BIOS 1 - Jakso 1. Mitä elämä on?

BIOS 1 - Tehtävät s. 15

1. Elämän käsitteet suuruusjärjestykseen pienimmästä alkaen

atomi, makromolekyyli, molekyyli, soluelin, solu, kudos, elin, elimistö, eliö, eliöyhteisö, ekosysteemi, biosfääri.



2. Elämän perusominaisuudet mitkä seuraavista eivät ole kaikille eliöille yhteisiä ominaisuuksia?

-Unen tarve
-Ajattelukyky
-Liikkumiskyky




3. Elämän tunnusmerkkejä ja sopeutumiskeinoja miten on selitettävissä, että
a) Nykyisissä eliöissä on kauan sitten kuolleiden eliöiden atomeja?
Elämän kiertokulku. Mato on syönyt faaraota, lintu syö madon, lintu ulostaa sulaneen madon, uloste toimii ravintona kasville, lehmä syö kasvin, ihminen syö lehmän.

b) hiili on elämän tärkein rakennusaine?
Toisin kuin esim. Piistä, hiilestä voidaan muodostaa pitkiä hiiliketjuja joista voi siten syntyä monimuotoisia molekyylejä ja elämää.

c) vesi on elämän olemassaolon edellytys?
vesi voi sitoa massaansa nähden paljon lämpöenergiaa ja samasta syystä valtameret toimivat ilmaston säätelijänä jolloin elämälle on suotuisat olosuhteet +5 - +30 astetta.

d) korkealla vuoristossa elävillä ihmisillä veren punasolujen määrä ja hemoglobiinipitoisuus ovat suuremmat kuin lähempänä merenpinnan tasoa elävillä ihmisillä.
Koska ilma on ohuempaa korkealla vuoristossa noin (Himalaja 30% maanpinnasta) elimistö joutuu kompensoimaan vähässä olevaa happea.

e) syvänmeren eliötä on vaikea saada ehjinä tutkittavaksi?
Koska syvänmeren eliöt ovat tottuneet elämään kovassa paineessa ja vähäisessä hapessa ne eivät kestä veden pinnalla olevia olosuhteita hyvin.

f) kasvien siemenet voivat säilyä itämiskykyisinä kymmeniä vuosia?
kasvien siemenet sisältävät hyvin vähän vettä ja niiden aineenvaihdunta on miltei pysähtynyt.

4. 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?

a) Suuri verimäärä suhteessa ruumiinpainoon
Veren punasolut sitovat ja kuljettavat happea kehossa joten tämä vaikuttaa positiivisesti

b) Lihaksissa kymmenen kertaa enemmän happea sitovia myoglobiinimolekyylejä kuin maanisäkkäillä.
Vaikuttaa positiivisesti

c) Korkea maitohaponsietokyky
Ilmeisen hyvä sitruunahappokierto? Vaikuttaa positiivisesti.

d) Aineenvaihdunnan hidastuminen sukelluksen aikana.
Tarkoittaa vähemmän hapen kulutusta. Vaikuttaa positiivisesti.

e) Sydämen lyöntitiheyden hidastuminen 10-50% verrattuna normaaliin.
Ainakin sydän kuluttaa vähemmän happea. Vaikuttaa positiivisesti.

f) Hapekkaan veren virtauksen keskittyminen aivoihin ja sydämeen.
Aivot ja sydän ovat tärkeimmät hapen kuluttajat. Vaikuttaa positiviisesti.

5. Eliöiden yhteiset piirteet.
Eliöillä on yhteisiä ominaispiirteitä, jotka erottavat ne elottomasta luonnosta. Nimeä näistä kuusi ja selvitä lyhyesti kunkin merkitys eliöille.

1. Järjestyneisyys.
Molekyyli, soluelin, solu, solukko, yksilö, populaatio

2. Samankaltaiset kemialliset ominaisuudet
Monia kemiallisia yhdisteitä on vain elollisissa olennoissa, kuten proteiineja.

3. Informaation sisältäminen ja hyödyntäminen
Solujen informaatio sijaitsee DNA:n geeneissä.

4. Lisääntyminen
Kaikki eliölajit pystyvät saamaan jälkeläisiä ja siirtämään näin geeniensä sisältämän informaation uusille sukupolville.

5. Elämänkaari
Syntymä, kasvu, kuolema
6. Itsesäätelykyky
Tasapainottelua ympäristönsä kanssa.

7. Aineenvaihdunta
Aineenvaihdunta on kaikille eläville olennoille yhteistä.

8. Evoluutio
Eliöiden perintötekijöissä tapahtuu muutoksia, jotka mahdollistavat sopeutumisen senhetkisen ympäristöön ja kyvyn vastata ympäristön muutoksiin. Darwinismi; heikoimmat karsiutuvat pois.

6. Elämän esiintymistä rajoittavat tekijät mitkä tekijät rajoittavat ja millä tavoin elämän esiintymistä valokuvien A-D esittämillä alueilla?

A. Aavikko
Aavikolla on kuuma ja hyvin kuiva. Eliöillä ei ole käytössään elintärkeää vettä. Näin ollen aineenvaihdunnankin täytyy sopeutua hitaammaksi.

B. Etelämanner
Etelämantereella on hyvin kylmä ja niukasta ravintoa pois lukien meri. Eliöiden täytyy suojautua kylmältä esim. turkillaan tai rasvakerroksellaan. Kasvillisuutta vähän.

C. Himalajan ylänköalue 6000m merenpinnan yläpuolella
Happea käytössä vähän (30%). Eliöiden täytyy kompensoida tätä tehokkaalla hapen käytöllä. Hemoglobiini sekä punasolut.

D. Atlantin keskiselänne 3000m merenpinnan alapuolella.
Kova paine, ei valoa.

Yhteenveto

• Kaikki eliöt koostuvat samoista alkuaineista.
• Aineet kiertävät elottoman ja elollisen luonnon välillä.
• Hiili on elämän rakennusaine, koska se pystyy muodostamaan monenlaisia orgaanisia yhdisteitä.
• Kaikkia eliöitä yhdistävät samat perusominaisuudet.
• Elämän esiintymiselle välttämättömiä tekijöitä on lämpö, valo ja nestemäisessä olomuodossa vesi sekä oikeat alkuaineet.
• Nestemäinen vesi on elämälle tärkeä, koska se on hyvä liuotin, aineiden kuljettaja, lämmöntasaaja ja fotosynteesin raaka-aine.
• Elämän esiintymistä maapallolla rajoittavat myös paine, happamuus ja suolapitoisuus.

Lähde: BIOS 1. Happonen, Holopainen, Tenhunen, Sotkas, Tihtari-Ulmanen, Venäläinen. WSOYpro Oy, 5.-7. painos, 2011.