The Big Idea Science Book

306 Pages·2010·75.639 MB·English

by  Dorling Kindersley

E
BIG IDE A
H
T
SCIENCE
The incredible concepts BOOK
that show how science
works in the world
AMAZING
INTERACTIVE
learning tools
available
ONLINE

EBIG IDEA
H
T
SCIENCE
The incredible concepts BOOK
that show how science
works in the world
LONDON, NEW YORK,
MELBOURNE, MUNICH, AND DELHI
For The Book Makers Ltd:
Editorial and design Gill Denton,
Ali Scrivens, and Miranda Brown
For Dorling Kindersley:
Editor Matilda Gollon
Managing Editor Linda Esposito
Managing Art Editor Diane Thistlethwaite
Category Publisher Laura Buller
Production Editor Andy Hilliard
Production Controller Angela Graef
Jacket Designer Laura Brim
Jacket Editor Matilda Gollon
Design Development Manager
Sophia M Tampakopoulos Turner
Consultant Lisa Burke
Adapted from
The Science Reference Library, 2010
For The Book Makers Ltd:
Design Ali Scrivens and Miranda Brown
For Dorling Kindersley:
Managing Editor Sophie Mitchell
Managing Art Editor Richard Czapnik
For Pearson US:
Editorial Sharon Inglis, Stephanie Rogers,
and Eleanor McCarthy
(cid:55)(cid:75)(cid:76)(cid:86)(cid:3)(cid:72)(cid:71)(cid:76)(cid:87)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:3)(cid:191)(cid:85)(cid:86)(cid:87)(cid:3)(cid:83)(cid:88)(cid:69)(cid:79)(cid:76)(cid:86)(cid:75)(cid:72)(cid:71)(cid:3)(cid:76)(cid:81)(cid:3)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:3)(cid:56)(cid:81)(cid:76)(cid:87)(cid:72)(cid:71)(cid:3)(cid:54)(cid:87)(cid:68)(cid:87)(cid:72)(cid:86)
(cid:76)(cid:81)(cid:3)(cid:21)(cid:19)(cid:20)(cid:19)(cid:3)(cid:69)(cid:92)(cid:3)(cid:39)(cid:46)(cid:3)(cid:51)(cid:88)(cid:69)(cid:79)(cid:76)(cid:86)(cid:75)(cid:76)(cid:81)(cid:74)
375 Hudson Street,
New York, New York 10014
10 11 12 13 14 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
176263 – 04/10
(cid:38)(cid:82)(cid:83)(cid:92)(cid:85)(cid:76)(cid:74)(cid:75)(cid:87)(cid:3)(cid:139)(cid:3)(cid:21)(cid:19)(cid:20)(cid:19)(cid:3)(cid:39)(cid:82)(cid:85)(cid:79)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:3)(cid:46)(cid:76)(cid:81)(cid:71)(cid:72)(cid:85)(cid:86)(cid:79)(cid:72)(cid:92)(cid:3)(cid:47)(cid:76)(cid:80)(cid:76)(cid:87)(cid:72)(cid:71)
All rights reserved under International and
(cid:51)(cid:68)(cid:81)(cid:16)(cid:36)(cid:80)(cid:72)(cid:85)(cid:76)(cid:70)(cid:68)(cid:81)(cid:3)(cid:38)(cid:82)(cid:83)(cid:92)(cid:85)(cid:76)(cid:74)(cid:75)(cid:87)(cid:3)(cid:38)(cid:82)(cid:81)(cid:89)(cid:72)(cid:81)(cid:87)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:86)(cid:17)
(cid:49)(cid:82)(cid:3)(cid:83)(cid:68)(cid:85)(cid:87)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:87)(cid:75)(cid:76)(cid:86)(cid:3)(cid:83)(cid:88)(cid:69)(cid:79)(cid:76)(cid:70)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:3)(cid:80)(cid:68)(cid:92)(cid:3)(cid:69)(cid:72)(cid:3)(cid:85)(cid:72)(cid:83)(cid:85)(cid:82)(cid:71)(cid:88)(cid:70)(cid:72)(cid:71)(cid:15)
stored in a retrieval system, or transmitted in any
(cid:73)(cid:82)(cid:85)(cid:80)(cid:3)(cid:82)(cid:85)(cid:3)(cid:69)(cid:92)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:92)(cid:3)(cid:80)(cid:72)(cid:68)(cid:81)(cid:86)(cid:15)(cid:3)(cid:72)(cid:79)(cid:72)(cid:70)(cid:87)(cid:85)(cid:82)(cid:81)(cid:76)(cid:70)(cid:15)(cid:3)(cid:80)(cid:72)(cid:70)(cid:75)(cid:68)(cid:81)(cid:76)(cid:70)(cid:68)(cid:79)(cid:15)
photocopying, recording, or otherwise, without the
(cid:83)(cid:85)(cid:76)(cid:82)(cid:85)(cid:3)(cid:90)(cid:85)(cid:76)(cid:87)(cid:87)(cid:72)(cid:81)(cid:3)(cid:83)(cid:72)(cid:85)(cid:80)(cid:76)(cid:86)(cid:86)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:3)(cid:70)(cid:82)(cid:83)(cid:92)(cid:85)(cid:76)(cid:74)(cid:75)(cid:87)(cid:3)(cid:82)(cid:90)(cid:81)(cid:72)(cid:85)(cid:17)
(cid:51)(cid:88)(cid:69)(cid:79)(cid:76)(cid:86)(cid:75)(cid:72)(cid:71)(cid:3)(cid:76)(cid:81)(cid:3)(cid:42)(cid:85)(cid:72)(cid:68)(cid:87)(cid:3)(cid:37)(cid:85)(cid:76)(cid:87)(cid:68)(cid:76)(cid:81)(cid:3)(cid:69)(cid:92)(cid:3)(cid:39)(cid:82)(cid:85)(cid:79)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:3)(cid:46)(cid:76)(cid:81)(cid:71)(cid:72)(cid:85)(cid:86)(cid:79)(cid:72)(cid:92)(cid:3)(cid:47)(cid:76)(cid:80)(cid:76)(cid:87)(cid:72)(cid:71)(cid:17)
(cid:39)(cid:46)(cid:3)(cid:69)(cid:82)(cid:82)(cid:78)(cid:86)(cid:3)(cid:68)(cid:85)(cid:72)(cid:3)(cid:68)(cid:89)(cid:68)(cid:76)(cid:79)(cid:68)(cid:69)(cid:79)(cid:72)(cid:3)(cid:68)(cid:87)(cid:3)(cid:86)(cid:83)(cid:72)(cid:70)(cid:76)(cid:68)(cid:79)(cid:3)(cid:71)(cid:76)(cid:86)(cid:70)(cid:82)(cid:88)(cid:81)(cid:87)(cid:86)(cid:3)(cid:90)(cid:75)(cid:72)(cid:81)
(cid:83)(cid:88)(cid:85)(cid:70)(cid:75)(cid:68)(cid:86)(cid:72)(cid:71)(cid:3)(cid:76)(cid:81)(cid:3)(cid:69)(cid:88)(cid:79)(cid:78)(cid:3)(cid:73)(cid:82)(cid:85)(cid:3)(cid:86)(cid:68)(cid:79)(cid:72)(cid:86)(cid:3)(cid:83)(cid:85)(cid:82)(cid:80)(cid:82)(cid:87)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:86)(cid:15)(cid:3)(cid:83)(cid:85)(cid:72)(cid:80)(cid:76)(cid:88)(cid:80)(cid:86)(cid:15)
(cid:73)(cid:88)(cid:81)(cid:71)(cid:85)(cid:68)(cid:76)(cid:86)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:15)(cid:3)(cid:82)(cid:85)(cid:3)(cid:72)(cid:71)(cid:88)(cid:70)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:68)(cid:79)(cid:3)(cid:88)(cid:86)(cid:72)(cid:17)(cid:3)(cid:41)(cid:82)(cid:85)(cid:3)(cid:71)(cid:72)(cid:87)(cid:68)(cid:76)(cid:79)(cid:86)(cid:15)(cid:3)(cid:70)(cid:82)(cid:81)(cid:87)(cid:68)(cid:70)(cid:87)(cid:29)
(cid:39)(cid:46)(cid:3)(cid:51)(cid:88)(cid:69)(cid:79)(cid:76)(cid:86)(cid:75)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:3)(cid:54)(cid:83)(cid:72)(cid:70)(cid:76)(cid:68)(cid:79)(cid:3)(cid:48)(cid:68)(cid:85)(cid:78)(cid:72)(cid:87)(cid:86)
375 Hudson Street,
New York, New York 10014
(cid:54)(cid:83)(cid:72)(cid:70)(cid:76)(cid:68)(cid:79)(cid:54)(cid:68)(cid:79)(cid:72)(cid:86)(cid:35)(cid:71)(cid:78)(cid:17)(cid:70)(cid:82)(cid:80)
(cid:36)(cid:3)(cid:70)(cid:68)(cid:87)(cid:68)(cid:79)(cid:82)(cid:74)(cid:3)(cid:85)(cid:72)(cid:70)(cid:82)(cid:85)(cid:71)(cid:3)(cid:73)(cid:82)(cid:85)(cid:3)(cid:87)(cid:75)(cid:76)(cid:86)(cid:3)(cid:69)(cid:82)(cid:82)(cid:78)(cid:3)(cid:76)(cid:86)
(cid:68)(cid:89)(cid:68)(cid:76)(cid:79)(cid:68)(cid:69)(cid:79)(cid:72)(cid:3)(cid:73)(cid:85)(cid:82)(cid:80)(cid:3)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:3)(cid:47)(cid:76)(cid:69)(cid:85)(cid:68)(cid:85)(cid:92)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:38)(cid:82)(cid:81)(cid:74)(cid:85)(cid:72)(cid:86)(cid:86)
(cid:44)(cid:54)(cid:37)(cid:49)(cid:29)(cid:3)(cid:28)(cid:26)(cid:27)(cid:16)(cid:19)(cid:16)(cid:26)(cid:24)(cid:25)(cid:25)(cid:16)(cid:25)(cid:21)(cid:27)(cid:26)(cid:16)(cid:24)
(cid:38)(cid:82)(cid:79)(cid:82)(cid:85)(cid:3)(cid:85)(cid:72)(cid:83)(cid:85)(cid:82)(cid:71)(cid:88)(cid:70)(cid:87)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:3)(cid:69)(cid:92)(cid:3)(cid:48)(cid:39)(cid:51)(cid:15)(cid:3)(cid:56)(cid:81)(cid:76)(cid:87)(cid:72)(cid:71)(cid:3)(cid:46)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:71)(cid:82)(cid:80)
(cid:51)(cid:85)(cid:76)(cid:81)(cid:87)(cid:72)(cid:71)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:69)(cid:82)(cid:88)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:69)(cid:92)(cid:3)(cid:55)(cid:82)(cid:83)(cid:83)(cid:68)(cid:81)(cid:15)(cid:3)(cid:38)(cid:75)(cid:76)(cid:81)(cid:68)
Discover more at
www.dk.com
EBIG IDEA
H
T
SCIENCE
The incredible concepts BOOK
that show how science
works in the world
S Web connections 6 E DNA connections 12
How to use this book 8 DNA evidence 14
Life Science 10 Human Genome 16
C
Earth Science 114 Cell division 18
Physical Science 204 Mutations 20
Glossary 296 N Frankenfoods 22
T
Index 300 Brain power 24
Picture credits 304 Left brain versus right brain 26
Hypothalamus 28
E
ALS 30
Skeleton 32
N
I Blood types 34
Heartbeat 36
C
Digestion 38
Kidney transplant 40
S Pregnancy 42
Naming 44
Bacteria 46
E Mold 48
Fungi 50
E
Allergies 52
Pandemic 54
F Vaccines 56
Common cold 58
T
Malaria 60
I
Cancer treatment 62
L Nuclear medicine 64
Biodiversity 66
Adaptations 68
N
Patterns in nature 70
Biomimetics 72
Ferns 74
Flowers 76
Plant tricks 78
Biofuels 80
Seed bank 82
O Animal bodies 84
New body parts 86
Echolocation 88
Insects 90
Spiders 92
Exoskeleton 94
Supercooling frogs 96
Birds 98
C Algae 102
Octopus 104
Sharks 106
Whales 108
Gorillas 110
Frozen zoo 112
E Geologic time 116 E Gravity 206
Fossils 118 Bridges 208
Dinosaurs 120 Gravitron 210
C C
Extinction 122 Roller coaster 212
Giant mammals 124 Collision 214
N Dating rocks 126 N Catapults 216
Coal 128 Lifting electromagnets 218
Ice age 130 Color 220
Glaciers 132 Radio 222
E E
Water 134 Guitar 224
Ocean currents 136 Sonic boom 226
I Mid-ocean ridge 138 I Formula 1 car 228
Deep sea vents 140 Fuel cell cars 230
C C
Coral reefs 142 Creation of elements 232
Caves 144 Quarks and leptons 234
S Geodes 146 S Crystals 236
Marble quarries 148 Fluorescent minerals 238
Earthquakes 150 Melting point 240
Afar triangle 152 Glass 242
Landslides 154 Aerogels 244
H L
Kilauea 156 Steel 246
Lava 158 Fireworks 248
Geysers 160 A Lichtenberg figures 250
T Islands 162 Microscopes 252
Tsunami 164 Universe 254
R Floods 166 C Earth 256
Atmosphere 168 Earth’s core 258
Aurora Boralis 170 Moon 260
A Weather fronts 172 I Solar eclipse 262
Thunderstorms 174 Mercury 264
S
Rainbows 176 Venus 266
Predicting hurricanes 178 Mars 268
E
Fog 180 Y Jupiter’s moons 270
Air pollution 182 Saturn 272
Acid rain 184 Uranus 274
Global warmings 186 H Neptune 276
Equators 188 Pluto 278
Dunes 190 Asteroids 280
Mirages 192 Meteorites 282
P
Atacama desert 194 Milky way 284
Amazon river 196 Big Bang theory 286
Rainforest 198 Black holes 288
Mount Everest 202 Quasars 290
Astronauts 292
International space station 294
INTERACT WITH YOUR WORLD!
Watch science come alive on screen with an amazing interactive website created
especially for the book. It is bursting with things to explore and do! Fantastic
video clips and interactive animations take you inside plants, around the human
body, deep below Earth’s surface, and into the depths of space—for an even
closer look at science in action!
This unique hands-on experience gives you the chance to apply everything that
you have learned and see even more! Click on incredible illustrations to animate
scientific processes, watch video clips of real-life science, or test your newly
acquired knowledge with fun quizzes.
By interacting with science, you can really understand how it works!
Seeing is learning and that’s just a click away… just log on to:
(cid:75)(cid:87)(cid:87)(cid:83)(cid:29)(cid:18)(cid:18)(cid:90)(cid:90)(cid:90)(cid:17)(cid:70)(cid:75)(cid:76)(cid:79)(cid:71)(cid:85)(cid:72)(cid:81)(cid:17)(cid:71)(cid:78)(cid:82)(cid:81)(cid:79)(cid:76)(cid:81)(cid:72)(cid:17)(cid:70)(cid:82)(cid:80)
6
INTERACTIVE ILLUSTRATIONS
W
E
B
Log on and follow the simple instructions to make science spring into action! C
O
N
N
E
C
ZOOM IN ON A PLANT CELL T
I
O
N
Watch the cell spin for a 3D, S
360-degree view of all its parts.
Chloroplasts in
Cell membrane the structure of a
Cytoplasm plant cell
Nucleus
Endoplasmic reticulum
Golgi body
Ribosomes
A chloroplast in detail
Then select each component 3 Mitochondria
to see it close up and learn Chloroplasts
Vacuole
about its specific function.
Cell wall
WATCH THE WATER CYCLE WORK
See how a water molecule in the Rio Grande can end up as snow on
the Alps in an interactive demonstration of the water cycle.
4 Watch the stages 4 Test your memory and
of the water cycle fill in the blanks with
appear on screen. the correct definition for
each stage.
4 Zoom in with the magnifying
glass to learn how animals affect
the process of evaporation.
SEE CONTINENTAL DRIFT IN ACTION
Press play and recreate the process whereby Pangea broke
up and the continents moved to where they are today.
225 Million Years Ago 135 Million Years Ago Present
Now that’s active learning!
77
THE 24 BIG IDEAS OF SCIENCE
Science is the study of everything around us. Yet there is so much around us, how
can we possibly learn everything, and where do we start? No wonder science can
seem overwhelming.
Thankfully, science is not made up of discrete pieces of unrelated information that
we have to learn one by one. In fact, it is built on a backbone of basic principles,
which connect and help explain everything you need to know. Based on a
revolutionary new approach to learning by Grant Wiggins and Jay McTighe, this
book presents these key concepts as the 24 Big Ideas of Science.
Once you are familiar with these basic ideas, you will find it easier to organize
information so that you don’t feel flooded by random facts.
GENETIC INFORMATION PASSES LIVING THINGS MAINTAIN ATOMS ARE THE BUILDING
FROM PARENTS TO OFFSPRING CONSTANT CONDITIONS INSIDE BLOCKS OF MATTER
THEIR BODIES
LIVING THINGS ARE MADE
A NET FORCE CAUSES AN
OF CELLS
SCIENTISTS USE SCIENTIFIC OBJECT’S MOTION TO CHANGE
INQUIRY TO EXPLAIN THE
STRUCTURES IN LIVING
NATURAL WORLD.
ENERGY CAN TAKE DIFFERENT
THINGS ARE RELATED TO THEIR
FORMS BUT IS ALWAYS
FUNCTIONS
EARTH IS 4.6 BILLION YEARS CONSERVED
OLD AND THE ROCK RECORD
LIVING THINGS ARE ALIKE YET
CONTAINS ITS HISTORY
MASS AND ENERGY ARE
DIFFERENT
CONSERVED DURING PHYSICAL
EARTH IS THE WATER PLANET AND CHEMICAL CHANGES
LIVING THINGS GROW, CHANGE,
AND REPRODUCE DURING
EARTH IS A CONTINUALLY WAVES TRANSMIT ENERGY
THEIR LIFETIMES
CHANGING PLANET
THE UNIVERSE IS VERY OLD,
LIVING THINGS CHANGE OVER
EARTH’S LAND, WATER, AIR, VERY LARGE, AND CONSTANTLY
TIME
AND LIFE FORM A SYSTEM CHANGING
LIVING THINGS GET AND USE
HUMAN ACTIVITIES CAN EARTH IS PART OF A SYSTEM OF
ENERGY
CHANGE EARTH’S LAND, OBJECTS THAT ORBIT THE SUN
WATER, AIR, AND LIFE
LIVING THINGS INTERACT WITH
SCIENTISTS USE MATHEMATICS
THEIR ENVIRONMENT
SCIENCE, TECHNOLOGY AND IN MANY WAYS
SOCIETY AFFECT EACH OTHER
A DNA strand holds genetic
information that is passed from
parents to offspring: Big Idea 1
(see page 12)
8