Undervisningen i ämnet naturkunskap på nivå 1a1 ska behandla följande centrala innehåll:
Natur och hållbar utveckling
• Ekosystems bärkraft, biologisk mångfald, ekosystemtjänster och resursutnyttjande.
• Energi, klimat, produktion och konsumtion ur perspektivet hållbar utveckling.
Människokroppen och hälsa
• Människokroppens behov av näringsämnen, energi och återhämtning. Hur kroppen påverkas av fysisk och psykisk belastning, till exempel träning, stress och missbruk.
• Sexualitet och sexuell hälsa samt hur dessa kan kopplas till relationer, identitet och samtycke.
Naturvetenskap i omvärlden
• Naturvetenskap bakom historiska och aktuella händelser i omvärlden samt naturvetenskapens betydelse för individ och samhälle.
• Etiska frågor med koppling till det naturvetenskapliga innehållet.
• Naturvetenskap som tillämpas inom arbetslivet.
Naturvetenskapliga arbetsmetoder
• Fältstudier och laborationer. Frågeställningar, planering, riskbedömning, utförande, värdering och redovisning.
• Granskning av information och argumentation som rör naturvetenskap. Skillnaden mellan vetenskapliga och icke-vetenskapliga påståenden.
1. Vetenskapen och samhället
Vad tycker du?
1. Kan vetenskapen svara på frågan: Vad är kärlek?
2. Vem ska styra vad vi forskar om?
3. Finns det vetenskap som har lett till både bra och dåliga saker?
En rymdkapsel som varit på besök på den internationella rymdstationen ISS. Här ska den släppas för att återvända till jorden.
1.1 Vetenskap påverkar samhället
Nästan allting i din vardag har på något sätt utvecklats med hjälp av naturvetenskap. Det gäller både kläderna du har på kroppen, maten du äter och din mobiltelefon. Forskare undersöker och försöker förstå världen omkring oss. De vetenskapliga upptäckterna kan sedan leda till teknisk utveckling.
Vetenskapliga upptäckter och teknisk utveckling förändrar samhället snabbt. För bara några årtionden sedan fanns inga datorer, surfplattor och smartphones. Vad skulle hända idag om strömmen försvann eller om internet kraschade?
Den här utvecklingen påverkar hur vi arbetar. Många tunga arbeten i fabriker görs nu av robotar istället för människor. Smarta datorprogram och artificiell intelligens gör att många kontorsarbeten kan skötas av datorer. Vissa yrken kommer att försvinna och helt nya jobb kommer att skapas.
Utvecklingen går också snabbt inom medicinen. Sjukdomar som förr var livshotande kan nu förebyggas med vaccin. Nya läkemedel kan behandla sjukdomar som tidigare var obotliga. Samtidigt kostar avancerad sjukvård väldigt mycket pengar. Det skapar svåra beslut. Om vi inte har råd att ge alla den bästa vården, vem ska då få vård?
Artificiell intelligens (AI) ger både möjligheter och risker. Till exempel kan AI förbättra medicinska behandlingar, men också leda till arbetslöshet om AI-system tar över jobb.
Tekniska framsteg kan också ställa till med problem. Klimatförändringarna och många miljöproblem beror på teknik som vi människor börjat använda de senaste 150 åren. När vi släpper ut växthusgaser, hugger ner regnskogar och utrotar arter så drabbas livet på hela jordklotet. Det är problem som kräver globala lösningar där länder måste komma överens och samarbeta.
1.1.1 Samhället styr hur vetenskap används
Vetenskapliga framsteg väcker etiska frågor. Hur ska vi använda den nya kunskapen? Forskning om gener gör att vi kan ändra arvsmassan hos djur, växter och människor. Forskning om atomer och kärnfysik har gett oss både kärnkraftverk och atombomber.
Det är samhället som måste bestämma hur vetenskapen ska användas. Eftersom du är en del av samhället är du med och fattar besluten. Det gör du genom att sprida dina åsikter och värderingar i det dagliga livet, och när du engagerar dig politiskt. För att göra det krävs kunskap, inte minst naturkunskap.
Du påverkar samhällsutvecklingen genom att välja vilka energislag ... ... och vilka transportmedel som vi ska prioritera att utveckla. Teknisk utveckling kan både orsaka problem och bidra till lösningar.
1.2
Vår kunskap utvecklas
Genom historien har vi människor lärt oss saker om världen. En människa som levde på stenåldern visste antagligen mycket mer om hur man kan använda olika växter och insekter än vad vi gör idag. Den kunskapen byggde på samlade erfarenheter.
När människor började skriva kunde kunskapen spridas till många fler. Människor på olika platser kunde lära av varandra. En person som till exempel var extra duktig på att bygga hus, kunde med skrift anteckna sina metoder för att själv utvecklas eller dela sina kunskaper med människor långt bort.
Kunskap från erfarenhet har spelat stor roll under mänsklighetens historia. Den är fortfarande viktig i samhället. Men det är inte samma sak som vetenskap. Forskning och vetenskap bygger istället på den vetenskapliga metoden.
Tre personer som var viktiga för att utveckla vetenskapen:
Ibn al-Haytham (965–1040) var en fysiker som levde i dagens Irak. Han använde experiment för att undersöka ljus och optik. Han testade också om teorier från tidigare tänkare stämde.
Galileo Galilei (1564–1642) var en astronom som bland annat visade att alla föremål faller lika snabbt om man tar bort luftmotståndet.
Maria Sibylla Merian (1647–1717) var en biolog. Hon upptäckte att insekter utvecklas från ägg till larv till puppa till fullvuxet djur. Tidigare trodde man att insekter uppstod av sig själva när det var smutsigt.
1.2.1 Hur fungerar den vetenskapliga metoden?
Den vetenskapliga metoden går ut på att göra experiment och tester. Målet är att ta reda på om våra gissningar om världen stämmer. Metoden har en lång historia, men utvecklades framför allt under 1600-talet i Europa. Sedan dess har den förfinats av många olika människor och på många olika platser.
Den vetenskapliga metoden bygger på flera steg. Det första är en observation. Kanske märker du att vissa fåglar försvinner varje vinter. Det leder till en frågeställning: Vart tar fåglarna vägen?
Nästa steg är att formulera en hypotes. Det är ett möjligt svar på frågan. En hypotes måste kunna vara sann eller falsk. Det kallas att hypotesen är falsifierbar. En hypotes som inte är falsifierbar kan man inte testa vetenskapligt.
Botanikern Carl von Linné hade hypotesen att vissa fåglar övervintrar på botten av sjöar. Det hade han läst i äldre texter. Kan det stämma?
Den hypotesen är falsifierbar. Du kan testa den genom att utforma ett experiment. Du kan till exempel fånga in 100 fåglar och sätta höjdmätare på dem. Om de dyker ned i sjöar kommer höjdmätaren att visa det.
När du gjort ditt experiment samlar du in ditt resultat och gör en analys. Ingen av mätarna visade att en fågel varit på en sjöbotten, alltså stämmer inte Linnés hypotes. Nästa steg är att formulera en ny hypotes och börja om igen.
OBSERVATION
FRÅGESTÄLLNING
HYPOTES
hypotesen testas med observationer och experiment
hypotesen håller hypotesen håller inte och ändras därför
TEORI
Ett vetenskapligt arbetssätt bygger på att hypoteser prövas och omprövas.
Charles Darwin presenterade evolutionsteorin år 1859. Han kombinerade sin egen forskning med resultat från många andra forskare.
1.2.2
Teorier och systematiska undersökningar
Inom vetenskapen betyder ordet teori inte samma sak som när vi pratar till vardags.
En vetenskaplig teori sätter forskare samman efter att ha gjort många experiment och testat många olika hypoteser. Den sammanfattar det vi vet om ett område. Teorin är den bästa vetenskapliga förklaringen som forskningen har just nu. Men precis som alltid inom forskning kan den förändras.
Vetenskapliga teorier är till exempel evolutionsteorin (att allt levande utvecklas genom evolution) och atomteorin (att allting är uppbyggt av atomer, som i sin tur består av mindre elementarpartiklar).
För att skapa en teori måste man göra systematiska undersökningar.
Det räcker inte med ett enda experiment för att hitta svaret på en fråga. Även om ett första experiment visar att hypotesen stämmer gör forskare om samma experiment många gånger. Det behövs för att kontrollera att resultatet inte berodde på slumpen eller något misstag.
En forskare måste också fundera på om andra saker kan påverka resultaten, och utforma experiment som utesluter dem. Detta är den viktigaste skillnaden mellan forskning och erfarenhet: att forskaren hela tiden försöker hitta på experiment för att kritiskt granska sin egen och andras forskning.
1.2.3 Konsten att ställa frågor
Med hjälp av den vetenskapliga metoden har mänskligheten tagit reda på otroligt mycket om världen. Den vetenskapliga metoden bygger på att använda experiment för att testa hypoteser. Därför finns det frågor som det inte går att hitta vetenskapliga svar på.
Finns det en Gud? Varför blir man kär i en viss person? Hur blir man en bra människa? Det går inte att utforma vetenskapliga experiment för att testa de frågorna.
Det finns också frågor som vi inte kan svara på idag, men som vetenskapen kanske kan svara på i framtiden. Till exempel: Finns det liv på andra planeter? Kan datorer bli lika smarta som människor? Kan en människa bli 200 år gammal?
Utblick
Forskning och konsekvens
Den första antibiotikan, penicillin, upptäcktes av Alexander Fleming 1928. Sedan dess har forskare utvecklat flera varianter av antibiotika. De flesta har någon gång fått antibiotika mot vardagliga bekymmer som urinvägsinfektion och bihåleinflammation. Den skyddar oss också mot sjukdomar som tidigare var livsfarliga och spreds snabbt. Idag kan man till exempel behandla digerdöden med antibiotika.
Antibiotika används också i köttindustrin. Om djur får antibiotika växer de snabbare och ger en större vinst. Antibiotikan leder till stora ekonomiska vinster. Men det har också lett till stora problem. Det har blivit vanligare med resistenta bakterier. Det är bakterier som inte dödas av antibiotika. Ju mer antibiotika som vi använder i samhället, desto vanligare blir det med
resistenta bakterier. Det spelar inte så mycket roll var de resistenta bakterierna bildas. De kan sprida sig till nya miljöer, och till exempel infektera människor. Inom sjukvården orsakar resistenta bakterier svårläkta sår, obotliga sjukdomar och misslyckade operationer. Världshälsoorganisationen (WHO) uppskattade år 2019 att resistenta bakterier orsakar runt 700 000 dödsfall om året. Även om läget är relativt bra i Sverige räknar Folkhälsomyndigheten med att antalet fall med resistenta bakterier kommer att öka.
Antibiotika är ett exempel på hur en vetenskaplig upptäckt ger upphov till en produkt som har stor betydelse för ekonomi och välfärd. Men om vi använder den för mycket så ökar problemen med resistenta bakterier. Hur når vi en hållbar användning av antibiotika?
En miljö med bakterier där några få är resistenta mot antibiotika.
Antibiotikan dödar alla bakterier, utom de resistenta.
De resistenta bakterierna kan växa till sig och bli vanligare. De kan sedan sprida sig till andra miljöer.
1.3 Hur man gör ett experiment
Det här är ett exempel på hur experiment kan genomföras. Vi antar att du arbetar med frågeställningen: Vad behöver ärtor för att gro?
Du har en hypotes att ärtor behöver syre för att gro. Fullvuxna växter behöver syre för att överleva. Därför är det rimligt att även ärtan behöver syre för att börja gro till en planta.
För att testa hypotesen gör du följande experiment. I två glasbehållare (E-kolvar) placerar du ärtor på blöt bomull, som på bilden. I en av kolvarna blåser du ner ren koldioxid. Koldioxid är tyngre än luft, så den tränger undan luften (och syret i luften). Sedan stänger du kolven med en gummipropp.
Den andra kolven låter du stå öppen så att ärtorna kan få syre från luften. Du ställer kolvarna på samma plats. Då blir temperaturen och ljuset lika för alla ärtor. Du ser också till att bomullen i båda behållarna har samma fuktighet. Om ärtorna bara gror i en av kolvarna vill du kunna utesluta att det beror på andra faktorer än tillgången till syre.
Efter några dagar ser du att ärtorna i koldioxid inte har utvecklats. Men ärtorna i luft har grott. Det här resultatet tyder på att din hypotes stämmer, men helt säker kan du inte vara!
Experimentet visar att ärtorna behöver luft för att gro och att de inte kan gro i bara koldioxid. Men luft innehåller andra gaser än syre och koldioxid, till exempel kväve. Kanske är det kvävgas som ärtorna behöver för att gro?
För att få reda på det måste du göra fler experiment. Precis så fungerar vetenskap. Idéer och hypoteser testas. Resultaten ger upphov till nya hypoteser som i sin tur testas i nya experiment.
Kan ärtor gro utan syre? gummipropp
1.3.1 Att skriva en laborationsrapport
Grunden i det vetenskapliga arbetet är att forskare berättar om sina experiment i en vetenskaplig rapport. Rapporten gör att andra kan ta del av resultaten. Den gör också att andra forskare kan kontrollera resultaten genom att göra om experimentet. En laborationsrapport följer samma mall som en vetenskaplig rapport. Mallen gör det enkelt för läsaren att följa alla steg i experimentet. Läsaren kan också leta upp information som behövs för att granska metoder eller resultat. För att skriva en laborationsrapport gör du så här:
Inledning
Här beskriver du experimentets syfte: vilken frågeställning och hypotes som du testar genom experimentet. I inledningen ger du också läsaren den fakta som hen behöver känna till för att förstå metoder och resultat. Ange de källor du har använt så att läsaren förstår varifrån informationen kommer.
Material och metoder
Här beskriver du vilken utrustning som används och hur experimentet utförs. Den som tar del av din beskrivning ska kunna upprepa experimentet på samma sätt som du utförde det.
Resultat
Berätta för läsaren om resultatet från dina observationer och mätningar. Använd sammanställningar i tabeller och diagram för att göra resultaten överskådliga. Tänk på att dina beskrivningar av resultaten ska vara sakliga och objektiva.
Diskussion
I diskussionen tolkar du dina resultat. Vad säger resultaten om din frågeställning och hypotes? Hur passar de ihop med den fakta som du har beskrivit i inledningen? Diskutera gärna hur resultaten kan användas av till exempel andra forskare, i tekniska lösningar eller i vardagen. I diskussionen kan man också utvärdera experimentet; vilka möjliga felkällor finns det? Hur skulle experimentet kunna förbättras?
Källhänvisningar
Här anger du dina källor så att läsaren kan leta upp och granska den information som du har använt.
Vetenskapen och samhället
Den pseudovetenskapliga rasbiologin ledde bland annat till Förintelsen i Tyskland under andra världskriget och till förtryck av samer i Sverige.
1.4 Pseudovetenskap
Vissa saker kan se ut som vetenskap utan att vara det. Personer, företag och grupper kan vilja att något framstår som vetenskap utan att det bygger på den vetenskapliga metoden. Det kallas för pseudovetenskap. Det kan till exempel vara saker som inte går att visa med hjälp av experiment eller observationer.
Ibland är pseudovetenskap äldre vetenskap som har motbevisats i experiment, men som en del människor fortsätter att tro på. Pseudovetenskap kan vara harmlös, men kan ibland leda till allvarliga konsekvenser.
Ett exempel på pseudovetenskap är astrologi. Det är tron på att stjärnornas eller planeternas placering kan påverka vilken personlighet man har, eller kan säga något om vad som ska hända i framtiden. Det kan vara roligt att läsa horoskop, men det saknar vetenskaplig grund och många studier har visat att astrologi inte stämmer.
En pseudovetenskap som är allvarligare och som har orsakat stora tragedier är rasbiologin. Det är tron på att det finns mänskliga ”raser” och att vissa raser är bättre än andra. De som förr delade in människor i raser utgick ofta från kulturella eller sociala indelningar och hävdade att de var biologiska. Även om det finns små genetiska skillnader mellan människor så finns det ingen vetenskaplig grund för att dela upp människor i raser. Det stämmer helt enkelt inte, utan är lika falskt som astrologi.
1.4.1 När blir det pseudovetenskap?
Även om vetenskap och pseudovetenskap kan se lika ut kan man använda de här fyra metoderna för att känna igen pseudovetenskap.
1. Auktoritetstro: Man tror på något bara för att en viktig person säger det, utan att tänka själv.
2. Handplockade exempel: Man väljer bara exempel som stödjer ens teori, och ignorerar exempel som säger emot.
3. Inte falsifierbart: Teorin kan varken bevisas eller motbevisas med experiment. Det går inte att testa om den är falsk.
4. Bristande upprepbarhet: Man säger att man har observerat något, men ingen annan kan upprepa samma observation eller göra ett experiment med samma resultat.
1.5 Kritisk granskning
Vi möter hela tiden reklam och andra budskap som hävdar att de bygger på forskning och vetenskap. Till exempel den fejkade reklamen här bredvid för kosttillskottet PIGG. Hur kan du använda ett vetenskapligt tankesätt för att kritiskt granska om reklamen verkligen är sann?
1.5.1 Symbolspråk och trovärdighet
I annonsen används en symbol som liknar en DNA-sträng tillsammans med någon som springer. Annonsören vill att produkten PIGG ska kopplas till naturvetenskap och hälsa. Målet är att ge produkten en seriös och pålitlig image.
1.5.2 Statistik
För att bedöma budskapet ”90 % nöjda kunder” behöver vi veta hur undersökningen genomfördes. Om man till exempel bara intervjuade 10 kunder, kan slumpen ha påverkat resultatet mycket. Om man hade frågat 10 andra kunder hade kanske bara 4 av dem varit nöjda. Det skulle ge resultatet ”40 % nöjda kunder”. Om 90 av 100 intervjuade kunder visade sig vara nöjda, skulle resultatet på 90 % vara mer pålitligt. För att det ska stämma måste dock valet av intervjuade kunder vara slumpmässigt. Många företag gör sådana här undersökningar bland de som följer dem på sociala medier. Sådana resultat är mindre trovärdiga eftersom de personerna antagligen redan gillar produkten.
1.5.3 Vilken effekt har den?
Blir man verkligen pigg av PIGG? Det är både svårt och dyrt att göra en undersökning som testar om det stämmer. Det är ett problem att annonsören inte nämner hur länge man måste ta PIGG innan man märker en tydlig effekt. Det är också vanligt att testa effekterna av kost och kosttillskott på möss. Har PIGG verkligen testats på människor?
Om företaget som marknadsför PIGG vill bli betraktat som pålitligt måste de kunna berätta vilka studier som gjorts för att visa effekten. Annars skulle marknadsföringen vara oseriös.
Ett extrakt av utvalda bär för dig som vill prestera och orka mer. 90 % nöjda kunder!
Påhittad reklam för kosttillskott.
utan verkan kallas för placebo. Det händer att personer som får placebomedicin mår bättre, om de tror att de fått riktig medicin. Det kallas för placeboeffekten.
Hur kan vi kontrollera om PIGG verkligen ökar energin och prestandan hos den som tar det? En möjlig metod är att genomföra en klinisk prövning. Det innebär att testpersoner tar extraktet och sedan utvärderar effekten. En sådan studie måste innehålla tillräckligt många testpersoner för att resultaten inte bara ska bero på slumpen.
Vi måste också tänka på placeboeffekten. Den innebär att testpersoner kan känna sig piggare för att de har positiva förväntningar snarare än att extraktet faktiskt har en effekt. För att undersöka detta kan hälften av testpersonerna få en produkt som inte innehåller det undersökta extraktet. Under studiens gång bör varken testpersonerna eller forskarna veta vilka personer som får den riktiga produkten. En sådan studie kallas dubbelblind.
1.5.4 Kosttillskott är en miljardindustri
I Sverige räknas kosttillskott som mat och den viktigaste myndigheten som övervakar mat är Livsmedelsverket. De har regler som bestämmer hur produkter ska märkas och presenteras, och hur näringsinnehållet ska anges på förpackningar.
Försäljningen av hälsokost har ökat snabbt de senaste åren och genererar varje år flera miljarder kronor till företag i Sverige. Detta trots att det för de allra flesta räcker att äta en vanlig kost.
När marknaden växer och myndigheter har svårt att hinna granska alla företag så kan det gynna oseriösa företag. Detta kräver att konsumenterna är uppmärksamma. Risken är inte bara att köpa produkter som inte ger någon effekt, i värsta fall kan de innehålla skadliga ämnen.
Försäljningen av kosttillskott är en stor industri som omsätter flera miljarder kronor.
Mediciner
Sammanfattning
Du behöver naturkunskap för att kunna kritiskt värdera och ta ställning i många olika samhällsfrågor. Det kan vara frågor om klimat, jordens resursfördelning, kretslopp och hälsa. Naturvetenskap har stor betydelse för samhällsutvecklingen.
Ny teknologi, nya material, mediciner och uppfinningar påverkar våra hem, arbetsplatser, hur vi reser och vad vi gör på fritiden.
Naturvetenskap bygger på att man gör observationer som ger upphov till frågeställningar och hypoteser.
Det måste gå att testa om hypotesen är sann eller falsk, det kallas falsifierbarhet.
En hypotes testas genom experiment. Om systematiska undersökningar stöder hypoteserna kan dessa sammanställas till vetenskapliga teorier. I annat fall måste hypoteserna ändras och testas på nytt.
OBSERVATION
FRÅGESTÄLLNING
HYPOTES
hypotesen testas med observationer och experiment
hypotesen håller hypotesen håller inte och ändras därför
TEORI
Inom naturvetenskapen används teorier för att förklara och förutse händelser. Ett exempel är evolutionsteorin. Den berättar för oss hur livet utvecklas och hur nya arter uppkommer.
Vetenskap förutsätter att experiment och resultat redovisas detaljerat och öppet. Det gör att andra kan granska och upprepa dem. När en föreställning gör anspråk på att vara vetenskaplig men inte uppfyller de kraven kallas det pseudovetenskap. Rasbiologi är ett exempel på pseudovetenskap.
Kunskap om naturvetenskap kan vara ett kraftfullt verktyg för att kritiskt granska företeelser i samhället.
Försäljningen av hälsokost har ökat och omsätter årligen flera miljarder kronor i enbart Sverige. Detta trots att vanlig mat anses vara fullt tillräcklig för de allra flesta.
Testa dig själv
Snabbkoll
1.1 Varför behöver du förstå vad vetenskap är?
1.2 Den vetenskapliga metoden utvecklades framför allt i Europa, men under vilket århundrade?
1.3 Hur påverkades människans kunskap av att man började skriva ned saker?
1.4 a) Vad är en hypotes? b) Vad skiljer en vetenskaplig teori från en hypotes?
c) Ge exempel på vetenskapliga teorier.
1.5 Ge ett exempel på hur man gör forskning systematisk.
1.6 Vilken forskning sysselsatte Ibn al-Haytham och Maria Sibylla Merian?
1.7 a) Vad är pseudovetenskap? b) Ge exempel på pseudovetenskaper.
1.8 Vad menas med att en hypotes kan falsifieras?
1.9 Förklara begreppet a) klinisk prövning b) placeboeffekt
Svara med egna ord
1.10 Ge något exempel på hur vetenskaplig forskning har lett till teknisk utveckling.
1.11 Ge exempel på hur vetenskap påverkar samhället du lever i.
1.12 Beskriv hur forskare söker kunskap med hjälp av hypoteser och experiment.
1.13 Tänk dig att du har utfört experimentet med ärtor som beskrivs på sidan 14. Redovisa experimentet skriftligt enligt mallen på sidan 15.
Förbered ditt svar och diskutera
1.14 Använd den vetenskapliga metoden på något i din vardag. Starta med en observation, hitta en frågeställning och formulera en hypotes. Skriv ned din hypotes och beskriv ett experiment som kan testa den.
1.15 Ta reda på vad alkemi och homeopati är. Varför räknas de som pseudovetenskap?
1.16 I reklam för en eltandborste står det så här: Denna innovativa modell avlägsnar upp till 80 % mer plack! Vad säger detta om produkten och kan påståendet testas vetenskapligt?
1.17 Vad anser du om nedanstående beskrivning av månens inverkan på människan? Är den vetenskaplig eller ovetenskaplig? Vilka eventuella brister har den?
– Månen påverkar vattnet på jorden så att vi får ebb och flod. Eftersom vi människor består mest av vatten blir vi också påverkade. Det märks särskilt när det är fullmåne. Då blir man lätt lynnig och humöret svänger. Man blir vad som ibland kallas för ”mångalen”.
1.18 Läs utblicken på sidan 13. Man har känt till problemen med antibiotikaresistenta bakterier länge. Alexander Fleming varnade själv för riskerna! Varför har det tagit så lång tid för världen att reagera på ett så allvarligt hot?
2. Livets mångfald och förutsättningar
Vad tycker du?
1. Kan en robot bli levande?
2. Är det bra att det finns bakterier?
3. Man tror att det finns många hittills okända djur och växter i världen. Är det bra att biologer försöker upptäcka dem?
En björn som vandrar genom ett blåbärsris. Nära hälften av björnens årliga energiintag kommer från bär.
2.1 Vad är liv?
Vad är egentligen levande? Det kan låta som en enkel fråga, men den är svår att svara på. Tänk dig att det landade någon form av rymdfarkost på jorden. Ut från den kom en varelse. Hur skulle du kunna veta om varelsen var levande? Hur skulle du göra för att ta reda på det? Du kan också titta på det som finns runt omkring dig just nu: Vad kan du se som är levande? Finns det saker nära dig som är levande, men som du inte kan se?
Spindeln i bärnstenen har en gång varit levande, men är det inte längre.
Robotarna kan röra sig och reagera på sin omgivning, men de är inte levande.
Vi kan inte se det, men den jäsande degen är faktiskt full av liv. Jäst består av encelliga organismer.
Potatisar är inte livliga, men de har liv. De består av celler och de kan bilda groddar, alltså början till nya plantor.
Vi vet fortfarande inte om det finns, eller har funnits, liv på vår grannplanet Mars.
Vatten är en förutsättning för liv, men är inte levande i sig.
Livets mångfald och förutsättningar
2.1.1 Ingen enkel förklaring
Vi talar ofta om liv utan att fundera på vad ordet betyder. Ändå brukar även små barn veta att till exempel hundar är levande medan stenar saknar liv.
Det finns ingen tydlig vetenskaplig definition av liv. Istället finns det en lista på egenskaper som levande varelser har. Vissa saker, som robotar, kan ha en del av de egenskaperna, men bara levande varelser har allihop. Forskare vet inte om eventuellt liv på andra planeter har samma egenskaper.
Egenskaper som levande varelser har:
Arvsmassa och celler
Allt liv har arvsmassa (DNA eller RNA) och består av en eller flera celler (se sidan 24).
Kan föröka sig
Levande varelser föds och dör. Allt levande skapar också nya versioner av sig själv. Till exempel får människor barn, och växter kan skjuta skott eller bilda frön.
Reagerar på sin omgivning
En växt riktar sina blad mot ljuset och en sork tar skydd om den ser hökugglan. Till och med bakterier reagerar på näring eller gifter.
Har ämnesomsättning
Levande varelser samlar in och omformar ämnen i sina celler. Tänk på hur maten du äter ombildas till muskler, hår och allt annat i din kropp. Samma sak händer i alla levande varelser.
Behöver energi
Det krävs energi för att hålla igång alla komplicerade processer som finns i cellerna. Energin kan till exempel komma från solens strålar eller genom att äta andra levande organismer.
Förändras genom evolution
Evolution innebär att de individer som är bäst anpassade för sin miljö får fler ungar. Det gör att deras arvsmassa sprids vidare. Eftersom arvsmassan alltid är lite olika betyder det att livet hela tiden förändras och anpassas till miljön.
Det är tydligt att steglitsen har liv, men hur är det med fröna i fågelmataren? Varje frö innehåller en grodd som är början till en ny planta, alltså är det levande.
En amöba består av en enda cell. Den rör sig genom att ändra form och äter bland annat bakterier. Den fångar dem genom att tänja ut delar av sig själv och omringa bakterierna.
2.2 Celler
Alla levande varelser består av en eller flera celler. I din kropp finns det tusentals miljarder celler. Var och en av dessa är en levande enhet som behöver näring och syre. Du äter och andas för dina cellers behov.
Celler är oftast mycket små, så små att man bara kan se dem i ett mikroskop. För att föreställa dig hur små djurceller är kan du dela en millimeter i hundra delar. Bakterier är ännu mindre!
Det finns några undantag där cellen är synlig för blotta ögat. En del encelliga organismer kan bli centimeterstora. I ett strutsägg är gulan en enda cell, och den är 8 cm stor. De flesta av cellerna i vår kropp är mikroskopiskt små, men nervcellerna som går mellan stortån och ryggmärgen kan bli en meter långa.
Celler förökar sig genom delning. Det sker kontinuerligt under hela livet eftersom celler slits och gamla celler behöver ersättas. Hos människan ersätts olika delar av kroppen olika fort. En hudcell kan dö och nötas bort inom en vecka. Många nervceller är däremot aktiva under en stor del av livet.
2.2.1 Vad finns i en cell?
Några saker är gemensamma för alla levande celler:
Växter har eukaryota celler. I dem förvaras och skyddas den viktiga arvsmassan i en cellkärna. Bilden visar celler från en rödlök. De mörka prickarna är cellernas cellkärnor.
– Ett tunt yttre cellmembran som håller ihop cellen.
– Arvsmassa i form av DNA.
– Ribosomer som tillverkar protein. De får instruktioner från arvsmassan.
Bakterier och en annan mindre känd grupp, arkéerna, har relativt enkla celler som kallas för prokaryoter. Ordet kommer från grekiska och betyder ”före kärna”. Hos dem ligger DNA fritt i cellvätskan.
Alla andra organismer förvarar sitt DNA i en cellkärna och kallas därför för eukaryoter (”äkta kärna”). Cellkärnan har ett eget membran som avgränsar den från resten av cellen.
Eukaryota celler har avgränsade och specialiserade delar inuti sig. De kallas för organeller. Ett exempel är mitokondrier. Mitokondrier är den eukaryota cellens kraftverk. De är särskilt vanliga i celler som kräver mycket energi, som de i våra muskler.
Både djur- och växtceller är eukaryota. Trots det finns det stora skillnader mellan växtceller och djurceller. Djurceller har ett tunt
cellmembran medan växtceller dessutom omger sig med en kraftig cellvägg. Oftast har även växtceller vakuoler. Det är stora vätskefyllda blåsor som hjälper till att spänna ut cellerna. Växtceller har också kloroplaster. Det är organeller som innehåller klorofyll och som ger växterna förmågan till fotosyntes. Det är också de som gör växterna gröna.
2.2.2 Vävnader och organ
I flercelliga varelser kan celler specialisera sig på olika uppgifter. Celler som liknar varandra och som har samma uppgift bildar tillsammans en vävnad. I ett djur finns till exempel specialiserade celler som bildar muskelvävnad och nervvävnad. Olika typer av vävnader bygger upp organ. Hjärtat är ett organ som består av både muskelvävnad och nervvävnad.
organ (hjärta)
Exempel på celler, vävnader och organ.
2. Livets mångfald och förutsättningar
nervvävnad
nervcell
muskelvävnad
muskelcell
BAKTERIECELL
cellmembran
En tunn hinna som håller ihop och skyddar cellen.
DNA
cellplasma
Celler är fyllda av cellplasma som består av mestadels vatten, protein och salter.
DJURCELL
cellplasma
cellkärna
Här förvarar den eukaryota cellen sitt DNA.
ribosom
VÄXTCELL
vakuol
En vätskefylld blåsa. När vätsketrycket i vakuolen är högt spänns cellen ut mot den omgivande cellväggen. Om växten inte får vatten sjunker trycket i vakuolen och växten slokar.
cellvägg
En stödjande vägg av främst cellulosa.
flagell
Många prokaryoter och en del eukaryoter har en flagell som piskar eller roterar. Det gör att cellen kan röra sig.
ribosom
Bygger protein efter genernas (arvsanlagens) instruktion.
Innehåller gener (arvsanlag).
mitokondrie
Cellens kraftverk. Här förbränner cellen organiska ämnen tillsammans med syre för att utvinna den energi som cellen behöver för att leva och tillverka nya ämnen. Förbränningen kallas cellandning.
cellmembran
mitokondrie
ribosom
cellmembran
cellkärna
kloroplast
Innehåller grönt klorofyll som fångar ljusenergi. Växten använder energin för att skapa socker från koldioxid och vatten. Det kallas fotosyntes.
Livets mångfald och förutsättningar
2.3 Livets träd
Jorden bildades tillsammans med de andra planeterna i vårt solsystem för ungefär 4,6 miljarder år sedan. Vi vet inte exakt var eller hur livet på jorden först uppstod, men forskare tror att det hände för ungefär 3,7–4 miljarder år sen.
Allt liv som finns på jorden idag är släkt och har samma ursprung. Det vet vi eftersom allt liv bygger på celler och har samma sorts arvsmassa. I början var allt liv encelligt. De äldsta bevisen för liv på jorden kommer från fossil av bakterier. De kallas stromatoliter och visar att det har funnits bakterier under minst 3,5 miljarder år.
Det encelliga livet utvecklades till tre stora grupper: bakterier, arkéer och eukaryoter. Eukaryoter utvecklades för ungefär 2 miljarder år sedan. Några olika grupper inom eukaryoterna utvecklade förmågan att samarbeta i klumpar av celler. De tre stora grupperna av flercelliga organismer är svampar, växter och djur.
Fossil från stromatoliter, det är tjocka skikt av bakterier som har lämnat rester miljarder år senare.
arkéer
eukaryoter djur
svampar grönalger landväxter
bakterier
Ett förenklat släktträd över livet på jorden. Varje gren representerar en grupp av organismer. De stora grupperna av flercelliga organismer har namngivits (svampar, djur, grönalger och växter). Det pågår mycket forskning om livets släktskap. Nya resultat gör att man ständigt bygger om livets träd.
Livets mångfald och förutsättningar
Det här är en talgoxe. Det vetenskapliga namnet är Parus major. En fördel med ett vetenskapligt namn är att det är samma i alla länder.
2.4 Vad är en art?
På våren sjunger talgoxen i sitt revir. Hanen sjunger för att hålla konkurrerande talgoxar på avstånd, men också för att locka till sig en hona. När två talgoxar har bildat ett par inleds häckningen och de får ungar. Även om vi tycker att blåmesar och talgoxar liknar varandra så är det väldigt sällan som en blåmes blir lockad av talgoxens sång och vill para sig. Blåmesar och talgoxar är olika arter, de parar sig inte. En art är en grupp av organismer som kan para sig med varandra och få avkomma. Deras avkomma är i sin tur fertil, och kan få ungar av samma art. Alla levande organismer delas in i arter, till exempel zebra, gädda, ek, prästkrage eller kantarell. Encelliga organismer delas också in i arter, men där bygger uppdelningen på hur lik arvsmassan är, eftersom de inte förökar sig som flercelliga organismer.
Det händer att individer från olika arter kan få avkomma. Denna avkomma är oftast steril, den kan inte fortplanta sig. En korsning mellan häst och åsna är ett sådant exempel. Fölet, som kallas mula eller mulåsna, är sterilt. Därför är häst och åsna två olika arter, trots att de kan få avkomma. En korsning mellan två arter kallas hybrid.
2.4.1 Begreppet ras
Det är ofta lätt att se vilka individer som tillhör en viss art, men det finns undantag. En tax och en schäfer ser väldigt olika ut. Trots det kan de fortplanta sig med varandra och få fertil avkomma. Tax och schäfer är exempel på olika raser inom arten hund.
Begreppet ras används framför allt om husdjur. Olika raser kan bildas eftersom människan påverkar vilka individer som får ungar tillsammans. Det gör att olika grupper kan få olika egenskaper. Om alla hundar släpptes ut i naturen skulle gränserna mellan hundraserna suddas ut. Efter en tid skulle alla hundar tillhöra samma ”blandras”. Alla människor på jorden tillhör samma art och är mycket lika varandra. Det finns alltså ingen biologisk grund för att dela in människor i raser. När till exempel nazisterna ställde en ”arisk ras” mot en ”judisk ras” var det på felaktiga grunder. De utgick från språkliga och religiösa skillnader och hävdade att de var biologiska. Det fanns också en ideologisk önskan om att dela in människor i raser så att man kunde säga att vissa var bättre.
Hundarna tillhör samma art, men är av olika raser.
2.5 Encelliga organismer och virus
Under en lång del av jordens historia var allt liv encelligt, och encelliga organismer är fortfarande det vanligaste livet på jorden. Trots att encelliga organismer är så små klarar de av alla sina behov med en enda cell.
2.5.1 Virus
Virus uppfyller inte alla kriterier för liv. De har arvsmassa, men måste infektera en annan cell och använda den cellen för att föröka sig. Exempel på sjukdomar hos människor som orsakas av virus är mässling, influensa och hiv.
2.5.2 Bakterier
Bakterier är små encelliga organismer. De flesta bakterier behöver förstoras 1 000 gånger för att bli lika stora som punkten efter den här meningen. Bakterier är de vanligaste livsformerna på jorden och utan dem skulle resten av livet på jorden inte klara sig. I våra kroppar finns det ungefär lika många bakterier som vi har egna celler. Vi behöver bakterierna för att hålla oss friska. Även växter och andra djur är beroende av bakterier.
Bakterier blir fler genom att dela sig. I rätt förhållanden kan de dela sig snabbt och bli många. Det kan ställa till med problem. Eftersom de delar sig så snabbt kan bakterier också ställa till med stora problem. Sjukdomar som kolera orsakas av bakterier som frodas i smutsigt vatten och sen infekterar magen och tarmarna. Tuberkulos orsakas av bakterier som förökar sig i lungorna.
Virus som infekterar en bakterie. Många virus ser ut som små rymdfarkoster med ”ben” som kan gripa tag i cellerna som de infekterar.
Illustration av en tarmbakterie i stark förstoring. Tillsammans väger dina tarmbakterier över 1 kg.
2.5.3 Arkéer
Den andra stora gruppen av encelliga organismer är arkéer. Precis som bakterier saknar de cellkärna. Under lång tid trodde forskare att de var en typ av bakterier. Nu vet vi att de genetiskt är lika annorlunda från bakterierna som vi är.
Många arkéer trivs i jordens mest extrema miljöer. De kan leva i varma källor, extremt salt vatten, vid radioaktiv strålning eller i andra miljöer som är dödliga för andra organismer.
Arkéer upptäcktes först i varma källor där inget annat kan överleva, som den här i Yellowstone i USA.
2.5.4 Encelliga eukaryoter
Det finns många eukaryoter, alltså organismer som har cellkärna men som inte är flercelliga som djur, växter eller svampar. De kan se väldigt olika ut. En del fångar in solljus, som växter, medan andra äter bakterier. Sjukdomen malaria orsakas av en encellig eukaryot som sprids från myggor till människor.
Toffeldjur består av en enda cell.
2.6 Växter
Här presenteras alger, mossor, kärlkryptogamer och fröväxter. Deras celler innehåller klorofyll, som gör dem gröna och hjälper dem att fånga in solljus.
2.6.1 Alger
Alger lever i vatten och har fotosyntes, men de saknar rötter, stjälkar och kärl som många andra växter har. Alla alger är inte släkt med varandra. Många är encelliga och lever som plankton i sjöar och hav. Plankton är organismer som ”svävar” i vatten utan att kunna styra var de hamnar. Flercelliga alger kan vara antingen grönalger, brunalger eller rödalger. Flercelliga alger i havet kallas också för tång. Det finns även alger som växer på land, till exempel på träd.
2.6.2 Mossor
De första landlevande växterna utvecklades för knappt 450 miljoner år sedan. De var förmodligen mossor som utvecklades från grönalger.
Som en anpassning till livet på land har mossorna blad som de håller uppe med hjälp av stjälkar. Men mossor har inte rötter. De fångar upp vatten och näring från regn och dagg. Det gör mossor känsliga för luftföroreningar.
Mossor förökar sig med sporer. De sprids med hjälp av vinden, och kan ibland flyga runt hela jorden.
Den här grönalgen lever som plankton i sjöar. Den består av några få celler som bildar en liten koloni.
Blåstång är en vanlig brunalg på Västkusten och i Östersjön.
Väggmossa med sina stjälkar och blad.
2.6.3 Kärlkryptogamer
Kärlkryptogamer (tidigare kallade ormbunksväxter) har rötter, stam och blad. De har också kärl (ledningar) i växten så att vatten och näring kan transporteras mellan rötterna och bladen. Det gör att kärlkryptogamerna kan klara sig i fler miljöer än vad mossor kan. Precis som mossor förökar sig kärlkryptogamer med sporer. För ungefär 300 miljoner år sedan täcktes jorden av stora skogar av ormbunksträd, och resterna från dem finns idag kvar i form av stenkol.
2.6.4 Fröväxter
Det finns två stora grupper av fröväxter. Nakenfröiga växter är alla barrväxter, som gran och tall, och ett par andra grupper. De har frön men inte blommor.
Den riktigt stora gruppen av fröväxter är blomväxter. De har blommor med ståndare och pistiller. Ståndarna producerar pollen som sprids till pistillerna, som befruktas och utvecklas till frön. Det finns minst 300 000 arter av blomväxter.
Två exempel på fröväxter. Tallen (till vänster) är en nakenfröig växt. Höskallran (till höger) tillhör ängens blomväxter.
När fröna är mogna och ”skramlar” i fröställningarna är det tid att slå ängen och ta vara på höskörden.
2. Livets mångfald och förutsättningar
Dessa höga träd på Nya Zeeland som liknar palmer är ormbunksträd.
2.7 Svampar och lavar
Det finns cirka 150 000 kända arter av svampar. Svampplockare tar endast svamparnas fruktkroppar. De växer upp för att sprida svamparnas sporer. De ”egentliga svamparna” är ett nätverk av svamptrådar under marken. Svamptrådarna kallas för mycel.
Vissa svampar låter sina svamptrådar växa ihop med växtrötter. De fungerar då som förlängda rötter och hjälper växterna att ta upp vatten och näring från marken. I utbyte får svamparna energi i form av socker från växterna. Denna symbios mellan svampar och växter kallas mykorrhiza.
2.7.1 Viktiga nedbrytare
I naturen är en av svamparnas viktigaste roller att de bryter ned döda växter, djur och encelliga organismer så att näring frigörs. Det skapar ett kretslopp som resten av allt liv är beroende av. Ibland flyttar nedbrytande svampar in i våra hem och angriper husens träkonstruktioner eller vår mat. Dessa angrepp kallas mögel.
2.7.2 Lavar
Lavar är svampar som har encelliga alger (eller bakterier med fotosyntes) i sitt mycel. Svamparna utnyttjar algernas förmåga att ta tillvara solenergi. I utbyte får algerna skydd mot uttorkning.
Lavar växer på marken eller direkt på stenar och trädstammar.
Många lavar är känsliga för luftföroreningar. På orter med ren luft kan man se hur trädstammar täcks av flera olika lavarter.
En brödbit som är täckt av mögel.
Björksoppen bildar mykorrhiza med björkar.
En skorplav som växer direkt på sten. Den här vackra arten heter kartlav.
ryggradsdjur
ringmaskar leddjur
blötdjur
tagghudingar
nässeldjur svampdjur
2.8 Djur
Djur är flercelliga varelser som inte kan få sin energi från solen. Djur måste istället få i sig näring på något annat sätt – till exempel genom att äta andra organismer. Alla djur, från maneter och sjöstjärnor till getingar och människor, är släkt med varandra. Vi djur utvecklades från en gemensam förfader för ungefär 600 miljoner år sedan.
Det finns fler än två miljoner kända djurarter och djuren delas in i ungefär 40 grupper. De flesta av de grupperna innehåller ganska få arter och finns bara i havet. Men några av de mest välkända grupperna är:
Nässeldjur är till exempel maneter, hydror, koralldjur och anemoner. Maneter har ett enkelt nervsystem men ingen hjärna. Koralldjur är ofta kolonier av många individer. Vissa arter bygger upp en inre struktur av kalk som under tusentals år kan utvecklas till korallrev. Korallreven är väldigt viktiga för andra arter i haven och tillhör jordens mest artrika miljöer..
Blötdjur kan till exempel vara snäckor, sniglar, musslor och bläckfiskar.
Det är den näst största gruppen av djur som saknar ryggrad och det finns ungefär 85 000 kända arter. Blötdjuren har ett nervsystem, precis som vi, och bläckfiskar har stora hjärnor.
Maneter.
Hydror.
Koralldjur.
Snäckor.
Musslor.
Bläckfiskar.
Ett förenklat släktträd för djur.
Ringmaskar kan till exempel vara daggmaskar, iglar och havsborstmaskar. Det finns fler än 20 000 arter av ringmaskar, både i havet, i sötvatten och på land. Daggmaskar spelar en viktig roll för att flytta näring i marken och deras gångar sprider regnvatten genom jorden.
Leddjur är den allra artrikaste gruppen av djur på jorden. Den innehåller kräftdjur som lever i vatten, men också spindeldjur, mångfotingar och insekter som lever på land. Mer än hälften av alla djurarter som forskare känner till är insekter. Leddjuren har ett yttre skal, ett exoskelett, som skyddar dem och håller dem upprätta.
Kräftdjur. Mångfotingar. Insekter. Spindeldjur.
Ryggradsdjur har allihop ett inre skelett, med en ryggrad som stöttar kroppen och skyddar den tjocka sträng av nerver som går från hjärnan ut i resten av kroppen. Den artrikaste gruppen inom ryggradsdjuren är fiskar med mer än 30 000 arter. På land finns även amfibier, reptiler och fåglar. Vi människor tillhör gruppen däggdjur, som producerar mjölk och diar sina ungar. Det finns ungefär 5 500 arter av däggdjur.
År 1859 publicerade Charles Darwin sin mycket berömda bok Om arternas uppkomst. I den beskrev han sin banbrytande evolutionsteori. Han förklarade hur djur och växter ständigt utvecklas och bildar nya arter. Fyra år senare använde hans kollega Thomas Henry Huxley teorin för att visa att människor och apor har ett gemensamt ursprung.
Det var många som inte kunde acceptera att människan kom från något ”enkelt” apliknande djur. Men senare forskning gav Darwin och Huxley rätt; människan är en primat, en ”hårlös apa”.
Spår av tidiga människoarter
Fossil är lämningar av förhistoriska djur som forskare använder för att förstå hur livet har utvecklats. Fossilen berättar om många arter av människa som utvecklades och försvann. Våra förfäder växte fram i det här myllret av mänskliga varianter.
Människans utveckling
Historien börjar för 5–7 miljoner år sedan. Då levde en art som var förfader till både oss och schimpanser. Arten delade på sig. En del utvecklades till dagens schimpanser. Den andra delen gick igenom flera stora evolutionära förändringar. De utvecklade större hjärnor och förmågan att gå upprätta. De var våra förfäder.
En tidig grupp av människoarter var Australopithecus (”syd-apor”). Här har vi en kändis; Lucy av arten Australopithecus afarensis. Lucys ben är välbevarade och man kan till och med se hur hon dött. För drygt 3 miljoner år sedan ramlade Lucy ner från ett högt träd och avled av skadorna.
En miljon år efter Lucys död hade nya sorters människor utvecklats; Homo. Arterna i släktet Homo var framgångsrika med verktyg, eld och matlagning. Hittills hade människorna alltid bott i Afrika, men nu flyttade man ut till andra kontinenter.
Den moderna människan
För något mer än 300 000 år sedan utvecklades Homo sapiens. Vi levde länge tillsammans med andra människoar ter som neandertalare, denisovamänniskor, Homo heidelbergensis och Homo floresiensis. Moderna DNA-analyser visar att vi till och med fick barn med neandertalare.
Fortfarande är mycket osäkert kring människans utveckling, men en sak vet vi. Bara helt nyligen, för cirka 40 000 år sedan, försvann våra artsläktingar och den moderna människan blev ensam kvar på jorden.
Fossila fotspår av barn och ungdomar som levde i Nordamerika för mer än 21 000 år sedan.
2.9 Allt liv bygger på kol
Allt liv bygger på grundämnet kol (C). Det är ett grundämne som lätt bildar stabila föreningar med andra ämnen. Ämnen som bygger på kol kallas för organiska ämnen.
Många delar av våra kroppar bildas av långa kolkedjor, till exempel fibrer, fetter, proteiner och DNA. Ungefär 20 procent av människans vikt är kol, precis som för andra djur. Hos växter kan kol stå för upp till hälften av vikten.
Organiska ämnen är energirika, till exempel socker som bildas i växternas fotosyntes (se sidan 38). Vi använder många organiska ämnen som bränslen, till exempel bensin. När organiska ämnen brinner så omvandlas kolföreningarna till vattenånga och koldioxid. Den kemiska energin frigörs och kan till exempel driva en motor.
2.9.1 Förbränning i
celler
Alla celler behöver energi för att fungera och tillverka livsnödvändiga ämnen som protein. De behöver också energi för att dela på sig för att bli fler, och för att röra på sig. Som i en bensinbil, utvinner cellerna energi genom att förbränna organiska ämnen.
Förbränningen kräver syre och kallas därför cellandning. Hos människor och andra eukaryoter sker cellandningen i mitokondrierna. Syret tas in i kroppen genom lungorna och transporteras till cellerna med blodet. I cellandningen bildas restprodukterna koldioxid och vatten. Koldioxiden transporteras med blodet till lungorna där den ventileras ut med utandningsluften.
CELLANDNING
GLUKOS + SYRGAS KOLDIOXID + VATTEN + ENERGI
Växter består av mycket kol. Det bildar organiska ämnen som brinner lätt. I en eld omvandlas kolföreningar till koldioxid och vattenånga. Den kemiska energin blir till värme, ljus och ljud.
Allt levande har cellandning, som bakterier, växter, svampar och djur. I syrefria miljöer hittar man varianter på cellandning utan syre. Vissa bakterier kan till exempel förbränna organiskt material med nitrat istället för syre.
Bladceller hos en mossa. Innanför de mörka cellväggarna finns korn som är gröna av klorofyll. Kornen heter kloroplaster, se sidan 26.
2.10 Fotosyntes
Växter, alger och en del mikroorganismer kan använda energin i solljus för att bilda organiska ämnen. De använder energin för att binda ihop vatten och koldioxid till glukos, som är en typ av socker. När växterna skapar glukos så bildas också syrgas, som växten släpper ut i luften.
Fotosyntesen sker i växtcellernas kloroplaster. I dem finns det gröna ämnet klorofyll som behövs för att den kemiska reaktionen ska fungera. När glukos bildas binder den upp energin i solljuset inuti själva molekylen. Då kallas den för kemisk energi. Om molekylen tas isär, som vid förbränning, så frigörs energin igen.
Eftersom energin kommer från ljus så kallas växternas tillverkning av glukos för fotosyntes (foto = ljus, syntes = sammansättning).
Glukos är grunden för de organiska ämnen celler behöver. Andra viktiga biologiska ämnen, som andra kolhydrater, fett och protein kan tillverkas genom att omvandla glukosmolekyler.
FOTOSYNTES
LJUSENERGI + KOLDIOXID + VATTEN GLUKOS + SYRGAS
För att kol- och väteatomerna ska räcka till en glukosmolekyl krävs sex koldioxid- och sex vattenmolekyler. I dessa finns ett överskott av syreatomer och därför bildas även sex syrgasmolekyler.
2. Livets mångfald och förutsättningar
Synpunkt Naturkunskap 1a1
Synpunkt Naturkunskap 1a1 är ett basläromedel i ämnet naturkunskap på nivå 1a1, 50 poäng. Boken är utformad för att ge en bred och djup förståelse av ämnets olika delar. För att göra lärandet mer intressant och engagerande, innehåller boken utblickar med fördjupningar och intressanta exempel.
Efter varje kapitel finns sammanfattningar som ger en översikt av de viktigaste punkterna, både som text och som film via QR-koder. Respektive kapitel avslutas med ”Testa dig själv” där innehållsfrågor kompletteras med fördjupnings- och diskussionsuppgifter.
Boken har följande kapitelindelning:
1. Vetenskapen och samhället
2. Livets mångfald och förutsättningar
3. Ekologi
4. Energi och klimat
Anders Henriksson har undervisat på gymnasiet under mer än 20 år. Han är också naturfotograf och har skrivit ett flertal olika läroböcker inom naturvetenskapliga ämnen.
Torill Kornfeldt är biolog och vetenskapsjournalist med fokus på hur forskning påverkar samhället. Hon har bland annat arbetat på Vetenskapsradion och som programledare.
5. En hållbar utveckling
6. Du och din kropp
7. Sex och samliv
Olle Lind disputerade i biologi år 2011 och har bland annat forskat om färgseendet hos fåglar. Han har undervisat på universitet, folkhögskola och gymnasium.
