Opetus: Biologia

Kasvattaminen

Sammal: https://plantophiles.com/plant-care/how-to-grow-moss-indoors/

Tonneista hehtaareihin: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/8/3/034015?t=KiUY69uJNu5TeENXGfEkjA&s=09

7.lk Solu ja vesi

https://cod3v.info/index.php?title=Taxonomy

Solu

Solut ovat läpimitaltaan tavallisesti 5–200 mikrometriä, mutta pienimmät yksisoluiset bakteerit ovat läpimitaltaan vain 0,3 mikrometriä. Ihmisen suurimpia soluja ovat munasolut, hermosolut ja lihassolut, ja pienimpiä siittiösolut ja punasolut.

Soluelimet (soluorganellit). Lähde: Wikipedia.

Kasvisolu	Molemmat	Eläinsolu
Viherhiukkanen (kloroplasti)	Solukalvo. Lipidikaksoiskalvo: glyseroliin on liittynyt kaksi rasvahappoa ja hydrofiilinen fosfaattiryhmä. Rasvahappojen hydrofobiset osat, poolittomat hiiliketjut, ovat suuntautuneet kalvon keskelle.
Soluseinä	Solulima eli sytoplasma. Runsaasti proteiineja ja RNA:ta. Proteiinisynteesi tapahtuu soluliman ribosomeissa
Glyoksysomit. Glyoksylaattikierto mahdollistaa kasveille glukoosin synteesin rasvahapoista	Tuma. Solun perintötekijät sijaitsevat (aitotumallisissa soluissa) tumassa, joka on eristetty solulimasta tumakalvolla.
	Mitokondrio. Sisältää ATP:tä. Solussa voi mitokondrioita olla muutamasta tuhansiin. Muodoltaan mitokondriot ovat pitkulaisia, ja niiden sisäkalvossa on runsaita hyllymäisiä poimuja. Kehittyi varhaisen esieukaryoottisolun kanssa endosymbioosissa eläneestä aerobisesta bakteerista. ||
	Solulimakalvosto (endoplasmakalvosto). Rakenne on lähes samanlainen kuin solukalvon. Rakentuvat miltei kaikki solun rasva-aineet. Sillä on tärkeä rooli myös eritettävien ja soluelimiin päätyvien proteiinien valmistuksessa.
	Golgin laite. Viimeistelee erittyviä proteiinimolekyylejä. Osallistuu proteiinien muokkaamiseen lisäämällä niihin esimerkiksi hiilihydraattiryhmiä, jolloin syntyy glykoproteiineja. Golgin laitteen muita tehtäviä ovat eriterakkuloiden muodostaminen, eritettävän aineen pakkaaminen eriterakkuloihin, lysosomien kalvon muodostaminen sekä lysosomaalisten entsyymien valmistaminen.
	Eriterakkulat
	Endosomit
Solunesterakkulat (eli ontelot) hoitavat lysosomien tehtävää. Niiden tilavuus voi kasvisolussa olla jopa 90 % solun tilavuudesta.	Lysosomit. Solunsisäinen ruuansulatus. Osallistuvat solun puolustautumiseen hajottamalla bakteereita. Myös solujen omat kuluneet osat hajoavat lysosomien sisällä. Muodostuvat Golgin laitteessa.
	Peroksisomit. Osallistuu tärkeisiin solun aineenvaihdunta- ja signalointitehtäviin. On yksinkertaisen lipidikalvon ympäröimä. Sisältää hapettavia entsyymejä, katalaaseja ja peroksidaaseja, jotka käyttävät happea vetyatomien irrottamiseen orgaanisista yhdisteistä. Tämä reaktio tuottaa vetyperoksidia, mistä peroksisomi on saanut nimensä
	Kuljetusvekselit
	Keskusjyväset. Tärkeä tehtävä solunjakautumisessa. Keskusjyväset osallistuvat solunjakautumiseen vetämällä tuplaantuneet soluelimet sekä kromosomit kasvattamillaan mikrotubuluksilla kumpaankin syntyvään soluun.
	Ribosomit. Proteiinisynteesi tapahtuu sen pinnalla. Toiminta on tarkkaa ja nopeaa, ja vaatii paljon energiaa.
	Glykogeeni. Polysakkaridi ja ensisijainen hiilihydraattivarasto. Keho muuntaa glykogeenin glukoosia pääsääntöisesti ATP-molekyyleiksi.
	Rasvapisarat
	Värekarvat. Liikuttavat nestettä solun pinnalla tai liikuttavat itse solua nesteessä. Energia ATP:stä.
	Solun tukiranka. Koostuu proteiinien muodostamista säikeistä: (1) mikrotubuluksista, (2) mikrofilamenteista ja (3) välikokoisista säikeistä. Ne säätelevät muun muassa solun muotoa, soluelinten paikkoja, solun liikettä ja rakkuloiden kuljetusta solun sisällä.

Luonnon tutkimus

== 7. lk: Eliökunta

Vesieläimet (levät, plankton)

Mikrobit: bakteerit ja arkit. Suurin osa alkueliöistä (tohvelieläimet, ameebat) joitain sieniä (hiivasieni, homesieni).

Plankton.

1. Kasviplankton

• omavaraisia
• vesien happipitoisuus
• syanobakteerit, viherlevät ja piilevät.

1. Eläinplankton

• Pieniä toisenvaraisia eliöitä
  • Ripsieläimet, hankajalkaiset, vesikirput
• Korvameduusa

Itämeren meduusat

Selkärangattomia

AntLab

Sudenkorennot

• https://www.youtube.com/watch?v=EHo_9wnnUTE
• https://www.youtube.com/watch?v=m5XUdvBO_TE

Kalat

24h kalamaraton (IS). https://www.vapaa-ajankalastaja.fi/onki24/

Sammakot

https://today.uconn.edu/2020/02/tadpoles-break-tension-bubble-sucking/?t=GtruHcy8hObXJ303GnnwXA&s=09#

7. lk: Ekologia

XXX Bay ja hait.

Mao ja varpuset

https://www.bbc.com/reel/video/p0c4238j/there-are-thousands-of-mites-living-on-your-face

Ekosysteemi

Biodiversiteetti

• https://www.quantamagazine.org/reshuffled-rivers-bolster-the-amazons-hyper-biodiversity-20220607/?t=ZdaQ8H9jQCCpOOxCdsiBfQ&s=09

A mechanistic model of functional response provides new insights into indirect interactions among arctic tundra prey: https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ecy.3734

Suomalaisia ekosysteemejä

Rahtilaivat laskevat mereen sitä itseään

https://sites.google.com/site/vanamotiimi/tutkimusalueen-ekosysteemin-monimuotoisuus

http://biokenttakurssi.blogspot.com/2013/08/metsaekosysteemin-toiminta-ja-rakenne.html

Evoluutio

https://www.sciencealert.com/fruits-vegetables-before-domestication-photos-genetically-modified-food-natural?t=IbWfWZMpDsgI8gA_pRzXZw&s=09

Uhanalaisia lajeja

Punainen kirja https://helda.helsinki.fi/handle/10138/299501

Punainen lista: https://www.ymparisto.fi/punainenlista

laji. fi https://punainenkirja.laji.fi/results/MX.25861?checklist=MR.424

Wwf?

Uhanalaiset

• Nisäkkäät
• Linnut
• Kalat
• Putkilokasvit
• Kovakuoriaiset
• Äyriäiset
• Perhoset
• Pistiäiset
• Levät

Valitse 3 eliötä:

• Missä elelee (esim metsä, ...)
• Miksi uhanalainen
• Uhanalaisuusluokitus, lkm
• Muuta mielenkiintoista
• Kuva

Digiö

Kasveista, eläimistä ja sienistä

1. Kuvia: kauempaa, lähempää, yksityiskohtia
2. Tunnista
   1. kirjoita nimi: tieteellinen nimi
   2. löytöpaikka ja -aika (koordinaatit suurinpiirtein)
   3. elinympäristö (kaupunki, puisto, metsä, niitty, . . . )
3. Muuta mielenkiintoista

Kuinka monta:

• 50 eri lajia (ei mielellään lemmikkejä)
• 70 eri havaintoja

Arvostelu

• yllä olevat asiat, mutta lkm merkitsee eniten.

Tyyli vapaa, mutta iNaturalist on hyvä.

8.lk

Metsät

Mänty-, kuusi- ja lehtimetsät.

https://yle.fi/uutiset/3-12502080?t=3J6T3opLtUHWhdQRuTKE0A&s=09

Metsät

Mäntymetsä	Kuusimetsä	Lehto
Kuiva kangasmetsä	Tuore kangasmetsä	Lehto
Hiekka, sora	Moreeni	Multa
Vähän vettä	Hyvin vettä	Hyvin vettä
Jäkälät sammalet, puolukka	Varpuja, mustikka	pensaita, heiniä, vuokkoja jne.
Vähän valoa	Paljon valoa	Paljon valoa keväällä. Vähän valoa loppukesästä
Eläimiä vähänlaisesti	Eläimiä jonkin verran	Paljon eläimiä

Lisäksi sekametsät ja erityisesti aarniometsät. Ja harju- ja dyynimetsät, tulvametsät, kalliometsät ja poikkeavalla maapohjalla kasvavat metsät.

Sienet

Somekääpä: https://twitter.com/panuhalme/status/1275437955255955457

Kasvit

Juuret.

Wood wide web.

Puun runko: https://vimeo.com/196683500?t=0is44Mxt7SYaLql5PX93Iw&s=09

https://twitter.com/gunsnrosesgirl3/status/1542128259835596801?t=b9Zs9lU7cEI3LRoW3fkqng&s=09

• Glutamate

Selkärangattomia

Mehiläiset vs ampiaiset: https://twitter.com/newscientist/status/1547242315407818753?t=ZK6SFrLycr474t79eUD32g&s=09

Selkärankaisia

Alla muutama moderni lintujen käyttäytymiseen liittyvä sivusto:

• https://satelliitti.laji.fi/
• https://www.luomus.fi/fi/satelliittimerikotkat
• https://www.saaksilive.fi/

9. lk

Solut

Tuma, kromosomit, DNA.

Kromosomi on yhtäjaksoinen DNA-ryhmä.

• Ihmisellä 2x23 = 46
• Kiertynyt kromatiimiski histoniproteiinien ympärille.
• Sisältää geenejä kymmenistä tuhansiin.
• Löytyi vuonna 1842 värjäysaineilla.

Kromosomihäiriöt/ -poikkeavuudet

• Yleisin kromosomin nro 21 ylimäärä (yht 47 kromosomia): Downin syndrooma. Kromosomin 18 ja 13 trisomiat.
• Yylimääräiset sukupuolikromosomit eivät yleensä aiheuta vaikeaa kehitysvammaisuutta
• Rengaskromosomia.

DNA:n historia

• 1869: Sveitsiläinen Friedrich Miescher
• Phoebus Levene tunnisti sokerin fosfaattinukleotidit 1909 ja buonna 1929 deoksiriboosin. Ehdotti, että koostuu neljästä yksiköstä, mutta epäili että ne ovat lyhyiät ja säännönmukaisia.
• Nikolai Koltsov (1927) huomasi kaksi "peilirihmastoa"
• Jean Brachet (1933) löysi DNA:n tumasta ja että RNA on solulimassa.
• William Astbury (1933) sai ensimmäiset röntgendiffraktiokuvat DNA:sta. Katso wikipediasta esim. Kuva 51.
• 1943: Guaniinin määrä on sama kuin sytosiinin ja adeniinin määrän sama kuin tymiinin.
• 1952: DNA ja perinnöllisyys selvitetty: DNA on enetrobakteerin T2 phage, kts. Hershey-Chase -koe.
• Toukokuu 1952: Raymond Gosling ja ohjaajansa Rosalind Franklin ottivat Kuvan 51. Se annettiin Watsonille ja Cricklle. Franklin kertoi W&C:lle, että tukirangan pitää olla ulkopuolella.
• Helmikuu 1953: On 28 February 1953 Crick interrupted patrons' lunchtime at The Eagle pub in Cambridge to announce that he and Watson had "discovered the secret of life".[200]

Luusto

Luusto suojaa elimiä

Luusto on tukirankaa

Luiden ytimissä syntyy punasoluja

Luu:

• Luusoluja, hermoja, väliainetta, verisuonia
• Mineraalit: Ca, fosfaatit
• Kollageeniproteiini on kuin 3-säikeistä landaa. Se joustaa pituussuuunnassa
• Luukalvo

Aikuisella n 200 luuta, vauvalla 350 kpl.

Nivelet

• Sarananivel
• Pallonivel
• Satulanivel (peukalo--kämmen)
• Munanivel (värttinä--kämmen)

Hampaat

Lihakset

n 600 erilaista

Lihaskudoksia kolmea erilaista:

1. sileä lihas: sisäelinten seinämissä (myls karvankohottajalihas). Autonominen hermosto

• Yksitumaisia, muodoltaan sukkulamaisia
• Supistus voi kestää jopa 5 s, mutta supistuminen on hitaampaa kuin poikkijuovaisilla.
• Esim. suolistossa, verisuonissa, sappiteihyissä, virtsajohtimessa, kohdussa.

1. Sydänlihas

• Haaraiset solut yhdistyvät verkkomaiseksi rakenteeksi
• supistuvat tahdistinsolujen avulla ilman erillistä signaalia
• Yksi tuma

1. Luustolihakset eli poikkijuovaiset. Tahdonalaisia. Kiinnittyvät jänteiden avulla luihin.

• sylinterimäiset lihassolut eli lihassyyt
• Useita tumia
• solut pitkiä, mutta ohuita
• Kahdentyyppisiä punasoluja: punaiset hitaat, mutta kestävät. Valkoiset ovat nopeita mutta väsyvät nopeasti.

Energiantuottotavat

---

Adenosiinitrifosfaatti

• emäsosa (adeniini)
• sokerisoa (ribooni)
• fosfaattiosaa -> ADP -> AMP adenosiinimonofosfaatti

ATP on yhdiste, jota mitokondriot tuottavat (myös viherhiukkaset). Käytetään energian siirtoon ja varastointiin: energiaa vapautuu kun ATP hajoaa ensin ADP:ksi, sitten AMP:ksi. Ihminen käyttää ATP:tä noin painonsa verran: yksi molekyyli kierrätetään 1000 - 1500 kertaa, mutta lihaksissa varastoituneena vain vähän.

Aerobinen (hapellinen):

• ATP tuotetaan hiilihydraateista, rasvoista tai proteiineista: soluhengitys. Ei kovin tehokas (vaatii happea)

Anaerobinen laktaattinen

• ATP tuotetaan hiilihydraateista, glykogeenista tai glukoosista joita on lihassolussa. Syntyy maitohappoa, joka estää prosessin jatkumisen ja muutaman minuutin kuluttua.

Anaerobinen alalaktaattinen

• Energiaa tuotetaan vain ATP:stä (ja/tai kreatiinifosfaatista: KP). Voi jatkua vain muutaman sekunnin.

Voiman säätely

---

Aivoista käsky siirtyy selkäytimeen, josta siirtyy liikehermoa pitkin poikkivuovaisen lihassolun pinnalle. Kukin hermosolu on yhteydessä satoihin lihassoluihin.

Supistuvien solujen määrä määrittää käytettävän voiman

Yksittäiset solut ovat joko on/off

Voimaharjoittelu lisää lihasten kokoa, mutta ei solujen määrää.

Sydän ja verenkierto

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Wiggers_diagram

Näkökyky

https://www.bbc.com/reel/video/p0c4238j/there-are-thousands-of-mites-living-on-your-face

DNA ja geenit

https://teach.genetics.utah.edu/content/genscience/findagene.pdf

Mycomuncher (Myco, kreik. fungus. sieni.)

---

https://www.scienceinschool.org/2007/issue5/dnapuzzle

Collimonas fungivoransa -- maaperän bakteeri mikä syö fungusta SIENTÄ. Voi auttaa selvittämään sienien aiheuttamia sairauksia ihmisissä, kasveissa jne. Toistaiseksi se on ainoa tunnettu bakteeri, mikä osaa syödä sientä. Miten neljästä kirjaimesta ACGT voidaan päästä sieniä syövään bakteeriin.

1. DNAn pätkistä geenisekvenssi Viisi (5) pätkää DNA:sta:

• CTGCCGACC
• CCTGCTGCCG
• CGCCCGCCTGCT
• CGACCAACCAA
• GGCTGCGC

Muodosta niistä yksi pitkä oikea DNA:n sekvenssi (neljä geenisekvenssiä?). Vastaus: CGCTGCGCCCGCCTGCTGCCGACCAACCAA

2. DNA-sekvenssi proteiiniksi Tyypillinen geenisekvenssi, eli Collimonas-geeni muutetaan proteiiniksi. Kolme peräkkäistä DNA:n kirjainta muodostava codonin (jokin tietty aminohappo). Proteiinit muodostuvat aminohapoista. Vertaa aminohappoja tunnettuun listaan proteiineista!

• CGC = R
• CTG = L
• CCG = P
• ACC = T
• GGC = G
• TGC = C
• GCC = A
• AAC = N
• CAA = Q

codon

a specific sequence of three consecutive nucleotides that is part of the genetic code and that specifies a particular amino acid in a protein or starts or stops protein synthesis

3. Miten Collimonas hyödyntää proteiinia sienten syömiseen

Vertaa proteiinilistaa tunnettuun muiden organismien proteiinilistaan. Chitinase-proteiini hajottaa chitiini (kitiinin), sienen soluseinän. Collimonas saattaa hyödyntää tätä proteiinia tuhotakseen soluseinän jotta se saisi syötyä solun sisällä olevat ravintoaineet.

http://www.genomenewsnetwork.org/resources/whats_a_genome/Chp4_2.shtml

Perinnöllisyys

Solu -> tuma -> kromosomi -> geeni. Geenin paikka kromosomissa on lokus.

Alleeli: homotsygoottinen alleeli ja heterotsygoottinen alleeli.

Ihmisellä 2x23 kromosomia (diploidia) paitsi sukusoluissa 1x23 kromosomia (haploidia)

23. kromosomi. Äiti (XX), isä (XY)

	X	X
X	XX	XX
Y	YX	YX

Martin Gardner. Tyttö vai poika:

1. Mr Jonesilla on kaksi lasta. Vanhempi on tyttö. Millä tn:llä molemmat ovat tyttöjä? V: 1/2
2. Mr Smithillä on kaksi lasta. Ainakin toinen heistä on poika. Millä tn:llä molemmat ovat poikia? V: 1/3

Dominoivat alleelit:

• korvalehden nipukk
• pisamaisuus
• kieli torvelle
• hymykuopat

Multiplikoituneet alleelit.

• Silmien väri
• Veriryhmä

Lisää kromosomeista: Beyond xx xy (Scientific American, Sep 2017).

Virukset

Virukset tunkeutuvat soluihin ja saavat ne valmistamaan uusia viruksia, jotka jatkavat uusiin soluihin.

• esimerkiksi tarttumalla yhteensopivalla pintaproteiinillaan solukalvon reseptoriin, mikä johtaa endosytoosiin
• Jos se pääsee soluun, sen sisältämä nukleiinihappo vapautuu.

1. DNA:ta -> tumaan asti, koska DNA:n lukukoneisto on siellä.
2. NA:ta, se toimii joko solun lähetti-RNA:na tai retroviruksen tapauksessa se saa isäntäsolun muodostamaan RNA:sta viruksen sisältämän käänteiskopioijaentsyymin avulla vastin-DNA:ta (cDNA).

• Isäntäsolu alkaa valmistaa viruksen nukleiinihappojen kopioita sekä viruksen kuoriosia ja entsyymejä.

Virusten aiheuttamia tauteja

• AIDS (HI-virus)
• COVID-19 (SARS-CoV-2)
• denguekuume (denguevirukset/ flavivirukset)
• ebola (ebolavirus)
• flunssa (rinovirus ja yli 200 muuta)
• herpes (herpesvirukset)
• influenssa (influenssavirus on ortomyksovirus)
• isorokko (variola)
• keltakuume (flavivirukset)
• Marburgin tauti (Marburg-virus)
• myyräkuume (hantavirukset/ Puumala-virus)
• polio (poliovirus)
• SARS (SARS-CoV)

Viruksia käytetään myös hyödyksi esimerkiksi bakteereja vastaan tai hoitavien geenien kuljettajina kohdesoluihin.

Virus koostuu DNA- tai RNA-rihmasta sekä proteiinivaipasta (kapsisidista). Lisäksi saattaa olla lipidivaippa.

Rokotteet

• Heikennetyt elävät virukset: eivät kykene lisääntymään, mutta aktivoivat ihmiset immuunipuolustuksen.
• Inaktivoidut virukset. Esim. kuumentamalla tai kemikaaleilla.
• Peptidirokotteet: pintaproteiinien osia.

Koronarokotteet

• Comirnaty (Pfizer & BioNTech): mRNA sisältää SARS-CoV-2 -viruksen pintaproteiinin valmistusohjeen, jolloin isäntäsolut alkavat tuottamaan mRNA-koodin mukaista proteiinia.
• Spikevax (Moderna): mRNA
• Johnson & Johnson: Vektori
• Vaxzevria (Oxford & AstraZeneca): sisältää SARS-CoV-2-viruksen proteiinia tuottavan geenin. Vektorina adenovirus.
• Sputnik V: kaksi erityyppistä adenovirusta rokotegeenin kantajana.

Korona ja ravut: https://www.nationalgeographic.com/animals/article/horseshoe-crab-blood--can-save-lives-can-we-protect-these-animals-from-ourselves?t=ScKJVmj2ICKB_F8U-UcMXw&s=09

Vektorirokote ja mRNA-rokote. mRNA ei läpäise solukalvoa (T-solut, . . .)

Sanakoe

b-solut, diploidia, DNA, dominoiva alleeli, geeni, geenin aminohapot, haploidia, kromosomi, kromatiimi, munasolu, perinnöllisyys, resessiivinen alleeli, RNA, siittiö, solu, sukupuolikromosomit, t-(imu)solut tuma, valkosolut, virus (koostumus, rakenne)