BIOLOGI EN SAMMANFATTNING

Transkript

1 BIOLOGI EN SAMMANFATTNING Biologi läran om det levande, s.6-41 Biologi är läran om det levande. Definitionen av vad som är levande är bland annat att det består av celler, behöver energi, andas (syre), växer och behöver byggnadsmaterial, samt att det förökar sig. Linné var en av de första som sorterade in livet i olika grupper. Hans första indelning, i växter, djur och stenar, var felaktig. Idag delar vi in livet i grupperna bakterier, alger och urdjur (protister), växter, svampar och djur. Växterna, s Växter har det gemensamt att de har fotosyntes. Det finns ungefär kända växtarter i världen. Man delar vanligtvis in dem i fröväxter (fanerogamer) och sporväxter (kryptogamer). Skillnaden mellan dessa grupper är att fanerogamerna har blommor, medan kryptogamerna saknar detta. Fröväxternas blommor används som förökningsorgan. I blomman finns ståndare och pistiller, som är blommans han- respektive honkön. Genom pollinering kan pollen från ståndarna befrukta fröämnet. Pollingeringen kan ske med hjälp av vind eller insekter. Så småningom omvandlas blomman till en frukt som innehåller frön. Fröna kan sedan utvecklas till nya växter. Man delar in fröväxterna i grupperna nakenfröiga växter (t ex barrträd, som saknar pistill, kronblad och foderblad) och gömfröiga ( vanliga blommor). Sporväxterna saknar blommor och bildar inga frön. De förökar sig istället med mikroskopiska små korn som kallas sporer. Exempel på sporväxter är ormbunksväxter, mossor och alger. 1

2 Svamparna, s Ett vanligt missförstånd är att svampar skulle tillhöra växtriket (eftersom de växer i marken). Växter utgör sitt eget rike i naturen och påminner egentligen mer om djur än växter. De har exempelvis inte fotosyntes. Istället får svampar sin energi på ett av följande sätt: som parasit, som nedbrytare eller o symbios med växter. Svampkroppen som man ser i skogen är bara en liten del av svampen. Svampen använder svampkroppen till att sprida sina sporer. Det mesta av svampen finner man i marken, i form av mycel (ett nätverk av svamptrådar) Djuren, s Det finns fler djurarter än växtarter på jorden. Ett av skälen kan vara att djuren inte är beroende av solljus. Därmed kan de leva exempelvis djupt nere i marken, och på havets botten. De första djuren på jorden var encelliga och liknade kanske de urdjur som vi finner idag. Så småningom uppstod mer avancerade, flercelliga djur: svampdjur, nässeldjur (t ex maneter) och maskarna. Små småningom uppstod även två dominerande djurgrupper; leddjuren och däggdjuren. 2

3 Till leddjuren räknas kräftdjur, spindeldjur, mångfotingar och insekter. Många leddjur lever i haven, men insekterna har även erövrat land. Insekterna är den största djurgruppen på jorden, ca 80% av alla kända djurarter är insekter. Gemensamt för leddjuren är att de har ett hudskelett (som de måste byta ut, när de växer). Deras kroppar är även indelade i leder, segment som hålls samman av mjuk och böjlig hud. Ryggradsdjuren är fiskar, groddjur, kräldjur, fåglar och däggdjur. Gemensamt för ryggradsdjuren är att vi har ett inre skelett (en ryggrad). Vi saknar de segment som leddjuren har. Människan tillhör undergruppen däggdjur eftersom våra ungar diar. En viktig utveckling som man finner hos ryggradsdjuren är blodomloppet och hjärtat. Fiskar har ett enkelt blodomlopp och kan därför inte hålla sina kroppar varma. Groddjur har ett dubbelt blodomlopp och trerumshjärta, och kan därmed delvis hålla sig varma. Fåglar och däggdjur har dubbelt kretslopp och ett hjärta med fyra rum. Våra kroppar kan därför hålla sig varma oberoende av temperaturen runtomkring oss. Bakterier och virus, s När livet en gång uppstod på jorden så var det i form av bakterier. Fossil från 3 miljarder år gamla bakterier har hittats. Bakterier är små, ofta encelliga varelser som saknar cellkärna. Många tänker på bakterier som sjukdomsbärare (vilket stämmer), men vi har även stor nytta av bakterier. Bland annat fungerar de som nedbrytare i naturen, de lever i våra tarmar och tillverkar vitaminer till oss, osv. Det dröjde länge innan man kunde ta reda på vad virus egentligen är, eftersom virus är så himla små. Diametern hos de minsta virusen är 0,00002mm. Virus består inte av celler utan kan istället liknas vid ett hölje som innehåller DNA. Viruset sprutar in sitt DNA i celler hos djur, växter och bakterier, och får cellerna att producera nya virus. 3

4 Växternas liv, s Växterna får sin gröna färg från det klorofyll som de har i sina celler. I klorofyllet sker den viktiga process som kallas fotosyntes. Fotosyntes innebär att växterna gör om koldioxid och vatten till druvsocker och syre. För att göra detta behöver de energi från solen. Ordet fotosyntes betyder faktiskt just detta: foto = ljus, syntes = sätta ihop. Fotosyntes: Ljusenergi + koldioxid + vatten à druvsocker + syre Utan fotosyntesen hade det inte funnits något syre för oss att andas, och ingen näring att äta. Skälet till att växterna producerar druvsocker är att de behöver sockret som byggnadsmaterial. Sockret omvandlas då till cellulosa och bygger upp växtcellens väggar. Dessutom behöver växterna (precis som vi djur) även sockret som näring. Alla celler behöver syre och socker för att leva, detta kallas cellandning: Cellandning: Druvsocker + syre à energi + koldioxid + vatten Om man jämför fotosyntes med cellandning så ser man att de är varandras motsatser. Hos växterna sker både fotosyntes och cellandning på dagen, medan det bara sker cellandning på natten (då solen inte skiner). Växter består av tre viktiga delar, nämligen blad, stam och rötter: I bladen finner man klorofyllet där fotosyntesen sker. I bladen finns även klyvöppningar, där växten tar in koldioxid och tar ut syre. Stammen består av ved och bark. Här sker bland annat vattentransport från rötterna till bladen I rötterna suger växterna upp vatten och näringsämnen från jorden 4

5 Ekologi, s Ekologi är läran om hur växter, djur och andra levande varelser samspelar med varandra och med sin omgivning. Man studerar här olika ekosystem, det vill säga en plats i naturen där levande och icke-levande saker (miljöfaktorer) samspelar. Ett ekosystem består av ett växtsamhälle, ett djursamhälle, nedbrytare och miljöfaktorer. Miljöfaktorer är exempelvis luften, temperaturen, vatten och markens sammansättning. Dessa saker kommer påverka vilka växter som kan leva på platsen och därmed vilka djur som kommer att leva där. De växter, djur och nedbrytare som man finner i sitt ekosystem kan man beskriva på olika sätt. Näringskedjor, näringsvävar och näringspyramider beskriver vem som äter vad i ekosystemet, hur mycket energi som går åt, samt hur komplicerade samspelen är. Kretslopp visar hur atomer och molekyler kretsar runt i ekosystemet. Exempel på kretslopp är vattnets och kolets kretslopp. En viktig sak med kretslopp är att ingenting försvinner, atomerna fortsätter kretsa runt, runt. Man säger att ämnena cirkulerar. Energin säger man däremot att den flödar (går från solen à växterna à djuren à nedbrytarna à värmeenergi ut i rymden). Andra viktiga begrepp för att beskriva samspelen i ekosystem är exempelvis konkurrens, revir, symbios och nisch. Hur stort eller litet ett ekosystem är bestämmer man själv. Ett ekosystem kan alltså vara en vattenpöl, en skogsglänta, Norrlands barrskog och Östersjön. Etologi, s Etologi är läran om djurens beteende. Detta omfattar både det man ser djuren göra, men även deras läten och dofter. Inom etologin studerar man även djurens levnadssätt, exempelvis om de lever ensamma eller i grupp, hur de förökar sig, skyddar sig osv. Djur som tillhör samma art beter sig ofta på samma sätt i en given situation. Kor viftar på svansen när de irriteras av flugor, fågelungar skriker efter mat när föräldrar sätter sig på bokanten osv. Detta kallas medfödda beteenden. En signal som startar ett sådant beteende, exempelvis att fågelungen känner av att 5

6 mamman sätter sig på boets kant, kallas nyckelretning. Många nyckelretningar sorteras så småningom bort med hjälp av inlärning. Exempelvis försvinner vissa fåglars nyckelretning att fly från människor, när de växer upp och märker att människor är ofarliga. Människokroppen, s Människokroppen är en fantastisk skapelse, som från början bestod av en enda cell. Som vuxen innehåller man ungefär miljarder celler och var och en av dessa är en levande enhet som kan föröka sig och som behöver näring och syre. Varje cell har dessutom specialiserat sig för att genomföra en speciell sak. Exempelvis består kroppen av nervceller, muskelceller och blodkroppar, alla celler som har specialiserat sig i vår kropp. Många celler bygger upp vävnader och vävnader bygger upp organ. Vi har en mängd organ i vår kropp, tillsammans bygger organen upp olika arbetsenheter (se s ) a) Ämnesomsättning och transport För att få ut näring och syre till alla kroppens celler, och för att transportera bort koldioxid och andra restprodukter, behöver kroppen ett transportsystem. Detta består av hjärta och blodomlopp. Genom lungorna sker gasutbyte (02 in och CO2 ut) och i matspjälkningsapparaten sönderdelar vi vår näring så att den blir tillräckligt liten för att transporteras runt i kroppen. De tre viktiga näringsämnena som vi behöver är: Näringsämne I vilken mat finns det? Vad använder vi det till? Kolhydrater Bröd, potatis, ris, Bränsle till cellerna Fett Smör, grädde, olja Energireserv, stötdämpare, isolering Protein Kött, fisk, bönor, Muskler, enzym Förutom dessa tre näringsämnen så behöver vi även mineraler och vitaminer för att må bra. 6

7 Matspjälkningens uppgift är som sagt att sönderdela maten så att den kan transporteras ut till hela kroppen. Det sker på följande sätt: Mun Mage Tarm Kolhydrater Fett Protein Enzymet amylas Enzymet pepsin Olika enzym från Galla finfördelar Olika enzym från bukspottskörteln fettet bukspottskörteln Olika enzym från bukspottskörteln I tunntarmen tar kroppen upp näringen till blodet och i tjocktarmen sugs överflödigt vatten upp. Vår avföring består sedan av mat som kroppen inte kunnat spjälka (t ex cellulosa), döda bakterier och avfallsprodukter. I lungorna sker gasutbytet i kroppen, vi andas in syrgas O2 och andas ut koldioxid CO2. Lungorna är väldigt känsliga, framförallt dess minsta beståndsdel lungblåsorna. Dessa skadas och klumpas ihop om man röker. Vi andas med hjälp av en stor muskel som kallas diafragma. Denna sitter fast i lungsäckarna som omger våra lungor. Med hjälp av blodomloppet transporteras syre (från lungorna) och näring (från matspjälkningsapparaten) till alla kroppens celler. Människor har ett så kallat dubbelt kretslopp: det ena går mellan hjärta och lungor, och det andra går mellan hjärta och resten av kroppen. Hjärtat är uppdelat i en höger- och vänster halva som pumpar blod åt de olika kretsloppen. Sammanlagt består hjärtar av fyra rum (höger och vänster förmak, höger och vänster kammare). Blodkärlen heter artärer, kapillärer och vener. Blodet består mestadels av vatten. Det innehåller även olika typer av blodkroppar: Röda blodkroppar transporterar syre, vita blodkroppar bygger upp immunförsvaret och blodplättarna läker sår. Njurarnas uppgift är att reglera kroppens vatten- och saltbalans. Hit transporteras allt blod. Har man druckit mycket vätska så produceras mycket urin. b) Skydd och rörelse Huden är kroppens största organ och täcker en yta på nästan 2 kvadratmeter. Den har en mängd olika viktiga uppgifter. Exempelvis skyddar den kroppen mot stötar, bakterier och kemiska angrepp. Den reglerar kroppstemperaturen och producerar även D-vitamin. Den innehåller även celler som uppfattar kyla, 7

8 värme och beröring. Huden består av tre lager: överhuden, läderhuden och underhuden. Skelettet är det som håller oss upprätta. Vårt skelett består av över 200 olika ben. Mellan benen finns olika typer av leder. På skelettet fäster även musklerna. Förutom dessa skelettmuskler, som vi använder när vi rör på oss, så har vi även glatt muskulatur (i matspjälkningsapparaten) och hjärtmuskulatur. c) Kommunikation Kroppen har två olika system för att kommunicera mellan sina olika delar. Det snabbaste sättet att kommunicera på är med hjälp av nervsystemet. Det är uppbyggt av miljoner nervceller som skickar elektriska signaler mellan varandra. Mellan två nervceller (synapsen) sker signalen istället kemiskt. Nervcellerna bygger tillsammans upp Centrala nervsystemet (CNS) som består av hjärnan och ryggmärgen. Nervcellerna som finns ute i kroppen kallas Perifera nervsysemet (PNS) och är antingen sensoriska (skickar signaler till CSN) eller motoriska (signaler från CNS). Hjärnan delas in i storhjärnan, lillhjärnan och hjärnstammen. Storhjärnan består av två olika halvor. Här hittar man olika centran, för exempelvis syn, tal, hörsel osv. Lillhjärnan samordnar impulser från olika delar av kroppen. Hjärnstammen sköter de funktioner i kroppen som vi inte påverkar med viljan, t ex andning, blodtryck och hjärtslag. Denna styrning delas in i det sympatiska nervsystemet och det parasympatiska. Det andra kommunkationssystemet i kroppen byggs upp av hormoner. Hormoner är kemiska substanser som åker runt i blodet. Speciella körtlar producerar hormoner. Exempel på hormoner är adrenalin, östrogen och testosteron. d) Fortplantning Fortplantning innebär att föröka sig. I puberteten utvecklas våra könsorgan så att vi kan föröka oss. Tjejers menstruation och killars spermieproduktion startar. Detta sker med hjälp av olika hormoner, vilka också bidrar till andra kroppsliga förändringar (exempelvis kroppsbehåring, målbrottet). Om man vill undvika graviditet så använder man sig av olika preventinmetoder. Det finns kemiska preparat (t ex p-piller) och fysiska barriärer (t ex kondom, pessar). Kondom skyddar även mot könssjukdomar. Om man har oskyddat sex så kan spermierna befrukta ägget och ett barn kan bli till. Befruktningen sker i kvinnans äggledare och graviditeten varar ca 9 månader. Menstruation innebär att ett ägg inte blivit befruktar. Det åker då ut tillsammans med väggen i livmodern. 8

9 Alkohol, narkotika och tobak, s Alkohol, narkotika och tobak är alla exempel på droger, det vill säga substanser som man tillför kroppen för att påverka känslor, upplevelser och kanske prestationsförmåga. Gemensamt för dessa ämnen är att de framkallar beroende och innehåller ämnen som är skadliga för kroppen. Alkohol framställs genom jäsning och kolhydrater. Då bildas etanol, det vill säga den alkohol som vi dricker. Alkohol påverkar oss bland annat genom att vi blir mer livliga och spontana (då de delar i hjärnan som styr omdöme bedövas). Om man fortsätter dricka alkohol så kommer större delar av hjärnan bedövas, då påverkas bland annat muskelrörelserna och balansen. Om även hjärnstammen (som styr sömnen, andningen och hjärtslagen) påverkas så blir man lätt trött. Dricker man för mycket så kan andningen upphöra. Alkoholen förbränns i levern. Man blir av med ungefär 7g alkohol per timme. Alkohol är beroendeframkallande och alkolism är vanligt förekommande i Sverige. Alkolister kan dricka så mycket alkohol att de får magsår, levern skrumpnar, blodtrycket höjs och hjärnan tar skada. I Sverige dör årligen personer av sjukdomar eller skador som har samband med alkohol. Narkotika är besläktat med ordet narkos som betyder bedövning. Narkotika är gifter som påverkar nervsystemet och som kan framkalla beroende. Det är olagligt att köpa, använda eller inneha narkotika i Sverige. Exempel på narkotika är cannabis, ecstacy, LSD, kokain och heroin. Tobak kommer från tobaksplantor. Med dessa framställer man cigaretter och snus. Tobak är beroendeframkallande och ökar risken att få cancer. Cigaretter och snus innehåller förutom nikotin och tjära även en mängd andra gifter. Genetik, s Genetik betyder ärftlighetslära och handlar om de egenskaper som man ärvt från sina föräldrar. Munken Gregor Mendel kan sägas vara genetikens fader. Han studerade hur avkomman ( barnen ) såg ut hos ärtväxter. Bland annat såg han att två röda föräldrar kunde få barn som hade vita blommor. Mendel kunde förklara detta med hjälp av ett så kallat korsningsschema. Han antog att egenskaper, som blomfärg, kommer i par, och att egenskaper kan vara dominanta och recessiva. Man kan ha två lika anlag (homozygot) eller två lika anlag (heterozygot). 9

10 På 1950-talet upptäckte man DNA-molekylen. Denna finns i våra cellkärnor och kan förklara den upptäckt som Mendel gjorde 100 år tidigare. Vårt DNA är uppdelat på 46st kromosomer i varje cellkärna. Varje kromosom består av tusentals kvävebaser (T, A, G och C) och ordningen på dessa bestämmer våra egenskaper. En rad av kvävebaser som bestämmer en viss egenskap, t ex ögonfärg, kallas gen. Vårt DNA har vi ärvt från våra föräldrar: 23 kromosomer från mamma och 23 från pappa. När en cell delar sig (mitos) så fördubblar den först sitt DNA, så att varje ny kopia har lika mycket DNA som ursprungscellen. Detta sker i hela kroppen, förutom i äggstockarna och testiklarna. Där sker istället meios, dvs att spermierna och äggen får 23 kromosomer var. Våra arvsanlag förändras hela tiden. Ständigt sker så kallade mutationer, små fel, i vårt DNA. Vissa mutationer märker man aldrig av, vissa kan vara skadliga, andra kan vara bra. Med ny teknik kan man även med teknikens hjälp ändra i olika varelsers DNA. Detta kallas genteknik. Med hjälp av denna kunskap kan man exempelvis klona varelser, överföra gener mellan olika varelser och göra DNA-analyser. Evolution, s Evolution betyder utveckling, och inom biologin så handlar evolutionen om hur organismer gradvis utvecklats och förändrats under jordens historia. Det var Charles Darwin som på mitten av 1800-talet föreslog hur arter uppkommit och utvecklats i sin bok Om arternas uppkomst. Hans teori bygger på att Det föds mycket fler individer än vad som kan överleva. Alla individer är olika. Det finns variation mellan individerna. Individernas olika egenskaper gör att de som har bäst egenskaper kommer att överleva. De kommer då även få sprida sina egenskaper vidare till nästa generation. 10

11 Darwin fick mycket kritik för sin teori, framförallt eftersom den motstred kyrkans bild av hur jorden och dess olika arter uppstått. Idag stödjer dock de allra flesta vetenskapsmän denna teori. Det finns mängder av bevis, exempelvis fossilfynd och DNA-analys, som stödjer evolutionsteorin. Man tänker sig att det första livet på jorden var i form av bakterier. Från dessa utvecklades växter, djur och svampar. De avancerade djuren som finns på jorden idag utvecklades så sent som för ca 500 miljoner år sedan i den kambriska explosionen. Människan har sitt ursprung från aporna. Den nutida människan (Homo Sapiens) uppstod i Afrika för ca år sedan (?). Människan och miljön, s Människan har i alla tider påverkat den miljö som hon bott i. De senaste två hundra åren har denna påverkan blivit mer påtaglig. Effektiviseringen av jordbruket har lett till att jordbrukslandskapet numer präglas av vidsträckta åkrar där man tagit bort diken, buskage och andra hinder. Med industriella revolutionen har fabrikerna och trafiken också bidragit till stora, globala problem. Växthuseffekten innebär att koldioxidutsläpp värmer upp jordens medeltemperatur. Koldioxid kommer bland annat från bilar, flygplan och fabriker När man förbränner fossila bränslen uppstår även försurning. Det regnar ner surt, förorenat regn, som skadar skogar och sjöar Tungmetaller, som kadmium, bly och kvicksilver, finns bland annat i batterier. De är giftiga och lagras i levande varelser. Dessa miljögifter koncentreras i varje steg i en näringskedja och drabbar därför toppkonsumenterna värst Övergödning har bland annat drabbat Östersjön. Det uppstår när konstgödsel från våra åkrar rinner ut i vattendrag och samlas i haven. Det leder bland annat till bottendöd Freoner förstör atmosfärens ozonskikt. Ozonskiktet skyddar oss mot farlig UV-strålning 11