Tehtävät 1. Käsitteiden määrittely Yhdistä biologian eri alat oikeisiin määritelmiin. 1–d, 2–g, 3–f, 4–h, 5–a, 6–c, 7–b, 8–e

Tehtävät 2. Esimerkkejä käytännön biologiasta Miten ihminen hyödyntää seuraavia biologian havaintoja ja tutkimustuloksia? a. Monilla eläimillä on ympäristöön sopiva suoja väri. Armeijan sotilaiden maastopuvut, armeijan ajoneuvojen ja asumusten naamiointi, metsästäjien maastopuvut. b. Vedessä pystyy liikkumaan parhaiten, kun on olemukseltaan virtaviivainen. Sukellusveneiden ja laivojen virtaviivainen muoto, kilpauimareiden asut. c. Jokaisella ihmisellä on erilainen DNA. Ihmisten tunnistus (geneettiset sormenjäljet), esimerkiksi isyystutkimukset, rikostutkimukset.

Tehtävät d. Monet pieneliöt pystyvät hajottamaan jätteitä. Jätteiden biologinen hajottaminen: kompostit, jätevedenpuhdistamot. e. Ksylitoli vähentää hampaiden reikiintymistä. Ksylitolipurukumi, muut ksylitolia sisältävät tuotteet. f. Lepakot ja monet vesieläimet käyttävät suunnis-taessaan apuna kaikuluotausta. Kaikuluotainlaitteita käytetään apuna kalastus-aluksissa (kalaparvien löytämiseksi), laivoissa, sukellusveneissä ja lennonjohtotorneissa

Tehtävät 3. Tutkimussuunnitelman laatiminen Lehmät lypsävät enemmän maitoa, jos niille soitetaan musiikkia. Miten tutkisit tätä oletusta? a. Lehmät jaetaan kahteen yhtä suureen ryhmään ja erotetaan toisistaan. b. Toiselle lehmäryhmälle soitetaan musiikkia, toiselle ei. c. Lehmät lypsetään ja saadun maidon määrä mitataan ja merkitään muistiin. d. Koetta jatketaan usean päivän ajan.

Tehtävät e. Muut olosuhteet (ruoka, valaistus jne.) ovat molemmilla ryhmillä samanlaiset. f. Muutaman päivän päästä ryhmät vaihdetaan. Musiikkia kuunnellut lehmäryhmä on ilman musiikkia ja hiljaisuudessa ollut lehmäryhmä kuuntelee musiikkia. Musiikinkuunteluaika on yhtä pitkä molemmilla ryhmillä ja musiikkia soitetaan samoina vuorokaudenaikoina. g. Koetta jatketaan yhtä monta päivää kuin edellisellä kerralla. h. Jos musiikkia kuunnellut lehmäryhmä tuottaa enemmän maitoa, hypoteesi on osoittautunut oikeaksi.

Tehtävät 4. Luonnosta uusia keksintöjä Biomimetiikka tarkoittaa soveltavaa tieteenalaa, jossa luonnon rakenteita matkimalla saadaan uusia keksintöjä ihmisen käyttöön. Mihin tarkoituksiin ihminen voisi hyödyntää kuvien A–C esittämiä ilmiöitä? Monien kasvien lehtien pintaa peittävät mikroskooppisen pienet nystyt, jotka saavat aikaan sen, että vesipisara jää pyöreäksi ja valuu pois kasvin lehdeltä. Lisäksi vesipisara kerää pois kieriessään mukaan likaa. Ilmiötä voitaisiin soveltaa suunniteltaessa sellaisia esineitä ja tavaroita, joissa olisi hyötyä itsestään puhdistumisesta ja jotka joutuvat kastumiselle alttiiksi: autojentuulilasit, autojen maalipinnat, ulkoikkunat, ulkoiluvaatteet ja -kengät

Tehtävät b. Gekkoliskojen ja monien hyönteisten hyvä kiipeilykyky johtuu niiden jaloissa olevista mikroskooppisen pienistä karvoista. Tarttumisvoima on niin suuri, että se riittää vaikka pitämään gekkoliskon katossa roikkumassa pää alaspäin. Kuvassa gekkoliskon varpaiden alapintaa. Ilmiötä voitaisiin hyödyntää erilaisten tarttumiseen ja kiipeämiseen tarkoitettujen välineiden kehittämisessä: esimerkiksi vuorikiipeilijöiden ja rakentajien kengät. c. Ryhävalaiden rintaevien etuevien etureuna on kuhmurainen. Kuhmuraisuus vähentää veden vastusta ja lisää nostetta valaiden uidessa sukelluksissa. Ilmiötä voitaisiin hyödyntää erilaisten kulkuvälineiden (autot, lentokoneet, laivat, sukellusveneet) muotoilussa. Seurauksena olisi vähäisempi ilman tai veden vastus ja siten pienempi polttoaineen kulutus.

Tehtävät 5. Beriberi-taudin syyn selvittäminen Vuonna 1897 salaperäinen hermostosairaus vaivasi ihmisiä Saksan omistamassa Itä-Intiassa. Taudin nimi oli beriberi. Sairastuneet eivät pystyneet syömään mitään, ja he halvaantuivat. Tutkijat olettivat, että taudin aiheutti jokin bakteeri. He ruiskuttivat kananpoikiin bakteereja, jotka oli eristetty tautiin sairastuneiden ihmisten verestä. Kananpojat tulivat sairaiksi. Kuitenkin myös osa sellaisista kananpojista sairastui, joihin ei ruiskutettu bakteereja. Eräs tutkijoista, tohtori Eijkman, huomasi, että ennen kokeen alkua kaikki kananpojat olivat syöneet täysjyväriisiä, mutta kokeen aikana ne söivät puhdistettua riisiä. Kun tohtori Eijkman tutki asiaa, hän huomasi, että puhdistetusta riisistä puuttui tiamiini-niminen, B-vitamiinien ryhmään kuuluva vitamiini, joka on terveydelle välttämätöntä

Tehtävät a. Mikä oli tutkimusongelma? Mikä aiheutti ihmisten taudin? b. Mikä oli tutkijoiden hypoteesi? Taudinaiheuttajana oli jokin bakteeri. c. Kuinka hypoteesia testattiin? Tautiin sairastuneiden ihmisten verestä eristettyä bakteeria ruiskutettiin kananpoikiin d. Pitikö hypoteesi paikkansa? Ei pitänyt, koska myös sellaiset kananpojat sairastuivat, joihin ei ruiskutettu bakteereja. e. Millainen uuden hypoteesin pitäisi olla? Tautiin sairastuminen on yhteydessä puhdistettuun riisiin. Puhdistetusta riisistä puuttuu jokin sellainen aine, joka on välttämätön ihmisen terveydelle.

Tehtävät 6. Jyväskyläläinen tutkimus a. Mihin ongelmaan jyväskyläläiset tutkijat etsivät vastausta? Miten saaliseläinten varoitusvärit ovat kehittyneet siitä huolimatta, että poikkeavan väriset saaliseläimet ovat todennäköisesti heti joutuneet syödyiksi. b. Miksi he eivät käyttäneet tutkimuksessaan jotakin luonnossa esiintyvää varoitusväriä tai symbolia pahanmakuisissa olkitikuissa, esimerkiksi mustakeltaista väriyhdistelmää? Koska pedot ovat evoluution aikana sopeutuneet välttämään ko. väriyhdistelmän c. Miksi tutkijat laittoivat olkitikkuja sekä yksittäin että ryhmiin? Tarkoituksena oli tutkia, kumpi hypoteesi oli oikea, yksilövalinta- vai ryhmävalintahypoteesi.

Tehtävät d. Mihin johtopäätökseen tutkijat tulivat ensimmäisen kokeen jälkeen? Peto oppii välttämään nopeimmin ympäristöstä hyvin erottuvia saaliseläimiä silloin, kun ne esiintyvät ryhmässä. e. Miksi tutkijat tekivät vielä toisen kokeen, jossa kaikki saaliit olivat hyvänmakuisia mantelilastuja? Tutkijat halusivat selvittää, riittääkö jo aiemmin esiintynyt samanlainen varoitussymboli (taustasta erottuminen) siihen, että peto oppii välttämään myös uutta saaliseläintä. f. Mihin johtopäätökseen tutkijat tulivat toisen kokeen perusteella? Kun talitiaiset ovat oppineet varomaan ympäristöstä selvästi erottuvia, pahanmakuisia olkitikkuja, ne jättävät rauhaan myös hyvänmakuiset mantelilastut. Eroa ei ollut enää siinä, olivatko saaliseläimet yksin vai ryhmässä.