Vallaskóli

Einkenni lífvera - glósur

2

1-1 Hvað eru vísindi?

Vísindalegar aðferðir: Ráðgátan er skilgreind Upplýsinga er aflað Tilgáta er sett fram um lausn á ráðgátunni Tilraun er framkvæmd til þess að kanna gildi tilgátunnar Niðurstöður tilraunarinnar eða annarra athugana eru

skráðar og metnar Niðurstöður eru túlkaðar

Tilgáta er sett fram sem líkleg lausn á ráðgátu.

3

1-1 framhald Sá þáttur sem látið er reyna á í tilraun kallast

breyta og getur bara verið ein breyta í hverri tilraun.

Samhliða öllum tilraunum þarf að gera samanburðartilraun. Þá er gerð alveg eins tilraun nema breytunni er sleppt.

Náttúruvísindi skiptast í þrjár megindeildir: Lífvísindi: t.d. dýrafræði og grasafræði Jarðvísindi: t.d. jarðfræði og stjörnufræði Eðlisvísindi: t.d. efnafræði og eðlisfræði

4

1-2 Vísindalegar mælingar

Metrakerfið er hluti SI-kerfisins sem er sameiginlegt mælikerfi í vísindum um allan heim.

Grunneining lengdar er metrinn (m) Grunneining rúmmáls er rúmmetrinn (m3) Grunneining massa er kílógrammið (kg) Hiti er oftast mældur í gráðum á

celsíuskvarðanum en í vísindum er notaður Kelvin kvarðinn.

5

1-2 framhald

Massi er mælikvarði á efnismagn hlutar Þyngd er mælikvarði á það hversu mikill

þyngdarkraftur verkar á hlut Eðlismassi er mælikvarði á efnismagn

hlutar í tiltekinni rúmmálseiningu.

rúmmál

massilismassie ð

6

1-3 Vísindatæki

Smásjár: smásjá er tæki sem sýnir hluti í stækkaðri mynd og notar við það linsur sem eru glerskífur með íhvolfum eða kúptum flötum. Ljóssmásjá: getur stækkað 2000 sinnum Víðsjá: sýnir í þrívídd og geta stækkað 100 sinnum Rafeindasmásjá: getur stækkað 1.000.000 sinnum

Leysar: mynda grannan og mjög sterkan ljósgeisla sem nefnist leysigeisli. Nýtist sem t.d. skurðarhnífur.

Tölvur: notaðar til að safna saman upplýsingum, flokka þær, vinna úr þeim og geyma þær.

7

1-3 framhald Röntgengeislar: notaðir m.a. til að

mynda bein. Geislinn fer í gegnum mjúk efni en ekki hörð eins og bein.

Tölvusneiðmyndun: myndar mynd í þrívídd sem er eins konar sneið af innri líffærum. Notað m.a. í rannsóknum á heila.

Segulómun: byggist á segulsviði og útvarpsbylgjum. Tölva greinir þessar bylgjur og gerir úr því mynd. Notað m.a. við rannsóknir á heila og mænu.

8

1-4 Öryggi á rannsóknastofum

Farið ávalt eftir fyrirmælum kennarans og/eða fara nákvæmlega eftir þeim leiðbeiningum sem gefnar eru í bókinni.

Takið vel eftir öllum varúðarmerkjum og lærið merkingu þeirra.

9

2-1 Einkenni lífvera

Lífverur geta hreyft sig, vaxið, fjölgað sér, svarað áreiti og látið tiltekin efnaferli eiga sér stað.

Allt fram yfir aldamótin 1600 trúðu margir á kenninguna um sjálfkviknun lífs, þ.e. að líf kvikni af lífvana efni.

Efnaskipti eru margs konar efnahvörf sem fara fram í líkama lífvera. Skiptist í:

10

2-1 framhald

Næringarnám: taka til sín næringu með því t.d. að setja hana upp í sig.

Melting: ferli þar sem fæðan er brotin niður í einfaldari efni.

Öndun (frumuöndun): ferli sem felst í því að lífvera tekur til sín súrefni og notar það til þess að losa orku úr fæðuefnum.

Þveiti: ferli sem stuðlar að því að losa úrgangsefni úr líkamanum.

11

2-1 framhald Áreiti er eitthvað í umhverfi lífveru sem veldur

því að hún sýnir tiltekið viðbragð. Viðbragð er einhver athöfn eða hreyfing

lífveru. Æxlun er ferli þar sem lífverur geta af sér

afkvæmi í sömu mynd. Skiptist í: Kynæxlun (mítósa): tveir foreldrar, fjölbreytileiki. Kynlaus æxlun (meiósa): eitt foreldri, t.d. skipting,

engin fjölbreytni þ.e. nákvæm eftirmynd foreldris. Sumar lífverur geta valið milli mítósu eða meiósu,

eins og ánamaðkurinn.

12

2-2 Nauðþurftir lífvera Lífverur geta ekki lifað nema þær fái orku, fæðu,

vatn og súrefni, þær eigi sér heimkynni og þeim sé kleift að halda líkamshita sínum innan ákveðinna marka.

Frumuppspretta orku flestra lífvera er sólin. Vatn er einn mikilvægasti þáttur í starfsemi lífveru. Óðal: afmarkað svæði sem lífvera lítur á sem

athafnasvæði sitt. Samkeppni: viss tegund tengsla milli lífvera þar

sem þær keppa hver við aðra um einhver takmörkuð lífsgæði sem þær þurfa til þess að lifa.

13

2-2 framhald

Samvægi: er hæfileiki lífvera til þess að halda innri skilyrðum óbreyttum þótt aðstæður í kringum þær breytist.

Dýr sem halda alltaf jörnum líkamshita eru sögð vera jafnheit eða með jafnheitt blóð.

Dýr sem eru ekki fær um að halda líkamshita sínum jöfnum heldur fylgja að nokkru leiti hita umhverfisins hverju sinni eru sögð vera misheit eða með misheitt blóð.

14

2-3 Efni í lífverum

Efnasambönd sem innihalda ekkert kolefni kallast ólífræn efnasambönd. Þó eru til undantekningar.

Efnasambönd sem innihalda kolefni ásamt öðrum frumefnum, s.s. vetni og súrefni eru kölluð lífræn efnasambönd.

Helstu flokkar lífrænna efnasambanda sem eru undirstaða lífs eru sykrur, fituefni, prótín, ensím og kjarnsýrur.

15

2-3 framhald

Sykrur (kolvetni): t.d. byggingarefni lífvera. Skiptist í smásykrur (t.d. glúkósi og strásykur) og fjölsykrur (t.d. mjölvi og beðmi). Mjölvi er helsta forðanæring plantna.

Matartegundir: ávextir, brauð, kartöflur o.fl.Fituefni: Geyma orku í líkamanum. Helsta

forðanæring dýra. Fita auðveldar okkar að halda á okkur hita og hún verndar innri líffæri gegn hnjaski.

Matartegundir: lýsi, hnetur, mjólkurvörur o.fl.

16

2-3 framhald Prótín (hvíta): Byggingareiningar prótína

kallast amínósýrur. Prótín er nauðsynlegt við vöxt og viðhald líffæra og frumna. Sum prótín koma af stað, stöðva og stýra margháttaðri starfsemi líkamans.

Matartegundir: kjöt, egg, fiskur, baunir o.fl. Ensím: Sérstök prótín sem stýra

efnafræðilegri starfsemi líkamans kallast ensím eða lífhvatar. Hvati er efni sem flýtir efnahvörfum en tekur sjálft engri breytingu. Nauðsynlegt til að líf geti þrifist.

17

2-3 framhald

Kjarnsýrur: Þær eru mjög stórar sameindir sem varðveita upplýsingar um gerð þeirra prótína sem líkaminn þarf á að halda. Tvær gerðir: Deoxýríbósakjarnsýra (DKS eða DNA): varðveitir

upplýsingar um uppbyggingu prótína og geymir heimildir um hverja lífveru.

Ríbósakjarnsýra (RKS eða RNA): les heimildirnar sem DKS varðveitir og stjórnar ferlinu sem annast myndun prótína.

18

3-1 Gerð og hlutverk frumna Allar lífverur eru úr einni eða fleiri frumum sem eru

grunneiningar hennar bæði að gerð og hlutverki. Í hverri frumu eru síðan enn smærri einingar sem kallast frumulíffæri.

Frumuveggurinn: gerður úr efni sem kallast beðmi. Ver og mótar frumuna. Einungis í plöntufrumum.

Frumuhimna: þunnur, sveigjanlegur hjúpur sem umlykur frumuna og stjórnar flutningi efna inn í frumuna og út úr henni. Hún er valgegndræp þ.e. að hún hleypir aðeins tilteknum efnum inn í frumuna með t.d. flæði.

Frymi: allt lifandi efni frumunnar.

19

3-1 framhald Kjarninn: stjórnstöð “heili” frumunnar.

Kjarnahimnan: lík frumuhimnunni. Stjórnar gang efna inn í og út úr kjarnanum.

Litningar: grannir þræðir sem fljóta í kjarnanum. Kjarnsýrurnar (DKS og RKS) eru uppistaða litninganna.

Kjarnakorn: gert úr prótínum og RKS. Gegnir mikilvægu hlutverki í smíði prótína.

Umfrymi: sá hluti frymisins sem er utan kjarnans. Frymisnetið: flókið kerfi rása og ganga sem liggur út frá

kjarnanum í öll líffæri frumunnar.. Tekur þátt í smíði og flutningi prótína.

Ríbósóm (ríplur): eru úr RKS og sitja föst á frymisnetinu. Þar tengjast amínósýrur saman og mynda prótín.

20

3-1 framhald

Hvatberar: helsta orkuuppspretta frumunnar. Þarna fer fram sundrun glúkósa og annarra einfaldra fæðuefna.

Safabólur: stærri í plöntufrumum. Hálfgerðir geymslutankar frumunnar. Geymir vatn, fæðuefni og úrgang o.fl.

Leysikorn (leysibóla): sjaldgæf í plöntufrumum. Inniheldur ensím sem sér um að brjóta niður stórar fæðusameindir í smærri, fyrir hvatberann, og endurnýja úr sér gengna frumuhluta.

Grænukorn: Bara í plöntufrumum. Innihalda blaðgrænu sem beislar orku sólarljóssins til að búa til fæðuefni í ferli sem kallast ljóstillífun.

21

3-2 Starfsemi frumna Sú starfsemi sem einkennir lífið og fer fram í frumum

felst meðal annars í efnaskiptum, flæði, osmósu og æxlun. Efnaskipti: Umbreyting orku úr einni mynd í aðra er flókið

ferli sem krefst margra efnahvarfa sem annað hvort eru sundrunar- eða uppbyggingahvörf.

Flæði: ferli þar sem sameindir efnis sem er í ákveðnum styrk færast til svæðis þar sem minna er af sama efni. Þarfnast ekki orku.

Osmósa: ferli þar sem vatn er flutt gegnum himnu frá svæði þar sem mikið er af því til svæðis þar sem styrkur þess er minni. Þarfnast ekki orku.

22

3-2 framhald

Burður (virkur flutningur): ferli þar sem efni er flutt inn eða út um himnu fyrir tilstilli orku. Við burð geta efni flust frá svæði þar sem styrkur þeirra er lítill til svæða þar sem hann er meiri, andstætt flæði.

Frumuskiptingar: Mítósa (jafnskipting): fruman skiptir sér þannig að

dótturfruman er með nákvæmlega jafn marga litninga og móðurfruman.

Meiósa (rýriskipting): fruman skiptir sér þannig að dótturfruman er með helmingi færri litninga en móðurfruman, t.d. myndun kynfruma.

23

4-1 Verkaskipting

Verkaskipting felur í sér að sú starfsemi sem nauðsynleg er til þess að halda lífveru lifandi fer fram í mismunandi hlutum líkamans. Sérhver líkamshluti gegnir tilteknu hlutverki. Samhliða því að vinna sitt starf leggur hver hluti líkamans sitt af mörkum ásamt öllum öðrum til þess að halda lífverunni hraustri og sprækri.

24

4-2 Skipulag lífvera Í lífverum er heppilagt að greina milli fimm grunnstiga

skipulagsins þar sem smæstu og einföldustu einingar lífveranna eru á því fyrsta en þær flóknustu og stærstu á því fimmta. Skipulagsstigin fimm eru frumur, vefir, líffæri, líffærakerfi og lífverur.

1. skipulagsstig: Frumur. Þessar smáu einingar eru grunneiningar lífsins hvort sem um er

að ræða einfrumunga eða fjölfrumunga. 2. skipulagsstig: Vefir.

Hópur frumna sem eru svipaðar að gerð og gegna sams konar hlutverki.

3. skipulagsstig: Líffæri. Hópur mismunandi vefja sem vinna saman.

25

4-2 framhald 4. skipulagsstig: Líffærakerfi

Hópur líffæra sem vinna hvert með öðru og sinna tilteknum störfum. 10 talsins

Beinagrind: Verndar og ber uppi líkamann. Vöðvakerfi: Ber uppi líkamann og gerir honum kleift að

hreyfast. Húð: Verndar líkamann. Meltingarkerfi: Innbyrða fæðu, flytja hana áfram, brjóta

hana niður og færa einföld fæðuefni út í líkamann. Blóðrásarkerfi: Flytur súrefni, úrgangsefni og melt

fæðuefni um líkamann. Öndunarkerfi: Annast upptöku súrefnis í líkamann og losun

koltvíoxíðs.

26

4-2 framhald

Þveitiskerfi: Annast losun fljótandi og fastra úrgangsefna úr líkamanum.

Innkirtlakerfi: Stýrir margvíslegri starfsemi líkamans. Taugakerfi: Flytur boð um líkamann og á þátt í að samhæfa

líkamsstarfsemina. Æxlunarfæri: Mynda karl- og kvenkynfrumur

5. skipulagsstig: Lífvera Lífvera er lifandi líkami í heild sinni sem annast alla þá starfsemi

sem einkennir lífið.

27

5-1 Lífverur og umhverfi þeirra Lífverurnar hafa áhrif á lífvana þætti í

umhverfi sínu og öfugt. Vistfræði: fræðigrein sem fjallar um samskipti

lífvera innbyrðist og hvernig þær tengjast umhverfi sínu.

Vistkerfi: tiltekið svæði þar sem lífverur tengjast hver annarri og lífvana umhverfi sínu á einn eða annan hátt.

Líffélag: lifandi hluti hvers vistkerfis, það er að segja allar þær fjölmörgu og margvíslegu lífverur sem lifa á tilteknu svæði.

28

5-1 framhald

Stofn: hópur lífvera af sömu tegund sem lifir á afmörkuðu svæði.

Kjörbýli (búsvæði): sá staður sem lífvera hefur lagað sig að og á að heimkynnum sínum.

Sess: öll umsvif tiltekinnar lífveru og allt sem hún þarfnast innan kjörbýlis síns.

29

5-2 Fæða og orka í vistkerfi

Plöntur eru fæðuverksmiðjur náttúrunnar. Ljóstillífun: ferli í frumbjarga lífverum þar sem orka

sólarljóss er beisluð og notuð til þess að búa til fæðuefni úr ólífrænum efnum.

Frumbjarga lífvera: lífvera sem myndar sjálf þau fæðuefni sem hún þarf til eigin nota, í flestum tilvikum með ljóstillífun.

Flokka má lífverur í þrjá meginhópa eftir því hvernig þær afla sér orku. Hóparnir eru frumframleiðendur, neytendur og sundrendur.

30

5-2 framhald Frumframleiðendur: frumbjarga lífverur, aðallega

plöntur. Lífverur sem framleiða sína fæðu sjálf. Neytendur (ófrumbjarga): lífverur sem nærast beint

eða óbeint á frumframleiðendum. Neytendur eru ekki sjálfum sér nægir um frumþarfir. Dæmi um neytendur eru menn, mýs o.fl. Hræætur: neytendur sem lifa á hræum annarra neytenda

Sundrendur (rotverur): lífverur sem nýta líkama dauðra plantna eða dýra, sér til viðurværis. T.d. gerlar. Rotnun: aðferð sundrenda við fæðuöflun. Þeir brjóta fæðuna

niður í smáar sameindir sem þeir taka síðan upp í líkamann.

31

5-2 framhald Innan hvers vistkerfis má geina hvernig fæða og orka

berast milli mismunandi tegunda plantna og dýra sem lifa þar. Til þess er gott að notast við fæðukeðju.

Fæðukeðja: lýsir því hvernig mismunandi hópur lífvera afla sér fæðu og þar með orku.

Fæðuvefur: gerður úr öllum fæðukeðjum sem finna má í hverju vistkerfi og tengjast saman.

Þegar fæðuhlekkir eru settir upp á mynd þannig að breidd hvers hlekks er látin tákna orkuna sem býr í honum, kemur í ljós að hlekkirnir mjókka eftir því sem ofan dregur og þá kemur fram mynd sem minnir á píramída. Þetta köllum við fæðupíramída.

32

5-3 Tengsl í vistkerfi Samkeppni: er viss tegund tengsla þar sem lífverurnar

keppa hver við aðra um einhver takmörkuð lífsgæði (auðlind) sem þau þurfa til þess að lifa.

Rándýr: lífverur sem veiða, drepa og éta aðrar lífverur. Lífverurnar sem rándýrin veiða sér til matar nefnast bráð.

Ránlíf: lifnaðarháttur rándýra. Afrán: lifnaðarhættir lífvera sem éta aðrar lífverur að

hluta eða í heild sinni. Samlíf: byggist á tengslum milli lífvera þar sem ein

lífvera lifir á, í nágrenni við eða jafnvel inni í annarri lífveru. Annar eða báðir aðilar samlífsins geta hagnast af samverunni.

33

5-3 framhald

Gistilíf: samlíf meðal lífvera þar sem annar aðilinn hefur hag af tengslunum, en hinn ber hvorki hag né skaða af þeim. T.d. hrúðurkarlar á hvölum.

Samhjálp: samlíf tveggja lífvera sem er til hagsbóta fyrir þær báðar. T.d. fléttur

Snýkjulíf: tengsl milli lífvera sem lýsa sér með því að önnur þeirra hagnast á samlífinu en hin ber beinlínis skaða af því. Lífveran sem hagnast á tengslunum er sníkill (sníkjudýr eða sníkjuplanta) en lífveran sem sníkillinn leggst á og verður fyrir skaða kallast hýsill. T.d. bandormur, lús o.fl.

34

5-3 framhald

Náttúruval: flókið ferli sem á sér stað vegna samspils sem verður milli lífvera og umhverfis þeirra og leiðir til þess að tegundirnar taka breytingum þegar horft er til langs tíma. Breytingarnar valda því að lífverurnar falla betur að umhverfi sínu en ella og komast betur af fyrir vikið. “Hinir hæfustu komast af.” T.d. Neanderdalsmenn og Cro Magnon menn

Aðlögun: ferli sem stafar af náttúruvali og leiðir til þess að atferli og líkamlegir eiginleikar einstaklinga af hverri tegund breytast á löngum tíma og þannig laga þeir sig að umhverfi sínu. T.d. stór eyru eyðimerkurrefa til að auka uppgufun og þar með kælingu.

35

5-3 framhald Aðlögun að óvinum: aðlögun lífvera að hættum

frá óvinum, getur verið t.d. eiturmyndun, flóttaaðferðir, dulargerfi eins og kamelljónið, rjúpan o.fl. eða hópefling eins og margar tegundir hafa tekið upp t.d. maurar, moskusuxar o.fl.

Aðlögun að samkeppni: aðlögun lífvera að mismunandi lífsgæðum þannig að þær geti lifað saman í sátt og samlindi. T.d. mismunandi goggar kólembrífugla.

Aðlögun að samlífi: aðlögun lífvera sem gerir það að verkum að samlíf geti orðið sem best og árangursríkast. T.d. maurar og akasíutré.

36

5-3 framhald

Í vistkerfi ríkir jafnan allgott jafnvægi og þar lifa lífverur yfirleitt góðu lífi í nánum tengslum hver við aðra.

Röskun á vistkerfi stafar ýmist af atburðum sem eiga sér stað í náttúrunni t.d. eldgos, flóð, hlaup, jarðskjálftar o.fl. eða umsvifum mannsins t.d. virkjanir, stóriðjur, mengun, jarðrót o.fl.