Naturvetenskapligt basår, termin 1 och 2, Klassrum, Jan - 25, ÅV1NVK25AB

Centralt innehåll: Ekologi - Ekosystemens struktur och dynamik. Energiflöden och kretslopp av materia samt ekosystemtjänster. Naturliga och av människan orsakade störningar i ekosystem med koppling till frågor om bärkraft och biologisk mångfald. Populationers storlek, samhällens artrikedom och artsammansättning samt faktorer som påverkar detta. Ekologiskt hållbar utveckling lokalt och globalt samt olika sätt att bidra till detta. Genetik - Eukaryota och prokaryota cellers egenskaper och funktion. Arvsmassans uppbyggnad samt ärftlighetens lagar och mekanismer. Celldelning, dna-replikation och mutationer. Genernas uttryck. Proteinsyntes, monogena och polygena egenskaper, arv och miljö. Genetikens användningsområden. Möjligheter, risker och etiska frågor. Evolution - Naturvetenskapliga teorier om livets uppkomst och utveckling. Evolutionens mekanismer, till exempel naturligt urval och sexuell selektion samt deras betydelse för artbildning. Organismers beteende samt beteendets betydelse för överlevnad och reproduktiv framgång. Släktträd och principer för indelning av organismvärlden. Organismernas huvudgrupper och evolutionära historia. Biologins idéhistoria med tyngdpunkt på evolutionen. Biologins karaktär och arbetsmetoder - Vad som kännetecknar en naturvetenskaplig frågeställning. Modeller och teorier som förenklingar av verkligheten. Hur de förändras över tid. Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. Avgränsningar och studier av problem och frågor med hjälp av biologiska resonemang. Planering och genomförande av fältstudier, experiment och observationer samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa. Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess och felkällor. Fältstudier och undersökningar inom ekologi inklusive användning av modern utrustning. Simulering av evolutionära mekanismer, till exempel naturligt urval. Hur man identifierar organismer. Mikroskopering vid till exempel studier av celler eller celldelning. Bearbetning av biologiska data med enkla statistiska metoder. Användning av genetiska data för studier av biologiska sammanhang. Ställningstagande i samhällsfrågor utifrån biologiska förklaringsmodeller, till exempel frågor om hållbar utveckling.

Centralt innehåll: Aritmetik, algebra och geometri -Begreppet absolutbelopp. Begreppen polynom och rationella uttryck samt generalisering av aritmetikens lagar för hantering av dessa begrepp. Egenskaper hos cirkelns ekvation och enhetscirkeln för att definiera trigonometriska begrepp. Bevis och användning av cosinus-, sinus- och areasatsen för en godtycklig triangel. Samband och förändring - Orientering kring kontinuerlig och diskret funktion samt begreppet gränsvärde. Egenskaper hos polynomfunktioner av högre grad. Begreppen sekant, tangent, ändringskvot och derivata för en funktion. Härledning och användning av deriveringsregler för potens- och exponentialfunktioner samt summor av funktioner. Introduktion av talet e och dess egenskaper. Algebraiska och grafiska metoder för bestämning av derivatans värde för en funktion. Algebraiska och grafiska metoder för lösning av extremvärdesproblem inklusive teckenstudium och andraderivatan. Samband mellan en funktions graf och funktionens första- och andraderivata. Begreppen primitiv funktion och bestämd integral samt sambandet mellan integral och derivata. Bestämning av enkla integraler i tillämpningar som är relevanta för karaktärsämnena. Problemlösning - Strategier för matematisk problemlösning inklusive användning av digitala medier och verktyg. Matematiska problem av betydelse för samhällsliv och tillämpningar i andra ämnen. Matematiska problem med anknytning till matematikens kulturhistoria.

Centralt innehåll: Materia och kemisk bindning - Modeller och teorier för materiens uppbyggnad och klassificering. Kemisk bindning och dess inverkan på till exempel förekomst, egenskaper och användningsområden för organiska och oorganiska ämnen. Reaktioner och förändringar - Syrabasreaktioner, inklusive pH-begreppet och buffertverkan. Redoxreaktioner, inklusive elektrokemi. Fällningsreaktioner. Energiomsättningar vid fasomvandlingar och kemiska reaktioner. Stökiometri - Tolkning och skrivning av formler för kemiska föreningar och reaktioner. Substansmängdsförhållanden, koncentrationer, begränsande reaktanter och utbyten vid kemiska reaktioner. Analytisk kemi - Kvalitativa och kvantitativa metoder för kemisk analys, till exempel kromatografi och titrering. Kemins karaktär och arbetssätt - Vad som kännetecknar en naturvetenskaplig frågeställning. Modeller och teorier som förenklingar av verkligheten. Hur modeller och teorier kan förändras över tid. Hur problem och frågor avgränsas och studeras med hjälp av kemiska resonemang. Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. Planering och genomförande av experiment samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa. Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess och felkällor. Ställningstagande i samhällsfrågor utifrån kemiska modeller, till exempel frågor om hållbar utveckling.

Centralt innehåll: Rörelse och krafter - Hastighet, rörelsemängd och acceleration för att beskriva rörelse. Krafter som orsak till förändring av hastighet och rörelsemängd. Impuls. Jämvikt och linjär rörelse i homogena gravitationsfält och elektriska fält. Tryck, tryckvariationer och Arkimedes princip. Orientering om Einsteins beskrivning av rörelse vid höga hastigheter: Einsteins postulat, tidsdilatation och relativistisk energi. Orientering om aktuella modeller för beskrivning av materiens minsta beståndsdelar och av de fundamentala krafterna samt om hur modellerna har vuxit fram. Energi och energiresurser - Arbete, effekt, potentiell energi och rörelseenergi för att beskriva olika energiformer: mekanisk, termisk, elektrisk och kemisk energi samt strålnings- och kärnenergi. Energiprincipen, entropi och verkningsgrad för att beskriva energiomvandling, energikvalitet och energilagring. Termisk energi: inre energi, värmekapacitet, värmetransport, temperatur och fasomvandlingar. Elektrisk energi: elektrisk laddning, fältstyrka, potential, spänning, ström och resistans. Kärnenergi: atomkärnans struktur och bindningsenergi, den starka kraften, massa-energiekvivalensen, kärnreaktioner, fission och fusion. Energiresurser och energianvändning för ett hållbart samhälle. Strålning inom medicin och teknik - Radioaktivt sönderfall, joniserande strålning, partikelstrålning, halveringstid och aktivitet. Orientering om elektromagnetisk strålning och ljusets partikelegenskaper. Växelverkan mellan olika typer av strålning och biologiska system, absorberad och ekvivalent dos. Strålsäkerhet. Tillämpningar inom medicin och teknik. Klimat- och väderprognoser - Ideala gaslagen som en modell för att beskriva atmosfärens fysik. Orientering om hur fysikaliska modeller och mätmetoder används för att göra prognoser för klimat och väder. Prognosers tillförlitlighet och begränsningar. Fysikens karaktär, arbetssätt och matematiska metoder - Vad som kännetecknar en naturvetenskaplig frågeställning. Hur modeller och teorier utgör förenklingar av verkligheten och kan förändras över tid. Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. Avgränsning och studier av problem med hjälp av fysikaliska resonemang och matematisk modellering innefattande linjära ekvationer, potens- och exponentialekvationer, funktioner och grafer samt trigonometri och vektorer. Planering och genomförande av experimentella undersökningar och observationer samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa. Bearbetning och utvärdering av data och resultat med hjälp av analys av grafer, enhetsanalys och storleksuppskattningar. Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess och felkällor. Ställningstaganden i samhällsfrågor utifån fysikaliska förklaringsmodeller, till exempel frågor om hållbar utveckling.

Centralt innehåll: Reaktionshastighet och kemisk jämvikt - Reaktionshastighet, till exempel katalysatorers och koncentrationers inverkan på hur fort kemiska reaktioner sker. Faktorer som påverkar jämviktslägen och jämviktskonstanter. Beräkningar på och resonemang om jämviktssystem i olika miljöer, till exempel jämviktssystem i världshaven, i människokroppen och inom industriella processer. Organisk kemi - Olika organiska ämnesklasser, deras egenskaper, struktur och reaktivitet. Reaktionsmekanismer, inklusive kvalitativa resonemang om, hur och varför reaktioner sker och om energiomsättningar vid olika slags organiska reaktioner. Biokemi - Det genetiska informationsflödet, inklusive huvuddragen i de biokemiska processerna replikation, transkription och translation. Huvuddragen i människans ämnesomsättning på molekylär nivå. Proteiners struktur och funktion, med speciellt fokus på enzymer. Analytisk kemi - Kvalitativa och kvantitativa metoder för kemisk analys, till exempel masspektrometri och spektrofotometri. Resonemang om provtagning, detektionsnivå, riktighet och precision samt systematiska och slumpmässiga felkällor. Kemins karaktär och arbetssätt - Modeller och teorier som förenklingar av verkligheten. Modellers och teoriers giltighetsområden och hur de kan utvecklas, generaliseras eller ersättas av andra modeller och teorier över tid. Avgränsning och studier av problem och frågor med hjälp av kemiska resonemang. Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. Planering och genomförande av experimentella undersökningar och observationer samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa. Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess och felkällor. Frågor om etik och hållbar utveckling kopplade till kemins olika arbetssätt och verksamhetsområden.

Centralt innehåll: Aritmetik, algebra och geometri - Metoder för beräkningar med komplexa tal skrivna på olika former inklusive rektangulär och polär form. Komplexa talplanet, representation av komplext tal som punkt och vektor. Konjugat och absolutbelopp av ett komplext tal. Användning och bevis av de Moivres formel. Algebraiska och grafiska metoder för att lösa enkla polynomekvationer med komplexa rötter och reella polynomekvationer av högre grad, även med hjälp av faktorsatsen. Hantering av trigonometriska uttryck samt bevis och användning av trigonometriska formler inklusive trigonometriska ettan och additionsformler. Algebraiska och grafiska metoder för att lösa trigonometriska ekvationer. Olika bevismetoder inom matematiken med exempel från områdena aritmetik, algebra eller geometri. Samband och förändring - Egenskaper hos trigonometriska funktioner, logaritmfunktioner, sammansatta funktioner och absolutbeloppet som funktion. Skissning av grafer och tillhörande asymptoter. Härledning och användning av deriveringsregler för trigonometriska, logaritm-, exponential- och sammansatta funktioner samt produkt och kvot av funktioner. Algebraiska och grafiska metoder för bestämning av integraler med och utan digitala verktyg, inklusive beräkningar av storheter och sannolikhetsfördelning. Begreppet differentialekvation och dess egenskaper i enkla tillämpningar som är relevanta för karaktärsämnena. Problemlösning - Strategier för matematisk problemlösning inklusive användning av digitala medier och verktyg. Matematiska problem av betydelse för samhällsliv och tillämpningar i andra ämnen. Matematiska problem med anknytning till matematikens kulturhistoria.

Centralt innehåll: Cell- och molekylärbiologi - Cellers livscykler och differentiering, utveckling från ägg till vuxen. Cellers kommunikation. Celldelars funktion. Livsprocesser och regleringen av dem, till exempel fotosyntes, metabolism och transport över membran. Evolutionärt perspektiv på molekylärbiologi. Cell- och molekylärbiologins användningsområden. Möjligheter, risker och etiska frågor. Organismens funktion - Fysiologi hos människan och andra djur. Organsystem och deras uppbyggnad, funktion och samspel. Hormonsystemets och nervsystemets reglering av organismen. Samband mellan evolution och organismernas funktionella byggnad och livsprocesser. Immunsystem, smittspridning och infektion. Virus byggnad, funktion och reproduktion. Mikroorganismer och deras betydelse för hälsa och sjukdom. Antibiotika och evolutionära processer. Samband mellan levnadsförhållanden, hälsa och sjukdom. Etik i medicinska frågor. Vad som händer i kroppen under menstruation, förälskelse, sex och graviditet. Hur sexuellt överförbara sjukdomar och oönskade graviditeter kan förebyggas. Livscykler och fysiologi hos växter och svampar. Användning av modern utrustning vid fysiologiska undersökningar och laborationer. Biologins karaktär och arbetsmetoder - Modeller och teorier som idealiseringar av verkligheten. Modellers och teoriers giltighetsområden samt hur de kan utvecklas, generaliseras eller ersättas av andra modeller och teorier över tid. Avgränsning och studier av problem och frågor med hjälp av biologiska resonemang. Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. Planering och genomförande av fältstudier, experiment och observationer samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa. Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess och felkällor. Fysiologiska undersökningar och laborationer inklusive användning av modern utrustning. Enklare molekylärbiologiska metoder. Sterilteknik och odling av bakterier. Användning av genetiska data för studier av biologiska sammanhang. Frågor om religion, etik och hållbar utveckling kopplade till biologins olika arbetssätt och verksamhetsområden.

Centralt innehåll: Rörelse och krafter - Tvådimensionell rörelse i gravitationsfält och elektriska fält. Centralrörelse. Vridmoment för att beskriva jämviktstillstånd. Simulering av tvådimensionell rörelse med hjälp av enkla numeriska metoder. Vågor, elektromagnetism och signaler - Harmonisk svängning som modell för att beskriva fenomen inom vardag och teknik. Reflektion, brytning och interferens av ljus, ljud och annan vågrörelse. Stående vågor och resonans med tillämpningar inom vardag och teknik. Orientering om ljudstyrka och dopplereffekt. Samband mellan elektriska och magnetiska fält: magnetiskt fält kring strömförande ledare, rörelse av elektrisk laddning i magnetiskt fält, induktion och några tillämpningar, till exempel växelspänningsgeneratorn och transformatorn. Våg- och partikelbeskrivning av elektromagnetisk strålning. Orientering om elektromagnetiska vågors utbredning. Fotoelektriska effekten och fotonbegreppet. Materiens vågegenskaper: de Broglies hypotes och våg-partikeldualism. Fysikaliska principer bakom tekniska tillämpningar för kommunikation och detektering. Universums utveckling och struktur - Orientering om aktuella modeller och teorier för beskrivningen av universums storskaliga utveckling och av galax-, stjärn- och planetbildning. Atomens elektronstruktur samt absorptions- och emissionsspektra. Metoder för undersökning av universum. Elektromagnetisk strålning från stjärnor och interstellära rymden. Metoder för att upptäcka och undersöka exoplaneter. Villkor för liv på andra planeter. Fysikens karaktär, arbetssätt och matematiska metoder - Modeller och teorier som förenklingar av verkligheten. Modellers och teoriers giltighetsområden och samt hur de kan utvecklas, generaliseras eller ersättas av andra modeller och teorier över tid. Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. Avgränsning och studier av problem med hjälp av fysikaliska resonemang och matematisk modellering innefattande linjära och icke-linjära funktioner, ekvationer och grafer samt derivator och vektorer. Planering och genomförande av experimentella undersökningar och observationer samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa. Bearbetning och utvärdering av data och resultat med hjälp av regressionsanalys, analys av grafer, enhetsanalys och storleksuppskattningar. Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess, felkällor och mätosäkerhet. Fysikens relation till och gränser mot etiska, filosofiska och religiösa frågor.