BIOLOGIAN PRELIMINÄÄRIKOE 2008

Transkriptio

1 BIOLOGIAN PRELIMINÄÄRIKOE 2008 Vastaa 8 tehtävään. Kukin tehtävä on 6 pisteen arvoinen, +:lla merkittyjen jokeritehtävien maksimipistemäärä on Vastaa kuhunkin kohtaan lyhyesti, enintään muutamalla lauseella. a) Kun järvi rehevöityy, siinä alkaa kasvaa entistä enemmän happea tuottavia kasveja. Miksi tällaista järveä kuitenkin uhkaa happikato? b) Miksi sellaista ekosysteemiä, jossa petoeläimiä on enemmän kuin kasveja (kuivapainona mitattuna), ei voi pysyvästi olla? c) Jos ilmasto lämpenee ennustetulla tavalla lähivuosisatoina, miksi etenkin pohjoisen tundran eliölajit kärsivät elinympäristön vähenemisestä? d) Silloin tällöin syntyy valaita, joilla on vaillinaisesti kehittyneet takajalat (normaalisti valailla ei takajalkoja siis ole lainkaan), mutta höyhenellisen nisäkkään löytymistä ei kuitenkaan pidetä edes mahdollisena. Miksi? 2. Kopioi seuraava taulukko vastauspaperiisi. Merkitse siihen rastilla (x), mitä soluelintä tavataan milläkin eliöllä. Kerro lisäksi lyhyesti, mikä on mainitun soluelimen merkitys. kolibakteeri leivinhiiva sinivuokko rotta Soluelimen merkitys plasmidi solukalvo soluseinä lysosomi mitokondrio ribosomi 1/2008 s. 1/12

2 3. a) Translaatiossa siirtäjä-rna:t tuovat ribosomille peräkkäin metioniinin, tryptofaanin, tyrosiinin ja asparagiinihapon. Käytä apunasi oheista taulukkoa ja selvitä, mitkä ovat näitä aminohappoja kuljettavien siirtäjä-rna-molekyylien tunnistusemäskolmikot (antikodonit)? b) Mitkä seikat takaavat translaatiossa, että aminohapot tulevat DNA:n määräämään järjestykseen? c) Kuinka entsyymin aminohappojärjestys vaikuttaa sen toimintaan? Lähetti-RNA:n emäskolmikot ja niitä vastaavat aminohapot. alkava emäs U C A G keskimmäinen emäs U C A G fenyylialaniini seriini tyrosiini kysteiini U fenyylialaniini seriini tyrosiini kysteiini C leusiini seriini lopetus lopetus A leusiini seriini lopetus tryptofaani G leusiini proliini histidiini arginiini U leusiini proliini histidiini arginiini C leusiini proliini glutamiini arginiini A leusiini proliini glutamiini arginiini G isoleusiini treoliini asparagiini seriini U isoleusiini treoliini asparagiini seriini C isoleusiini treoliini lysiini arginiini A metioniini treoliini lysiini arginiini G valiini alaniini asparagiinihappo glysiini U valiini alaniini asparagiinihappo glysiini C valiini alaniini glutamiinihappo glysiini A valiini alaniini glutamiinihappo glysiini G lopettava emäs 4. Mutu (Phoxinus phoxinus) on Suomessa yleinen parvikala. Mutu voi vaihtaa väriään jos mutu oleilee tummapohjaisessa vedessä, se on pian tummahko, jos taas pohja on vaalea, sen väri vaalenee. Lukion tutkimuskurssilaisia kiinnosti tietää, mitä mutu tekee, jos se joutuu yllättäen valitsemaan tumman ja vaalean alustan välillä meneekö se sen väriselle pohjalle kuin mitä se itse valintahetkellä on, vai meneekö se mihin sattuu ja vaihtaa sitten värinsä pohjan mukaiseksi. Kurssilaiset arvelivat, että pedoilta suojautumisen kannalta mudun on parempi uida nopeasti väriinsä sopivan pohjan päälle, koska värin muutokseen voi kuitenkin mennä minuutteja. Hypoteesia mutu valitsee mahdollisimman paljon itsensä värisen pohjan testattiin lukuisilla muduilla. Kukin niistä tummennettiin panemalla ne yksikseen tummaan astiaan puoleksi tunniksi. Mudut päästettiin yksitellen akvaarioon, jonka seinät oli peitetty ja jonka pohjasta puolet oli tummaa, puolet vaaleaa kaakelia. Kaloja tarkkailtiin piilosta ja mitattiin aika mutujen vapautuksesta siihen hetkeen, kun ne asettuivat aloilleen. Muistiin merkittiin myös, minkä väriselle alustalle ne asettuivat. Asetuttuaan tai viimeistään 5 minuutin kuluttua ne päästettiin takaisin jokeen, ja koetta jatkettiin seuraavalla mudulla, kunhan akvaarion vesi oli vaihdettu ja kaakelit huuhdeltu. (jatkuu seuraavalla sivulla) 1/2008 s. 2/12

3 Tulokset olivat tällaiset. Tummalle alustalle asettui ensimmäisen kahden minuutin kuluessa 25 mutua, ja niiden lisäksi viiden minuutin kuluessa 47 mutua. 4 mutua asettui kahden minuutin kuluessa vaalealle alustalle, ja viiden minuutin kuluessa vielä 2 lisää. 22 mutua jatkoi edestakaisin uiskenteluaan vielä 5 minuutin tarkastelun jälkeen. (Tämä tehtävä perustuu lukiolainen Johanna Karhun Viksu-kilpailun voittaneeseen työhön.) a) Esitä aineisto graafisesti. (2p) b) Miksi mudut laskettiin akvaarioon yksi kerrallaan (kaksi syytä)? (1p) c) Kuinka täydentäisit tutkimusta sellaiseksi, että sen avulla voitaisiin luotettavasti päätellä, sijoittuuko mutu samansävyiselle pohjalle kuin mitä itse on? (2p) d) Esitä ennuste (prediktio): millainen täydentämäsi tutkimuksen tulos tukisi hypoteesia. (1p) 5. Kasvien värien ja väriaineiden (pigmenttien) tehtävät ja merkitys. 6. a) Lissu on ABO-veriryhmältään A sekä rhesus-positiivinen (heterotsygootti). Lissun isä on veriryhmältään O. Lissun puoliso Peke on veriryhmältään B ja rh-negatiivinen, Peken äiti on veriryhmältään O. Millaisia jälkeläisiä Lissu ja Peke voivat saada kyseisten ominaisuuksien suhteen? (Asianomaiset geenit sijaitsevat eri vastinkromosomipareissa). (4p) b) Mistä johtuu, että Lissun munasolut voivat olla a) -kohdassa tarkasteltavien geenien suhteen monenlaisia? (2p) 7. a) Kun ympäristö happamoituu, muun muassa puut kärsivät monin tavoin, ja niiden kasvu heikkenee. Kuinka monistressiteoria selittää puiden kunnon huonontumista? b) Teollisuusmelanismi tarkoittaa sitä, että tummat eli melanistiset värimuodot yleistyvät teollisuusalueiden eläinpopulaatioissa, kun ilman noki- ja rikkidioksidipitoisuudet ovat suuria. Tunnetuin teollisuusmelanismin esimerkkilaji on koivumittari (Biston betularius), josta on hyvin tummia, vaihtelevan harmaita ja vaaleita värimuotoja. Perhosen väri riippuu siitä, mitä alleeleita sillä on väriin vaikuttavista geeneistä. Teollisuusmelanismi on hyvä esimerkki siitä, kuinka evoluutio synteettisen evoluutioteorian mukaan tapahtuu. Määrittele käsitteet evoluutio, kelpoisuus ja valinta teollisuusmelanismia esimerkkinä käyttäen. 8. a) Vertaile etusormen koukistajalihaksen lihassolun ja verisuonen seinämän lihassolun rakennetta ja toimintaa. (3p) b) Kun juokset täysillä tarpeeksi kauan, jalkojen lihakset väsyvät. Miksi? (2p) c) Selitä, kuinka lihassolujen toimintakyky palaa ennalleen rasituksen jälkeen. (1p) 1/2008 s. 3/12

4 9. Henkilöllisyyden todistamiseen esimerkiksi maiden rajoilla ja pankeissa on perinteisesti käytetty passia tai muita henkilöllisyystodistuksia, joissa on haltijan valokuva sekä tietoja hänen pituudestaan ja hiusten ja silmien väristään. Nykyisin on yksilöiden tunnistukseen alettu lisäksi laajalti käyttää biometrisia tunnisteita (biotunnisteita) eli yksilöllisiä fyysisiä ominaisuuksia tai käyttäytymispiirteitä. a) Biometrinen tunnistus voi perustua DNA:n yksilöllisiin piirteisiin. Kuinka eri yksilöt eroavat toisistaan DNA:ltaan? b) DNA:n erojen lisäksi biotunnisteita ovat vaikkapa sormenjäljet, kasvonpiirteet, kävelytyyli, ääni, kämmenen muoto, värin jakautuminen iiriksessä ja verkkokalvon verisuonitus. Mitä etuja biotunnisteiden käytöllä yksilöiden tunnistamisessa on perinteiseen passiin verrattuna? c) Mitä ongelmia ja haittoja biotunnisteiden käyttöön voi liittyä? 10. Kuinka bakteereita (niiden ominaisuuksia, osia ja niiden tuottamia aineita) käytetään hyväksi geenitekniikan perusmenetelmissä? +11. Oheisen karttaparin esimerkki Etelä-Suomesta kertoo, kuinka Suomen vanhat, jokseenkin kirveenkoskemattomat kliimaksi-vaiheen havumetsät (tumma alue kartalla) ovat viime vuosisatoina pirstoutuneet pieniksi ja toisistaan aikaisempaa kauempana oleviksi laikuiksi. Metsien pirstoutumisen myötä jopa tuhatlukuinen joukko metsien eliölajeja on vaarassa kuolla Suomesta sukupuuttoon. noin 1820 ja sama alue 2000 a) Erillisillä elinympäristölaikuilla elävät populaatiot siis usein pienenevät. Miksi? (5-6p) b) Millaisilla keinoilla voitaisiin vähentää elinympäristöjen pirstoutumisen haitallisia vaikutuksia? Tarkastele kahta keinoa lähemmin. (3-4p) +12. a) Kuinka ihmisen biologinen sukupuoli määräytyy? (1p) b) Sukupuolihormonien eritys, erityksen säätely ja vaikutukset aikuisella miehellä ja naisella. (Raskausajan hormonitoimintaa ei tarvitse selittää). (5p) c) Vertaile sukukypsyysiän alkamista ja päättymistä eri sukupuolilla. (3p). 1/2008 s. 4/12

5 BMOL Biologian preliminäärikoe 2008 Hyvä biologian opettaja, Ohessa tilaamasi biologian preliminäärikoe ja ohjeelliset vastausmallit. Koe on laadittu niin, että se muistuttaa varsinaista ainekoetta, joten sitä on helppo käyttää reaalikokeeseen valmistautuville opiskelijoille harjoituskokeena. Joissain lukioissa on varattu erityinen preliminääripäivä abiturienteille, jolloin kokeeseen on mahdollista käyttää kuusi tuntia. Mikään ei kuitenkaan estä opettajaa soveltamasta omaa aikatauluaan koetta voi siis käyttää parhaaksi katsomallaan tavalla. Koska kysymyksessä ei ole valtakunnallinen koe, ei ole ollut mitään syytä lähteä pohtimaan tarkkoja, yksiselitteisiä, pisteytysmalleja, vaikka olemmekin kirjanneet asioita 0,5p:n tarkkuudella. Vastaussuositukset ovat ohjeellisia. Työryhmä (Hannele Heino, Kaija Keski-Honkola. Sirpa Lappalainen, Birthe Lindqvist, Matias Lommi, Anneli Nukari ja Antti Rönkä kiittää kiinnostuksesta! Otamme mielellämme vastaa palautetta, jonka voi lähettää osoitteeseen: Parhain terveisin työryhmän puolesta: Antti Rönkä 1/2008 s. 5/12

6 Vastausmallit Biologian preliminäärikokeeseen a) Rehevöityminen lisää myös kuluttajien ja etenkin hajottajien määrää (0,5p), koska kuollutta eliöainesta on entistä enemmän (0,5p); aerobiset hajottajat voivat kuluttaa hapen loppuun (0,5p) varsinkin talvella. b) Kukin trofiataso kuluttaa suurimman osan alemmalta tasolta saamastaan aineesta (0,5p) esimerkiksi energiantuotantoon, liikkumiseen, lämmöntuottoon ja aineenvaihduntareaktioihin (kaksi asiaa mainittava, á 0,25p); kyse on siis energian ohivirtauksesta (0,5p) c) Ilmaston lämpenemisen vuoksi kasvillisuusvyöhykkeet leviävät kohti pohjoista: havumetsä leviää etelästä tundralle (0,5p), mutta tundravyöhyke ei voi levitä kohti pohjoista, koska Jäämeri tulee vastaan (1p) (lisäksi maan pallomuodon vuoksi (Maa kapenee kohti pohjoisnapaa), joten pohjoisempana olisi vähemmän tilaa tundralle vaikkei Jäämerta olisikaan; korvaava 0,5p. d) Valaat polveutuvat jalallisista maaeläimistä (0,5p) (ja jalkojen rakentumista ohjaavat, evoluutiohistorian aikana sammuneet geenit saattavat käynnistyä uudelleen; korvaava 0,5p), kun taas nisäkkäiden historiassa ei höyhenellisiä eliöitä ole lainkaan suoraan ylenevässä polvessa (1p) 2. 1p kustakin rivistä, 0,5p esiintymisestä, 0,5p merkityksestä. kolibakteeri leivinhiiva sinivuokko rotta Soluelimen merkitys plasmidi x x Plasmidin geenit tuottavat proteiineja eliön käyttöön; geenien siirtyminen eliöiden välillä. Korvaavaa plussaa siitä, että vastaaja on merkinnyt rastin kaikkiin kohtiin JA LISÄKSI selittää, että kasveilla ja eläimillä on plasmideja mitokondrioissa ja viherhiukkasissa. solukalvo Solukalvo säätelee monin tavoin solun aineiden ottoa ja x x x x poistoa soluseinä x x x Soluseinä on solukalvon ulkopuolinen tukirakenne lysosomi mitokondrio ribosomi x x x x x x x x x Lysosomi on kalvorakkula, joka pilkkoo entsyymeillään esimerkiksi solun tuottamia jätteitä Mitokondriossa tapahtuvissa soluhengityksen reaktioissa energiaa vapautuu solun käyttöön Ribosomeilla tapahtuu proteiinisynteesin translaatio eli aminohappoketjujen/polypeptidien/proteiinien synty 1/2008 s. 6/12

7 3. a) Siirtäjä-RNA-molekyylien antikodonit: metioniini UAC, tryptofaani ACC, tyrosiini AUA ja AUG, asparagiinihappo CUA ja CUG (1-2 virhettä tai puutetta = 1 p, useampi = ei pisteitä) (2p) b) Aminohapot tulevat DNA:n määräämään järjestykseen, koska lähetti-rna:n kodoni-/emäsjärjestys on DNA:n määräämä (0,5p) tietty siirtäjä-rna kuljettaa vain tiettyä aminohappoa / tiettyä aminohappoa kuljettavassa siirtäjä-rna:ssa on aina tietty antikodoni (0,5p) siirtäjä-rna tunnistaa ribosomilla olevasta lähetti-rna:sta antikodoniaan emäspariperiaatteella vastaavan kodonin (0,5p), jolloin sen kuljettama aminohappo tulee lähetti-rna:n määrämään kohtaan muodostuvassa aminohappoketjussa (0,5p) c) Entsyymin proteiiniosan aminohappojärjestys vaikuttaa entsyymin toimintaan siten, että aminohappojärjestys määrää entsyymin aktiivisen kohdan muodon (1p), johon perustuu, mihin substraattimolekyyliin entsyymi vaikuttaa (0,5p). Proteiinien rakenteen tarkempi selvittäminen (primaarirakenteisesta tertiaarirakenteiseksi) tai entsyymi-substraattiesimerkki (0,5p). yht. 2p. 4. a) x-akselilla mutujen sijoittuminen (luokiteltu samoin kuin tehtävässä alle 2 min, alle 5 min, ei sijoitu), y-akselilla mutujen lukumäärä; pylväsdiagrammi; akselit nimetty; tummalle ja valkealle alustalle asettuneiden mutujen osuudet voi värittää pylväisiin tai niille voi olla omat pylväät; kuvalle kuvateksti. (2p) Viivadiagrammista enintään 1p. b) Mudut olisivat voineet seurata toisiaan välittämättä pohjakaakelin väristä, mikä olisi vääristänyt tuloksia; yhtä mutua kerrallaan on helpompi seurata (1p) c) Pelkkiä tummia mutuja seuraamalla ei voi päätellä, että tummat mudut olisivat sijoittuneet tummalle alustalle juuri värinsä vuoksi. Koe on siis toistettava myös riittävällä määrällä vaalennettuja mutuja, joilla saatuihin tuloksiin tummien mutujen sijoittumista sitten verrataan. Tummat mudut = koe, vaalea = kontrolli. (2p) d) Tummien ja vaaleiden mutujen sijoittumisessa on oltava selvä väriin liittyvä ero erivärisille pohjille asettumisessa. Esimerkiksi jos tummat sijoittuvat etupäässä tummalle pohjalle ja vaaleat vaalealle, hypoteesi saa tukea. (1p) 6 pisteeseen vaaditaan koe- ja kontrolli-käsitteiden käyttöä c)-kohdassa. 1/2008 s. 7/12

8 5. Kasvien viherhiukkasissa sijaitsevat yhteyttämispigmentit, klorofyllit (tärkein) ja karotenoidit, absorboivat auringon valon energiaa fotosynteesin valoreaktioissa. (1p) Kullakin yhteyttämispigmentillä on oma absorptiospektrinsä. Tehokkaimmin imeytyvät sininen ja punainen säteily, heikoimmin keltainen ja vihreä. (1p) Yhteyttämispigmenttiensä vuoksi kasvit ovat ekologisesti omavaraisia; ne pystyvät valmistamaan tarvitsemansa yhdisteet sitomansa valon energian avulla. Useimpien ekosysteemien energiavirrat perustuvat kasvien sitomaan energiaan. (1p) (yht. 3p) Terälehtien ja vastaavien rakenteiden värit houkuttelevat pölyttäjiä, kuten hyönteisiä; siitepölyä tarttuu pölyttäjään, joka kuljettaa sitä seuraavaan kukkaan (1p) Hedelmien ja muiden vastaavien osien värit houkuttelevat eläimiä syömään; siemenet leviävät eläinten mukana, kun eläimet ulostavat niitä (1p) 1p jostain näistä: Värikkäiden kasvinosien ja niitä syövien eläinten tai pölyttäjien koevoluutio / hedelmien ym. houkuttimien väri muuttuu kasvukauden mittaan ovat raakoina usein vihreitä mikä takaa kasville sen, että siemenet eivät leviä ennen kuin ovat valmiit / esimerkkikasvi- ja eläinlajeja. 6. a) Risteytyskaavio, jossa vanhempien genotyypit (1p), sukusolut (1p), jälkeläiset (genotyypit 1p) fenotyyppien suhteellisine osuuksineen (1p). Jälkeläisistä käytävä ilmi, mikä genotyyppi vastaa mitäkin fenotyyppiä, ellei, -1p. Jos jälkeläisten genotyypit esitetty ilman että sukusoluja on yhdistelty, -1p. Yhteensä 4p b) Meioosin ensimmäisen jakautumisen (vähennysjakautumisen) keskivaiheessa tapahtuva eri vastinkromosomiparien toisistaan riippumaton sijoittuminen jakautumistason kahta puolta eli vapaan yhdistymisen sääntö. Saa selittää meioosidiagrammien avulla. Yksiselitteinen vastaus, vaikka omin sanoin; meioosi kumminkin mainittava. Lissu on heterotsygootti ei kelpaa vastaukseksi. 2p. 1/2008 s. 8/12

9 7. a) Kolmea asiaa selitettävä, á 1p: Monistressiteoria selittää puiden huonon kunnon johtuvan usean eri tekijän yhteisvaikutuksesta. Happamoittavien yhdisteiden, kuten rikin ja typen oksidien, suorat vaikutukset kasvin solukoihin, esim. neulasvauriot. Alttius tautimikrobeille ja hyönteisille, fotosynteesi heikkenee, haihtuminen lisääntyy. Maaperän ph:n alenee, mikä vapauttaa haitallisia metalliyhdisteitä, häiritsee maaperäeliöiden toimia ja lisää ravinteiden huuhtoutumista. Juuristo vaurioituu, veden ja ravinteiden otto häiriintyy. b) Määritelmät á 0,5p, teollisuusmelanismiesimerkit á 0,5p, yhteensä 3p. Evoluutio on populaation alleelifrekvenssin muuttumista, tässä tapauksessa sitä, että tummuusalleelit yleistyvät, harmaus- ja vaaleusalleelit harvinaistuvat sukupolvien mittaan. Kelpoisuus tarkoittaa eliön (yksilön tai genotyypin) kykyä saada lisääntymisikään saakka eläviä / lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä muihin populaation eliöihin (yksilöihin tai genotyyppeihin) verrattuna. Esimerkiksi jos tummat saavat keskimäärin useampia aikuiseksi eläviä jälkeläisiä kuin vaaleat, sanotaan että tummien kelpoisuus on suurempi. Valinta tarkoittaa eri genotyyppien, tässä tapauksessa eriväristen perhosten, erilaista kelpoisuutta. Teollisuusmelanismissa valinta johtuu siitä, että vaaleat joutuvat muita todennäköisemmin lintujen saaliiksi, mikä vähentää niiden alleelien osuutta. Valinta siis suosii muita tummempia yksilöitä ja sitä kautta niiden alleeleja (suuntaavaa valintaa). Siis geneettisistä eroista johtuvat kelpoisuuserot eli valinta saa aikaan evoluutiota. Kelpoisuus-käsitteen ymmärtäminen paremman tai sopeutuneimman synonyymiksi ( kelpoisimmat lisääntyvät tehokkaimmin ), evoluution ymmärtäminen tarkoitushakuiseksi (... tummuvat JOTTA eivät erottuisi... ) ja vastaavat epämääräisyydet vähentävät pistesaalista. 8. a) Lihassoluja vertailtava seuraavien asioiden kannalta (ensin etusormen, sitten verisuonen seinämän lihassolu): poikkijuovainen/sileä (etenkin poikkijuovaisen rakennetta selvitettävä tarkemmin; 1p), monta tumaa/yksi tuma, supistuu nopeasti/hitaasti, väsyy nopeasti/hitaasti, tahdonalainen/tahdosta riippumaton, suuri supistusvoima/vähäinen supistusvoima (4 asiaa, á 0,5p). Jonkin asian perusteellisempi selvittäminen korvaa puutteita. b) Ankara lihastyö kuluttaa happea soluhengityksessä nopeammin kuin mitä soluun tulee uutta happea. Tällöin glukoosia pilkottaessa eli glykolyysissä syntynyt palorypälehappo ei joudukaan mitokondrioon, vaan se muutetaan solulimassa maitohapoksi. Glykolyysissä vapautuva vähäinen ATP-määrä ei riitä lihassolujen energianlähteeksi, joten lihakset väsyvät. (2p) c) Lihassolun suorituskyky palaa ennalleen juoksijan levättyä, kun solut saavat taas happea tarpeeksi. Maitohaposta tehdään glukoosia, ja mitokondrioissa tapahtuva aerobinen soluhengitys jatkuu. (1p) 1/2008 s. 9/12

10 9. a) Kahden asian selittäminen riittää, á 1p Geeneistä on eri yksilöillä eri alleeleja, esim. veriryhmägeenit; geenien ulkopuoliset alleelit eli ns. roska-dna:n mikrosatelliittialleeleelit ovat eri mittaisia, DNA-sormenjäljet usein näistä; useista geeneistä on eri yksilöillä eri määrä kopioita; b) Neljän asian selittäminen, á 0,5p, yht. 2p Biotunnisteet ovat aina mukana, niitä on vaikea väärentää, vaikea varastaa, automaattinen tunnistus tulevaisuudessa nopeaa ja halpaa, rikollisuuden torjunta helpottuu c) Neljän asia selittäminen, á 0,5p, yht.2p Käyttökelpoisuutta vähentävät esimerkiksi kasvonpiirteiden muuttuminen ikääntyessä ja ilmeiden ja meikin vaikutus, äänen menetys tai muuttuminen esim. sairastumisen vuoksi. Valvonnan lisääntyminen vähentää yksilönvapautta, sormenjäljet ja iiris väärennettävissä. 10. Bakteerien ominaisuuksia, osia ja niiden tuottamia aineita käytetään hyväksi geenitekniikan perusmenetelmissä muun muassa seuraavasti (6 hyvin selitettyä kohtaa vaaditaan, á 1p): Bakteereita (Agrobacterium) ja bakteerien plasmideja, pieniä DNA-renkaita, käytetään geenisiirroissa vektoreina Kuumuutta kestävää DNA-polymeraasientsyymiä käytetään PCR-menetelmässä uuden DNA:n tuottamiseen (Bakteereista peräisin olevan) liittäjäentsyymin (ligaasientsyymin) avulla liitetään siirrettävä DNA-pala esimerkiksi plasmidiin (Bakteereista peräisin olevilla) katkaisuentsyymeillä (restriktioentsyymeillä) katkaistaan DNA:ta tietyistä kohdista geenien siirtämistä tai DNA-sormenjälkien laatimista varten Bakteerien nopeaa lisääntymistä hyödynnetään kloonattaessa geenejä bakteerikasvustossa (geenikirjasto) Bakteerien kykyä ottaa DNA:ta ympäristöstään hyödynnetään siirrettäessä plasmideja bakteereihin Bakteerien kykyä proteiinisynteesiin käytetään tuotettaessa siirtogeenisiä proteiineja bakteerikasvustossa 1/2008 s. 10/12

11 +11. Parhaisiin pisteisiin yltävässä vastauksessa populaation muutoksia käsitellään syntyvyyden, kuolleisuuden, tulomuuton ja lähtömuuton muutosten valossa ja käytettyjä käsitteitä selitetään riittävästi a) -kohta 5-6p: Sopivan elinympäristön laikku = saari elinympäristöksi sopimattomien alueiden meressä. (0,5p) Elinympäristölaikun koko vaikuttaa (0,5p): mitä pienempi laikku, sitä pienemmän populaation se voi elättää (0,5p) Mitä pienempi populaatio on, sitä enemmän ympäristötekijät, kuten säätila, saalistus jne., siihen vaikuttavat (alttius satunnaisille ympäristön muutoksille kasvaa) (0,5p) Pienissä populaatioissa sukusiitos ja geneettinen satunnaisajautuminen (0,5p)voimistuvat, mikä johtaa populaation geneettiseen köyhtymiseen eli perinnöllinen muuntelu vähenee (0,5p) Tällöin populaation sopeutumiskyky huononee, ja perinnölliset sairaudet voivat yleistyä (0,5p) Pienellä elinympäristölaikulla voi saalistus voimistua reunavaikutuksen vuoksi (0,5p) Elinympäristölaikun etäisyys muista laikuista vaikuttaa (0,5p): mitä lähempänä muita, sitä enemmän tulomuuttoa on (0,5p) Tulomuuton merkitys: populaation pieneneminen hidastuu, ja geenivirta hidastaa geneettistä köyhtymistä (0,5p) b) Keinoja, joilla voidaan vähentää elinympäristön pirstoutumisen vaikutuksia, ovat mm: Tutkimus, josta saadaan tarkempaa tietoa vähenemisen syistä (0,5p) Tutkimukseen perustuvien suojelusuunnitelmien laadinta (0,5p) Suojelu- ja rauhoitusalueiden perustaminen; tässä otettava huomioon alueiden koko, muoto, sijainti toisiinsa nähden (ekologiset käytävät ja askelkivet, etäisyys muihin alueisiin, avainbiotooppien suojelu, avainlajien suojelu, lähdepopulaatioden varjelu (1-2p) Talousmetsien käsittely sellaisin menetelmin, jotka ottavat huomioon pirstoutumisesta kärsivän lajiston vaatimuksia (riittävä lahopuiden jättäminen, vaihtelevan ikäisen puuston kasvattaminen, ei laajoja avohakkuita..) (1-2p) b-kohta 3-4p. 1/2008 s. 11/12

12 +12. a) Ihmisen sukupuoli määräytyy sukupuolikromosomien perusteella, jotka naisilla ovat samanlaisia eli X-tyyppiä ja miehillä erilaisia eli X- ja Y-tyyppiä. (1 piste): Genotyyppi, mies XY ja nainen XX Sukusolut ovat miehillä X- ja Y-tyyppiä ja naisilla X-tyyppiä Lapset: X + X tulee tyttöjä ja X + Y tulee poikia, lukusuhde 1:1 tyttöjä ja poikia b) Sukupuolihormoneja alkaa erittyä alkiolla 6-8 viikon iässä ja tässä vaiheessa sukuhormonit saavat aikaan sukupuolisen erilaistumisen tytöksi ja pojaksi Syntymän jälkeen sukupuolihormonit vaikuttavat tytön ja pojan toissijaisten sukupuoliominaisuuksien kehittymiseen ja lisääntymiseen Sukupuolihormonien erityksen säätelystä huolehtii miehillä ja naisilla hypotalamuksesta vapautuva gonadotropiineja vapauttava hormoni, joka aktivoi aivolisäkkeen etulohkoa Aivolisäkkeen etulohkosta erittyvät luteinisoiva hormoni (LH) ja follikkeleita stimuloiva hormoni (FSH) LH ja FSH hormonit säätelevät sukurauhasten toimintaa ja hormonieritystä molemmilla sukupuolilla, (2 pistettä) Hormonien vaikutukset miehissä: FSH-hormoni säätelee siittiöiden tuotantoa ja kypsymistä kiveksissä LH-hormoni aktivoi ja ylläpitää testosteronituotantoa kivesten välisoluista Testosteroni saa aikaan ja ylläpitää miehillä miehiset sukupuoliominaisuudet (parroituksen, karvoituksen ja äänenmurroksen, lihasvoiman), (1 piste) Hormonien vaikutukset naisilla: Lh-hormoni aktivoi munasolun irtoamisen munarakkulasta kuukautiskierron puolivälissä ja muuttaa munarakkulan keltarauhaseksi ja ylläpitää keltarauhastoimintaa kuukautiskierron loppupuolella Keltarauhasesta erittyy keltarauhashormonia eli progesteronia, joka valmistaa kohdun limakalvoa vastaanottamaan hedelmöittyneen munassolun Jos hedelmöitystä ei tapahdu, keltarauhanen rappeutuu ja progesteronin ja estrogeenin eritys vähenee ja kohdun limakalvo irtoaa kuukautisvuotona, (1 piste) FSH-hormoni kypsyttää munasolua munarakkulassa kuukautiskierron alkupuoliskolla ja aktivoi munasolun irtoamisen munarakkulasta Estrogeenia erittyy munarakkulasta kuukautiskierron alkupuolella ja se aktivoi kohdun limakalvon kasvun kuukautiskierron alkupuolella (Testosteronia erittyy pieniä määriä lisämunuaisytimestä molemmilla sukupuolilla) (1 piste) c) Murrosiän alkaessa hormonituotanto käynnistyy, hormonit aiheuttavat murrosiän nopean kasvupyrähdyksen ja tekevät tytöistä naisia ja pojista miehiä, toissijaiset sukupuoliominaisuudet kehittyvät Sukusolujen tuotanto käynnistyy, Murrosiän alkaminen tytöillä ajoittuu vuoden välille, pojilla murrosikä alkaa hiukan myöhemmin Naisilla vaihdevuosien aikana, vuoden iässä, estrogeenin ja progesteronin eritys munasarjoista vähenee, ovulaatiota ei enää tapahdu ja kuukautiset muuttuvat epäsäännöllisiksi ja loppuvat kokonaan, aivolisäkkeen hormonien tuotanto sen sijaan jatkuu edelleen Naisilla hormonien erityksen väheneminen saa aikaan väliaikaisia häiriöitä, unettomuutta, huimausta ja äkillistä lämmön kohoamista Miehillä ei ole vaihdevuosia, sillä kivesten testosteronin tuotanto vähenee hitaasti ja miehen elimistö tuottaa siittiöitä vanhuuteen asti, (3 pistettä) 1/2008 s. 12/12