3) Nasa/ESA/STSCI/R.Kenncut, U. Arizona/Science Photo Library/ IBL 32 Royal Astronomical Society/Science Photo Library/IBL 33 Nasa 34–37 Nigel Cattlin/Visuals Unlimited/Getty Images 39 Karl Johaentges/LOOK/IBL 41 Porträtt av Dmitry Ivanovich Mendeleev/Tratyakov Galleriet Moskva 42 James King-Holmes/Science Photo Library/IBL 44 Andrew Lambert/Science Photo Library/IBL 45, 46 Stefan Sauer/DPA/Scanpix 47 Andrew Lambert/Science Photo Library/IBL 48 Power and Syred/Science Photo Library/IBL 49 Bine Bellman/Stockfood/Scanpix 50 Cecilia Söderpalm-Berndes 51 iStockphoto/Getty Images 53 Adam Haglund/Maskot/Getty Images 55 Phillippe Psaila/Science Photo Library/IBL 57 (1) Jonas Kullman 57 (2) Eye of Science/Science Photo Library/IBL 58 Rekha Garton/Flickr/Getty Images 59 (1) Natural History Museum, London/Science Photo Library/ IBL 59 (2) Ichiro/Digital Vision/Getty Images 59 (3) Patrik Lindkvist/Scanpix 60 Gustoimages/Science Photo Library/Ibl 61 K2r 62 Andrew Lambert/Science Photo Library/IBL 63 Photo Researchers/IBL 64 Andrew Lambert/Science Photo Library/IBL 66 Eye of Science/Science Photo Library/IBL 67 (1) Lawrence Berkeley National Laboratory/Science Photo Library/IBL 67 (2) Cecilia Söderpalm-Berndes 69 (1) Lasse Ottosson/Scanpix 69 (2) Rex features/IBL 70 Eva-Lena Olsson/Scanpix 72 Pelle Bergström/Bildhuset/Scanpix 73 Victor Lundberg/Scanpix 74 Srebrina Yaneva/E+/Getty Images 75 Lena Granefelt/Johner Images/Getty Images 79 Hudiemm/E+/Getty Images 80 Viveca Ohlsson/Kulturen i Lund/ Landskrona museum/IBL 81 Shutterstock 82 Ramon Andrade 3dciencia/Science Photo Library/IBL 83 Dr Elena Kiseleva/Science Photo Library/IBL 85 Yoshikazu Tsuno/AFP/Scanpix 86 (1) Mats Alm/IBL 86 (2) Power and Syred/Science Photo Library/IBL 87
274
David Aubrey/Science Photo Library/Science Photo Library/ IBL 88 De Agostini/Getty Images 89 Fredric Alm/LKAB 90 Boliden 91 Lars Lindqvist/DN/Scanpix 92 Shutterstock 93 Ola Torkelsson/Scanpix 94 Ewa Levau/Scanpix 95 Janerik Henriksson/Scanpix 96 Florian Breuer/Nasa 98 Porträtt av Dmitry Ivanovich Mendeleev/Tratyakov Galleriet Moskva 99 Power and Syred/Science Photo Library/IBL 100 Dr Elena Kiseleva/Science Photo Library/IBL 101 Zeresenay Alemseged/Science Photo Library/IBL 102 John Reader/Science Photo Library/IBL 104 Vaughan Fleming/Science Photo Library/IBL 105 Tony Camacho/Science Photo Library/IBL 106 , 108 Mark Garlick/Science Photo Library/IBL 109 B.Murton/Southampton Oceanography Centre/Science Photo Library/IBL 110 Keith Levit Photography/Shutterstock 112 Reg Morrison/Auscape/Minden Pictures/Scanpix 114 Sinclair Stammers/Science Photo Library/IBL 115, 116 Richard Bizley/Science Photo Library/IBL 117 (1) Sinclair Stammers/Science Photo Library/IBL 117 (2) Richard Bizley/Science Photo Library/IBL 118 Yike Xu 119 (1) AFP/Scanpix 119 (2) Walter Myers/Science Photo Library/IBL 120 David Cornejo/Flickr/Getty Images 121 Steve Allen/Science Photo Library/IBL 122 Paul D Stewart/Science Photo Library/IBL 123 Natural History Museum, London/Science Photo Library/ IBL 124 Tony Camacho/Science Photo Library/IBL 125 (1) Steve Allen/Science Photo Library/IBL 125 (2) Shutterstock 126 Margaret S Sweeny/Flickr/Getty Images 127 Christian Kober/AWL Images/Getty Images 128 Birgitta Landgren 129 P. Plaillye Daynes/Science Photo Library/IBL 130 Trueba, Javier/MSF/Science Photo Library/IBL 132 (1) Philippe Plailly/AFP/Scanpix 132 (2) Richard Bizley/Science Photo Library/IBL 133 Tanya Little/Flickr/Getty Images 134 John Reader/Science Photo Library/IBL 135 Simen Oestmo/Efe 136 Sinclair Stammers/Science Photo Library/IBL 138 P. Plaillye Daynes/Science Photo Library/IBL 139 Sheila Terry/Science Photo Library 140 Jack Afleck/Mood Board/Rex Features/IBL 142 Patrick Pleul/DPA/IBL 143 (1) Erling Schön/Naturfotograferna/IBL 143 (2) Robby Ryke/Flickr/Getty Images 145 Benjamin Redeleit/Imagebroker/Getty Images 147 David M. Martin, MD/Science Photo Library/IBL 150 (1) Cordelia Molloy/Science Photo Library/IBL 150 (2) Alain Pol, ISM/Science Photo Library/IBL 152 Steve Gschmeissner/Science Photo Library/IBL 153 Anthony Devlin/PA Wire/Scanpix 154 Science Photo Library/IBL 155 Adam Haglund/Maskot/Scanpix 156 (1) Prof. P. Motta & Prof. T.Naguro/Science Photo Library/IBL 156 (2) Coneyl Jay/Science Photo Library/IBL 158 Neale Haynes/Rex Features/IBL 159 Zephyr/Science Photo Library/IBL 160 Susumu Nishinaga/Science Photo Library/IBL 161 Andre Maslennikov/Scanpix 165 Rex Features/IBL 166 Fredrik Funk/Scanpix 168 Sigrid Gombert/Science Photo Library/IBL 169 Susumu Nishinaga/Science Photo Library/IBL 170 Pasieka/Science Photo Library/IBL 171 Louise Murray/Science Photo Library/IBL 172 Johann Nyström/Naturfotograferna/IBL 174
Gunnar Björndahl 175 Du Cane Medical Imaging LTD/Science Photo Library/IBL 176 CNRI/Science Photo Library/IBL 178 William West/AFP/Scanpix 179 William Radcliffe/Science Faction/Getty Images 180 David Trood/The Image Bank/Getty Images 181 Dr. Arnold Brody/Science Photo Library/IBL 182 Johner/Getty Images 183 Steve Gschmeissner/Science Photo Library/IBL 184 Dr Olivier Schwartz, Institue Pasteur/Science Photo Library/ IBL 185 Jeffrey L. Rotman/Corbis/Scanpix 186 Camilla Cherry/Scanpix 187 Dr Klaus Boller/Science Photo Library/IBL 188, 189 Todor Tcvetkov/E+/Getty Images 192 D. Roberts/Science Photo Library/IBL 193 Nasa/Science Photo Library/IBL 194 D. Roberts/Science Photo Library/IBL 195 Gustoimages/Science Photo Library/Ibl 196 Science Photo Library/IBL 197 GJLP/Science Photo Library/IBL 198 The Human Connectome Project 199 Alexander Semenov/Science Photo Library/IBL 200 Eric Grave/Science Photo Library/IBL 205 Jonatan Fernstrom/Cultura/Getty Images 206 Ulf Bodin/Flickr/Getty Images 207 Daguerreotyp av Phineas Gage, datum okänt. 209 (1) US National Library of Medicine/Science Photo Library/IBL 209 (2) Adam Haglund/Maskot/Getty Images 210 Anders Good/IBL 211 Lars Pehrson/SvD/Scanpix 212 Mauro Fermariello/Science Photo Library/IBL 214 James Cavallini/Photo Research/IBL 215 Goronwy Tudor Jones/Science Photo Library/IBL 216 Eye of Science/Science Photo Library/IBL 218 Christoph Jorda/LOOK/Getty Images 220 Zing Images/Photodisc/Getty Images 221 Niklas Larsson/Scanpix 222 Lea Paterson/Science Photo Library/IBL 223 Dr P. Marazzi/Science Photo Library/IBL 224 Nash Photos/Photographer’s Choice/Getty Images 226 Martin Barraud/OJO Images/Getty Images 227 Chris Martin-Bahr/Science Photo Library/IBL 228 Veronique Leplat/Science Photo Library/IBL 229 Roger Harrisa/Science Photo library/IBL 230 Ajpfilm/Scanpix 232 Christian Darkin/Science Photo Library/IBL 233 Rut/ANP/Scanpix 234 Image Source/Getty Images 235 Nicolai Howalt/Scanpix 236 Dr P. Marazzi/Science Photo Library/IBL 237 (1) Pasieka/Science Photo Library/IBL 237 (2) Geoff Tompkinsson/Science Photo Library/IBL 239 Ints Kalnins/Reuters/Scanpix 240 Gaetan Bally/Keystone/Scanpix 241 AJ Photo/Hop Americain/Science Photo Library/IBL 242 (1) Science Photo Library/IBL 242 (2) Thierry Berrod, Mona Lisa Production/Science Photo Library/ IBL 243 IBL 244 (1) Samuel Ashfield/Science Photo ibrary/IBL 244 (2) Cecilia Söderpalm-Berndes 245 Pär Eliasson/IBL 246 (1) Science Photo Library/IBL 246 (2), 247 (1) Massimo Brega, The Lighthouse/Science Photo Library/ IBL 247 (2) Gaetan Bally/Keystone/Scanpix 248 IBL 253 Omslag: Robert Berdan/Flickr/Getty Images
Frank Grön Naturkunskap 2 Frank Grön Naturkunskap 2 är anpassad till ämnesplanen i Naturkunskap 2, 100 poäng enligt Gy2011. Boken är indelad i fyra block: Block 1: Det naturvetenskapliga arbetssättet Block 2: Universums utveckling och materia Block 3: Livets utveckling Block 4: Människans organsystem och fysiologi Innehållet är rikt med möjlighet till fördjupning och breddning. I början av varje kapitel finns en inledning, i slutet en sammanfattning. Varje block avslutas med frågor på texten som underlättar elevens inlärning. I slutet av boken finns en ordlista. Boken kan användas på både gymnasiets studieförberedande program och på komvux.
I serien ingår:
Frank Blå Naturkunskap 1a1 (för yrkesprogrammen) Frank Blå Naturkunskap 1a1 Onlinebok
Frank Gul Naturkunskap 1b (för de studieförberedande programmen)
Frank Grön Naturkunskap 2 (för dem som läst Natur kunskap 1b, eller 1a1 + 1a2)
Frank Gul Naturkunskap 1b Onlinebok
Frank Grön Naturkunskap 2 Onlinebok
Lärarhandledning till Frank Naturkunskap 1 (Blå 1a1 samt Gul 1b) Lärarhandledning till Frank Grön Naturkunskap 2 (HT 2013)
Best.nr 47-10927-2 Tryck.nr 47-10927-2