Esseekysymyksistä 1-2 voi saada enintään 9 pistettä/kysymys. Vastauksia pisteytettäessä huomioidaan asiatiedot, joista voi saada enintään 7 pistettä. Lisäksi vastaaja saa enintään kaksi pistettä, mikäli vastaus on selkeästi ja johdonmukaisesti laadittu eikä sisällä virheitä eikä epäoleellista tietoa. Vastauksen pitää mahtua sille varattuun tilaan. Vastaustilan ulkopuolelle kirjoitettua tekstiä ei 1. Geenien kloonaus plasmidien avulla. Geenien kloonaamiseen voidaan käyttää bakteeri- ja hiivasoluissa tavattavia rengasmaisia DNA-molekyylejä eli plasmideja. Tyypilliset plasmidit sisältävät paljon vähemmän nukleotideja kuin bakteerin tai hiivasolun kromosomit (1p). Geenien kloonaus aloitetaan eristämällä plasmidi-dna bakteeri- tai hiivaviljelmästä. Sen jälkeen kloonattava geeni ja plasmidi-dna pilkotaan restriktioentsyymillä (1p). Tämän jälkeen DNA-ligaasientsyymin avulla liitetään plasmidi-dna ja kloonattava geeni takaisin rengasmaiseksi DNA:ksi jota kutsutaan yhdistelmäplasmidiksi (1p). Yhdistelmäplasmidi siirretään bakteeriin tai hiivaan. Bakteeri- tai hiivaviljelmässä kloonattavaa geeniä saadaan nopeasti monistettua tai kyseisen geenin avulla voidaan tuottaa proteiinia (1p). Bakteeriin siirrettävä tumallisten eliöiden geeni on muokattava lähetti-rna:sta koska bakteerit eivät pysty poistamaan introneja (1p). Usein plasmidiin liitetään myös antibioottiresistenssin geeni (1p). Bakteeri- tai hiivaviljelmässä olevan antibiootin avulla voidaan helposti valita ne bakteerikloonit, joissa on kloonattava geeni. Jos halutaan tuottaa geenin avulla proteiinia, niin kloonattavaan geeniin pitää liittää bakteerissa/hiivassa toimiva säätelyalue (1p).
Esseekysymyksistä 1-2 voi saada enintään 9 pistettä/kysymys. Vastauksia pisteytettäessä huomioidaan asiatiedot, joista voi saada enintään 7 pistettä. Lisäksi vastaaja saa enintään kaksi pistettä, mikäli vastaus on selkeästi ja johdonmukaisesti laadittu eikä sisällä virheitä eikä epäoleellista tietoa. Vastauksen pitää mahtua sille varattuun tilaan. Vastaustilan ulkopuolelle kirjoitettua tekstiä ei 2. Mutaatiot ja niiden merkitys kasvien ja eläinten evoluutiolle. Mutaatiot ovat muutoksia eliön perimässä. Muutokset voivat tapahtua joko somaattisissa soluissa tai sukusolulinjan soluissa (1p). Ainoastaan sukusolulinjan mutaatioilla on merkitystä evoluutiossa koska somaattiset mutaatiot eivät periydy jälkeläisille. Mutaatioita voi tapahtua DNA-molekyyleissä, kromosomeissa tai kromosomistoissa (1p). DNA-molekyylissä tapahtuvat ns. geenimutaatiot ovat usein yhden emäksen muutoksia, jossa emäs korvautuu toisella emäksellä. Kromosomimutaatiossa kromosomin rakenne muuttuu siten että tietty kromosomin jakso häviää, kääntyy, siirtyy tai kahdentuu (1p). Kromosomistomutaatioissa kromosomien lukumäärä muuttuu, esimerkiksi yksi kromosomi saattaa puuttua (monosomia) tai olla ylimääräisenä (trisomia). Polyploidioissa kokonaiset kromosomistot voivat esiintyä monikertoina (1p). Perinnöllisen muuntelun yhtenä lähteenä mutaatiot omalta osaltaan mahdollistavat eliöiden sopeutumisen elinympäristöjen muutoksiin (1p). Suvuttomasti lisääntyvillä eläimillä ja kasveilla mutaatiot ovat tärkeämpiä kuin suvullisesti lisääntyvillä eläimillä tai kasveilla, koska uutta perinnöllistä muuntelua ei synny sukusolujen perintötekijöiden sattumanvaraisessa yhdistymisessä (1p). Mutaatiot ovat useimmiten neutraaleja tai elinkelpoisuutta heikentäviä, vain harvoin ne parantavat sopeutumista. Kasvilajien evoluutiossa kromosomistomuutokset ovat olleet tärkeitä, monet kasvilajit ovat syntyneet toisistaan polyploidian avulla. Eläinten evoluutiossa polyploidiat ovat harvinaisia (1p).
Esseekysymyksestä 3 voi saada enintään 6 pistettä. Vastauksia pisteytettäessä huomioidaan asiatiedot, joista voi saada enintään 4 pistettä. Lisäksi vastaaja saa enintään kaksi pistettä, mikäli vastaus on selkeästi ja johdonmukaisesti laadittu eikä sisällä virheitä eikä epäoleellista tietoa. Vastauksen pitää mahtua sille varattuun tilaan. Vastaustilan ulkopuolelle kirjoitettua tekstiä ei 3. Miten biotekniikkaa voidaan hyödyntää kasvinjalostuksessa? Tärkeimpiä biotekniikoita viljelykasvien jalostuksessa ovat geenitekniikka ja solukkoviljely eli mikrolisäys (1 p). Geenitekniikan avulla pyritään tavallisimmin jalostamaan viljelykasveista lajikkeita, joissa yhden geenin ohjaamaa ominaisuutta on muutettu. Siirtogeenisellä kasvilla tarkoitetaan kasvia, jonka perimässä siirretty geeni on toimivana osana. Siirtogeenitekniikalla voidaan kasvien perimää muuttaa halutulla tavalla ylitse luontaisten risteytymisesteiden. Geenejä voidaan siirtää kasvisoluihin esimerkiksi agrobakteerien ja geenipyssyn avulla (1 p). Esimerkiksi maissista on tuotettu geenitekniikan avulla tietyille tuhohyönteisille vastustuskykyinen lajike, ns. Bt-maissi. Bt-maissiin on siirretty Bacillus thuringiensis -maaperäbakteerin Bt-toksiinia tuottava geeni. Bt-toksiini on haitallinen tietyille maissin tuhohyönteisille. Ainakin yksi esimerkki muista geenitekniikalla tuotetuista viljelykasveista, esimerkiksi riisi, joka tuottaa A-vitamiinin esiastetta betakaroteenia (ns. kultainen riisi), tavallista tomaattia paremmin säilyvä muuntogeeninen tomaatti, rikkakasvimyrkkyjä kestävä soija tai sininen ruusu (1 p). Solukkoviljelyssä eli mikrolisäyksessä kasvatetaan juuren tai verson aktiivisesti kasvavaa kärkisolukkoa ravintoalustalla. Ravintoalustalle lisättyjen kasvihormonien avulla viljeltävät solut saadaan erilaistumaan taimiksi. Solukkoviljelyn avulla tuotetaan perimältään identtisiä taimia (1p).
4. Määrittele lyhyesti mitä tarkoitetaan seuraavilla termeillä (jokaisesta alakohdan oikeasta vastauksesta voi saada enintään 1 pisteen): a) Kaikkikykyiset eli totipotentit kantasolut Kaikkikykyiset kantasolut pystyvät erilaistumaan minkä tahansa kudoksen soluiksi. Hedelmöittynyt munasolu ja ihmisalkion solut 2-3 vuorokauden ikään (16-soluasteelle) asti ovat kaikkikykyisiä. b) Käänteiskopioijaentsyymi Entsyymi jonka avulla yksijuosteinen RNA-molekyyli saadaan käännettyä sitä sekvenssiltään vastaavaksi komplementaariseksi DNA:ksi. c) Bakteriofagi Bakteerissa lisääntyvä virus, bakteerin loinen. Sekä RNA:ta että DNA:ta sisältäviä bakteriofageja tunnetaan sekä yksi- että kaksijuosteisina lajeina.
d) Geenikartoitus Geenien tai DNA-merkkien sijainnin selvittäminen kromosomissa. Voi tarkoittaa myös geenin emäsjärjestyksen selvittämistä. e) Heteroosi Heteroosilla tarkoitetaan heterotsygoottisten genotyyppien paremmuutta jossakin ominaisuudessa verrattuna vanhempien (homotsygoottisten genotyyppien) ominaisuuksiin. Ilmiötä hyödynnetään kasvin- ja kotieläinjalostuksessa. f) Transposoni Transposonit eli hyppivät geenit ovat DNA-jaksoja, jotka pystyvät siirtymään paikasta toiseen kromosomien sisällä tai kromosomien välillä. 2