I den femte upplagan hittar du: • Centralt innehåll i linje med Lgr22 • Ett inledande kapitel som beskriver biologi utifrån de tre långsiktiga målen
• Frågor till texten på varje sida, som stöd för läsaren • Testa dig själv-uppgifter med begrepps- och sökträning samt utmaningar • Perspektiv som uppmuntrar till att ta ställning och att granska information
Biologi
• Kapitelingresser med målbeskrivningar, bilder med frågor och ett urval av begrepp
LIBER SPEKTRUM
LIBER SPEKTRUM BIOLOGI ingår i en serie naturvetenskapliga läromedel för grundskolans årskurs 7–9. I serien finns även Liber Spektrum Fysik, Liber Spektrum Kemi och Spektrum Teknik.
LIBER SPEKTRUM
Biologi
• Fördjupningsrutor • Sammanfattningar till varje kapitel • Finaler som förstärker kunskaperna och ger träning inför de nationella proven Till varje ämne finns en digital lärarhandledning. Läromedlet finns också som en heldigital produkt. Liber Spektrum Biologi, Kemi och Fysik tar vid efter Spektrum NO 4–6, som är uppbyggd efter samma struktur.
Susanne Fabricius Best.nr 47-14296-5 Tryck.nr 47-14296-5
Fredrik Holm Anders Nystrand Anna Rådström
Spektrum Biologi Omslag ny.indd 1
2021-12-21 08:54
ISBN 978-91-47-14296-5 © 2022 Susanne Fabricius, Fredrik Holm, Anders Nystrand, Anna Rådström och Liber AB PROJEKTLEDARE Stina Sturesson, Stefanie Holmsved Thott och Sara Ramsfeldt/MeningsUtbytet AB REDAKTÖR Eva Lundström FORMGIVARE Cecilia Frank/Frank Etc. AB, Lotta Rennéus BILDREDAKTÖR Marie Olsson OMSLAG Cecilia Frank PRODUKTIONSSPECIALIST Eva Runeberg Påhlman ÄMNESGRANSKARE Patrik Marinilli och Birgitta Fröberg RÅDGIVARE OCH SPRÅKLIG GRANSKNING Karin Forsell, Begripsam
Nervvävnad
Femte upplagan 1 Repro: Repro 8 AB, Stockholm Tryck: Livonia Print, Lettland 2022
KO P I E R I N G S F Ö R B U D
Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och elevers begränsade 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 upphovshavarens 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.bonuscopyright.se. Liber AB, 113 98 Stockholm Kundservice tfn 08-690 90 00 Kundservice.liber@liber.se www.liber.se
01-05 Spektrum Biologi Framvagn SLUTKORR.indd 2
2021-12-20 07:51
BILDFÖRTEC KN IN G
Bildförteckning OMSLAGSBILD
66 Photodisc 67:1 Stuart Westmorland/Getty Images ILLUSTRATIONER 72:1 Ulf Risberg/N/TT 73:2 Jasius/Getty Images Typoform, alla utom: 76:1 Jordan Rita/EyeEm/Getty Anders Nyberg s. 170, 333, Images 356–361 78:1 Photodisc Ron Tandberg 264 79 Janos Jurka/N/TT 81 Santiago Urquijo/Getty FOTOGRAFIER Images 7 Imfoto/Shutterstock 83:2 Lis Bomford/Getty Images 9:2 Bela Szandelszky/AP/TT 84 PvE/Alamy 10:2 Pūkorokoro Miranda Shore85 Maskot/Getty Images bird Centre 87 Mark Garlick/Science Photo 12:1 Tommy Svensson/DN/TT Library/Getty Images 12:2 Bill Ingalls/NASA 88:1 Jim Tuten/AP/TT 14 Carta Marina, träsnitt Olaus 88:2 Carol Yepes/Getty Images Magnus 1539, detalj. Wiki89:1 Tom Brakefield/Getty pedia PD Images 15:2 Win McNamee/Getty Images 89:2 Oronoz/Album/TT 15:3 SasinT Gallery/Moment/ 93 Jim Austin/Getty Images Getty Images 98 Maskot/Johnér 15:6 VioletaStoimenova/Getty 99:1 luismmolina/E+/Getty Images Images 17 The Wolfman. Mary Evans 99:2 plainpicture/Johnér Picture/TT 100 Maritha Estvall/Johnér 20 Håkan Johansson/Getty 105 Maskot/Getty Images Images 106 Stina Stjernkvist/TT 21:1 Maria Kallin/Getty Images 107:1 Maskot/Johnér 21:2 Anna Rådström 107:2 Philippe Bosse/Centropolis 22 The Hubble Heritage Team/ Entertainment/Kobal/REX/ ESA/NASA TT 23:1 Corbis/Getty Images 108 Aftonbladet/TT 23:2 Scott Lopez/The Granger 109:1 Justin Lambert/DigitalViCollection/TT sion/Getty Images 23:3 Dean Lee/Getty Images 109:2 Plattform/Johnér 28 Claudio Bresciani/TT 109:3plainpicture/Johnér 29 Jeremy Burgess/Science 110 Maskot/Getty Images Photo Library/TT 111 Susanne Walström/Johnér 30:2 Kristina Gustafsson/DN/TT 112 Erik Nylander/TT 35 Westend61/Getty Images 113 Hussein El-alawi/Sydsv/TT 36:2 Anders Good/TT 114 Finbarr O’Reilly/Reuters/TT 37 Mikael Gustafsson/N/TT 115 Åke Ericson/TT 38:1 Charles Darwin, akvarell av 116:1 Andreas Bardell/AB/TT George Richmond, 1830-tal. 116:2 Constantinis/E+/Getty Wikipedia PD Images 38:2 Science Photo Library/TT 117 Jessica Gow/TT 39 DeAgostini/Getty Images 118 Axel Öberg/Försvarsmakten 40:1 Simon Phelps Photography/ 119:1 Maskot/Johnér Getty Images 119:2 Maskot/Getty Images 40:2 Winifried Wisniewski/Getty 124 Jami Tarris/Getty Images Images 125:1 HK Andersson/Scandinav/TT 41 Henrik Karlsson/N/TT 125:2 Rolf Hamilton/UNT/TT 43:1 Bengt Ekman/N/TT 129 Bengt Ekman/N/TT 44 Friso Gentsch/DPA/TT 130:1 Hans Strand/Getty Images 45 Artwork by Bryan Christie 130:2 Fredrik Glockner/Getty Design for National Images Geographic Magazine 131:1 Martin Oeggerli/Science 46:3 Westend61/Getty Images Photo Library/TT 47 Ola Jennersten/N/TT 131:2 Göran Gustafson/TT 49:2 nycshooter/Getty Images 135 Science Photo Library/TT 57 Clouds Hill Imaging/Getty 136:2 Tor L Tuorda/N/TT 139 Arctic-Images/Getty Images Images 140:2 Klas-Rune Johansson/Natur59:1 Berit Djuse/Johnér fotograferna 59:2 Göte Eriksson/N/TT 141 Jerry Lövberg/TT 65 Anders Good/TT oxygen/Moment/Getty Images
402-408 Spektrum Biologi Bakvagn SLUTKORR.indd 407
142 Kevin Frayer/Getty Images 143:1 Ed Reschke/Getty Images 144:1 Stefan Isaksson/Johnér 144:2 Paolo Fridman/Corbis/ Getty Images 147 Nora Carol Photography/ Getty Images 148 Tawan Amonratanasereegul/EyeEm/Getty Images 151 Peter Hanneberg/TT 152 Brian Vander Brug/Getty Images 153 Majority World/Getty Images 158:1 Pool/Getty Images 159:2 Doktor Nicolaes Tulps anatomilektion oljemålning av Rembrandt van Rijn 1632. Wikipedia PD 160 Sciepro/Science Photo Library/Getty Images 162:1 Jussi Nukari/Lehtikuva/TT 162:2 Science Photo Library/TT 173:1 Robb Cohen/AP/TT 173:2 Yasser Chalid/Getty Images 176 Science Photo Library/TT 177 Patrik Jonsson/TT 179:1, 2 Science Photo Library/TT 180 Vladimir Vladimirov/Getty Images 181 Science Photo Library/TT 182:1 Science Photo Library/TT 182:2 Apichet Chakreeyarut/ Getty Images 183 Aleksandar Georgiev/ Getty Images 184 Björn Larsson Rosvall/TT 185 Science Photo Library/TT 186 NurPhoto/Getty Images 187:1 Don Emmert/AFP/Getty Images 187:2 Harris Hui/Getty Images 188 Marcus Cooper/Barcroft Media/Getty Images 189, 190, 191 Science Photo Library/TT 193 Anette Nantell/DN/TT 198 CNRI/Science Photo Library/Getty Images 199:2 Queen’s Gambit, Anya Taylor-Joy. Album/TT 200 BlackJack3D/Getty Images 201 Westend61/Getty Images 202 Science Photo Library/TT 203 Lennart Nilsson/TT 204:1 William Vanderson/Hulton Archive/Getty Images 204:2 Klaus Echle/NPL/TT 205 Brigitte Sporrer/Image Source/Getty Images 206 Magnus Liam Karlsson/ SVT/TT 207:1 Siri Stafford/Getty Images 207:2 Johnér/Getty Images 208 Kari Kohvakka/Johnér
209
210:1 211 213:2 214 215:1 217 218 219 223 224 225 227:1 227:2 228 229 234:1 234:2 238:1 238:2 241 242 243 245 248:1 248:2 248:3 249:2 250:1 250:2 256
257:1 257:2 258 259 260 262 263 264:1 265 266:1 266:2 267 269:1 269:2 270:1 270:2 271
commons.wikimedia.org/ wiki/File:Makak_neonatal_ imitation.png. CC-BY Karin Törnblom/TT Ethan Hill/Getty Images Johannes Eisele/AFP/ Getty Images Henrik Montgomery/TT Johnér/Getty Images Robertus Pudyanto/Getty Images Lennart Nilsson/TT Omikron/Science Photo Library/TT Ilya S. Savenok/Getty Images Science Photo Library/TT FooTToo/Shutterstock Lina Karna Kippel/Johnér Klaus Vedfelt/Getty Images Mikael Wallerstedt/TT Maskot/Johnér Maskot/Getty Images Plattform/Johnér Ems-Forster Productions/ Getty Images Christine Olsson/TT Henrik Montgomery/TT Alys Tomlinson/Getty Images Richard Bailey/Corbis/ Getty Images The Good Brigade/DigitalVision/Getty Images Liber arkiv CasarsaGuru/E+/Getty Images Viktor Bezic/EyeEm/Getty Images Amanda Sveed/Johnér Trons/TT Sören Andersson/TT Patrick Aventurier/ Gamma-Rapho/Getty Images Hans Berggren/Johnér Monty Rakusen/Image Source/Getty Images Alf Linderheim/N/TT Antoine Boureau/Getty Images Kate Davison/eyevine/TT Tomas Oneborg/SvD/TT Fredrik Sandberg/TT Anette Nantell/TT Alex Ljungdahl/EXP/TT Tore Hagman/Nf/TT Per-Anders Pettersson/TT Mayhew, Craig & Simmon, Robert /NASA GSFC Science Photo Library/TT Dave Martin/AP/TT Evgenia Arbugaeva för TIME, faksimil David Goldman/AP/TT Science Photo Library/TT
2021-12-16 13:08
B I L D FÖ RTE C K NI NG
273 275:1 275:2 276:1 276:2 276:3 277:1 277:2 278 279:1 279:2 280 281:1 281:2 282:1 282:2 283 284:1 284:2 285 286:1 286:2 287 289 290:1 290:2 292 297 298 299:1 301 302 304 305:1 305:2
Tomas Oneborg/SvD/TT Franck Chazot/GammaRapho/Getty Images Jeppe Gustafsson/TT Alexander Crispin/ Hövding Johner/Getty Images Tommy Pedersen/XP/TT NASA Mark Earthy/TT Karl Forsberg/Johnér Anders Modig/Johnér Kustbevakningen/TT Håkan Lindgren/TT Henrik Karlsson/N/TT kampee patisena/Getty Images Johan Nilsson/TT Jonas Ekströmer/TT Pontus Lundahl/TT Lars Brundin/Sydsv/TT Tomas Oneborg/SvD/TT Jeppe Gustafsson/TT Photodisc Stefan Isaksson/Johnér Charles O´Rear/Getty Images Björn Dahlgren/Johnér Åsa Sjöström/TT Lars Brundin/Sydsv/TT Roland Magnusson/Shutterstock Miljömärkning Sverige AB Maskot/Getty Images Science Photo Library/TT alanphillips/Getty Images Franz Aberham/Getty Johnér/Getty Images Nicho Södling/Johnér Åke Håkansson/TT
307
308 310 312 313:1 313:2 314 315 320:2 320:3 321 322 324 325:1 325:2 326:2 327:2, 329 330 331:1 332 334 335:1 335:2 337 342:1 342:2
Sebastian Kaulitzki/ Science Photo Library/ Getty Images Science Photo Library/TT Westend61/Getty Maskot/Getty frantic00/Shutterstock Ghislain & Mary David de Lossy/Getty Images Johan Engman/TT Carolina Byrmo/AB/TT Anastasiia Sapon/NYT/TT Peter Steffen/AP/TT Raphael Gaillarde/Gamma Rapho/Getty Images AFP/TT Brooke Fasani Auchincloss/Getty Images SolStock/Getty Images Henrik Montgomery/TT John McConnico/AP/TT 3 Alf Linderheim/N/TT John Javellana/Reuters/ TT Pally/Alamy Stock Photo Franckreporter/Getty Images Noah Seelam/AFP/TT DircinhaSW/Getty Images Charlie Newham/Alamy Stock Photo/TT Canadian Centre for Swine Improvement Inc Georg Konig/Hulton Archive/Getty Images Arman Zhenikeyev/Corbis/ Getty Images Kari Tapales/Moment/ Getty Images
402-408 Spektrum Biologi Bakvagn SLUTKORR.indd 408
343 344 345
346
348
349:1 349:2 349:3 350 351:1 351:2 352:1 352:2 354 355 362 363:1 365 366 367:1 367:2 368:1 368:2 368:3 369:3 370:1
Anon Luengwanichprapa/ EyeEm/Getty Images Callista/Image Source/ Getty Images Sebastian Kaulitzki/ Science Photo Library/ Getty Images Kateryna Kon/Science Photo Library/Getty Images Steve Gschmeissner/ Science Photo Library/ Getty Images British Library Board/Bridgeman images/TT TT Peter Dazeley/Photodisc/ Getty Images Reportagebild/TT Lasse Pettersson/TT Håkan Lindgren/TT Alamy Hussein El-alawi/Sydsv/TT Johan Nilsson/TT Alexanderstock23/Shutterstock Lennart Nilsson/TT Alexanderstock23/Shutterstock Jessica Gow/TT The Granger Collection/TT Ulf Palm/TT Luca Sage/Getty Images Jonas Lindkvist/TT Science Photo Library/TT Karolinska Universitetssjukhuset Solna Alamy Waltraud Grubitzsch/dpa/ TT
370:2 James Dadzitis/SWNS/TT 372:1 MedicalRF/Getty Images 376:1 MoMo Productions/DigitalVision/Getty Images 376:2 Magnus Andersson/TT 378 Laurence Monneret/ The Image Bank/Getty Images 379:1 Jupiterimages/Getty Images 380:2 manonallard/E+/Getty Images 381 Emma Larsson/Sydsv/TT 382 Boy_Anupong/Moment/ Getty Images 385 Farinelli av Corrado Giaquinto 1750-tal. akg-images/ TT 386 FatCamera/E+/Getty Images 387:1 Fredrik Persson/TT 388 David Spears FRPS FRMS/ Corbis/Getty Images 390 Boris Roessler/DPA/TT 391 Raycat/E+/Getty Images 392 LindaYolanda/E+/Getty Images 393:1 Pernille Tofte/Johnér 393:2 Paulina Westerlind/Bildhuset/TT 394:2 Karin Alfredsson/Johnér 395 plainpicture/Johnér 396 Rolf Olsson/Sydsv/TT 397 Amir Nabizadeh/TT
Övriga foton: Shutterstock
2021-12-16 13:08
FÖ RO R D
Välkommen till Liber Spektrum Biologi Den femte upplagan av Spektrum Biologi möter det centrala innehållet i Lgr22 med uppdaterat stoff och nya kapitel. De tre långsiktiga målen är i fokus i det inledande kapitlet, och återkommer i olika inslag i hela Spektrum Biologi. I KAPITELINGRESSERNA lyfts de tre långsiktiga målen fram med bilder och frågor, målbeskrivningar samt ett urval av begrepp. Ett nytt inslag i avsnitten är FRÅGOR TILL TEXTEN, nertill på varje sida. De hjälper läsaren att snabbt repetera viktigt innehåll, och ger en paus i läsandet. FÖRDJUPNINGSRUTOR förstärker biologins mångsidighet. TESTA DIG SJÄLV erbjuder begreppsträning och uppgifter som ger träning på innehållet, informationssökning och faktagranskning samt mer utmanande uppgifter. PERSPEKTIVEN lockar till diskussion och ställningstaganden. Här tränas förmågan att skilja värderingar från fakta och att utveckla ett kritiskt tänkande. Varje kapitel avslutas med en SAMMANFATTNING följd av FINALEN med uppgifter som förankrar kunskaperna och ger träning inför de nationella proven.
1
Informationssökning
2 Utmaningar
De områden som betonas i kursplanen – natur och miljö samt kropp och hälsa – genomsyrar Spektrum Biologi. Evolutionen är grundläggande i biologi och presenteras därför tidigt, och fördjupas sedan i nya sammanhang. Vikten av biologisk mångfald, ekosystemtjänster och hur vi använder naturresurser tas upp i de tre första kapitlen, kapitel 5, samt i kapitlet ”En planet under press” som fokuserar på hållbar utveckling och aktuell forskning. ”Sexualitet och relationer” är uppdelat i två kapitel, ett med fokus på tidiga tonåren och ett med utblick mot vuxenvärlden. I kapitlet om hälsa är förebyggande insatser centrala. Kapitlet om sjukdomar och psykisk ohälsa tar bland annat upp kontakten med sjukvården. ”Genetik och bioteknik” betonar möjligheter och risker, samt etiska frågor. Författare till kapitel 1, 5, 9 och 10.4–10.6 är Fredrik Holm, biolog och miljövetare. Kapitel 2, 3, 4 och 12 har skrivits av Susanne Fabricius, adjunkt i biologi och kemi, samt Anna Rådström, biolog. Anders Nystrand är legitimerad läkare och medicinjournalist och har skrivit kapitel 6, 7, 8, 10.1–10.3 och 11. Liber Spektrum Biologi finns även som heldigitalt läromedel.
3
01-05 Spektrum Biologi Framvagn SLUTKORR.indd 3
2021-12-20 07:51
Innehåll 1
Vad är biologi?
..................... 6
5
1.1 Biologin förklarar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2 Biologerna undersöker . . . . . . . . . . . . . . .10 1.3 Biologin hjälper oss att skilja på tro och vetande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Perspektiv Tro eller vetande? . . . . . . . . .17 Finalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
2
Liv i utveckling
3
6
Alger, sporväxter, svampar och lavar . .56 Fröväxter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 Ryggradslösa djur . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66 Ryggradsdjur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 Vi lär oss av naturen . . . . . . . . . . . . . . . . .87 Perspektiv Vargen väcker många känslor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92 Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94 Finalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
Sexualitet och relationer – del 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98 4.1 4.2 4.3 4.4
Lär känna din kropp . . . . . . . . . . . . . . . .100 Hur känner jag? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105 Relationer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109 När sexualitet blir något negativt . . . .114 Perspektiv Hur jämställda är vi?. . . . . .118 Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120 Finalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122
Liv i samspel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126 Energi och materia . . . . . . . . . . . . . . . . .134 Olika känsliga system . . . . . . . . . . . . . . .138 Ekosystemen erbjuder oss tjänster . . .142 Hållbar utveckling – inom planetens gränser . . . . . . . . . . . . . . . . . .146 Perspektiv Tar fisken slut? . . . . . . . . . . .152 Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . . .154 Finalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
Så fungerar din kropp. . . . . . . . . . . .158 6.1 Specialiserade celler bildar kroppens organ . . . . . . . . . . . . . .160 6.2 Matspjälkningen och andningen ger cellerna näring och syre . . . . . . . . .167 6.3 Hjärtat och blodkärlen – kroppens transportsystem. . . . . . . . . . .174 6.4 Skelett, leder och muskler ger dig rörelseförmåga. . . . . . . . . . . . . .181 6.5 Huden – skyddande fodral med luftkonditionering. . . . . . . . . . . . . .188 Perspektiv Stamceller - kroppens levande reservdelar. . . . . . . . . . . . . . . . .192 Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194 Finalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .196
Jordens biologiska mångfald . . . .54 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
4
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
2.1 Livets uppkomst och utveckling. . . . . . .22 2.2 Fotosyntes – världens viktigaste kemiska reaktion . . . . . . . . . . .28 2.3 Cellandning – cellens sätt att få energi 32 2.4 Evolutionens drivkrafter. . . . . . . . . . . . . .36 2.5 Livets myller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 Perspektiv Anpassning till vad? . . . . . . .48 Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 Finalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
Ekologi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124
7
Hjärnan styr hela din kropp
. . . .198
7.1 Nervceller bildar nervsystemet – kroppens internet . . . . . . . . . . . . . . . .200 7.2 Vår hjärnbark gör oss till människor . .206 Perspektiv Är det du eller din hjärna som bestämmer? . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212 7.3 Lukt, smak och känsel . . . . . . . . . . . . . .214 7.4 Synen – ett ljuskänsligt sinne . . . . . . . .218 7.5 Örats sinnen – hörsel och balans . . . . .222 7.6 Hormoner skickar kemiska meddelanden . . . . . . . . . . . . . .226 Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . . .230 Finalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232
4
01-05 Spektrum Biologi Framvagn SLUTKORR.indd 4
2021-12-20 07:51
8
Du kan påverka din hälsa
. . . . . . .234
8.1 Vad är fysisk och psykisk hälsa?. . . . . .236 8.2 Hur påverkar kost och motion din hälsa? . . . . . . . . . . . . . . . . . .238 8.3 Sömn och sociala relationer . . . . . . . . .243 Perspektiv Stress på gott och ont . . . .246 8.4 Tobak, alkohol och narkotika . . . . . . . .248 Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . . .254 Finalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .255
9
En planet under press 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7
. . . . . . . . . . .256
Människan gör om naturen . . . . . . . . . .258 Människans ekosystem . . . . . . . . . . . . . .262 Klimat i förändring. . . . . . . . . . . . . . . . . .268 Förorenad luft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .273 Övergödning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .278 Miljögifter och avfall . . . . . . . . . . . . . . . .281 En hållbar utveckling . . . . . . . . . . . . . . .286 Perspektiv Ansvaret för miljön - vems är det? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .292 Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . . .294 Finalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .296
10 Genetik och bioteknik . . . . . . . . . . .298 10.1 DNA, arvsmassa och gener. . . . . . . . .300 10.2 Generna för arvet vidare . . . . . . . . . . .307 10.3 Genetiska sjukdomar och genteknik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .316 Perspektiv Vill du veta vilka gener du har?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .324 10.4 Från avel till genslöjd . . . . . . . . . . . . . .326 10.5 Gener med nya uppdrag . . . . . . . . . . .330 10.6 En bot mot världssvälten?. . . . . . . . . .334 Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . .338 Finalen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .340
11 Sjukdomar och psykisk ohälsa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .342 11.1 Ditt fantastiska immunförsvar . . . . . .344 11.2 Bakterier, virus och infektionssjukdomar . . . . . . . . . . . . . . .348 Perspektiv Coronavirus och covid-19-pandemin . . . . . . . . . . . . . . .354 11.3 Sjukdomar och psykisk ohälsa hos unga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .356 11.4 Vanliga sjukdomar och dödsorsaker i Sverige. . . . . . . . . . . . . .362 11.5 Sjukvård och alternativ medicin. . . . .366 Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . .374 Finalen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375
12 Sexualitet och relationer – del 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .376 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5
Sexuellt samliv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .378 Säker sex. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .382 Sex som smittar. . . . . . . . . . . . . . . . . . .386 När sex missbrukas. . . . . . . . . . . . . . . .389 Från födelsen ut i livet . . . . . . . . . . . . .391 Perspektiv - Abort eller inte? . . . . . . .396 Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . .398 Finalen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .399
Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .402 Bildförteckning . . . . . . . . . . . . . . . . . . .407
5
01-05 Spektrum Biologi Framvagn SLUTKORR.indd 5
2021-12-20 07:51
Läsförståelsefråga
Tack vare forskningen vet vi mycket om till exempel hur immunförsvaret i våra kroppar angriper ett virus. Vilka nya, stora upptäckter tror du att den biologiska forskningen kommer att göra i framtiden?
Hundratals fåglar bildar här tillsammans symbolen för liv – ett hjärta. Varje cell i varje enskild fågel är också ett liv. På vilka sätt liknar din kropp och dina celler fågelns kropp och celler?
1
Vad är biologi? Vetenskapen svarar på livets gåtor Biologi är läran om livet. Biologi förklarar vad liv är, hur liv skapas och hur liv utvecklas. Tack vare biologisk forskning vet vi idag mycket om hur både naturen och människokroppen fungerar. Biologin hjälper oss också att förstå hur vi kan sköta vår hälsa, ta hand om varandra och om vår miljö.
6
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 6
2021-12-20 07:55
Läsförståelsefråga
Systematiska undersökningar ute i naturen är en viktig del av biologin. Vad tror du de undersöker här?
HÄR FÅR DU LÄRA DIG
NÅGRA VIKTIGA BEGREPP
• beskriva vilken betydelse biologin har för oss människor och hela vår omvärld
cell
• förklara vad ämnet biologi är
näring
• beskriva och använda naturvetenskapliga arbetssätt
källkritik
• hur man argumenterar och tar ställning utifrån ett naturvetenskapligt sätt att tänka
organism
samspel
laboration
hypotes
fältstudie
felkälla
Vilka begrepp känner du igen?
7
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 7
2021-12-20 07:55
1 . VA D Ä R B I O LO GI ?
1.1
Biologin förklarar Kunskaper i biologi hjälper oss att förstå hur vi själva mår, växer och utvecklas. De hjälper oss också att förstå hur naturen fungerar och hur vi påverkar vår miljö. Viktiga frågor inom biologin handlar om vad liv är och hur liv bildas. Idag finns det naturvetenskapliga förklaringar som ger svar på frågorna. Hur skulle du själv svara på dem?
Varför studerar vi biologi? Det gör väl De ingen entin ng om det blir litte varmare i Sve erige?
Biologi är läran om livet och en av naturvetenskaperna. Tillsammans med fysiken och kemin beskriver den hur vår omvärld ser ut och fungerar. Vi behöver biologin för att förstå hur vår kropp fungerar. Förstår vi hur våra celler och organ samverkar kan vi ta hand om vår hälsa på ett bra sätt. Biologin lär oss att förstå naturen omkring oss. Hur fungerar samspelet mellan alla organismer på jorden? På vilka sätt är vi beroende av arter som finns på andra sidan jordklotet? Vad händer om en art försvinner?
Varför kommerr vi in nte e in i pube erteten n sam amtid digt?
Varför kan ja ag få många fö örkylniingar? Borde jag in nte bli immun?
Biologin är dessutom viktig för att vi ska förstå hur vi bör ta hand om miljön. Hur reagerar växter och djur när klimatet blir allt varmare på grund av våra utsläpp? Kan naturen hjälpa oss att reparera det vi redan skadat på jorden?
Vad är typiskt för allt som lever? Idag vet man så mycket om vad livet är och hur det fungerar att man kan sammanfatta kunskaperna i några få punkter: • Allt som lever byggs upp av celler. Cellerna kan fungera ensamma, men kan också ha speciella uppgifter tillsammans i en större organism. En organism är levande och kan bestå av en eller flera celler.
Varfö ör är det l ät t a are re att lä ära a en hun hu d sakerr än en katt?
• Allt som lever behöver skaffa sig näring och energi. Det kan också växa, utvecklas, föröka sig och andas. Varfö ör kan in nte männis s ka n anpassa as tilll att leva under va te vat en?
• Allt som lever utvecklas genom det naturliga urvalet, där den som är bäst anpassad till sin omgivning får mest avkomma och sprider sina arvsanlag vidare.
8 Ge minst tre skäl till varför biologi är viktigt att kunna.
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 8
2021-12-20 07:55
1. VA D ÄR BIO LO G I?
• Allt som lever är beroende av annat liv. Alla behöver kämpa om gemensamma resurser, men också samarbeta. Det gäller även oss människor idag. • Allt som lever innehåller grundämnet kol, som kan bilda en oändlig mängd olika ämnen. Allt liv behöver också vatten för att transportera och lösa upp olika ämnen.
Vad spe ela ar det för ro oll vad ja ag gö ör för miljön jön ö , det har väl ingen en be etydels se för he a jo hel orden n?
• Allt som lever är beroende av information. Den skickas mellan cellerna i en kropp med hjälp av både elektriska och kemiska signaler.
Biologi är en modern vetenskap Länge kunde vi människor bara gissa oss till vad liv faktiskt är. Mycket biologisk kunskap var fortfarande okänd. Ibland fick sägner och rykten duga som förklaringar. Ett exempel är den svenske vetenskapsmannen Carl von Linné på 1700talet. Trots att han var en av sin tids kunnigaste biologer trodde han på sägnen att svalor övervintrar på sjöbottnar. Ingen förstod ju då att de flyttade söderut på hösten. Även om man sedan länge förstått att barn blir till när kvinnor och män har samlag var det länge en gåta hur det faktiskt blev ett nytt liv. Man kände varken till ägg, spermier eller befruktning.
Var finns svalorna på vintern? Det är en fråga som forskningen kunnat besvara först i modern tid.
Den moderna biologin har vuxit fram sedan början av 1800-talet. Ett av de viktigaste framstegen gjordes av engelsmannen Charles Darwin, som gjorde många och noggranna fältstudier. Han blev den förste att beskriva principen om det naturliga urvalet som är grunden för att förstå evolutionen. Ett annat viktigt arbete gjordes i en klosterträdgård i Slovakien, där munken Gregor Mendel korsade olika sorters ärtor. Genom att noga räkna hur många växter som ärvde olika egenskaper lade han grunden till genetiken. Långt senare, på 1950-talet, kunde James Watson och Francis Crick beskriva den spiralformade DNA-molekylen. De hade stor hjälp av den forskning som Rosalind Franklin bedrev samtidigt. Många anser därför att även hon borde ha fått den berömmelse och det Nobelpris som upptäckten ledde till.
Biologen Jane Goodall blev världsberömd för sin forskning om schimpanser som är en av människans närmaste släktingar.
9 Varför är kol och vattenLäsförståelsefråga viktigt för allt liv?
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 9
2021-12-20 07:55
1 . VA D Ä R B I O LO GI ?
1.2
Biologerna undersöker Biologer observerar, mäter och undersöker för att få nya kunskaper. Det sker med hjälp av en mängd olika metoder och instrument. Känner du till något hjälpmedel som en biolog använder i sina undersökningar?
Allt fler detaljer I biologins barndom kunde forskarna bara studera sådant som gick att se utan hjälpmedel. Det var dessutom svårt att resa runt och studera djur och växter på olika håll i världen. Därför hänger biologins snabba utveckling sedan 1800-talet ihop med ny teknik som gjorde det möjligt att göra nya sorters studier.
Idag kan ett vanligt mikroskop avslöja hur celler delar sig och bildar nya celler.
Några framsteg är äldre än så. Den holländske vetenskapsmannen Antonie van Leuwenhoek skapade det första mikroskopet på 1600talet. Han blev också den förste som började rita av både bakterier och spermier. Så småningom blev mikroskopen både bättre och billigare, så att fler forskare kunde börja studera livets allra minsta detaljer. Det var så man förstod att vi är uppbyggda av celler, och kunde börja utforska cellens olika delar. Idag kan ett vanligt mikroskop i skolan förstora 400 gånger eller mer. De mest avancerade elektronmikroskopen gör det möjligt att studera mycket mindre detaljer i celler.
Allt mer översikt
Med hjälp av en GPS-sändare kunde man följa hur en myrspov flög över Stilla havet. Från Alaska flög den först till Nya Zeeland. Senare flög den tillbaka till Alaska, men via Korea. Andra året valde den att landa i Australien. Flygningen från Alaska till Nya Zeeland tar nio dagar och fågeln landar inte en enda gång.
Samtidigt som mikroskopen gjort det lättare att utforska livets minsta detaljer har moderna kikare gjort det möjligt att studera fåglar och vilda djur på stora avstånd. När man kunde göra noggranna fältstudier lärde man sig mer om växter och djur i det fria. Ett exempel är ringmärkningen av fåglar. Tack vare den förstod man att svalorna inte alls övervintrar på sjöbottnen, som Linné trodde, utan att de flyttar till varmare breddgrader för att hitta mat. Idag kan fågelforskarna använda både radar och modern satellitteknik för att följa fåglarnas flyttningar.
10 Vad har hjälpt biologin att utvecklas sedan 1800-talet?
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 10
2021-12-20 07:55
1. VA D ÄR BIO LO G I?
Livet under vattenytan var länge en okänd värld, förutom det man visste om de fiskar och valar som fångades in. Idag har de biologer som jobbar på och under vattenytan tillgång till avancerad utrustning som ekolod och elfiske. Därför vet man nu mer om hur fiskar simmar från havet och upp i olika vattendrag. Man vet också att valar kan skicka ljudsignaler till varandra över mycket stora avstånd. Idag är biologin en så stor vetenskap att ingen biolog kan veta allt. Därför specialiserar de sig på olika områden. Lite på skoj pratar man ibland om olika färg på biologerna för att beskriva vad de sysslar med.
Vita biologer är inne på labbet På laboratoriet finns biokemister som undersöker livets kemi och genetiker som studerar ärftligheten. Här finns också mikrobiologer som tittar på bakterier och andra mikroorganismer. Ofta använder de vita rockar som har gett dem smeknamnet ”vita biologer”. Forskningen om människokroppen, medicinen, är idag så stor att den oftast räknas som ett särskilt vetenskapligt ämne, men i grund och botten är den en del av biologin. Vi människor är ju levande varelser och en del av naturen!
Gröna biologer är ute i fält Gröna biologer studerar livet ute i naturen. De kan ta reda på vilka arter som finns i ett område och de kan göra olika experiment. Ekologer studerar hur växterna och djuren påverkar varandra. Etologer studerar djurens beteenden. Systematiker samlar in växter och djur och forskar om hur olika arter är släkt.
Vita biologer söker svar på sina frågor i labbet.
Den som forskar på vilda, betande djur kan undersöka hur växtligheten påverkas av betet, och ge förslag på hur man kan minska skadorna av bete på växande skog. Den som forskar på sällsynta växter kan ta reda på varför växterna är sällsynta och hur de kan skyddas.
Gröna biologer söker svar på sina frågor ute i fält.
11 Vad kallas biologerna som studerar livet Läsförståelsefråga ute i naturen?
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 11
2021-12-20 10:20
1 . VA D Ä R B I O LO GI ?
Marinbiologen Jessica Meir var på den internationella rymdstationen ISS under sju månader 2019-2020 och gjorde bland annat olika biologiska experiment.
Blå biologer är på och i vattnet Blå biologer arbetar med växter och djur i vatten. De studerar allt från små encelliga djur och växter – plankton – till fiskar och valar. De som studerar livet i havet kallas för marinbiologer. Fiskebiologer studerar hur mycket fisk det finns, hur fisken mår och hur man kan skydda fisken. Det är viktig forskning för att vi inte ska fiska slut på den fisk som finns i sjöar och hav. Blå biologer studerar livet i sjöar och hav.
Att arbeta systematiskt När du gör en enkel laboration i klassrummet eller en fältstudie ute i naturen följer du samma principer som en forskare. Du ska arbeta systematiskt, och du ska dokumentera vad du gjort. Du ska kunna besvara följande frågor så gott du kan: VILKEN ÄR UNDERSÖKNINGENS SYFTE?
En undersökning handlar om något du vill ta reda på. Det kallas för undersökningens Syfte. Ofta formulerar du det som en fråga. Det är bra att skriva din fråga under en särskild rubrik. VILKEN ÄR UNDERSÖKNINGENS HYPOTES?
Ibland har du en idé om vad du tror att fältstudien eller experimentet kommer att visa. Den idén brukar kallas för Hypotes. Idén om vad du tror ska hända kommer från det du vet sedan tidigare. Undersökningen går sedan ut på att visa om hypotesen stämmer eller ej.
12 Varför är fiskebiologernas arbete viktigt?
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 12
2021-12-20 07:55
1. VA D ÄR BIO LO G I?
VILKEN UTRUSTNING HAR DU ANVÄNT OCH HUR HAR UNDERSÖKNINGEN GÅTT TILL?
Det ska vara möjligt för den som vill göra en ny undersökning att kunna se om resultaten blir desamma som för dig. Därför måste du beskriva vilken utrustning du har använt och hur du har gjort undersökningen. Du kan beskriva hur många prov du har tagit och var du har tagit dem. Har undersökningen skett ute i naturen kan det vara värdefullt att anteckna datum, vädret och annat som kan påverka resultatet. Ofta kallar man den här delen av rapporten för Materiel och Metod. VAD HAR DU FÅTT FÖR RESULTAT?
I den här delen av rapporten ska du beskriva dina observationer. Det är ofta bra att ta hjälp av teckningar, bilder, diagram och tabeller. Den här delen av rapporten får ofta rubriken Resultat. VILKA SLUTSATSER HAR DU DRAGIT?
I slutet av rapporten funderar du över vad undersökningarna visar. Fick du svar på din fråga? Stämde din hypotes? Vilka slutsatser kan du dra av din undersökning? Vilka likheter och skillnader finns mellan ditt och andras resultat? Stämmer resultaten överens med det du tidigare lärt dig? Om inte – vad kan det bero på? Den här delen av rapporten kallas för Vanliga rubriker i en labbrapport: Slutsatser. Alla som gör undersökningar vill vara så säkra på sina resultat som möjligt. Ändå kan det bli fel – du kan ha mätt fel i laboratoriet eller räknat fel i skogen. Kanske har du gjort felaktiga artbestämningar eller tagit för få prov. Därför bör rapporten också ta upp de Felkällor som kan finnas. Dessutom lär du dig mycket av att tänka ut hur undersökningen skulle kunna förbättras om du gjorde den en gång till.
SYFTE
Vad ville du ta reda på med undersökningen?
HYPOTES
Vad trodde du att resultatet skulle bli?
MATERIEL
Vilka saker behövdes för undersökningen?
METOD
Hur gjorde du undersökningen?
RESULTAT
Vad visade undersökningen?
SLUTSATSER
Stämde hypotesen? Vad är svaren på frågorna i syftet?
FELKÄLLOR OCH FÖRBÄTTRINGAR
Hur kan metoden förbättras?
VILKA KÄLLOR HAR DU ANVÄNT?
En forskare avslutar sin rapport med att noga ange alla de källor – böcker, artiklar och annat - som hen har använt i undersökningen. Den här listan brukar kallas för Källförteckning och ska vara så noggrann att andra forskare kan hitta exakt samma källor.
13 Vilka frågor är viktiga att ställa sig med ett naturvetenskapligt Läsförståelsefråga arbetssätt?
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 13
2021-12-20 07:55
1 . VA D Ä R B I O LO GI ?
1.3
Biologin hjälper oss att skilja på tro och vetande I alla tider har vi människor funderat på vad liv är, och försökt förklara hur liv uppkommer. När vi inte vet gissar vi gärna. Ibland lever gamla gissningar kvar länge, trots nya och säkrare kunskaper. Det kan vara svårt att veta vad som är säker kunskap och vad som är gissningar, myter och skrock. Ett vetenskapligt arbetssätt är en säkrare metod att skaffa kunskap.
Vilka monster gömmer sig i havet? På mycket gamla världskartor har kartritaren ofta placerat ut hemska odjur i havet och på landområden som då var outforskade. Man hade aldrig sett några sådana odjur, men man gissade att de fanns där. Idag kan vi skratta åt den sortens fantasier. Men människor har i alla tider valt att fylla ut det okända med egna föreställningar. Därför är många mörkrädda. Och därför kan det vara obehagligt att tänka att man slutar finnas den dag man dör.
På Carta Marina från 1539 vimlar haven av okända odjur, trots att de inte finns i verkligheten.
Att fantisera och tänka utanför det rimliga kan vara både utmanande och nyttigt. Många vetenskapliga framsteg har börjat med att man fantiserat om en idé som först verkar helt orimlig. Om man sedan kan testa idén med säkra metoder, och många olika tester ger ungefär samma resultat, kan idén ändå visa sig vara rimlig. De flesta fantasier klarar inte en vetenskaplig granskning. Om fantasierna ändå blir till ”sanningar” kan det bli problem. Det kan leda till att sjukdomar behandlas fel eller för sent. Det kan också leda till dåliga eller farliga beslut i till exempel miljöfrågor. Därför är det viktigt att förstå vad som skiljer vetenskaplig kunskap från tro, myter och fria fantasier. Det är också viktigt att kunna skilja säkra kunskapskällor från osäkra – det som också kallas för källkritik.
Vilka källor kan man lita på? Varje dag hör du rykten – på skolgården och hemma. Mycket av det du läser i tidningar och på nätet är sådant som människor påstår eller
14 Varför är det bra att fantisera?
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 14
2021-12-20 07:55
1. VA D ÄR BIO LO G I?
bara gissar. I många fall kan du avgöra om det du hör är sant, eller om det är missförstånd eller lögner. Så länge du inte tror på precis allt som sägs så är du källkritisk. Ju mer förvånad du blir av något du ser eller hör, desto mer vaksam bör du vara. Går informationen att förstå och förklara på ett rimligt sätt? Kolla gärna med personer som kan mycket om ämnet. De kan hjälpa dig att bedöma om det verkar rimligt eller inte. Ett annat sätt att vara vaksam är också attt dubbelkolla informationen. Om du läser lika ällen eller nästan lika formuleringar på flera ställen en kan du misstänka att den ena skrivit av den arandra. andre. Då är källorna inte oberoende av varandra. om sprider Det är också viktigt att fundera på vem som informationen, och varför. Om du bedömer att någon ska tjäna pengar på den, eller få andra fördelar, ska du vara misstänksam.
Var källkritisk – mot text, ljud och bild!
Tänk också på att även bilder kan vara falska, eller föreställa något helt annat än vad det står i bildtexten.
Gamla föreställningar lever kvar De stora religionerna är alla äldre än den moderna naturvetenskapen. De har ofta fantasifulla förklaringar till hur jorden skapades och livet uppstod. Idag kan biologin och andra vetenskaper ge betydligt bättre svar på samma frågor. Ändå finns det många som än idag föredrar de gamla förklaringarna. Ibland krockar religion och vetenskap med varandra. Andra människor väljer att lyssna till gammal folktro, med berättelser om spöken, troll och andra väsen. En del tar också skrock på allvar, som att man drabbas av olycka om man ser en svart katt gå över vägen. Ofta går det att spåra sådana myter långt tillbaka i tiden. Svarta katter har till exempel förknippats med djävulen i kristna traditioner. Men det finns inga vetenskapliga förklaringar till myterna.
15 Ge exempel på hur man kan Läsförståelsefråga vara källkritisk.
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 15
2021-12-20 07:55
1 . VA D Ä R B I O LO GI ?
Påståenden som kan verka vetenskapliga En del människor dras också till idéer som kan verka vetenskapliga men inte är det. Sådana idéer brukar kallas för pseudovetenskap. Några exempel från biologins värld är tron på att kristaller eller magnetism kan hjälpa kroppen att må bättre. Pseudovetenskapen lånar gärna vetenskapliga begrepp som ”energi”, ”frekvens” och ”kraftfält” för att verka trovärdig. Ofta har orden inget med verkligheten att göra. Pseudovetenskapen påstår sig ofta utgå från gammal och beprövad kunskap, men klarar inte den typ av granskning och testning som är grunden för en seriös vetenskaplig undersökning. Den som ägnar sig åt pseudovetenskap tjänar ofta stora pengar på behandlingar, produkter och råd som är helt verkningslösa och lurar människor. Pseudovetenskap kan vara svår att avslöja, just för att den ser så trovärdig ut. Kristaller kan vara vackra men botar inga sjukdomar. De flesta består av kvarts, precis som vanlig sand.
Ofta spelar pseudovetenskapen på våra känslor, och gör oss glada, hoppfulla, ledsna, skrämda eller arga. När man är uppfylld av starka känslor är man ofta beredd att tro på allt man hör. Då kan det vara bra att minnas ordspråket ”om något låter för bra för att vara sant är det oftast inte sant”.
Vetenskapen omprövar alltid gamla sanningar Riktig vetenskap lägger små, små bitar av kunskap till tidigare kunskaper. Ibland kommer nya resultat som motbevisar det som tidigare varit känt. Därför ändras hela tiden den vetenskapliga bilden av hur vår värld fungerar. Vetenskapliga arbetssätt är metoder för att förstå världen på så säkra grunder som möjligt. Forskare över hela världen läser varandras arbeten och diskuterar varandras resultat. När de får olika resultat trots att undersökningarna är gjorda på samma sätt är det viktigt att de diskuterar skillnaderna. En del kan tycka att världen blir tråkigare när vetenskapen får ersätta äldre fantasier. Snarare är det tvärtom – ju mer vetenskapen lär oss om hur världen ser ut och fungerar, desto fler nya frågor väcker den.
16 Varför kan pseudovetenskap i värsta fall vara farlig?
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 16
2021-12-20 07:56
PERSPEKTIV
TRO ELLER VETANDE?
Myten om den stora, stygga vargen Sagor som beskriver vargen som ett farligt och listigt rovdjur har berättats sen antikens dagar. I Sverige går debatten varm om vi ska ha varg eller inte i vår natur, och om hur många vargar det ska få finnas. Risken för en människa att skadas eller dödas av vilda djur i Sverige är väldigt liten. Det har nu gått mer än 200 år sedan en varg dödade en människa i det vilda i Sverige. Däremot dör varje år människor i möten med björnar eller älgar. Ändå är det vanligt att människor är mer rädda för vargen än för björnen och älgen.
Finns det ett liv efter detta? Börjar man leva ett nytt liv när man dör? Tanken att man föds på nytt – reinkarnation – är viktig i många religioner. Ofta kopplas reinkarnationen till föreställningen att onda människor får leva nya liv som lägre stående varelser.
Vilka bevis finns i en fantastisk berättelse? Tänk dig att du träffar en person som vill sälja vackra kristaller till dig. Du får höra en fantastisk berättelse om hur sådana kristaller har botat en person som lidit av huvudvärk och ont i magen. Enligt försäljaren är det bevis för att kristallerna kan bota sjukdomar.
1 2
Vilken betydelse tror du myten om den stora, stygga vargen har i dagens debatt om farliga djur? Varför, tror du, har tanken om reinkarnation blivit till? Är det en tröst att man kan födas på nytt? Eller är det ett hot? Finns det naturvetenskapliga bevis för att reinkarnationen kan äga rum?
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 17
3
Om du skulle granska berättelsen om kristaller med vetenskapliga metoder – vilket bevisvärde skulle den då ha? Hur skulle du kunna ta reda på om försäljaren har rätt eller bara vill sälja vackra men värdelösa stenar?
17
2021-12-20 07:56
FINALEN
1
2
Para ihop begreppen till vänster med rätt beskrivning till höger. 1
Organism
A Person som studerar djurs beteenden
2
Cell
B
Grunden för all evolution
3
Hypotes
C
Är levande och består av en eller flera celler
4
Etolog
D Livets minsta enhet
5
Naturligt urval
E
Gamla föreställningar om tur och otur
6
Skrock
F
Det du tror ska hända
7
Källkritik
G Granska och värdera/bedöma information
Ett av följande påståenden är fel. Vilket? Allt som lever byggs upp av celler.
JACK
Allt som lever baseras på grundämnet syre.
ILON
Allt som lever förutsätter annat liv.
Allt som lever utvecklas genom det naturliga urvalet.
ANDREA
MAMADOU
3
Beskriv med egna ord vad en hypotes är för något. Ge ett exempel på en hypotes!
4
Vilka av följande påståenden är riktiga? Motivera vad som är fel med de övriga. A Vetenskapliga undersökningar måste beskrivas så att de går att göra om. På så vis kan man dubbelkolla undersökningens resultat. B
Pseudovetenskap är lika riktig som annan vetenskap. Skillnaden är att den inte behöver beskrivas i vetenskapliga artiklar.
C
Man kan lika gärna tro på sagor som på modern vetenskap.
D Vetenskap är en metod att förstå omvärlden på så säker grund som möjligt. E
Eftersom religionerna är äldre än naturvetenskapen har de mer rätt i frågan om vad liv är.
18
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 18
2021-12-20 07:56
FINALEN
5
Du vill ta reda på hur många sångfåglar som finns i en park, och vilka arter. Vilken av nedanstående metoder ger bäst resultat? A Du ber alla som går i parken att berätta vilka fåglar de hört den senaste tiden. B
Du går längs en förutbestämd slinga, varje dag och samma tid, i tre veckor och noterar vilka fåglar du hör, och var du hör dem.
C
Du sätter upp en mikrofon mitt i parken och spelar in alla ljud på en dator.
D Du sätter upp fällor som fångar fåglarna. Sen räknar du dem. Ge förslag på hur undersökningen kan förbättras.
MINIAKTIVITET
6
Det påstås ibland att det går att läsa andras tankar via ett så kallat sjätte sinne. Testa påståendet på följande sätt: 1
En person i klassen går ut ur klassrummet och tänker intensivt på en och samma sak under fem minuter.
2
Övriga i klassen sitter kvar och ritar vad hen tror att personen utanför rummet tänker på. Givetvis säger ni inget till varandra.
3
Personen kommer in i klassrummet och berättar om sin tanke, och så jämför ni det med de teckningar ni ritat.
•
Stämmer teckningarna med den tänkta tanken?
•
Fungerar tankeläsning?
•
Var det här en naturvetenskaplig undersökning? Förklara varför i så fall.
19
06-19 Spektrum Biologi kap 1 SLUTKORR.indd 19
2021-12-20 07:56
Har du sett Vintergatan? Den syns som ett vitt band på himlen. Det är i den galax som vår jord, Tellus, finns. Tror du att vi kommer att lyckas hitta liv på andra planeter?
2
Liv i utveckling En planet full av liv Om du tittar upp på himlen en mörk, molnfri kväll kan du se tusentals stjärnor. Kanske har du undrat om det finns mer liv där ute i universum? Idag beräknar forskare att det finns många miljarder stjärnor som har planeter med liknande egenskaper som på jorden. Där kan det finnas liv. En spännande tanke! Vad tror du?
20
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 20
2021-12-20 10:31
När solen lyser på det här vackra lönnlövet sker en av världens viktigaste reaktioner. Vad kallas den reaktionen?
HÄR FÅR DU LÄRA DIG
Att göra fältstudier är ett naturvetenskapligt sätt att ta reda på mer om naturen. Vad tror du att eleven undersöker här? Vad heter hens hjälpmedel?
NÅGRA VIKTIGA BEGREPP
• beskriva livets uppkomst och utveckling utifrån naturvetenskapliga teorier och modeller
Big Bang
• redogöra för begreppet art och artbildning
fossil
• använda kunskaper i biologi för att diskutera och ta ställning till viktiga frågor i samhället
druvsocker
• föra resonemang om ekosystemtjänster som fotosyntes och cellandning • argumentera och ta ställning i frågor som rör livets utveckling på jorden, evolutionen
DNA
fotosyntes
ekosystemtjänst
evolution
kretslopp naturligt urval
biologisk mångfald
klorofyll
klyvöppning cellandning art
organism
Vilka begrepp känner du igen?
• diskutera och resonera kring anpassningar som djur, växter och människor behöver göra • söka och kritiskt granska information om till exempel ny forskning och upptäckter inom biologiområdet
21
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 21
2021-12-20 10:31
2 . L I V I U T VE C KL I NG
2.1
Livets uppkomst och utveckling Än så länge känner vi bara till en planet i universum där det finns liv. Det är jorden. Tack vare solen har vi ljus och lagom temperatur. Här finns också syre att andas, mat att äta och många olika miljöer att leva i. På jorden lever vi människor tillsammans med en massa andra levande organismer. Hur tror du att liv har uppkommit och utvecklats på jorden?
Planeten jorden blir till Idag tyder forskningen på att universum bildades för cirka 13,7 miljarder år sedan i en stor explosion som kallas Big Bang. Vår sol bildades långt senare, för ungefär 4,6 miljarder år sedan. Den finns i galaxen Vintergatan och är bara en av hundratals miljarder andra stjärnor. Vintergatan är i sin tur bara en av flera tusen miljarder andra galaxer. Inte långt efter det bildades vår planet Tellus och de övriga sju planeterna i vårt solsystem ur de gasmoln som omgav den unga solen. Ämnena i gasmolnet som bildade jorden slogs samman och jorden blev ett glödande klot av flytande lava. Det var en våldsam tid där den unga jorden ständigt krockade med kometer och andra himlakroppar i solsystemet. Först för drygt 4 miljarder år sedan sjönk sakta temperaturen och jordytan började stelna till hårt berg med vulkaner.
Hav bildas och kemin får liv Örnnebulosans gasmoln är födelseplats för nya stjärnor. Den liknar troligen den plats där vår eget solsystem bildades för länge, länge sedan.
Kometerna som kolliderade med jorden innehöll mängder av is. När de träffade det heta jordklotet bildades vattenånga. När jorden med tiden svalnade övergick ångan till regn som sakta fyllde de första haven. Hav och luft innehöll nu många olika kemiska ämnen, från de väldiga åskväder och vulkanutbrott som skett. Med hjälp av de ämnena fanns förutsättningar för liv att bildas.
22 Vad innehöll kometerna som krockade med jorden för fyra miljarder år sedan?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 22
2021-12-20 10:31
2. LIV I UTVECKL IN G
Forskaren Stanley Miller i sitt laboratorium där han utförde sitt berömda experiment med att skapa liv på konstgjord väg.
Det finns flera teorier om hur livets första delar har bildats. Vissa forskare tror att livet kommit hit med kometer från rymden. Andra forskare har visat att elektriska urladdningar som liknar dem från väldiga åskväder kan omvandla enkla kemiska ämnen till livets enklaste byggstenar. En av forskarna var Stanley Miller som på 1950-talet gjorde ett berömt experiment. Han satte ihop en uratmosfär av bland annat vattenånga, väte, ammoniak och metan som fanns när livet uppstod. Efter att experimentet pågått i några veckor hade det bland annat bildats ämnen som bygger upp enkelt liv samt byggstenarna till DNA. Andra forskare kom fram till samma resultat när de senare upprepade hans försök.
Den tidiga jordens yta var ett hav av flytande lava. Först när krockarna med andra himlakroppar slutade sjönk temperaturen och lavan stelnade till berg.
Livets uppkomst – kopierande molekyler En av de tidigaste former av liv som bildades var enkla föregångare till DNA. Arvsanlagen i levande celler består av DNA. De molekylerna kunde göra kopior av sig själva, vilket är en förutsättning för liv. Runt den enkla DNA-molekylen bildades med tiden en tunn, skyddande hinna av fettliknande ämnen, ett cellmembran. En första enkel urcell hade bildats. Med hjälp av DNA kunde cellerna föröka sig genom kopiering och delning, och bilda nya celler. Livet på jorden hade tagit sin början. Redan för 3,5 miljarder år sedan fanns de här enkla cellerna i haven. Att liv kunde uppstå på just vår planet beror bland annat på att det fanns flytande vatten här. Dessutom ligger jorden lagom långt från solen för att få en bra temperatur.
För 3,5 miljarder år sedan fanns kolonier av encelliga bakterier som kallas stromatoliter. De kunde fånga in solenergi och bilda syre genom fotosyntes. Än idag finns sådana kolonier i Australien.
23 Hur förökade Läsförståelsefråga sig urcellerna?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 23
2021-12-20 10:31
2 . L I V I U T VE C KL I NG
Urbakterier
De enkla cellerna utvecklas De första cellerna var mycket enkelt byggda och hade ingen cellkärna. De liknade på många sätt dagens bakterier. En del levde i heta miljöer vid vulkaner på havsbottnen eller i berggrundens sprickor. De tidigaste föregångarna till dagens organismer dök upp för cirka 2 miljarder år sedan. De bestod av bara en cell men var lite större än tidigare bakterier. De hade också utvecklat en riktig cellkärna med DNA.
Cellkärna
För att cellerna skulle kunna växa och föröka sig behövde de skaffa energi. Energin var nödvändig för att livet skulle utvecklas.
Blågrön bakterie
Cell där en kärna utvecklats
Celldel med klorofyll – en kloroplast. Föregångare till växtceller
Blågröna bakterier blev kloroplaster i växtcellen.
Några av de här tidiga organismerna hade specialiserade delar inne i cellerna för att kunna tillverka mat och syre genom fotosyntes. De här delarna var små blågröna bakterier som tidigare levt fritt i havet, som nu hade flyttat in i de större cellerna. Delarna kallas kloroplaster och innehåller grönt klorofyll. Klorofyll behövs för att fotosyntesen ska fungera. Celler med klorofyll utvecklades sedan till växter, medan celler utan klorofyll utvecklades till djur. Med tiden började flercelliga organismer som växter och djur att utvecklas genom att celler slog sig samman och började samarbeta. Redan för 600 miljoner år sedan fanns till exempel en mångfald av flercelliga alger. Några av de nya livsformerna började även föröka sig sexuellt istället för med enkel celldelning. Förökningen skedde då genom att en spermie och ett ägg förenades – en befruktning hade skett och nytt liv kunde växa och utvecklas.
Celler – både lika och olika När man jämför djur- och växtceller ser man att de har både likheter och olikheter. Båda har ett tunt cellmembran, men utanför växtcellens membran finns dessutom en hård cellvägg som ger stöd åt växten. Inuti växtcellen finns även ett stort cellsaftrum med vatten. Om växten slokar finns det för lite vatten där. I växternas celler finns också kloroplaster med grönt klorofyll. De här tre delarna saknas i djurcellen. En del som finns i nästan alla celler utom hos bakterier är cellkärnan. Den innehåller arvsanlagen, DNA, med all den information som bestämmer vad som ska hända i cellen och hur organismen ska utvecklas.
24 Vad innehåller växtcellen som inte djurcellen har?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 24
2021-12-20 10:31
2. LIV I UTVECKL IN G
DJURCELL
VÄXTCELL Cellkärna
Cellmembran
Cellvägg Kloroplast
TESTA DIG SJÄLV
Cellsaftrum
2.1
FÖRKLARA BEGREPPEN Big Bang kloroplast
uratmosfär klorofyll
DNA
cellmembran
befruktning
urcell
organism
cellkärna
SVARA PÅ FRÅGORNA 1
Berätta hur det såg ut på den unga jorden, för cirka 4 miljarder år sedan.
2
Hur bildades de första haven på jorden?
3
Beskriv Millers experiment.
4
Varför är det kemiska ämnet DNA så viktigt?
5
Hur tror man att den första urcellen bildades?
6
Varför har liv kunnat uppstå på just vår planet?
7
Vilken funktion har klorofyllet i kloroplasterna?
8
Rita och beskriv skillnaderna mellan en växtcell och en djurcell.
9
Sök och ta reda på mer om den nyupptäckta planeten Proxima b.
10 Vilka ämnen behövs för att liv ska kunna uppstå på en annan planet?
25 Läsförståelsefråga
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 25
2021-12-20 10:31
2 . L I V I U T VE C KL I NG
S ä a
Blågröna bakterier tillverkar syre med hjälp av klorofyll.
Celler med cellkärna och specialiserade inre delar började bildas för över 2 miljarder år sedan.
2m
iljard
er å
r se
dan
6m ilj år s arder eda n
an
r rde ilja
år
sed
5m
dan
Vintergatan är en av universums många galaxer som bildas efter Big Bang för 13,7 miljarder år sedan.
Solen och planeterna bildas i vår galax Vintergatan för 4,6 miljarder år sedan.
r se
då ljar
i
1m
OLIKA TIDSÅLDRAR:
Urtiden Det finns få fossil, men fynd tyder på att det ändå fanns en mångfald av liv. Många av livsformerna från den här tiden dog ut i en av jordens många massutdöenden.
Kambrium
Ordovicium
Silur
540–490 miljoner år sedan. Livet i havet blomstrar med olika leddjur, svampdjur, maskar, snäckor och tagghudingar.
490–445 miljoner år sedan. Mångfalden i haven blir allt större. Enstaka växter och leddjur har börjat erövra land.
445–415 miljoner år sedan. I haven finns gigantiska havsskorpioner och de första käkfiskarna. Kärlväxter börjar utvecklas på land.
26
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 26
2021-12-20 10:31
2. LIV I UTVECKL IN G
Från Big Bang till människan För 4,6 miljarder år sedan tändes vår sol i galaxen Vintergatan, där solen bara är en av hundratals miljarder andra stjärnor. Vintergatan i sin tur är bara en av cirka 400 miljarder andra galaxer i det synliga universum.
Stromatoliter är bland de äldsta fossilen. De består av blågröna bakterier och mineraler.
Jorden och de andra planeterna bildades strax efter vår sol. När jorden svalnade kunde livet ta sin början. Det tidiga livet lämnade bara enstaka spår efter sig. Men med tiden utvecklades en allt större mångfald av livsformer. Fossil från olika berglager hjälper oss att läsa livets historia.
an
r rde
ed år s
ilja
3m
Jordytan svalnar och bildar en skorpa. Vattenångan bildar hav.
4m
iljard er å r se dan Gravitationen samlar rymdsten till en tidig jord. Meteoritregn värmer jorden. Hettan får metaller att samlas i jordens inre, medan lättare ämnen blir kvar på ytan.
Kvartär Tertiär Krita Trias
Devon 415–360 miljoner år sedan. Fiskarnas tidsålder. På land finns tidiga groddjur och enkla insekter.
Karbon
Perm
360–300 miljoner år sedan På land finns enorma sumpskogar med ormbunksträd och många groddjur. De första fröväxterna och kräldjuren börjar utvecklas.
300–250 miljoner år sedan. Kräldjuren börjar ta över på land. Djurlivet drabbas av en massdöd där nästan alla arter förintas.
250–200 miljoner år sedan. Kräldjuren härskar. Tidiga dinosaurier och däggdjur. Det finns barrträd och kottepalmer.
Jura 200–145 miljoner år sedan Dinosauriernas tidsålder. Ur dem utvecklades fåglarna.
145–65 miljoner år sedan. Blomväxter utvecklas, liksom insekter som kan pollinera dem. I slutet av krita dör dinosaurierna ut.
65–2 miljoner år sedan. Däggdjur och fåglar utvecklas snabbt till en mångfald av livsformer. Apor och de första förmänniskorna utvecklas.
2 miljoner år till idag. Människan sprider sig över världen. Istiderna kommer och går.
27 Läsförståelsefråga Läsförståelsefråga 20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 27
2021-12-20 10:31
2 . L I V I U T VE C KL I NG
2.2
Fotosyntes – världens viktigaste kemiska reaktion Utan blågröna bakterier, alger eller gröna växter skulle varken människor eller andra djur kunna leva på jorden. Med sitt gröna klorofyll kan de fånga in solenergi och tillverka sin egen och andras mat och dessutom fylla luft och hav med syre. Minns du hur det går till?
Blågröna bakterier kan orsaka så kallad algblomning. De är släktingar till de blågröna bakterier som en gång i tiden fyllde på jordens atmosfär med syre. Syret gav möjligheter till liv, medan algblomningen kan vara skadlig.
Fotosyntesen är en ekosystemtjänst När vi människor på olika sätt drar nytta av naturen kallar vi det för ekosystemtjänster. Några ekosystemtjänster känner du säkert redan till, som att vi till exempel får vatten, mat och syre från naturen. Den allra viktigaste ekosystemtjänsten är kanske fotosyntesen. Utan den skulle inte livet ha utvecklats i havet och på land. Den är betydelsefull för alla organismer på jorden och är en förutsättning för att även vi människor ska finnas.
28 Vad är en ekosystemtjänst?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 28
2021-12-20 10:31
2. LIV I UTVECKL IN G
Fotosyntes – ger mat och syre Att växter och andra gröna organismer har förmågan att fånga in solenergi och tillverka mat och syre är avgörande för livet på jorden. Vid fotosyntesen förenas koldioxid från luften och vatten med hjälp av solenergi. Vattnet tas in via rötter eller direkt genom cellväggarna. Då bildas energirikt druvsocker, som också kallas glukos. Druvsocker är det som smakar sött i till exempel vindruvor och russin. Samtidigt bildas syre. Fotosyntesen sker inuti växternas celler i kloroplasterna som syns tydligt i mikroskop. Kloroplasterna innehåller det gröna klorofyllet. Fotosyntesen sammanfattas i bilden till höger.
koldioxid + vatten + solenergi
druvsocker(glukos) + syre
syreatom kolatom väteatom
syre
vatten
druvsocker
koldioxid
Koldioxid och syre genom klyvöppningar För att fotosyntesen ska fungera måste koldioxiden i luften kunna ta sig in i växtcellerna. Det sker genom små öppningar i bladen som kallas klyvöppningar. Ett enda blad kan ha flera miljoner sådana öppningar. Samtidigt som koldioxid tas in släpps det ut syre som bildas vid fotosyntesen.
Kloroplaster med klorofyll.
Vid fotosyntesen sätts koldioxid och vatten ihop med hjälp av solljus. Då bildas druvsocker (glukos) och syre. Solenergin omvandlas och lagras i sockret som kemisk energi.
Två läppceller reglerar öppningen i klyvöppningarna, och bestämmer på så sätt även hur mycket vatten som kan avdunsta. Svala dagar är de helt öppna, men under varma dagar stängs klyvöppningarna för att spara på vattnet. I mikroskop kan du titta på både kloroplaster med klorofyllkorn och klyvöppningar. Bladmossor har tunna blad som är lätta att göra preparat av som du sedan kan studera. Att mängden koldioxid stiger i atmosfären är en av orsakerna till att klimatet ändras. Kunskap om att koldioxid tas upp vid fotosyntesen är viktig för att förstå hur man kan minska koldioxidmängden i luften. Klimatet gynnas av att det finns mycket träd och andra växter på land och alger och blågröna bakterier i haven som har fotosyntes.
Vid fotosyntesen tar växten in koldioxid från luften genom sina klyvöppningar i bladen, samtidigt som syre släpps ut. Även vattenånga kan passera genom klyvöppningarna.
29 Vad innehåller Läsförståelsefråga kloroplasterna?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 29
2021-12-20 10:31
2 . L I V I U T VE C KL I NG
Druvsocker används till mycket
Modell av glukosmolekyl
Del av en lång stärkelse- eller cellulosamolekyl
Druvsocker används inte bara som mat i växten. Det används också som byggmaterial för att växten ska kunna växa, blomma och bilda frön. När ett träd bygger upp sin tjocka stam är det sockret det använder sig av. Men innan druvsockret kan användas som byggmaterial måste det göras om till andra ämnen inne i växten. Genom att koppla ihop druvsocker till långa kedjor kan växterna bilda stärkelse och cellulosa. Socker, stärkelse och cellulosa kallas gemensamt för kolhydrater. Många växter lagrar stärkelse i sina frön, lökar eller rötter. Cellulosa lagras i växternas cellväggar och bildar sega, styva fibrer som är bra byggmaterial i trädstammar, grenar och blad.
Stärkelse och cellulosa är långa kedjor av druvsocker (glukos).
Andra växter bildar istället mycket fetter. Raps, solros och olika nötter är några exempel. Växterna kan också bilda vitaminer. En del växter omvandlar också druvsocker till proteiner som de lagrar i exempelvis bönor och ärter. För att tillverka proteiner och vitaminer behöver växterna dessutom mineralämnen som kväve, fosfor och kalium.
Växter tillverkar också proteiner och fetter. Bönor innehåller mycket proteiner. Solrosfrön är rika på fetter.
Av druvsocker kan växter göra stärkelse och cellulosa. Stärkelse finns till exempel i potatis, och cellulosa finns i ved.
30 Vilka livsmedel innehåller stärkelse?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 30
2021-12-20 10:31
2. LIV I UTVECKL IN G
Ozon bildades när syrehalten ökade I och med att organismerna som hade fotosyntes blev fler för flera miljarder år sedan, ökade nu sakta mängden syre i havet och på land. Högt uppe i atmosfären bildade syret med tiden gasen ozon som skyddade jorden från solens skadliga ultravioletta strålning. Än så länge fanns livet bara i haven där organismerna var skyddade från strålningen. Ozonskiktet var nödvändigt för att livet långt senare även skulle kunna börja komma upp på land.
Syrehalt i atmosfären
För de tidiga organismerna var syret en giftig gas, men med tiden utvecklades nya organismer som kunde andas syre. De fick sin energi genom förbränning av druvsocker från fotosyntesen. Det kallas cellandning och var ett nytt, effektivt sätt att få energi ur mat med hjälp av syre. Blågröna bakterier
Jorden Bakterier bildas
Syrehalten stiger i atmosfären
30 %
20 %
Liv på land
0% 4,6 4
3
2
1
0,5
idag
Miljarder år från idag
TESTA DIG SJÄLV FÖRKLARA BEGREPPEN ekosystemtjänst stärkelse
fotosyntes
cellulosa
druvsocker (glukos)
kolhydrat
2.2
Syrehalten ökade mycket för drygt 500 miljoner år sedan. Därefter har den varierat och skapat nya förutsättningar för livets utveckling.
klyvöppning
ozon
SVARA PÅ FRÅGORNA 1
Beskriv en viktig ekosystemtjänst som naturen ger oss.
2
Hur kommer koldioxiden som behövs vid fotosyntesen in i de gröna bladen?
3
Vad händer med solenergin som växterna fångar in vid fotosyntesen?
4
Förklara varför en krukväxt som står i ett mörkt rum dör även om du vattnar den.
5
Vad används druvsocker (glukos) till mer än som mat i växten?
6
Förklara hur växten kan använda druvsocker som byggnadsmaterial för att växa.
7
Ge exempel på mineralämnen och förklara varför växten behöver dem.
8
På vilket sätt var ozonskiktet viktigt för livets utveckling?
9
Sök och ta reda på mer om ozon.
10 Förklara varför det är viktigt att det finns mycket träd på jorden.
31 Läsförståelsefråga
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 31
2021-12-20 10:31
2 . L I V I U T VE C KL I NG
2.3
Cellandning – cellens sätt att få energi Allt levande måste ha mat för att leva. Tack vare fotosyntesen kan växterna göra sin egen mat. Men du och alla andra organismer som inte har klorofyll kan inte tillverka egen mat, utan måste istället äta växter eller andra djur. Med mat i magen får du energi till alla dina aktiviteter, men hur går det egentligen till?
Cellandningen pågår dygnet runt
När kaniner äter får de i sig morötternas lagrade solenergi som de bland annat kan använda för att röra sig.
druvsocker (glukos) + syre
syreatom kolatom
Alla organismer måste omvandla den mat som de gröna organismerna tillverkat vid fotosyntesen för att komma åt energin. Det gäller både växter och djur. Organismerna som kunde andas syre precis som vi, använde syret för att komma åt energin som lagrats i druvsockret. Druvsockret förbränns inne i cellerna med hjälp av syre och bildar energi. Ungefär som när vi eldar ved i en brasa, men vid en mycket lägre temperatur. I dina celler är det oftast cirka 37 grader. Eftersom förbränningen sker inne i cellerna koldioxid + vatten + energi kallas den cellandning. Den pågår där hela tiden, dygnet runt för att du ska få energi till värme och annat du behöver.
väteatom
syre vatten
druvsocker (glukos)
Energi frigörs i djuroch växtcellen.
Vid cellandningen frigörs energin i glukos och kan bli värme- eller rörelseenergi.
koldioxid
Vid cellandningen sönderdelas druvsocker (glukos) till koldioxid och vatten. Den kemiska energi som varit bunden i druvsockret frigörs då och kan omvandlas till exempelvis rörelse- och värmeenergi. Cellandningen sammanfattas i bilden till vänster. Jämför du med fotosyntesen ser du att cellandningen är samma reaktion – fast baklänges. De kolatomer som växten fångade in vid
32 Vilka ämnen bildas vid cellandning?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 32
2021-12-20 10:31
2. LIV I UTVECKL IN G
fotosyntesen sprids nu åter tillbaka till luften som koldioxid. Tillsammans bildar fotosyntes och cellandningen ett evigt kretslopp där kol och andra ämnen återanvänds hela tiden. I ett akvarium syns samspelet tydligt. Det är bara växterna som har fotosyntes medan både fiskar och växter har cellandning.
All förbränning kräver syre Precis som vid förbränningen i en brasa frigörs energi i cellandningen samtidigt som koldioxid och vatten bildas. I brasan försvinner koldioxiden och vattnet med röken. Hos oss och andra djur försvinner de med luften vi andas ut. Andas du ut mot en spegel kan du se vattenånga på spegelytan. Vid växternas förbränning förs koldioxid och vatten istället ut i luften via klyvöppningarna. Oavsett hur förbränningen ser ut kräver den syre. En eld som inte får syre slocknar snabbt. På samma sätt är det i cellerna. Får de inte tillräckligt med syre stannar förbränningen. Det är därför du måste andas in syre hela tiden. Hur ofta tror du att du behöver andas under en minut om du sitter stilla?
Syre
Koldioxid
Vid fotosyntesen tar växterna upp koldioxid och avger syre. Vid cellandningen i både växter, djur och i oss människor används syre och koldioxid bildas. Gaserna rör sig runt i ett evigt kretslopp.
Energin som blir fri kan cellerna använda på många olika sätt. Din kropp behöver exempelvis energi för att värmas upp till 37 °C. Andra djur kan ha en annan temperatur. De flesta organismer behöver också ha energi för att röra sig, växa och att hålla igång olika kemiska reaktioner i kroppen.
Helmonts försök Att det kan bli stora träd av små frön har vi vetat länge. Men varifrån allt material som bygger upp trädet kommer ifrån var länge okänt. Den frågan låg bakom ett försök som holländaren van Helmont gjorde på 1600-talet. Han planterade ett litet träd i en kruka. Först vägde han trädet och jorden var för sig. Sedan vattnade han, men tillförde inget annat. Efter fem år vägde han trädet och jorden igen. Trädet hade då ökat från 2 kg till 72 kg, men jorden hade bara minskat med några gram i vikt. Med sitt försök visade han att byggmaterialet till trädet inte kom från jorden. Men varifrån kom det då? Själv gissade han på vattnet. Nu vet vi att det kom från luftens koldioxid.
2 kg
72 kg
Ett träd som får växa i en kruka blir större och tyngre. Men jorden minskar nästan inte alls i vikt. Så varifrån tar trädet egentligen sitt byggmaterial?
33 Har både djur och växter Läsförståelsefråga cellandning?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 33
2021-12-20 10:31
2 . L I V I U T VE C KL I NG
Kolets kretslopp Allt levande innehåller kol. Även träd och alla andra växter består till största delen av vatten och olika kolföreningar – ämnen som innehåller kolatomer. Vattnet tar växterna från marken. Men varifrån kommer alla kolatomer om de inte kommer från marken? Svaret som van Helmont inte kände till finns i luften omkring oss. Där finns koldioxid, en gas som är uppbyggd av en kolatom och två syreatomer. Idag vet vi att det är just från luftens koldioxid som växterna hämtar de kolatomer som bygger upp växten.
koldioxid
Vid fotosyntesen bildas druvsocker (glukos) av vatten och koldioxid. När sockret sedan förbränns kommer kolatomerna åter till luften som koldioxid. Kolets kretslopp är slutet.
1 dag 1 år
Ibland tar kretsloppet kort tid, ibland tar det längre tid. Kolatomer som finns i ett träd har kanske varit bundna i trädet i hundra år. När trädet dör bryts det ned av olika nedbrytare som svampar, smådjur och andra organismer. Nedbrytarna har cellandning och avger koldioxid. Först då kommer kolatomerna ut i luften igen och kolets kretslopp är fullbordat. 100 år
Kol, gas och olja kallas fossila bränslen
100 miljoner år
Kolatomerna som fångas in vid fotosyntesen kan fortsätta i olika långa kretslopp. Ibland släpps de ”fria” som koldioxid efter en dag, ibland först efter miljontals år.
När jorden bildades för över fyra miljarder år sedan fanns inget syre i atmosfären. Istället var det gott om koldioxid. Idag innehåller atmosfären mycket mindre koldioxid, samtidigt som mängden syre har ökat till över 20 %. Så vart tog koldioxiden vägen? Under hundratals miljoner år har växter, alger och blågröna bakterier genom sin fotosyntes tagit upp en stor del av atmosfärens koldioxid. Kolatomerna har bundits i druvsocker, som sedan gjorts om till andra ämnen i växten. Många av de växter och alger som levde då har med tiden dött och omvandlats till kol, naturgas och olja långt nere i marken. De kallas gemensamt för fossila bränslen. Det är i sådana kolföreningar som vi idag kan hitta många av de kolatomer som en gång fanns i uratmosfären. När de eldas kommer kolet åter ut i atmosfären som koldioxid – ett exempel på ett långsamt kretslopp för kol.
34 Vart tog all koldioxid vägen som fanns i atmosfären för fyra miljarder år sedan?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 34
2021-12-20 10:31
2. LIV I UTVECKL IN G
Kommer hamburgare och fiskpinnar från gröna växter? All mat vi äter och förbränner i våra celler vet vi kommer från växter eller andra gröna organismer som har fotosyntes. Ibland äter vi direkt av växterna – som när vi äter grönsaker, frukter, fröer, oljor och margarin. Men även kött kommer från början från något grönt. Kor och andra växtätare äter ju gräs, och sedan äter vi kanske korna som hamburgare eller korv. Vi kan också dricka kons mjölk. Samma sak gäller om vi äter fisk. Gröna alger äts av små fiskar, som sedan äts av större fiskar, som kanske äts av oss. Alla ingår i näringskedjor som börjar med fotosyntesen. Även en milkshake kommer från början från växter med fotosyntes.
TESTA DIG SJÄLV
2.3
FÖRKLARA BEGREPPEN cellandning
kretslopp
kolförening
nedbrytare
fossila bränslen
kolets kretslopp
SVARA PÅ FRÅGORNA 1
Vilka organismer har cellandning?
2
Varför behövs cellandningen i kroppen?
3
Var sker cellandningen?
4
Vid vilken temperatur sker cellandningen hos oss människor?
5
Vilket bränsle används vid cellandningen?
6
Berätta hur energin omvandlas vid cellandningen.
7
Rita och visa med pilar hur gaserna koldioxid och syre bildar ett kretslopp i ett akvarium.
8
Vad försökte Helmont förklara med sitt trädförsök redan på 1600-talet?
9
Beskriv kolets kretslopp.
10 Hur har fossila bränslen bildats? 11
Sök och ta reda på hur mycket olja och kol det finns kvar i jordens inre. Jämför källor och värden med kamraterna.
12 Varför är det inte lika bra att ha gröna växter i sovrummet som i andra rum?
35 Läsförståelsefråga
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 35
2021-12-20 10:31
2 . L I V I U T VE C KL I NG
2.4
Evolutionens drivkrafter Människor har i alla tider funderat på varifrån vi och andra organismer kommer. Den vetenskapliga bilden av livets utveckling förklarar hur biologiska drivkrafter kunnat leda till den stora biologiska mångfald av arter som vi ser på vår planet. Hur tror du att så många olika sorters djur och växter har kunnat utvecklas?
Liv lämnade spår efter sig
Trilobiter var en sorts kräftdjur som levde för över 500 miljoner år sedan och idag är vanliga fossilfynd.
Vi vet fortfarande inte exakt hur och när det första livet uppstod. Jordens våldsamma historia har förstört spåren från den tiden. Men vi vet att det tidiga livet var enkelt och lämnade få avtryck efter sig. Med tiden utvecklades en allt större mångfald av organismer och några har lämnat spår efter sig som vi kan studera idag. De äldsta spåren av liv vi hittat är drygt 3,7 miljarder år gamla. Om du någon gång tittat på en gammal stentrappa har du kanske sett spår av uråldrigt liv som bevarats i stenen. Ofta kommer de från förstenade bläckfiskar med skal. Avtrycket av skalet finns kvar trots att bläckfisken för länge sedan är borta. Sådana avtryck eller förstenade spår av organismer kallas fossil. Med tiden utvecklades en allt större mångfald av livsformer. Fossil från olika berglager hjälper oss att förstå livets historia.
Fossil avslöjar livets utveckling
I stentrappor ser man ofta fossil av utdöda bläckfiskar med hårda skal. De heter ortoceratiter.
När organismerna dog bäddades de in i olika lager av lera och jord, ofta på havsbottnen. Under årmiljonerna har lagren under stort tryck förvandlats till berg som rest sig ur haven. Organismerna har förstenats inne i berget och blivit kvar som fossil. De äldsta fossil vi hittat av djur är 575 miljoner år gamla, men troligen utvecklades de första djuren redan för 1000 miljoner år sedan. Att det inte finns äldre fossil beror troligen på att de bara innehöll mjuka delar som inte lämnat avtryck i form av fossil. Under 1600-talet och framåt blev det populärt bland forskare att leta efter fossil. Forskarna kände igen många av fossilen från växt- och djurvärlden medan andra fossil var helt nya upptäckter.
36 Levde de flesta av de fossil vi hittar i dag på land eller i vatten?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 36
2021-12-20 10:31
2. LIV I UTVECKL IN G
Grand Canyon i USA är ett enormt ”bibliotek” över livets utveckling. Coloradofloden har grävt sig ner genom berglagren och frilagt olika fossil. De äldsta ligger längst ner och är 550 miljoner år gamla.
De okända fossilen trodde man kom från outforskade delar av världen. Andra trodde istället att det var varelser som hade gått under vid den syndaflod som beskrevs i Bibeln. Med tiden insåg man att de märkliga fossilen istället är spår av utdöda växter och djur. Livet var mycket äldre än man tidigare trott. Fossil som hittades i de undre lagren i berg är äldre än de man hittade ovanför. Olika sorters djur och växter måste alltså ha funnits under olika tidsåldrar.
Olika metoder för att bestämma ålder En vetenskaplig metod som hjälper forskarna att bestämma åldern på gamla organismer kallas kol-14-metoden. Den bygger på att allt levande innehåller grundämnet kol. Kol finns i olika former. En sorts kol kallas kol-14 och finns alltid i en viss mängd i en organism medan den lever. När växten eller djuret dör minskar mängden kol-14 långsamt. Genom att mäta hur mycket kol-14 som finns kvar i döda organismer kan man räkna ut när de levde. Man kan datera åldern på upp till 50 000 år gamla organismer med kol-14-metoden. Fossil är ofta äldre än så. Man kan även bestämma åldern genom att undersöka deras DNA. Nyligen hittades i Sibirien en bete från en mammut som forskarna med hjälp av DNA kunnat visa levde för över en miljon år sedan. Det är det hittills äldsta DNA man kunnat testa.
37 Vad ärLäsförståelsefråga kol-14–metoden?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 37
2021-12-20 10:31
2 . L I V I U T VE C KL I NG
FÖRDJUPNING HÄSTENS UTVECKLING Tack vare många fossilfynd vet vi hur hästen har utvecklats från små rävstora djur för 60 miljoner år sedan till de hästar som finns idag. Under årmiljonernas gång har hästarna blivit större och större och fler och fler tår har tillbakabildats. De första hästarna man hittat spår efter visar att de hade fem tår precis som vi. Som du kanske vet springer nutida hästar bara på den mittersta av sina tår. Nageln har blivit hård och stark och kallas hov.
Utvecklingsläran föds
Forskaren Charles Darwin var en av dem som grundade teorierna om utvecklingsläran på 1800-talet.
Under 1800-talet växte nya tankar fram om hur livet utvecklats. Fler och fler började tvivla på att alla organismer hade skapats samtidigt och sedan inte förändrats, som Bibeln berättade. Kanske hade organismerna istället utvecklats under lång tid? Charles Darwin var den forskare som på 1800-talet gav en förklaring till hur det gått till. Men han blev länge motsagd av kyrkans män. Idag vet vi att han hade rätt. Kunskaperna om hur livet utvecklats kallades utvecklingsläran eller evolutionsläran. Det var flera naturforskare som försökte hitta förklaringar till livets utveckling. Mest känd blev Darwin. Han drog bland annat slutsatser från de många fossilfynd som gjorts under de senaste århundradena. Fossilfynden pekade på en utveckling från enklare till mer komplicerade livsformer. Grunderna i hans teori om hur utvecklingen av arter gått till gäller än idag.
Charles Darwin förklarade hur nya arter uppstår På 1800-talet reste Charles Darwin till bland annat Galapagosöarna utanför Sydamerika. Galapagosöarna uppstod i samband med vulkanutbrott på havsbottnen och var från början helt utan liv. Trots att de ligger långt från land tog sig enstaka djur och växter dit från Sydamerikas fastland. Bland annat kom en art av fåglar dit som spred sig till de olika öarna. Isoleringen på grund av stora avstånd mellan öarna ledde med tiden till att grupperna utvecklades olika. Beroende på vilken mat som fanns att äta på öarna har de fått olika form på sina näbbar.
38 Vad betyder det att Galapagosöarna är isolerade från varandra?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 38
2021-12-20 10:31
2. LIV I UTVECKL IN G
Galapagosöarnas fåglar har anpassat sig till olika sorters mat på de olika öarna. Näbbformen visar tydligt vilka fåglar som fångar insekter och vilka som äter frön eller nötter.
På Galapagosöarna utanför Sydamerikas kust finns flera exempel på hur arter bildas.
Han såg att många andra organismer som han studerade också utvecklats olika på de olika öarna. Hans teori var att det berodde på att djuren anpassat sig till de olika miljöerna på öarna. Den teorin kallas evolutionsteorin. Under sina studier av djurlivet på Galapagosöarna kunde Darwin se exempel på hur samspelet mellan arv och miljö kan skapa nya arter genom evolution. Under lång tid, ibland flera tusen år, kan utvecklingen förändra en grupp inom en art så mycket att den inte längre kan få barnbarn med individer ur den ursprungliga gruppen. Då har det bildats en ny art. En ursprunglig fågelart på Galapagosöarna har utvecklats till 13 nya fågelarter. 1859 kom Darwins revolutionerande bok ”Om arternas uppkomst”. I boken beskriver han på ett vetenskapligt sätt hur livets utveckling, evolutionen, från enklare till mer komplicerade former, går till. Boken väckte stor uppståndelse, bland annat för att den antydde att människan skulle vara släkt med aporna.
Darwin påstod att alla arter hade samma ursprung. Att vi skulle vara släkt med aporna inspirerade många tecknare.
39 Vad studerade Darwin påLäsförståelsefråga Galapagosöarna?
20-53 Spektrum Biologi kap 2 SLUTKORR.indd 39
2021-12-20 10:31
I den femte upplagan hittar du: • Centralt innehåll i linje med Lgr22 • Ett inledande kapitel som beskriver biologi utifrån de tre långsiktiga målen
• Frågor till texten på varje sida, som stöd för läsaren • Testa dig själv-uppgifter med begrepps- och sökträning samt utmaningar • Perspektiv som uppmuntrar till att ta ställning och att granska information
Biologi
• Kapitelingresser med målbeskrivningar, bilder med frågor och ett urval av begrepp
LIBER SPEKTRUM
LIBER SPEKTRUM BIOLOGI ingår i en serie naturvetenskapliga läromedel för grundskolans årskurs 7–9. I serien finns även Liber Spektrum Fysik, Liber Spektrum Kemi och Spektrum Teknik.
LIBER SPEKTRUM
Biologi
• Fördjupningsrutor • Sammanfattningar till varje kapitel • Finaler som förstärker kunskaperna och ger träning inför de nationella proven Till varje ämne finns en digital lärarhandledning. Läromedlet finns också som en heldigital produkt. Liber Spektrum Biologi, Kemi och Fysik tar vid efter Spektrum NO 4–6, som är uppbyggd efter samma struktur.
Susanne Fabricius Best.nr 47-14296-5 Tryck.nr 47-14296-5
Fredrik Holm Anders Nystrand Anna Rådström
Spektrum Biologi Omslag ny.indd 1
2021-12-21 08:54