NATURFAG 2. NY UTGAVE Alt-i-ett-bok 2011 BOKMÅL. Naturfag 2 YF H. Aschehoug & Co.

Transkript

1 NATURFAG 2 NY UTGAVE Alt-i-ett-bok 2011 BOKMÅL

2 Del 1 av 3 Dette er en elektronisk versjon av læreboka til bruk på skoler som har undertegnet en avtale med Aschehoug forlag for skoleåret 2011/2012. Filene må behandles i henhold til åndsverksloven, og må ikke kopieres og/eller distribueres til personer som ikke er omfattet av avtalen. Alle filer skal være slettet innen 1. juli 2012 dersom ikke annen avtale er gjort med Aschehoug.

3 Harald Brandt Odd T. Hushovd Cathrine W. Tellefsen NATURFAG 2 Yrkesfaglige utdanningsprogram bokmål

4 Naturfag 2 dekker målene i læreplanen i naturfag, Vg1 yrkesfaglige utdanningsprogram, fra H. Aschehoug & Co. (W. Nygaard) utgave / 1. opplag 2011 Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven eller i strid med avtaler om kopiering inngått med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Kopiering i strid med lov eller avtale kan føre til erstatningsansvar og inndragning, og kan straffes med bøter eller fengsel. Redaktør: Ola Vestre Typografi og grafisk formgiving: Aase Forfang Rongved og Per Werner Schulze v/ Framnes Tekst & Bilde as Omslagsdesign: Per Werner Schulze v/framnes Tekst & Bilde as Layout: Framnes Tekst & Bilde as, Oslo Omslag: «Hundre menn». Installasjon av Antony Gormley. Foto: Dag Myrestrand Forfatterportretter omslagsbakside: Erland Berge Bilderedaktør: Annette Faltin / Nina Hovda Johannesen Tekniske illustrasjoner: Anne Langdalen, Per Werner Schulze, Harald Brandt Illustrasjoner: Hallvard Skauge Grunnskrift: Trade Gothic 10,5/14 Papir: 100 g Arctic Silk 0,92 Trykk og innbinding: AIT Otta AS ISBN:

5 Forord Naturfag 2 er revidert i henhold til ny læreplan i naturfag fra I den nye læreplanen er avfallshåndtering tatt inn i et av kompetansemålene, og vi behandler dette i kapittel 5. Noen av de fysiske prinsippene omkring varmepumper og solceller er tonet ned i den nye planen. Dette har vi tatt hensyn til ved å lage en noe enklere framstilling av dette lærestoffet. Naturfag 2 er en alt-i-ett bok, der du finner teori, eksempler, oppgaver og forsøk i samme bok. På nettstedet på finner du flere forsøk, fordypningsstoff, interaktive oppgaver, simuleringer, videoer og mye mer. Naturfag er et nysgjerrig fag. Et fag der du kan undre deg over både dagligdagse og mer eksotiske fenomener. Mange av temaene som du skal lære om i Naturfag 2, forutsetter en del kunnskaper i natur fag fra før. Vi vet at du kanskje ikke husker alt fra ungdomsskolen. Derfor har vi tatt med repetisjonsstoff der vi mener det er nødvendig for den videre forståelsen. Dessuten er elever forskjellige. Kanskje du vil vite litt ekstra? Da kan du finne fordypningsstoff på nettstedet. Fordypningsstoffet er markert i margen. Boka har flere pedagogiske elementer som skal hjelpe deg i arbeidet med kapitlene: Innledende tekster: Hvert kapittel begynner med en innledende tekst som setter det aktuelle lærestoffet inn i en sammenheng. Denne teksten gir deg et raskt innblikk i hva du nå skal jobbe med. Gruble: Etter innledningsteksten kommer det noen grublespørsmål. De skal sette tankene i sving. Vi håper du begynner kapitlet med å lure litt på det vi spør om, og at du kan svare på mange av disse spørsmålene når du er ferdig med å arbeide med kapitlet. Kompetansemål: Det du skal lære i naturfag, er beskrevet i læreplanen i form av kompetansemål. I hvert kapittel finner du de aktuelle kompetansemålene rett etter grublespørsmålene. Bak i boka er det en kapitteloversikt som viser hvor de forskjellige målene er behandlet i boka. Lærende overskrifter: Overskriftene er laget med tanke på at de kan leses for seg, for å gi et overblikk over lærestoffet. Viktigsetninger: Viktige definisjoner og begreper er uthevet med grønn fargebakgrunn. Gjøringer: I margen finner du tips til små «gjøringer» (eksperimenter) som illustrerer noe av det du arbeider med i teksten. Mange av disse gjøringene kan du klare på egen hånd uten spesielt laboratorieutstyr. Vil du vite mer? I margen finner du også tips om fordypningsstoff som du kan finne på nettstedet. Eksempler: Teoristoffet blir hele tiden konkretisert med eksempler (på gul bakgrunn). Sammendrag: Til slutt i hvert kapittel finner du et sammendrag. Husk at du får best nytte av dette sammendraget når du har arbeidet med hele kapitlet. Oppgaver: Alle kapitlene har oppgaver av varierende vanskelighetsgrad. Du bør jobbe mye med oppgaver. Det er her du virkelig får testet om du har forstått lærestoffet. Flere og mer utdypende oppgaver finner du på nettstedet. Ordforklaringer og stikkordregister: Bakerst i boka finner du et rikholdig stikkordregister og ordforklaringer som hjelper deg å finne forklaringer på ord og begreper du ikke husker eller som du lurer på. Naturfag er et eksperimentelt fag som handler om både fysikk, kjemi og biologi. Vi håper du får gjort mange forsøk, og at hypotesene dine ikke alltid stemmer da lærer du ekstra mye! Laboratorieforsøkene er beskrevet til slutt i boka, og du finner mange flere på nettstedet. Vi har skrevet en bok som vi er stolte av. Vi har hele tiden forsøkt å sette oss inn i din hverdag hva du kan, og hva du ikke kan, og så beskrive lærestoffet på en slik måte at du forstår (ikke bare pugger). Vi nøyer oss ikke med overfladiske forklaringer; det som blir forklart, blir forklart grundig. Overskriftene er laget med tanke på at de kan leses for seg, for å gi et overblikk over lærestoffet. Vi håper du blir fornøyd! Læreverket er utviklet i samarbeid med faglige og pedagogiske miljøer, og vi vil takke Jostein Walle, Karin Ellefsen og Tone Oksum Eriksen for verdifulle tilbakemeldinger. Vi vil også rette en stor takk til våre redaktører Ola Vestre og Siri Danielsen. Januar 2011 Harald Brandt, Odd T. Hushovd, Cathrine W. Tellefsen

6 Innhold 1 Forskning undring satt i system A Naturvitenskap hypoteser, observasjoner og teorier B Forskere observerer og eksperimenterer variabelkontroll og usikkerhet C Forskere samarbeider forskersamfunnet er internasjonalt Næringsstoffene energi og byggematerialer for kroppen A Matvarer næringsmidler og næringsstoffer B Organiske stoffer stoffer med karbon C Karbohydrater vår viktigste energikilde D Fett energi og beskyttelse E Proteiner verktøy og byggematerialer F Vitaminer nødvendige i små mengder G Mineralstoffer salter vi trenger lite av H Vann et stoff med mange oppgaver F Ernæring og trening et variert kosthold er nok G Kosmetikk helse utenpå Energi varmeenergi og solenergi for framtiden A Energi det som får noe til å skje B Varme, temperatur og indre energi hører sammen, men er ikke det samme C Energiloven energi forsvinner ikke, men kvaliteten blir dårligere D Energibruk i dagliglivet jakten på fornybare kilder E Solfangere fra strålingsenergi til indre energi F Varmepumper oppvarming ved å kjøle ned omgivelsene G Solceller fra strålingsenergi til elektrisk energi H Biomasse CO 2 -nøytral og fornybar Ernæring og helse næringsstoffene omsettes i kroppen A Et sunt kosthold dekker behovet for næringsstoffer B Fordøyelsen næringsstoffene tas opp C Forbrenning cellene får energi D Energibalanse næringsstoffer i riktig mengde E Slanking og overernæring for lite og for mye Bærekraftig utvikling hva er det? A Bærekraftig utvikling og føre-var-prinsippet B Avfallshåndtering Bedre føre var enn etter snar Forbruksvalg og energibruk På naturens premisser

7 INNHOLD 5 Forsøk Læreplanen Kapitteloversikt med læreplanmål Ordforklaringer Fasit Stikkord Grunnstoffenes periodesystem

8 1 Forskning undring satt i system... En plante gror i verdensrommet om bord på den internasjonale rom stasjonen ISS International Space Station. Her ute er det mikro gravitasjon. Det betyr at tyngdekraften er mye svakere enn på jorda. Hva skjer med planteveksten da? For eksempel: hvilken vei vil røttene velge å vokse? Forskere fra mange land samarbeider om felles mål: å forstå verden og forvalte ressursene våre på best mulig måte. Romstasjonen får energi fra blant annet sol cellepaneler og brenselsceller. Brenselscellene produserer både energi og vann praktisk, ikke sant?

9 1 FORSKNING 7 1A B C Lurer du på noe? Ikke «hva skal vi ha til det? Muirul urteekstrakt Har du da plikt til å fortelle hvilke stoffer det - Gruble 1 Hva er vitenskap? 2 Kan vi stole på forskere? 3 Kan vi vite noe helt sikkert? 4 Er alle naturlover helt sanne? Kompetansemål Mål for opplæringen er at du skal kunne feilkilder -

10 8 1 FORSKNING 1A Naturvitenskap hypoteser, observasjoner og teorier Tror du vitenskapen beskriver virkeligheten slik den egentlig er, eller er den bare en slags mental konstruksjon en modell som hjelper oss til å forstå, men som ikke nødvendigvis er sann? Mange viktige avgjørelser som handler om samfunnet vårt dreier seg om naturvitenskap. Torskekvoter, gassenergiverk, genmodifisert mat, råd om ernæring, forskning på stamceller listen er lang. Ofte er det mange motstridende interesser. På hvilket grunnlag tar vi stilling i en sak? Hører vi på de rette menneskene? Dersom vi har noen grunnleggende kunnskaper i naturfag kan vi møte påstander med en sunn skepsis og større evne til å vurdere kilder og motiver. Det er ikke alltid lett å vurdere hva som er god forskning, men det kan være lett å avsløre dårlig vitenskapelig arbeid. En viktig regel er at alle naturvitenskapelige påstander skal kunne falsifiseres. Det vil si at det skal være mulig å prøve å motbevise dem. Dette er kanskje litt rart at en påstand blir mer troverdig av å kunne bli motbevist? Vel, hvis noen forsøker å motbevise en påstand uten å lykkes (mange ganger), så tyder det kanskje på at det er noe i den påstanden? Eksempel 1 Falsifiserbare påstander Løsning Poenget med naturvitenskapelige påstander, er at det skal være mulig å prøve å motbevise dem. Hvis du tenker på Muirul-medisinen (innledningsteksten), ser du kanskje at dette kan være et ganske vanskelig krav.

11 1 FORSKNING 9 Naturvitenskap 1 Eksempel 2 Kuler som faller Galileo Galilei - - Nicolaus Copernicus

12 10 1 FORSKNING Albert Einstein til venstre viser hvordan han så - Publisere (av publicus = offent- INTERVJU Det er flere strenge krav til hva som regnes som naturvitenskapelig forskningsarbeid. Vi har snakket med tre personer om hvordan en forsker jobber. Når du hører ordet forsker ser du kanskje for deg en spesiell type. Har du noen idé om hvordan arbeidsdagen til en forsker er? I et gult trehus ved bredden av Akerselva sitter det en fyr med kritisk sans og mye kunnskap om forskning. Erik Tunstad er redaktør for nettstedet forskning.no. Hva slags nettsted er det egentlig? - Hvordan vet du om det er ordentlig forskning, da? Det er mye humbug rundt omkring. Jeg leste en reklamebrosjyre om vannrensing. Det sto mange flotte ord om omvendt osmose, dipoler og revitalisering. Likevel skurret det liksom. Hvordan kan jeg vite om det bare er tull, eller om det er noe i det? -

13 1 FORSKNING Homøopati - Skolemedisin folkemedisin naturmedisin Hva er egentlig vitenskap, da? Kan du forklare forskjellen på vitenskap og ikke-vitenskap med et eksempel? Dette ble litt høytravende... - Samuel Hanemann

14 12 1 FORSKNING Blindtest Dobbel blindtest - - Nå synes jeg du framstiller det veldig svart-hvitt. Det er da mange som er blitt friske av homøopati? - placeboeffekten. Stopp litt nå. Det er jo både spedbarn, katter og hunder som er blitt friske av homøopati, er det ikke? De kan jo ikke forstå eller tro på det de får! - - hva det er Hvorfor er det et problem? Det er jo supert at folk blir friske. Dessuten er det jo naturlige stoffer. Det må jo være sunt? -

15 1 FORSKNING 13 Ayurvedisk urtemedisin Men skolemedisinen har da også tatt feil mange ganger? - Observasjon hypotese teori Alle de lovene og teoriene som menneskene har kommet fram til om naturen, er en del av det vi kaller naturvitenskap. Men naturvitenskap er ikke bare det vi har funnet ut. Naturvitenskap er også en måte å arbeide på. Vi kan si at naturvitenskap både er et produkt og en prosess. Naturvitenskap 2

16 14 1 FORSKNING Eksempel 3 Hypotesetesting Løsning Vi kan benytte forskjellige egg fra forskjellige høner brune, hvite, store og små for å se om vi får samme resultat. - Vi kan ta med oss eggene på Galdhøpiggen i Oppland eller Okstindan i Nordland og sammenlikne koketidene der med tilsvarende målinger ved havoverflaten.

17 1 FORSKNING 15 hånd leddet eller ha en pulsklok- - - Observasjoner, eller iakttakelser, er en viktig metode i naturfag. Men det er ikke tilstrekkelig med observasjoner for å forstå sammenhenger i naturen, dessuten har vi ofte lett for å se det vi vil se. For å forklare noe vi har sett eller erfart, kan vi sette opp en hypotese. Hypotesen uttrykker hva vi tror er forklaringen på fenomenet. For å teste hypotesen lager vi et eksperiment som skal avsløre om hypotesen må forkastes eller ikke. Hvis resultatene fra eksperimentet ikke stemmer overens med hypotesen, må hypotesen forkastes. Når vi i dagligtalen sier at en hypotese er «vitenskapelig bevist», betyr det egentlig at den ikke er motbevist (falsifisert). Hypoteser som overlever alle forsøk på å bli motbevist, får styrket troverdighet. De styrker teoriene våre, og vil etter hvert utgjøre en del av naturvitenskapen. Teori og hypotese Hva tror du skal til for at disse

18 16 1 FORSKNING Prøv deg 2 Kan disse påstandene falsifiseres? 1B Forskere observerer og eksperimenterer variabelkontroll og usikkerhet Har du tenkt over hvor vanskelig det kan være å vise at ting henger sammen? Hvis du ville finne ut om «Muirul urteekstrakt» virkelig holder det den lover (se innledningsteksten), hvordan ville du gå fram? Sammenhengen mellom soling og hudkreft er et annet eksempel. Hvordan kan vi finne ut om soling kan føre til hudkreft? For å svare på dette spørsmålet trenger vi måledata, statistiske analyser, kunnskap om celler, hud og stråling og mye, mye mer. Mange forskere må samarbeide for å få til dette. INTERVJU Nå skal du få møte en forsker, Bjørn Johnsen, som måler UV-stråling ved bakken. Måleresultatene brukes blant annet til å svare på spørsmål om sammenhengen mellom hudkreft og soling. På bildet holder han et instrument, en GUV, som blir brukt til å måle UV-stråling ved bakken. Flere slike instrumenter er plassert i et målenettverk i Norge. Det er ni forskjellige målestasjoner, fra Grimstad i sør til Ny-Ålesund på Svalbard i nord. Instrumentene måler UV-strålingen 200 ganger i minuttet det blir en del data å analysere! Er det vanskelig å måle UV-stråling?

19 1 FORSKNING 17 UV-stråling: - Hvordan vet du at instrumentene dine måler riktig? Jeg veier forskjellig på en badevekt hjemme og på en som står hos søsteren min. Vi krangler om hvem som har den riktige vekten. Kan det ikke være sånn med UV-instrumentene også? I så fall, hvordan finner dere ut av det? - Er du veldig nøyaktig? Hvorfor er det så viktig med lange måleserier? Ozon: Er det flere som får hudkreft nå enn før? Og hvis det er det, hvordan kan du vite om det kommer av UV-stråling? Kanskje det er helt andre årsaker?

20 18 1 FORSKNING hvordan ondartet hudkreft - - Sannsynligvis... Du er så forsiktig med alt du sier. Vet vi ikke noe om hvor mye de har solt seg, de som har fått hudkreft? Du snakker om «andre størrelser» i tillegg til solingsvaner. Hva mener du med det?

21 1 FORSKNING 19 Radon (Rn): Men kan du si noe som helst om sammenhengen mellom soling og hudkreft? - - -

22 20 1 FORSKNING Variabelkontroll I intervjuet med Bjørn Johnsen leste du at forskere som undersøker sammenhengen mellom soling og hudkreft, må se på flere variabler på en gang. De prøver å endre på bare én variabel om gangen, for å se om resultatene forandrer seg. Variabelkontroll Eksempel 4 Hva skal til for at frø skal spire? - - Du ser sikkert at det stor forskjell på hvor kompliserte problemstillinger kan være. I karsefrø-eksempelet var det ganske greit å variere en ting om gangen. Her handlet det om helt konkrete forsøk. Det er annerledes med soling og hudkreft. Her må man gjøre utvalgsundersøkelser sammen med statistisk analyse. Forskerne kan for eksempel velge ut en gruppe mennesker som har samme hudtype, som ikke røyker og som ikke bor nær kraftledninger, men som bor nord og sør i landet. Så kartlegger de solingsvanene til disse menneskene og ser om det

23 1 FORSKNING 21 - er noen sammenheng mellom beregnet stråledose og forekomst av hudkreft. For å kunne slå fast om det virkelig er en sammenheng og ikke bare en tilfeldig variasjon, bruker forskerne statistikk. Eksempel 5 Gyldighet måler vi det vi tror vi måler? - -

24 22 1 FORSKNING Gyldighet Usikkerhet og feilkilder Blir en måling mer nøyaktig hvis vi bruker mange siffer i svaret? I alle eksperimenter ligger det en viss usikkerhet. Ingen instrumenter kan måle helt nøyaktig. Dessuten er det ikke sikkert at det vi skal måle, har en bestemt verdi. Hvis du for eksempel skal måle bredden av et bord, vil nok dette variere avhengig av hvor på bordet du måler (særlig hvis du har snekret det selv!). Eksempel 6 Usikkerhet i badevekta - Løsning - -

25 1 FORSKNING 23 Usikkerhet og feilkilder Prøv deg noen usikkerhet i resultatene? - 1C Forskere samarbeider forskersamfunnet er internasjonalt INTERVJU I tredje etasje i fysikkbygningen på Universitetet i Oslo, på et lyst kontor med kunst på veggene sitter ei jente, Sunniva Siem. Hun forsker på atomkjerner som kolliderer med en fart på km/s! Hun samarbeider med forskere fra mange andre land, og hun veileder studenter som ønsker å ta hovedfag eller doktorgrad i kjernefysikk. Sunniva er omgitt av store mengder papirer og sitter fordypet foran en dataskjerm. Hva driver du med? Hva forsker du på egentlig? en faseforandring

26 24 1 FORSKNING Hva mener du med eksperimentelt? Hvordan eksperimenterer du? Hva kan det brukes til? Diagnostisere

27 1 FORSKNING Hvorfor ble du forsker? Det høres ut som det er mye reising? - Hvordan får man jobb som forsker? Da kan du vel bare skrive en haug med artikler, trykke dem opp selv og få drømmejobben etterpå? -

28 26 1 FORSKNING - Det høres ut som om forskersamfunnet er ganske ideelt. Er det bare fryd og gammen? - - Kan du beskrive en typisk arbeidsdag? Forskersamfunnet

29 1 FORSKNING 27 Grunnenheter i SI-systemet Størrelse Enhet Tid sekund Elektrisk kelvin SI-prefikser og enheter I noen land måler de temperatur i fahrenheit. I Norge bruker vi celsius. En engelsk mil er ikke det samme som en norsk mil. Forskningen er internasjonal, det så du i intervjuet med Sunniva. Hvordan løser forskersamfunnet problemet med ulike enheter? Enkelt! De har laget et system for standard enheter. Det internasjonale enhetssystemet, SI-systemet, har sju grunnenheter. Alle andre fysiske enheter er avledet fra grunnenhetene i SI-systemet. For eksempel blir fart målt i meter per sekund, m/s, der meter og sekund er grunnenhetene. Noen avledede SI-enheter Størrelse Enhet volt (Ω Kraft Effekt Frekvens Eksempel 7 Enheter kan være dyre! - -

30 28 1 FORSKNING Verdi Navn Symbol peta P tera T 10 9 giga G 10 6 mega 10 3 kilo k 10 2 hekto h 10 1 deka da 10 1 desi d 10 2 centi c 10 3 milli m 10 6 mikro μ 10 9 nano n pico p femto f SI-systemet har også en egen måte å skrive tierpotenser på i forbindelse med enhetene. Hvis du for eksempel skal skrive 1000 m, er det enklere å skrive 1 km, men hvis du skal skrive det like nøyaktig, må du ha like mange gjeldende siffer. Da må du i så fall skrive 1,000 km. Hvis du skal skrive 0,001 m, skriver du vel heller 1 mm. Her er det like mange gjeldende siffer i begge tallene, for nuller foran teller ikke som gjeldende siffer. k-en og m-en foran enheten meter kalles SIprefikser. De er bokstaver som tilsvarer tierpotenser: k (kilo) betyr 10 3 (tusen), og m (milli) betyr 10 3 (tusendel). Alle fag har sine begreper og modeller Alle fag har sine spesielle begreper. De er definert på en presis måte, slik at alle har en felles forståelse av hva de betyr. Noen ganger betyr et ord noe annet i dagligtalen enn på fagspråk. I biologi betyr begrepet celle den minste delen som levende organismer er bygd opp av. Celle brukes også i andre sammenhenger: fengselscelle, brenselscelle, fotocelle og solcelle. Hvis ikke biologene hadde definert hva celle skal bety i biologien, kunne vi fort blitt forvirret. Modeller når virkeligheten er vanskelig å forstå Hvis du skal få besøk av en ny klassekamerat for første gang, må du på et eller annet vis forklare hvor du bor. Du kan enten vise veien ved å følge ham eller henne hjem til deg, eller du kan tegne et kart. Et slikt kart er en modell som forteller en del vesentlige ting om virkeligheten. Men modellen forteller ikke om farger, lyder, lukter, mennesker, dyr og søppel alt som finnes langs veien hjem til deg. Likevel er det ofte hensiktsmessig å bruke kartet, for denne modellen forteller den du snakker med, det som er viktig å formidle veien hjem til deg! På samme måten bruker vi modeller i naturvitenskapen. Vi kan ønske å forenkle en komplisert virkelighet, eller virkeligheten kan være for liten eller for stor. En modell kan gjøre vanskelige forhold lettere å forstå. Men det er viktig å huske på at modeller er forenklinger og ikke kan fortelle oss alt om det vi beskriver. Modeller kan også skape misforståelser hvis vi bruker dem feil eller på noe annet enn de var tenkt til. Derfor er det viktig å kjenne modellenes begrensninger. Fordi en modell forenkler virkeligheten, kan det være nødvendig med flere modeller for å beskrive ulike sider ved samme fenomen.

31 1 FORSKNING 29 forklare hvordan operahuset ser Prøv deg

32 30 1 FORSKNING Sammendrag Naturvitenskap Hypoteser og teorier - Variabelkontroll - Forskersamfunnet SI-systemet Begreper og modeller - Usikkerhet og feilkilder -

33 1 FORSKNING 31 Oppgaver 1A Naturvitenskap 1.1 Kunnskaper i naturfag gir oss et redskap til å forstå verden rundt oss. Klarer du å lage hypoteser som forklarer noen av disse «fenomenene»: a Klær som henger til tørk ute, tørker fortere når det blåser enn når det er vindstille. b Salting av veier gjør at is og snø smelter. c En brusflaske med skrukork som blir lagt i fryseren, vil sprekke. d Svarte klær kjennes varmere på kroppen enn hvite klær når du er ute i sola. Hvordan vil du gå fram for å teste de hypotesene du har satt opp? 1.2 Søstrene Signe, Hedda og Helene blåser såpebobler fra små flasker de har kjøpt i butikken. Lillesøster Helene velter den ene flaska, og alt innholdet renner ut. Hedda lager nytt med vann og oppvaskmiddel. Når hun begynner å blåse igjen, stiger boblene til værs. Hun utbryter begeistret: «Se! Jeg har laget såpevann som gir superbobler som kan falle oppover!» Helene svarer: «Kanskje det er fordi du blåser på en annen måte?» Storesøster Signe sier: «Det er jo bare fordi du står ved siden av varmeovnen, og fordi varm luft er lettere enn kald luft, stiger boblene til værs sammen med den varme lufta». a Hvilke tre hypoteser laget søstrene for å forklare hvorfor boblene beveget seg oppover? b Hvordan kan søstrene teste disse hypotesene? c Kan noen av hypotesene bekreftes eller avkreftes? planetene står plassert på himmelen. c Det finnes en Gud. d En strikk vil trekke seg sammen når den varmes opp. e Antibiotika virker mot streptokokkinfeksjoner. f Atomer er bygd opp av protoner, nøytroner og elektroner. 1.4 Hvordan ville du ha testet disse hypotesene: a Væskenivået i en blanding av isbiter og vann vil ikke endre seg når isbitene smelter. b Gull er like tungt som bly. c C-vitaminer kurerer forkjølelse. d Vann utvider seg når det fryser. e Jern ruster bare når det er vann og luft til stede. f Blødersykdom er en arvelig sykdom som skyldes et defekt gen. g Det er mer energi i fett enn i sukker. h Strålingen fra mobiltelefoner går ikke gjennom betong. 1.5 a Hva skal til for at en naturlov ikke lenger er en naturlov? b Hva er forskjellen på en naturlov og de lovene vi ellers har i samfunnet vårt? 1.6 I et hjem er det mange hjelpemidler. Forklar kort hvilke naturvitenskapelige kunnskaper som trengs for å utvikle disse hjelpemidlene: hårføner, kikkert, hermetikkboks, lighter, p-piller, lyspære. 1.3 Hvilke av hypotesene under er naturvitenskapelige, og hvilke er det ikke? Begrunn svarene dine. a For å bli god til å spille fotball må man begynne å trene fotball før man er 6 7 år gammel. b Livet vårt er styrt av hvordan stjernene og 1.7 Menneskenes oppfatning om verden har endret seg opp gjennom tidene. Gamle teorier blir avløst av nye, som etter nåtidens oppfatning er bedre enn de gamle. Se på disse teoriene: Sola er sentrum i vårt planetsystem (heliosentrisk verdensbilde).

34 32 1 FORSKNING Planter og dyr har utviklet seg fra en felles stamform (evolusjonsteorien). Naturens minste byggesteiner, atomene, er bygd opp av protoner, nøytroner og elektroner. Prøv å finne tidligere teorier som ble avløst av de teoriene som er nevnt ovenfor. 1B Forskere observerer og eksperimenterer 1.8 Hvis du skulle finne radius til hodet ditt, hvordan ville du gå fram? Hvor mange siffer synes du det skulle være i svaret? (Se også oppgave 1.18.) 1.9 Hvor mange siffer og hvor mange desimaler er det i tallene 23,97 0,873 3,900 0,00046? 1.10 På en idrettsdag skal tre elever samarbeide om å ta tiden på 100 m sprint. Mari tar tiden med digitalklokka si og får vinnertiden til 15,409 s. Mads tar tiden med en stoppeklokke med visere og får vinnertiden til 15,3 sekunder. Nanna tar tiden med mobiltelefonen og får tiden 15,28 sekunder. Hva bør de oppgi vinnertiden til? A Maris klokke måler mest nøyaktig, så de bør oppgi tiden 15,409 s. B Vinnertiden er gjennomsnittet av de tre: 15, s. C Gjennomsnittet av de tre, og med tre desimaler: 15,329 s. D Gjennomsnittet av de tre, og med én desimal: 15,3 s De fleste av oss tror at vi er objektive når vi beskriver og observerer det vi ser, hører, smaker og føler. Det er sjelden helt riktig. Studer figurene i neste spalte På hvilken måte blir du «lurt» av de ulike tegningene? I hvilken grad mener du våre observasjoner kan brukes som «bevis»? 1.12 Hva betyr «å vurdere gyldigheten av observasjonsdata»? 1.13 Du vil undersøke om elever ved skolen din har et sunt kosthold. Du lager et spørreskjema der de skal svare på disse spørsmålene: 1) Hvor ofte spiser du «fast food»? 2) Hvor mye sjokolade spiser du i løpet av en uke? 3) Hvor mye vann drikker du hver dag? Elevene svarer elektronisk. Du teller opp og finner ut: 60 % av guttene og 30 % av jentene spiser «fast food» mer enn fire ganger i uka. 40 % av guttene og 35 % av jentene spiser mer enn to sjokolader i uka. Jentene drikker i gjennomsnitt 0,55 L vann om dagen. Guttene drikker 0,4 L vann om dagen. Du konkluderer med at jentene på skolen din har et sunnere kosthold enn guttene. Vurder gyldigheten av både observasjonsdataene og konklusjonen din.

35 1 FORSKNING 33 1C Forskere samarbeider 1.14 a Hva betyr det at påstander må dokumenteres? b Hva tror du det betyr at et eksperiment er reproduserbart? 1.15 Tenk deg at du har forsket på et emne og funnet ut nye og spennende ting. Hvilke krav stilles til de resultatene en forsker kommer fram til, og hva må du gjøre med resultatene dine for å få de kjent og akseptert? 1.16 a Hva er SI-systemet? b Hvilke grunnenheter er det i SI-systemet? c Gi eksempler på enheter som er avledet fra grunnenhetene i SI-systemet. d Hva er fordelene med at alle land bruker de samme enhetene? 1.17 a Hva menes med en naturvitenskapelig modell? b Gi noen eksempler på naturvitenskapelige modeller. Forklar hva modellene skal vise, og hvilket gyldighetsområde de har. c Hvorfor er det slik at et fenomen ofte blir forklart ved bruk av mer enn en modell, der modellene til og med ikke er like? 1.18 Hvordan kan du bruke en modell til å finne ut hvor mange hårstrå du har på hodet ditt? (Se også oppgave 1.8.)

36 2 Næringsstoffene energi og byggematerialer for kroppen «Sommer» av Giuseppe Arcimboldo ( ). Maleriet henger i Louvre og viser en modell satt sammen av matvarer. Legg merke til broderiene på jakkens krage og skulderpute. Her står kunstnerens navn og bildets årstall. Arcimboldo ble en viktig inspirasjonskilde for surrealistene og dadaistene på begynnelsen av tallet 350 år senere!

37 2 NÆRINGSSTOFFENE 35 2A B C D E F Vitaminer nødvendige i små mengder G H Vann et stoff med mange oppgaver D viser de et matprogram der en TV Gruble 1 Hva er mat? 2 Er det nødvendig å spise fett? 3 Hvordan kan vi finne ut om det er proteiner i maten? 4 Hva er et vitamin? 5 Er vann et næringsstoff? Kompetansemål Mål for opplæringen er at du skal kunne - av næringsstoffer i matvarer (kompetan- transport og omsetning av de viktigste -

38 36 2 NÆRINGSSTOFFENE 2A Matvarer næringsmidler og næringsstoffer Kost og ernæring angår oss alle. Hva vi spiser er viktig for hvordan vi har det i hverdagen, og de fleste vet at et riktig kosthold er en god investering i helse. Maten skal dekke kroppens behov for byggematerialer og energi, og skal bidra til matglede og trivsel. I dette kapitlet skal du lære om de ulike næringsstoffene i maten vår. Næringsmidler er til for å spises Alle mat- og drikkevarer er næringsmidler. I næringsmidlene finnes stoffer som kroppen tar opp og har nytte av. Slike stoffer kaller vi næringsstoffer. 1 Proteiner, fett og karbohydrater er næringsstoffer fordi de gir energi og byggematerialer til kroppen. 2 Vitaminer og mineraler er næringsstoffer fordi de er nødvendige for at alle reaksjonene i cellene skal gå som de skal. 3 Vann kan også regnes som et næringsstoff. Ca. 60 % av kroppen vår er nemlig vann, og vannet er løsemiddel og transportmiddel for næringsstoffene. Dessuten deltar vann i mange reaksjoner i kroppen. I tillegg til næringsstoffer kan næringsmidlene også inneholde tilsetningsstoffer. Tilsetningsstoffer kan være konserveringsmidler, kryd-

39 2 NÆRINGSSTOFFENE 37 elevnettstedet Vil du vite mer om tilsetningsstoffer? derier eller andre stoffer som påvirker smak, farge og konsistens (matsminke). Vi skal se nærmere på næringsstoffene i tur og orden senere i kapitlet. Nytelsesmidler gir smak og stimulans Nytelsesmidler er stoffer som gir god smak og lukt eller virker oppkvikkende og stimulerende. De har liten eller ingen ernæringsmessig verdi. Både sukker og alkohol gir mye energi, men inneholder ingen andre sunne stoffer. Eksempler på nytelsesmidler er krydder, salt, kaffe, te, øl og vin. Både krydder og salt gir smak. Salt er også et viktig konserveringsmiddel. Næringsmiddel og næringsstoff Sikker mat? Mattilsynet passer på Er det trygt å spise oppdrettslaks? Har kua som gir oss melk, det godt? Er det salmonella i kyllingen? Er vannet i springen rent nok til at vi kan drikke det? Det er Mattilsynet som har ansvaret for å følge matvarene gjennom hele produksjonskjeden fra fiskeren og bonden til ferdig mat på tallerkenen din. I tillegg har Mattilsynet ansvar for noen områder som ikke har med mat å gjøre, for eksempel kosmetikk, kjæledyr og potteplanter. - -

40 38 2 NÆRINGSSTOFFENE Påvisning av næringsstoffer hvilke, og hvor mye? Hvor mye karbohydrater, fett og proteiner er det i kumelk? Finnes det fremmedstoffer eller bakterier i melken som ikke bør være der? For å svare på slike spørsmål er melkebonden forpliktet til å ta jevnlige prøver av melken og sende dem til et laboratorium for analyse. Der gjennomgår melken mange forskjellige analyser, som oftest med avanserte apparater. Men også du kan analysere mat. Det skal du lære gjennom dette naturfagkurset ved å utføre forsøk med matvarer og næringsstoffer. Prøv deg 2B Organiske stoffer stoffer med karbon Næringsstoffene proteiner, fett og karbohydrater er organiske stoffer. Det samme er vitaminene. Som du kanskje husker fra ungdomsskolen, blir stoffer som inneholder karbon kalt organiske stoffer, med enkelte unntak. Organiske stoffer millioner og antallet øker stadig! I dag kjenner vi til flere titalls millioner ulike organiske forbindelser. Mange av dem spiller en viktig rolle i hverdagen vår, for eksempel bensin og olje, plast, maling, medisiner, sprøytemidler og asfalt. For å skjønne hvorfor det finnes så mange forskjellige organiske forbindelser, må vi forstå hvordan karbonatomet er bygd opp.

41 2 NÆRINGSSTOFFENE 39 Karbon er et grunnstoff, og alle C-atomer har seks protoner Karbon (C) er et grunnstoff. Et grunnstoff er et stoff der alle atomene har like mange protoner i kjernen. I grunnstoffenes periodesystem finner du samtlige grunnstoffer ordnet etter økende antall protoner i kjernen. Det store tallet i hver rute (atomnummeret) angir antallet protoner i atomkjernen. Se periodesystemet på innsiden av bokas omslag. Grunnstoffet karbon finner du i gruppe 14 og periode to i periodesystemet, og det har atomnummer seks. Da vet du at karbonatomet har seks protoner i kjernen. I et nøytralt karbonatom er det like mange elektroner som protoner, og det har derfor seks elektroner som kretser rundt kjernen; to i det innerste skallet og fire i det ytterste. I tillegg til protoner har karbonatomet seks nøytroner i atomkjernen. Nøytronene har ingen elektrisk ladning. Grunnstoff og kjemisk forbindelse ,01 C Karbon ummer Navn - Grunnstoffer med samme - gruppe - GRUNNSTOFFENES PERIODESYSTEM H Gruppe Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn He Periode

42 40 2 NÆRINGSSTOFFENE Eksempel 1 Grunnstoff eller kjemisk forbindelse? Hvis du ser etter i grunnstoffenes periodesystem to grunnstoffer: er finner vi seks protoner elevnettstedet Vil du vite mer om grunnstoffene og periodesystemet? kjemisk forbindelse. Karbonatomet ønsker å ha åtte elektroner i det ytterste skallet I naturen finner du ikke enslige karbonatomer. De er alltid bundet til andre atomer i et molekyl. Forklaringen på dette er at atomer blir spesielt stabile når de får åtte elektroner i det ytterste skallet (åtte regelen). Det forsøker de å få til ved for eksempel å dele elektroner med hverandre. Karbonatomet mangler fire elektroner i det ytterste skallet for å oppnå en stabil elektronfordeling. Elektronene som mangler, kan karbonatomet få ved å dele elektroner med andre atomer. Vi kaller denne formen for binding mellom atomer i et molekyl for elektronparbinding. Det enkleste organiske molekylet som finnes, er metan, CH 4. Eksempel 2 Metan 4 4 -

43 2 NÆRINGSSTOFFENE 41 ) H ) H C H H Hvorfor finnes det så mange forskjellige organiske forbindelser? Forklaringen er at karbonatomet kan danne elektronparbindinger til andre karbonatomer på en slik måte at de danner kjeder med fra to til tusenvis av atomer. Bindingene mellom karbonatomene består av enten ett, to eller tre elektronpar. I tillegg kan en slik karbonkjede ha forgreininger eller danne ringer. Og ikke nok med det. Karbonatomene danner også elektronparbindinger med andre atomtyper, som hydrogenatomer, oksygenatomer, kloratomer og nitrogenatomer. Inndeling i stoffgrupper Det finnes altså ufattelig mange ulike organiske forbindelser. Hvordan skal du kunne holde oversikt over alle disse stoffene? Heldigvis får molekyler som er bygd opp på liknende måte, også liknende kjemiske egenskaper. Vi deler derfor de organiske forbindelsene inn i stoffgrupper etter hvordan de er bygd opp. Det som kjennetegner stoffgruppene, er karakteristiske molekylgrupper som bestemmer hvordan de organiske forbindelsene reagerer. Se tabellen på neste side. Vi trenger stoffgruppene for å forstå hvordan de organiske næringsstoffene er bygd opp. - -

44 42 2 NÆRINGSSTOFFENE Alkan HYDROKARBONER (H og C) Alken Alkyn ALKOHOLER ( OH) ORGANISKE SYRER ( COOH) Metan CH 4 Metanol CH 3 OH H H H C H H C OH H H Metansyre HCOOH O H C OH Etan C 2 H 6 Eten C 2 H 4 Etyn C 2 H 2 Etanol C 2 H 5 OH Etansyre CH 3 COOH C C C C C C C C OH C C O OH Propan C 3 H 8 Propen C 3 H 6 Propyn C 3 H 4 C C C C C C C C C Propanol C 3 H 7 OH C C C OH Propansyre CH 3 CH 2 COOH O C C C OH stoffene i serien er: 4 H 10 5 H 12 H 14 7 H 8 H 18 Eksempel 3 Smørsyre 3 H 7 - karboksylsyrer Prøv deg 1 Hva er et organisk stoff? 2C Karbohydrater vår viktigste energikilde Fra før husker du sikkert at karbohydrater blir produsert i de grønne plantene (produsentene), verdens viktigste fabrikk. Produksjonen kaller vi fotosyntesen. Plantecellene lager glukose (druesukker) av vann

45 2 NÆRINGSSTOFFENE 43 - H 12 O 2 - Stivelse H 2 O + CO 2 C 6 H 12 O 6 + O 2 Glukose Klorofyll Cellulose O 2 CO 2 H 2 O og karbondioksid ved hjelp av energi i sollys. Av glukose lager så plantene andre karbohydrater, som vi finner som sukkerstoffer i frukt og bær, og som stivelse og cellulose i poteter og korn. Karbohydrater gir energi til alle celler i kroppen i form av glukose. Hjernecellene dine kan for eksempel bare bruke glukose som energikilde. Karbohydrater er ikke bare energikilde; de er også med på å bygge opp viktige stoffer, for eksempel DNA (arvestoffet) og cellevegger i planteceller Karbohydrater C, H og O Alle karbohydrater inneholder grunnstoffene karbon, hydrogen og oksygen. I de fleste karbohydratene er det dobbelt så mange hydrogenatomer som oksygenatomer, akkurat som i vann, H 2 O. er de viktigste produsentene av

46 44 2 NÆRINGSSTOFFENE H C HO H 2 C OH C O H H OH H C C C OH H OH Det er slik karbohydratene har fått navnet sitt. Ordet hydrat kommer av det greske ordet for vann: hydor. De enkle karbohydratene blir kalt monosakkarider. De sammensatte karbohydratene deles inn i disakkarider og polysakkarider. Mono-, di- og poly- er greske tallord som betyr én, to og mange. O Karbohydrater H 12 O står utenfor ringen (i enden av Monosakkarider glukose og fruktose Glukose er et hvitt, fast stoff som løser seg i vann og smaker søtt. Glukose har den kjemiske formelen C 6 H 12 O 6. Stoffet kalles også druesukker fordi det finnes i store mengder i druer. Det er også mye glukose i andre frukter og i honning. De aller fleste glukosemolekylene har ringstruktur. Fordi de består av en enkelt ring, blir de kalt monosakkarider. Glukose er byggestein i disakkaridene og polysakkaridene. Et annet monosakkarid, fruktose, er også et hvitt, fast stoff som løser seg i vann. Men fruktose har sterkere søtsmak enn glukose. Fruktose har den samme kjemiske formelen som glukose, C 6 H 12 O 6, men har en litt annen struktur. Fruktose blir også kalt fruktsukker, og vi finner stoffet i enkelte frukter og i honning.

47 2 NÆRINGSSTOFFENE 45 Et stort og økende sukkerfor- dette sukkeret kommer fra - Eksempel 4 Disakkarider når to monosakkarider slår seg sammen Det sukkeret vi bruker mest av hjemme, er sukrose. Sukrose er et hvitt, fast stoff som løser seg lett i vann. Sukrose er bygd opp av et glukosemolekyl og et fruktosemolekyl, og har formelen C 12 H 22 O 11. Stoffet finnes i mange planter, men først og fremst i sukkerrør. Vi kaller derfor ofte sukrose for rørsukker. Sukrose finnes også i sukkerbeten. Det er en plante med en tykk rot som inneholder mye sukker. Det sukkeret du spiser, kommer i første rekke fra Europa, og da kommer det fra sukkerbeter. Sukkerbeter blir dyrket så langt nord som i Danmark og Sør-Sverige. Maltose er et disakkarid som gir den søte smaken i malt. Denne smaken har vi i vørterøl, som er laget av malt. Maltose blir også kalt maltsukker. Disakkarid H 12 O - 12 H 22 O 11 2 Maltose H 12 O H 12 O 12 H 22 O 11 2 O - - meste av sukkeret som omsettes (Beta vulgaris

48 46 2 NÆRINGSSTOFFENE Disakkaridet laktose finner vi i melk, og det blir derfor også kalt melkesukker. Laktose smaker ikke så søtt som sukrose. Når melk blir sur, er det fordi laktose blir omdannet til melkesyre ved hjelp av melkesyrebakterier. Kumelk inneholder 4,5 5 % laktose. Fordi noen ikke tåler laktose, kan vi også få kjøpt melk med redusert laktoseinnhold i butikkene. Polysakkarider glukosemolekyler i lange baner Polysakkarider blir dannet når opptil flere tusen monosakkaridmolekyler binder seg sammen til lange kjeder. Også her blir det avspaltet vannmolekyler når monosakkaridene bindes sammen. Stivelse plantenes energilager Stivelse er plantenes viktigste energireserve og blir laget i de grønne plantedelene i fotosyntesen. Korn og poteter inneholder mye stivelse. Stivelse er bygd opp av mange glukosemolekyler og finnes både som rette kjeder og som kjeder med forgreininger. I fordøyelsessystemet blir stivelse spaltet til glukose, som er drivstoffet til cellene (se 3B). teriesammensetningen i mun- Cellulose plantenes skjelett og vår kostfiber Cellulose er et hvitt, fast stoff som ikke løser seg i vann, og det er den vanligste organiske forbindelsen i naturen. Vi finner cellulose i celleveggen til alle planteceller. Papir, bomull og treverk inneholder mye cellulose. Cellulose består av glukosemolekyler bundet til hverandre i lange kjeder uten forgreininger. En stor del av det vi kaller kostfiber er cellulose. Fordøyelsessystemet vårt har ikke enzymer som kan spalte cellulose, slik det er hos kua. Vi kan derfor ikke nyttiggjøre oss energien i disse molekylene. Likevel bør vi spise mye plantekost med cellulose. Kostfiber har vist seg å være bra for fordøyelsen. Det regulerer prosessene i magen og fjerner skadelige stoffer fra tarmen.

49 2 NÆRINGSSTOFFENE 47 - Poteter Korn Lever Stivelse Cellulose Glykogen Glukose Skall Melkjerne Kime Hvete Rug

50 48 2 NÆRINGSSTOFFENE Glykogen kroppens energilager Når vi spiser disakkarider og fordøyelige polysakkarider, for eksempel stivelse, blir de spaltet til monosakkarider før de blir tatt opp i blodet og fordelt rundt i kroppen. Noe av glukosen blir brukt som brennstoff i cellene, mens overskuddet blir lagret i lever og muskler som polysakkaridet glykogen. Glykogen består av forgreinede kjeder med glukosemolekyler. Kjedene har flere glukosemolekyler enn stivelse. Glykogen er kroppens lager av glukose. Når musklene arbeider, avtar innholdet av glykogen. Da blir glykogenet spaltet til glukose, som muskelcellene bruker i forbrenningen (se også 3D og 3E) opptaket av sukker i tarmen og påvirker omsetningen av fett og Karbohydrater kan påvises Fehlings væske og jodløsning Hvordan kan du analysere næringsmidler og finne ut noe om hvilke karbohydrater de inneholder? Fehlings væske er blå. Noen karbohydrater reagerer med dette reagenset. Da forsvinner den blå fargen, og det blir dannet et rustrødt bunnfall. Jodløsning er gulbrun og farger stivelse blåsvart. Tabellen gir en oversikt over hvordan noen av karbohydratene reagerer med disse to reagensene. Karbohydrat Monosakkarid Glukose Fruktose Reaksjon med Fehlings væske Ja Ja Reaksjon med jodløsning Nei Nei Disakkarid Sukrose Maltose Laktose Nei Ja Ja Nei Nei Nei Polysakkarid Stivelse Glykogen Cellulose Nei Nei Nei Ja Nei Nei - Stivelsesløsning og Fehlings væske Sukroseløsning og Fehlings væske Glukoseløsning og Fehlings væske

51 2 NÆRINGSSTOFFENE 49 Jod Jod Jod Eksempel 5 Karbohydratdetektiven Stivelse Sukrose Glukose Prøv deg vi påvise dette? 2D Fett energi og beskyttelse kokosfett gir først og fremst Er fett farlig? Nei, det er faktisk livsnødvendig! Fettstoffer er nødvendige for å lage viktige hormoner (signalstoffer i kroppen) og for å bygge opp cellemembraner. Dessuten bruker kroppen fett som beskyttelse av indre organer og som støtdemper og varmeisolasjon i huden. Fett er det næringsstoffet som gir mest energi når det forbrennes. Undersøkelser har vist at fett gir mer enn dobbelt så mye energi (38 kj/g) som samme mengde karbohydrater eller proteiner (17 kj/g). Fettstoffer (lipider) løser seg ikke i vann Det finnes flere typer fettstoffer. Det som er felles for dem, er at de ikke løser seg i vann. Fettstoffene kalles lipider, og til denne stoffgruppen hører triglyserider (vanlig fett) og steroider (for eksempel kolesterol).

52 50 2 NÆRINGSSTOFFENE Fett (triglyserider) dannet av glyserol og tre fettsyrer Vanlig fett er dannet av alkoholen glyserol og tre organiske syrer, og kalles triglyserid. Vi får forskjellige typer fett etter hvilke organiske syrer som er bundet til glyserol. De organiske syrene vi finner i fett, har vanligvis mange karbonatomer (4 24) i molekylene sine, og vi kaller dem fettsyrer. Stearinsyre, C 17 H 35 COOH, er et eksempel på en fettsyre. Stearinsyre 17 H 35 ester Med formler kan vi skrive dannelsen av fett av glyserol og stearinsyre slik: Glyserol H H H H C O OH O OH O OH Tre fettsyrer C OH C OH C OH C C H H C O OH Triglyserid H H H C C C O O O O O O C C C H + 3H 2 O H O H 3 stearinsyre + glyserol fett (triglyserid) + 3 vann H O H H O H Essensielle fettsyrer må tilføres gjennom maten Kroppen din kan selv lage de fleste fettsyrene og mesteparten av det kolesterolet den trenger. Men noen fettsyrer klarer den ikke å lage. De må vi få tilført gjennom maten. Slike fettsyrer kaller vi essensielle fettsyrer. Linolsyre er en slik essensiell fettsyre som finnes blant annet i vegetabilske oljer, og linolensyre er en annen som også finnes i fet fisk.

53 2 NÆRINGSSTOFFENE 51 Det er viktig at spesielt barn og ungdom spiser riktig kost, slik at de får i seg de essensielle fettsyrene. Mangel på essensielle fettsyrer hos mennesker fører riktignok sjelden til sykdommer, men kan føre til nerveforstyrrelser, hudforandringer, redusert syn og forsinket vekst hos barn. En annen grunn til at vi må ha fett i kosten, er at fett inneholder fettløselige vitaminer (se 2F). Umettet og mettet fett med og uten dobbeltbindinger Det er usunt å spise for mye mettet fett! Det har du sikkert hørt mange ganger. Men hva betyr det at fettet er mettet eller umettet? Forskjellen ligger i om fettet er bygd opp av mettede eller umettede fettsyrer. Umettede fettsyrer inneholder dobbeltbindinger mellom karbonatomene i molekylet, mens mettede fettsyrer bare har enkeltbindinger mellom karbonatomene. Mettet fett finner du i kjøtt, smør, ost og andre melkeprodukter. Fisk og planter inneholder derimot mye umettet fett. Som en tommelfingerregel kan vi si at fast fett gjerne inneholder mye mettet fett, mens fett i flytende form inneholder mye umettet fett. Fett som er fast ved kjøleskapstemperatur, inneholder altså mye mettet fett. Hvis det derimot er mykt ved kjøleskapstemperatur, inneholder det mye umettet fett. Hva forteller det deg om smør og olivenolje? 17 H 33 umettet fettsyre - flerumettede fettsyrer. 17 H 31 For mye mettet fett kan gi hjerte- og karsykdommer Statens råd for ernæring og fysisk aktivitet anbefaler at maksimalt % av energien i maten vår bør komme fra fett (se 3A), og bare 10 % fra mettet fett. Det er altså viktig å ta hensyn til både hvor mye fett vi spiser, og hvilken type fett vi får i oss. Forskning tyder på at det er gunstig for oss å spise mindre mettet fett. Aller helst bør vi erstatte det med umettet fett. Mennesker som spiser mye mettet fett, har større risiko for å få hjerte- og karsykdommer enn de som spiser mer umettet fett. Når vi spiser, blir fettsyrene tatt opp i tarmen. Men fettsyrene er ikke løselige i vann. For at blodet skal kunne frakte dem rundt i krop- Oljesyre Linolsyre

54 52 2 NÆRINGSSTOFFENE pen, blir de først pakket inn i små molekylpakker. Slike molekylpakker består av blant annet kolesterol og proteiner i blodet. Jo mer fett vi spiser, desto mer kolesterol lager kroppen, blant annet i leveren. Kolesterolet kan, sammen med kalsium i blodet, lage harde avleiringer på innsiden av veggene i blodårene våre. Dette kalles arteriosklerose eller åreforkalkning og gir oss stive og trange blodårer. For umettet fett er det annerledes. Kroppen behøver ikke så mye kolesterol for å frakte umettede fettsyrer. Derfor bidrar ikke umettet fett på samme måte til at blodårene blir tettet igjen. Fett Omega-3 og omega-6 gode fettsyrer Har du hørt om omega-3- eller omega-6-fettsyrer? Omega (ω, Ω) er den siste bokstaven i det greske alfabetet. Karbonatomene i fettsyrene blir nummerert fra den enden av molekylet som er lengst unna syregruppen ( COOH), og denne enden blir kalt omega-enden. Linolsyre er en omega-6-fettsyre fordi den første av de to dobbeltbindingene sitter på karbonatom nummer seks regnet fra denne enden. Forskere har funnet ut at disse essensielle fettsyrene kan ha en spesielt gunstig effekt når det gjelder å forebygge fettavleiringer i blodårene. De gunstigste omega-3-fettsyrene finnes nesten bare i fiskefett og i fett fra sel og hval.

55 2 NÆRINGSSTOFFENE 53 Omega-6-fettsyrer finnes i vegetabilske oljer, og det er noe i fugl og svine kjøtt. Vi spiser ofte mye mer omega-6- enn omega-3-fettsyrer. Det ser ut til at forholdet mellom disse fettsyrene er viktig, og vi bør ikke ha mer enn rundt fire ganger mer omega-6- enn omega-3-fettsyrer. - Cis- og trans-fettsyrer De gode umettede fettsyrene som vi finner i plante- og fiskeoljer, har en «knekk» på molekylkjeden ved dobbeltbindingen. Slike molekyler kaller vi cis-fettsyrer. Men vi finner også umettede fettsyrer som ikke har en slik knekk ved dobbeltbindingen. De kaller vi transfettsyrer. Trans-fettsyrer kan ha den samme ugunstige virkningen på hjerte- og karsystemet vårt som mettede fettsyrer har, i noen tilfeller enda større. Trans-fettsyrer finner vi naturlig i noen matvarer. Men det meste av trans-fettet i kostholdet vårt kommer fra visse typer industrielt herdet fett. I herdeprosessen er målet å omdanne flytende, umettet fett til fast, mettet fett ved å la hydrogen binde seg til karbonatomer med dobbeltbinding, slik at det blir dannet enkeltbindinger. I denne herdeprosessen blir det også dannet trans-fettsyrer. Plantemargarin ble tidligere framstilt ved slik fettherding, men blir i dag isteden gjort fast ved emulgering (se 3G). trans-fettsyre cis-fettsyre Umettet fett harskner lett Dobbeltbindingene i umettet fett gjør at fettsyrene lett reagerer med oksygen i lufta; de blir oksidert. Da kan det bli dannet stoffer som lukter vondt, og vi sier at fettet harskner. For å unngå dette blir fett ofte tilsatt såkalte antioksidanter. Det er stoffer som lett blir oksidert istedenfor fettsyrene.

56 54 2 NÆRINGSSTOFFENE Det finnes en enkel måte å teste om fett er mettet eller umettet på, men testen er farlig, for vi bruker flytende brom (Br 2 ). Brom er et svært giftig og etsende stoff. Brom er en brun væske. I umettet fett vil karbonatomer med dobbeltbindinger binde til seg brom, og den brune fargen forsvinner. I mettet fett vil ikke dette skje, og fettet vil bli farget brunt av bromløsningen. finne ut om fett er mettet - Eksempel 6 Prøv deg Ole Brom tester fett 2 Hvorfor er fett et viktig næringsstoff? sunnest? 2E Proteiner verktøy og byggematerialer - - Proteiner er et viktig næringsstoff som både gir energi ved forbrenningen og byggestoffer til å vedlikeholde og bygge opp kroppen. Hår, hud, sener og muskler består av proteiner. Muskelproteinene gjør at vi kan bevege oss. Hemoglobin er et eksempel på et protein i blodet som frakter oksygen, og antistoffer er proteiner som ødelegger bakterier og virus. Enzymer er proteiner som får mange av de kjemiske reaksjonene i cellene til å skje. Proteiner er derfor viktige «verktøy» i alle celler. Navnet protein kommer av det greske ordet protos, som betyr den første. Dette navnet forteller også hvor viktige proteinene er, både for planter og for dyr.