Opetus: Biologia
Arviointi
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.
| 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 | |
| Glykosysomit. 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 | ||
| Värekarvat | ||
| Mikrotubulus Liittyvät solunjakautumiseen | ||
| 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. |
Veden merkitys
Luonnon tutkimus
== 7. lk: Eliökunta
Vesieläimet (levät, plankton)
Mikrobit: bakteerit ja arkit. Suurin osa alkueliöistä (tohvelieläimet, ameebat) joitain sieniä (hiivasieni, homesieni).
Plankton.
- Kasviplankton
- omavaraisia
- vesien happipitoisuus
- syanobakteerit, viherlevät ja piilevät.
- Eläinplankton
- Pieniä toisenvaraisia eliöitä
- Ripsieläimet, hankajalkaiset, vesikirput
- Korvameduusa
Kasvit
Selkärangattomia
Sudenkorennot
Opas: Suomen hyönteiset (Jani Järvi, Meri Lähteenarvo, Pasi Sihvonen, Luomus.fi). Pieni lyhennelmä:
Hyönteisten perusosat
- tuntosarvi
- pistesilmä, verkkosilmä
- takasiipi, etusiipi
- lonkka reisirengas, reisi, sääri, nilkka
- vatsakilpi, selkäkilpi, suukilpi
- hengitysaukko
Hyönteiset: Kolme osaa: Pää, keskiruumis (3 jaoketta, kuhunkin yksi pari jalkoja ja 2. ja 3. siipipari), takaruumis (jalaton).
esihyönteiset
hyppyhäntäiset
kaksisukahäntäiset
hyönteiset
siimahäntäiset
kolmisukahäntäiset
sudenkorennot
päivänkorennot
pihtihäntäiset
koskikorennot
suorasiipiset
torakat
ripsiäiset
nivelkärsäiset
jäytiäiset
täit ja väiveet
pistiäiset
käärmekorennot
kaislakorennot
verkkosiipiset
kierresiipiset
kovakuoriaiset
vesiperhoset
perhoset
kirput
kärsäkorennot
kaksisiipiset
Kalat
24h kalamaraton (IS). https://www.vapaa-ajankalastaja.fi/onki24/
Sammakot
Syntyminen: https://www.youtube.com/watch?v=dXpAbezdOho
Matelijat
Linnut
Nisäkkäät
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.youtube.com/watch?v=ikneKQAeUp0
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
Vuorovaikutus
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
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
- Kuvia: kauempaa, lähempää, yksityiskohtia
- Tunnista
- kirjoita nimi: tieteellinen nimi
- löytöpaikka ja -aika (koordinaatit suurinpiirtein)
- elinympäristö (kaupunki, puisto, metsä, niitty, . . . )
- 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
| 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.
Metsän tutkimusmenetelmiä
Metsätyypit (aarniometsä)
Sienet
Somekääpä: https://twitter.com/panuhalme/status/1275437955255955457
Kasvit
Wood wide web.
Puun runko: https://vimeo.com/196683500?t=0is44Mxt7SYaLql5PX93Iw&s=09
https://twitter.com/gunsnrosesgirl3/status/1542128259835596801?t=b9Zs9lU7cEI3LRoW3fkqng&s=09
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/
Uhanalaisia
Metsän käyttäminen
Metsien suojelu
9. lk
Solut
Soluelimet: Tehtävä. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Animal_cell_structure_numbered_version.svg
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 lyhyitä 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. (Kuva vuodelta 1952?)
- 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]
- 1962 Nobel-palkinto meni Crickille, Watsonille ja Wilkinsille.
DNA & Geenit: Mycomuncher-harjoitus
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, solun jakautuminen
Solu -> tuma -> kromosomi -> geeni. Geenin paikka kromosomissa on lokus.
Alleeli: homotsygoottinen alleeli ja heterotsygoottinen alleeli.
Ihmisellä 2x23 kromosomia (diploidia) paitsi sukusoluissa 1x23 kromosomia (haploidia)
| X | X | |
|---|---|---|
| X | XX | XX |
| Y | YX | YX |
Martin Gardner. Tyttö vai poika:
- Mr Jonesilla on kaksi lasta. Vanhempi on tyttö. Millä tn:llä molemmat ovat tyttöjä? V: 1/2
- Mr Smithillä on kaksi lasta. Ainakin toinen heistä on poika. Millä tn:llä molemmat ovat poikia? V: 1/3
- korvalehden nipukk
- pisamaisuus
- kieli torvelle
- hymykuopat
Multiplikoituneet alleelit.
Lisää kromosomeista: Beyond xx xy (Scientific American, Sep 2017).
Hermosolu
Osat
- 1. (Karkea) solulimakalvosto
- (2. Polyribosomi)
- 3. Ribosomi
- 4. Golgin laite
- 5. Tuma
- 6. Tumajyvänen
- 7. Solukalvo
- 8. Mikrotubulus
- 9. Mitokondrio
- 10. (Sileä) solulimakalvosto
- (11. Aksonikeko)
- (12. Schwannin solun tuma)
- 13. Synapsi (viejähaarake-sooma)
- 14. Synapseja (aksoni-tuojahaarake)
- 15. Tuojahaarake
- 16. Viejähaarake
- (17. Hermovälittäjäaine)
- 18. Reseptori
- 19. Synapsi
- (20. Mikrofilamentti)
- (21. Schwannin solun myeliinituppi)
- (22. Ranvierin kurouma)
- (23. Viejähaarakkeen pääte)
- (24. Synaptisia vesikkeleitä)
- 25. Synapsi (viejähaarake-viejähaarake)
- (26. Synapsirako9
Aivot ja hermosto
Miten ominaisuudet määräytyvät
Evoluutio
Ihmisen evoluutio
Kudokset
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:
- 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.
- Sydänlihas
- Haaraiset solut yhdistyvät verkkomaiseksi rakenteeksi
- supistuvat tahdistinsolujen avulla ilman erillistä signaalia
- Yksi tuma
- 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.
Ruoansulatus
Hengitys
Veri
Sydän ja verenkierto
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Wiggers_diagram
Maksa ja munuaiset
Umpirauhaset
Näkökyky
https://www.bbc.com/reel/video/p0c4238j/there-are-thousands-of-mites-living-on-your-face
Kuulo
Muita aisteja
Seksuaalisuus
Taudinaiheuttajat
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.
- DNA:ta -> tumaan asti, koska DNA:n lukukoneisto on siellä.
- 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.
Vektorirokote ja mRNA-rokote. mRNA ei läpäise solukalvoa (T-solut, . . .)
Biotekniikka
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)
