Tehtävät 1. Elämän käsitteet

Esitys aiheesta: "Tehtävät 1. Elämän käsitteet"— Esityksen transkriptio:

1 Tehtävät 1. Elämän käsitteet
Laita käsitteet suuruusjärjestykseen pienimmästä aloittaen: elin, ekosysteemi, solu, makromolekyyli, populaatio, soluelin, atomi, eliöyhteisö, kudos, biosfääri, molekyyli, elimistö, eliö. Atomi, molekyyli, makromolekyyli, soluelin, solu, kudos, elin, elimistö, eliö, populaatio, eliöyhteisö, ekosysteemi, biosfääri.

2 Tehtävät 2. Elämän perusominaisuudet
Mitkä seuraavista eivät ole kaikille eliöille yhteisiä ominaisuuksia: lisääntyminen, unen tarve, perinnöllisyys, aineenvaihdunta, ajattelukyky, evoluutio, elämänkaari, liikkumiskyky, järjestyneisyys, samankaltaiset kemialliset ominaisuudet? Unen tarve, ajattelukyky, liikkumiskyky.

3 Tehtävät 3. Elämän tunnusmerkkejä ja sopeutumiskeinoja
Miten on selitettävissä, että a. nykyisissä eliöissä on kauan sitten kuolleiden eliöiden atomeja? Kun eliö kuolee, hajottajat hajottavat sen sisältämät orgaaniset yhdisteet eli monimutkaiset hiiliyhdisteet takaisin epäorgaanisiksi aineiksi. Osa epäorgaanisista aineista palautuu kaasuina ilmaan, osa taas maaperään tai veteen. Tuottajat sitovat itseensä näitä epäorgaanisia aineita ja valmistavat niistä erilaisia orgaanisia yhdisteitä itsensä ja ravintoketjun muiden lenkkien käyttöön. Maapallolle ei tule muualta aineita (poikkeuksena meteoriitit), joten samat yhdisteet ja siten samat atomit kiertävät jatkuvasti elottoman ja elollisen luonnon välillä.

4 Tehtävät b. hiili on elämän tärkein rakennusaine?
Koska yksi hiiliatomi pystyy liittämään itseensä neljä muuta atomia ja ketjun muoto voi vaihdella (suora, haarautuva jne.), samoin kuin ketjun pituus. c. vesi on elämän olemassaolon edellytys? Nestemäisessä muodossa oleva vesi on: a. lämmön-tasaaja (olosuhteet maapallolla, eliöiden lämmön-säätely), b. aineiden kuljettaja, c. ympäristö solujen kemiallisille reaktioille, koska se liuottaa tehokkaasti useimpia aineita, d. fotosynteesin raaka-aine ja e. fotosynteesissä syntyvän hapen lähde.

5 Tehtävät d. korkealla vuoristossa elävillä ihmisillä punasolujen määrä ja hemoglobiinipitoisuus ovat suuremmat kuin lähempänä merenpinnan tasoa elävillä ihmisillä? Punasolujen tehtävänä on hapen kuljetus, ja happi sitoutuu punasoluissa olevaan hemoglobiiniin. Ylhäällä vuoristossa ilma on ”ohuempaa” eli siellä hapen määrä ilmassa on pienempi. Ihmisen solut tarvitsevat elintoimintoihinsa kuitenkin saman määrän happea kuin merenpinnan tasolla, joten elimistö muodostaa runsaasti punasoluja ja hemoglobiinia. Näin ihminen saa tarvitsemansa happimäärän myös ”ohuemmasta” ilmasta.

6 Tehtävät e. syvänmeren eliöitä on vaikea saada ehjinä tutkittaviksi?
Syvänmeren eliöt ovat sopeutuneet elämään kovassa paineessa. Merenpinnan tasolle nostettaessa sellaiset eläimet ”repeävät”, koska paine on paljon pienempi. f. kasvien siemenet voivat säilyä itämiskykyisinä kymmeniä vuosia? Siementen vesipitoisuus on erittäin pieni ja niiden solujen aineenvaihdunta miltei pysähtynyt, joten ne pystyvät säilymään eräänlaisessa horrostilassa pitkään. Kun ympäristö-olosuhteet muuttuvat jälleen suotuisiksi (siemen saa vettä, lämpöä ja ravinteita), siemen alkaa itää ja siitä kasvaa uusi kasvi.

7 Tehtävät Miten merinisäkkäät selviävät pitkistä sukelluksista?
Merinisäkkäät, kuten valaat, pystyvät sukeltamaan satojen metrien syvyyteen ja pidättämään hengitystään monesta minuutista jopa tuntiin. Miten seuraavat merinisäkkäiden rakenteelliset ja toiminnalliset ominaisuudet auttavat niitä pysymään sukelluksissa pitkiä aikoja?

8 Tehtävät a. Suuri verimäärä suhteessa ruumiinpainoon.
Kun eläimessä on paljon verta, sillä on paljon myös happea kuljettavia punasoluja. Eläin pystyy siis sitomaan punasoluihin paljon happea, kun se pinnalla ollessaan hengittää keuhkonsa täyteen ilmaa ennen sukellusta. b. Lihaksissa kymmenen kertaa enemmän happea sitovia myoglobiinimolekyylejä kuin maanisäkkäillä. Merinisäkkään sukeltaessa ja uidessa pinnan alla sen lihakset tekevät raskasta työtä, ja ne tarvitsevat happea varmistaakseen energiansaantinsa. Kun lihaksissa on paljon myoglobiinimolekyylejä, ne pystyvät tehokkaasti sitomaan veressä olevan hapen lihassolujen käyttöön.

9 Tehtävät c. Korkea maitohaponsietokyky.
Lihassolut pystyvät saamaan energiaa myös ilman happea tapahtuvissa aineenvaihdunta reaktioissa. Tällöin reaktioiden lopputuotteena syntyy maitohappoa, joka kertyy lihakseen ja aiheuttaa lihasten väsymisen ja kangistumisen. Korkea maitohaponsietokyky varmistaa sen, että sukeltava eläin ei ”mene hapoille”, vaan se pystyy jatkamaan sukellustaan. d. Aineenvaihdunnan hidastuminen sukelluksen aikana. Eläimen kaikissa soluissa tapahtuu jatkuvasti happea vaativia aineenvaihduntareaktioita. Kun aineenvaihdunta hidastuu, vähenee myös eläimen hapenkulutus, ja happi riittää pidemmäksi aikaa.

10 Tehtävät e. Sydämen lyöntitiheyden hidastuminen 10–50 % verrattuna normaaliin. Kun sydämen lyöntitiheys hidastuu, ei sydämen oma lihastoiminta kuluta niin paljon happea. Lyöntitiheyden hidastumisen seurauksena myös eläimen kudoksiin menevä verivirtaus hidastuu, jolloin hapenkulutuskin kudoksissa hidastuu ja sama happimäärä riittää pidemmäksi aikaa. f. Hapekkaan veren virtauksen keskittyminen aivoihin ja sydämeen. Aivojen hermosolujen hapensaannin pitää pysyä vakiona, jotta eläin pystyy toimimaan tarkoituksenmukaisesti. Sydämen hapensaanti varmistaa sydämen toimintatehon ja veren virtaamisen kaikkialle eläimen kehoon.

11 Tehtävät 5. Eliöiden yhteiset piirteet
Eliöillä on yhteisiä ominaispiirteitä, jotka erottavat ne elottomasta luonnosta. Nimeä näistä kuusi ja selvitä lyhyesti kunkin merkitys eliöille. (yo k-04) – Kaikki eliöt koostuvat joko yhdestä solusta tai suuresta määrästä soluja. Solut ovat elämän perusyksiköitä, joissa tapahtuvat kaikki elämän kannalta tärkeät reaktiot. – Eliöissä tapahtuu aineenvaihduntaa: ympäristöstä saatuja aineita hyödynnetään eliön rakennusaineiksi ja energianlähteiksi tai varastoitavaksi, käyttökelvottomat aineet poistetaan. – Geneettinen tieto, joka sisältää eliön rakennus- ja toimintaohjeet. Geneettinen tieto siirtyy vanhemmilta jälkeläisille.

12 Tehtävät – Lisääntymiskyky, jolla turvataan lajin säilyminen.
– Elinkaari: syntymä–kasvu–kuolema. – Sopeutuvuus: geneettinen tieto on saman lajin yksilöillä vähän erilainen. Muuttuvissa olosuhteissa parhaiten sopeutuvat yksilöt selviytyvät ja tapahtuu evoluutiota, lajinkehitystä. – Eliöt kykenevät vastaanottamaan ärsykkeitä ja reagoimaan niihin. Eliöillä on itsesäätelykyky: ne pystyvät reagoimaan muuttuneisiin olosuhteisiin muuttamalla omia elintoimintojaan.

13 Tehtävät 6. Elämän esiintymistä rajoittavat tekijät
Mitkä tekijät rajoittavat ja millä tavoin elämän esiintymistä valokuvien A–D esittämillä alueilla? a. Aavikko Aavikolla elämää rajoittavat kuumuus ja veden puute. Eliöiden kannalta sopivin lämpötila on + 5 °C – +30 °C, ja yli +45 °C lämpötilassa solujen proteiinit alkavat tuhoutua. Vettä tarvitaan soluissa liuottimena, aineiden kuljettajana ja lämmön tasaajana. Vesi on myös kasvien fotosynteesin toinen raaka-aine.

14 Tehtävät b. Etelämanner
Etelämantereella elämää rajoittaa kylmyys. Kun lämpötila laskee alle 0 °C, soluissa oleva vesi jäätyy ja muodostaa jääkiteitä, jotka rikkovat solut ja eliö kuolee sen aineenvaihdunnan pysähtyessä. c. Himalajan ylänköalue 6000 m merenpinnan yläpuolella Himalajan ylänköalueella elämää rajoittavat kylmyys ja hapen vähäinen määrä ilmassa. Kun lämpötila laskee alle 0 °C, soluissa oleva vesi jäätyy ja muodostaa jääkiteitä, jotka rikkovat solut ja eliö kuolee aineenvaihdunnan pysähtyessä. Eläimet tarvitsevat elintoimintoihinsa happea, ja niiden aineenvaihdunnan ja verenkiertoelimistön on toimittava tehokkaasti, jotta happea saadaan sidottua tarpeeksi solujen toimintaa varten.

15 Tehtävät d. Atlantin keskiselänne 3000 m merenpinnan alapuolella
Kolmen kilometrin syvyydessä merenpinnan alapuolella elämää rajoittavat pimeys ja suuri paine. Tuottajien fotosynteesi ei onnistu ilman auringonvaloa. Jo kilometrin syvyydessä paine on 100 kertaa suurempi kuin merenpinnan tasolla. Vain osa eliöistä pystyy kestämään niihin kohdistuvaa suurta painetta.