Opettaja: Mika Sipura

Transkriptio

1 Opettaja: Mika Sipura

2 Kurssin suorittaminen - Oppikirja: Idänpirtti ym.: Bi1. Elämä ja evoluutio. Otava Kurssiarvosana koostuu kolmesta osasta: 1. 2 osakoetta ( pistettä): 1. Kaikille pakollinen käsitteenmäärittelytehtävä. 2. Esseetehtävä jossa a- ja b-vaihtoehto. 3. Soveltava tehtävä jossa a- ja b-vaihtoehto. 2. Tutkimustyöt (kokeellinen ja/tai havainnoiva tutkimus pistettä?). 3. Tuntiaktiivisuus ja hyvin tehdyt muut kurssityöt voivat nostaa arvosanaa!

3 Mitä biologia on? - Bios = elämä, logos = oppi. Biologia on siis oppi elämästä. - Biologia on luonnontiede (ei niin eksakti kuin fysiikka tai kemia), joka käyttää tieteellistä menetelmää eli hypoteettis-deduktiivista tieteentekemisen mallia

4 Mutta mitä on elämä? Ei määritelmää - elämällä vain joukko yhteisiä piirteitä

5 Elämälle yhteiset piirteet: 1. Perusrakenne solu 2. Samanlainen kemiallinen rakenne (C, O, H, N) 3. Aineenvaihdunta (aineiden otto, käyttö ja poisto) 4. Ärtyvyys 5. Itsesäätely, sopeutuminen (uusiin oloihin mukautuminen) 6. Syntyminen, kasvu ja kuolema 7. Lisääntyminen 8. Perinnöllisyys 9. Evoluutio

6 Elämän filosofiaa: Reduktionismin ( fysikalismi) mukaan elämä on puhdasta kemiaa ja fysiikkaa (esim. monimutkaisten molekyylien ja energian vuorovaikutusta). Holismin mukaan elämällä on emergenttejä (emerge = nousta) ominaisuuksia eli se on enemmän kuin osiensa summa. Vitalismin mukaan on olemassa jokin elämänvoima tai sielu. Elämää ei voisi näin selittää puhtaalla luonnontieteellä.

7 Elämän kemiaa Suurin osa eliöistä vettä (H 2 O) Suurin osa kuiva-aineesta orgaanisia molekyylejä: 1. Hiilihydraatit (C, O ja H). Pääosin energialähteitä. 2. Lipidit eli rasva-aineet (C, O ja H). Energiavarastoja ja kalvoja. 3. Proteiinit (C, O, H, N ja S). Rakenteita ja entsyymejä. 4. Nukleiinihapot (C, O, H ja N). Sisältävät eliön rakennusohjeet. Lisäksi eliöissä on epäorgaanisia aineita, erityisesti P, Ca, Na, Fe, S, Cu, Co, Mn, Mg ja Zn

8 Eliökunnan luokittelu Taksonomisen järjestelmän luoja ruotsalainen Carolus Linnaeus eli Carl von Linné ( ) enkeleineen (mm. Turun professori Pehr Kalm). Linnén luokittelussa eliöt sijoitetaan hierarkkiseen järjestelmään niiden ulkonäön (nykyisin DNA:n samankaltaisuuden) perusteella. Lajeilla kaksiosainen tieteellinen nimi: Sukunimi lajinimi (esim. Homo sapiens; ihminen), jota voidaan täydentää alalajin nimellä (esim. Homo sapiens sapiens).

9 Linné teki luokittelussaan myös virheitä. Esim. sinisorsakoiraan ja naaraan hän sijoitti höyhenpuvun perusteella eri lajeihin.

10 Jalohaikara (Egretta alba) Linné liitti flamingot samaan ryhmään haikaroiden kanssa. Myöhemmin höyhenpuvun loiset ja DNA paljastivat flamingolintujen heimon olevan läheisempää sukua sorsille kuin haikaroille. Flamingo (Phoenicopterus roseus)

11 Sakari Topelius: "Vielä kauan hänen kuoltuaan muistelevat lapset hänen nimeään. Viisaat maailmassa sanovat toisilleen: Se oli mainio mies! Kun iltatuuli heiluu puissa, kukissa ja heinissä, kuulet maailman suhisevan ja melkein sanovan toisilleen näin: Hän oli mies, joka rakasti meitä ja ymmärsi meitä, oli nimeltä Carl von Linné. Se oli mainio mies!"

12 Varis Harmaatakki Nokivaris

13 Taksoni Suomeksi Latinaksi Kunta Eläimet Animalia Pääjakso Selkäjänteiset Chordata Luokka Linnut Aves Lahko Varpuslinnut Passeriformes Heimo Varislinnut Corvidae Suku Varikset Corvus Laji Varis Corvus corone Alalaji Harmaatakki C. c. cornix

14 Kuusi eliökuntaa Arkit Alkueliöt Sienet Kasvit Aitobakteerit Eläimet

15 Mikä on eliölaji? Biologinen laji: Eliöryhmä, jonka yksilöt voivat lisääntyä keskenään ja saada lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä!

16

17 Tieteellinen menetelmä (esimerkkinä Niko Tinbergenin naurulokkitutkimus) 1. Tehdään havaintoja luonnon ilmiöistä ja selvitetään mitä asiasta tiedetään. (Naurulokki poistaa munankuoret heti kun poikaset ovat kuoriutuneet). 2. Esitetään kysymys (Onko naurulokin lisääntymisen kannalta jotain hyötyä siitä että emo pitää kiirettä kuorien poistamisessa poikasethan jäävät hetkeksi ilman suojaa).

18 3. Muotoillaan hypoteesi eli väittämä (Munankuorten sisäpinnan valkea väri houkuttelee petoja paikalle). 4. Testataan hypoteesi eli yritetään kumota se! (Niko sijoitti maastoon keinotekoisia lokinpesiä. Osaan pesistä hän laittoi tavallisia rikkoutuneita munankuoria, osaan hän sijoitti kuoria joiden sisäpinta oli maalattu ulkopinnan väriseksi). 5. Jos hypoteesi ei kumoudu, voidaan julkaista tulos tai muotoilla haastavampi jatkohypoteesi. Jos hypoteesi kumoutuu, palataan alkuun (Niko Tinbergen julkaisi tuloksensa. Vuosien työn jälkeen vuonna 1973 hän sai Nobelin palkinnon ja muistetaan yhtenä etologian - eläinten käyttäytymistieteen - isistä) Parhaat tutkimukset perustuvat yleensä riittävän yksinkertaisiin hypoteeseihin ja kokeisiin.

19 Hypoteeseja voidaan testata: 1. Havaintoaineistolla (engl. observative) Kerätään havaintoja oletetun syyn ja oletetun seurauksen vaihteluväliltä. Tarkastellaan korrelaatioita tai riippuvuuksia. 2. Kokeellisesti (engl. experimental) Muutetaan oletettua syytä katsotaan muuttuko oletettu seuraus. Parempi tapa, mutta usein vaikeammmin toteutettavissa. Esim. hypoteesi: Ravinteikkailla mailla kasvaa enemmän sieniä. Havainnoiva: Mitataan esim. kymmenestä paikasta maaperän ravinteiden määrä ja lasketaan samoilta alueilta sienten määrä. Tarkastellaan korrelaatiota. Kokeellinen: Lannoitetaan esim. 5 arvottua aluetta ja jätetään 5 lannoittamatta. Lasketaan jonkin ajan kuluttua sienten määrät.