Hyvän vastauksen piirteet: FI – Biologia

Hedelmöityksen määritelmä (enintään 2 p.):
Hedelmöitys tarkoittaa haploidien (1 p.) sukusolujen (muna- ja siittiösolujen) yhtymistä (1 p.). Tällöin muodostuu tsygootti (1 p.)

Hedelmöitystapojen vertailu (enintään 6 p. esimerkiksi seuraavista):

Ulkoinen hedelmöitys:
Aineiston kuvassa 1 olevalle rupikonnalle ja muille sammakkoeläimille on ominaista ulkoinen hedelmöitys (1 p.), jolloin sukusolujen yhtyminen tapahtuu ruumiin ulkopuolella. (1 p.) Koiras laskee siittiösolut (1 p.) naaraan veteen vapauttaman mädin (munasolujen) päälle (1 p.).

Sisäinen hedelmöitys:
Aineiston kuvassa 2 olevalle oravalle ja muille nisäkkäille on ominaista sisäinen hedelmöitys (1 p.), jolloin sukusolut yhtyvät naaraan sisällä (sukupuolitiehyessä) (1 p.).

Sisäisessä hedelmöityksessä sukusoluja tarvitaan pienempi määrä kuin ulkoisessa hedelmöityksessä. (1 p.) Sisäinen hedelmöitys ei tarvitse vesiympäristöä kuten ulkoinen hedelmöitys. (1 p.)

Lajien nimeämisestä ei anneta pisteitä.

Pölytyksen määritelmä:
Pölytyksellä tarkoitetaan siitepölyn kulkeutumista (1 p.) heteestä (1 p.) emille (emin luotille, paljassiemenisillä emilehdelle) (1 p.).

Pölytystapojen vertailu (enintään 5 p. esimerkiksi seuraavista):
Aineiston kuvassa 1 oleva mänty on tuulipölytteinen laji (1 p.) ja kuvassa 2 oleva mustikka hyönteispölytteinen laji (1 p.). Hyönteispölytteiset lajit houkuttelevat pölyttäjiä esim. tuoksun tai meden avulla. (1 p.)

Mänty on paljassiemeninen laji (1 p.), ja mustikka on koppisiemeninen laji (1 p.). Paljassiemenisillä lajeilla siemenaihe sijaitsee emilehden pinnalla. (1 p.) Koppisiemenisillä siemenaihe sijaitsee emin sikiäimen sisällä. (1 p.)

Korvaavaa tietoa: Molemmilla aineiston lajeilla ristipölytys edistää siementen kehittymistä. (1 p.)

Lajien nimeämisestä ei anneta pisteitä.

Tyypillinen virhe: Vastauksessa sekoitetaan toisiinsa pölytys ja siementen leviäminen.

Yhteensä enintään 7 pistettä esimerkiksi seuraavista:
Loinen on eliö, joka elää toisen eliön pinnalla tai sisällä ja joka tarvitsee isäntäeliötä elääkseen (1 p.) ja lisääntyäkseen (1 p.). Loinen hyödyntää isäntäeliönsä energiaa. (1 p.) Isäntä ei hyödy suhteesta, tai suhde on sille haitallinen. (1 p.) Isäntä voi olla joko eläin- tai kasvilaji. (1 p.) Loisista monet ovat mikrobeja, kuten bakteereja tai sieniä. (1 p.)

Loiset ovat sopeutuneet hyödyntämään isäntäänsä tappamatta sitä (1 p.), tai ne saattavat aiheuttaa isäntänsä kuoleman vasta sen jälkeen, kun ne ovat tuottaneet jälkeläisiä (1 p.). Loiset voivat myös siirtää isäntäänsä tauteja (esim. borrelioosi). (1 p.)

Loiset ovat yleensä spesifejä, eli ne ovat erikoistuneet elämään tietyissä lajeissa. (1 p.)

Loisten elinkaareen kuuluu usein väli-isäntä. (1 p.) Eräät loislajit vaikuttavat väli-isäntänsä käytökseen siten, että se on alttiimpi joutumaan loisen lopullisen isännän syömäksi. (1 p.) Jotkin lajit ovat loisia vain osan elämänkaarestaan. Esimerkiksi eräät pistiäiset loisivat perhosentoukissa vain toukkavaiheessaan. (1 p.) Loisia esiintyy usein eniten silloin, kun isäntälajin (tai väli-isäntälajin) kanta on tiheä. (1 p.)

Jos kokelas antaa havainnollistavan esimerkin yhdestä kasvin loislajista ja yhdestä eläimen loislajista (pois lukien aineiston 4.A lajit), saa kummastakin pisteen.

Yhteensä enintään 8 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Sisäloiset ovat yleensä rakenteeltaan yksinkertaisempia kuin ulkoloiset. (1 p.) Esimerkiksi sisäloisten aistielimet ovat kehittyneet heikommin kuin ulkoloisten. (1 p.) Sekä ulko- että sisäloiset ovat usein sopeutuneet kiinnittymään isäntäeliöönsä ja pysymään siinä kiinni. (1 p.)

Sisäloiset, kuten lapamato, elävät isännässään pääosan elämästään. (1 p.) Sisäloiset elävät usein suolistossa, mutta myös esimerkiksi aivoissa, silmässä, veressä tai lihaksissa. (1 p.) Ulkoloiset voivat irtautua isännästään löytääkseen paremman elinympäristön tai lisääntyäkseen. (1 p.) Esimerkiksi punkit kiinnittyvät isäntäänsä tilapäisesti imeäkseen verta. (1 p.) Ulkoloiset voivat tuottaa puuduttavia (1 p.) ja veren hyytymistä estäviä aineita (1 p.).

Sisäloiset lisääntyvät isäntänsä sisäpuolella ja ulkoloiset isäntänsä ulkopuolella. (1 p.) Esimerkiksi lapamato tuottaa munia ihmisen suolistossa (1 p.), josta munat päätyvät ulosteiden mukana veteen. (1 p.) Vedessä munista kuoriutuu toukkia, joita syövät äyriäiset ja niitä edelleen kalat (loinen kulkeutuu lihakseen tai mätipussiin) ja ihmiset. (1 p.) Ulkoloisista esimerkiksi punkit munivat maahan (1 p.), ja nuoruusvaiheessa (nymfivaiheessa) ne etsivät sopivaa isäntää (1 p.).

Ulkoloiset ovat alttiita ääreville lämpötiloille ja kosteusoloille. Sisäloisten elinympäristössä olosuhteet ovat yleensä tasaiset. (1 p.) Suolistoloiset ovat sopeutuneet selviämään hapettomissa olosuhteissa suolistossa. (1 p.) Lepovaiheessa ne ovat tarpeeksi kestäviä sietääkseen mahalaukun mahahappoja, kun ne kulkeutuvat isäntäeläimen suolistoon. (1 p.)

Jos kokelas antaa havainnollistavan esimerkin yhdestä sisäloisesta ja yhdestä ulkoloisesta (pois lukien aineiston 4.A lajit), saa kummastakin pisteen.

Yhteensä enintään 5 pistettä esimerkiksi seuraavista:

• Iho suojaa kehoa esimerkiksi taudinaiheuttajilta (1 p.) tai kemikaaleilta (1 p.).
• Ihon pinnalla elävät mikrobit (bakteerit ja sienet) estävät sairauksia aiheuttavien mikrobien yleistymistä. (1 p.)
• Iho pidättää haitallista UV-säteilyä (1 p.), säätelee kehon lämpötilaa (1 p.) ja tuottaa D-vitamiinia (1 p.).
• Iho toimii aistinelimenä (tunto-, lämpö- ja kipuaisti) (1 p.) ja erityselimenä (1 p.).
• Iho on nestevarasto (1 p.), ja se suojaa kuivumiselta (1 p.).
• Iho on rasvavarasto. (1 p.)

Pisteitys:
Kunkin kerroksen nimeäminen tuottaa yhden pisteen (3 x 1 p.).
Kunkin kerroksen toiminnan kuvaaminen tuottaa enintään 2–3 pistettä/kerros (yhteensä enintään 7 p.).

1. orvaskesi (1 p.)
   Orvaskesi on pinta- eli epiteelikudosta. (1 p.) Orvaskeden tyvikerroksessa syntyy jatkuvasti uusia soluja, eli se uusiutuu nopeasti. (1 p.) Orvaskeden uloin kerros on nimeltään marraskesi. (1 p.) Marraskesi koostuu kuolleista soluista (1 p.), jotka sisältävät sarveisainetta ja jotka hilseilevät pois (1 p.). Orvaskeden alaosassa on melanosyyttejä. Ne tuottavat melaniinia eli väriainetta, joka aiheuttaa ihon tumman värin. (1 p.)
2. verinahka (1 p.)
   Verinahka on pääasiassa sidekudosta. (1 p.) Verinahassa olevat sidekudossolut erittävät kollageenia, joka tukee ja vahvistaa ihoa. (1 p.). Kimmosäikeiden ansiosta iho on joustava ja kimmoisa. (1 p.). Verinahassa on veri- ja imusuonia (1 p.), hermosolujen haaroja ja aistinreseptoreita (1 p.), karvankohottajalihaksia (1 p.) sekä ihokarvojen tuppien yhteydessä sijaitsevia talirauhasia (1 p.). Hikirauhaset erittävät hikeä. (1 p.)
3. ihonalaiskudos/-kerros/ihonalainen rasvakerros (1 p.)
   Ihonalaiskudos on sidekudosta (1 p.) ja rasvakudosta (1 p.), jotka suojaavat kehoa kolhuja vastaan (1 p.) ja toimivat lämmöneristeenä (1 p.) ja energiavarastona (1 p.).

Yhteensä enintään 10 pistettä esimerkiksi seuraavista:

• Hankittu immuniteetti eli adaptiivinen immuniteetti perustuu T- ja B-soluihin (1 p.), joilla on spesifiset reseptorit mikrobeja vastaan. (1 p.)
• B-solujen pinnan reseptori on immunoglobuliini M (IgM) (1 p.) ja T-solujen reseptoria kutsutaan T-solureseptoriksi (1 p.). Kullakin yksittäisellä solulla on vain yksi reseptorityyppi (1 p.).
• Hankittu immuniteetti perustuu siihen, että T- ja B-soluilla on kullakin oma spesifinen reseptorinsa, eli kukin solu tunnistaa tietyn mikrobin tai muun antigeenin. (1 p.)
• Antigeeni voi olla esimerkiksi pintaproteiini tai muu viruksen rakenne. (1 p.)
• Kun B- tai T-solu kohtaa mikrobin, jota vastaan sillä on spesifinen reseptori, kyseinen solu jakautuu hyvin nopeasti (1 p.). B-solut kehittyvät plasmasoluiksi (1 p.).
• Tämä saa aikaan humoraalisen immuunivasteen (1 p.), jossa B-solut tuottavat liukoisia vasta-aineita (immunoglobuliineja) (1 p.), ja soluvälitteisen T-soluvasteen (1 p.), jossa ns. tappaja-T-solut tuhoavat mikrobeilla infektoituneet solut elimistössä (1 p.).
• T-imusolut jaetaan toimintansa perusteella kolmeen tyyppiin: T-tappajiin, T-auttajiin ja T-estäjiin. (kahden solutyypin nimeämisestä 1 p.)
• T-auttajasolut tuottavat sytokiinejä, jotka tehostavat immuunijärjestelmän toimintaa. (1 p.)
• B-solujen aktivaatiossa tarvitaan T-auttajasoluja. (1 p.)
• Kun taudinaiheuttaja on saatu eliminoitua, elimistöön jää B- ja T-muistisoluja (1 p.), jotka mahdollistavat immuunivasteen nopean uudelleenaktivoitumisen, jos sama mikrobi tavataan elimistössä uudestaan (1 p.).
• Muistisolujen ansiosta ihminen ei yleensä sairasta samaa mikrobitautia kahdesti. (1 p.)
• Hankittu immuniteetti saadaan sairastamalla tai rokotuksella (1 p.)
• Rokotteessa voidaan antaa tapettuja tai heikennettyjä mikrobeja, mikrobin antigeenia tai sitä koodaavaa lähetti-RNA:ta. (1 p.)

Yhteensä enintään 5 pistettä esimerkiksi seuraavista:

• Influenssaviruksia on eri tyyppejä, esimerkiksi influenssavirus A ja B. Yhden tyypin aiheuttaman taudin sairastamisesta ei saa suojaa toista tyyppiä vastaan. (1 p.)
• Influenssavirukset, kuten virukset yleensäkin, muuntuvat paljon mutaatioiden seurauksena (1 p.). Mutaatioita tapahtuu, kun viruksen RNA:ta kopioidaan isäntäsolussa. (1 p.)
• Influenssaviruksissa tapahtuu rekombinaatiota (1 p.) Ne voivat ottaa isäntäsolussa olevan toisen viruksen RNA:ta omaan perimäänsä (1 p.).
• Silloin myös niiden pintaproteiinit muuntuvat paljon (1 p.).
• B- ja T-solujen pinnan reseptorit eivät enää tunnista viruksen muuntuneita pintaproteiineja. (1 p.)
• Veren vasta-aineet ja muistisolut voivat vähentyä vuoden aikana, mikä heikentää immuniteettia influenssavirusta vastaan. (1 p.)

Yhteensä enintään 5 pistettä esimerkiksi seuraavista:
Monisoluiset eliöt tarvitsevat solunjakautumista kasvamiseen/yksilönkehitykseen. (1 p.)

Solunjakautuminen on tärkeää kudosten/solukkojen uusiutumisessa (1 p.), esimerkiksi ihmisellä seuraavissa rakenteissa: luukudos, verisolut, suolen epiteeli, hiukset, kynnet ja iho (esimerkistä enintään 1 p.). Erilaistumattomien kantasolujen kyky jakautua ja erilaistua mahdollistaa monissa tapauksissa kudosten uusiutumisen. (1 p.)

Solunjakautumista tarvitaan vaurioiden korjaamiseen (1 p.), kuten haavojen tai luunmurtumien paranemiseen (esimerkistä enintään 1 p.).

Ihmisen ja muiden nisäkkäiden haploidiset sukusolut muodostuvat meioosissa. (1 p.) Monien eliöiden suvuton lisääntyminen voi perustua myös mitoottiseen solunjakautumiseen. (1 p.) Tällaisia eliöitä ovat esimerkiksi sienieläimet, laakamadot ja monet kasvit (esimerkistä enintään 1 p.).

Apoptoosi

Yhdistämisestä oikeaan vaiheeseen 1–2 pistettä:
Apoptoosia tapahtuu sekä alkiovaiheessa (1 p.) että varsinaisessa sikiönkehitysvaiheessa (1 p.).

Enintään 2–3 pistettä seuraavista:
Apoptoosilla tarkoitetaan ohjelmoitua solukuolemaa (1 p.), joka laukeaa solun sisäisten säätelymekanismien johdosta (1 p.). Esimerkiksi kehittyvästä alkiosta poistuu ylimääräisiä soluja. (1 p.)

Sikiönkehitysvaiheessa esimerkiksi sormien ja varpaiden välit syntyvät apoptoosin kautta. (1 p.) Virheelliset tai vaurioituneet solut poistetaan yksilönkehityksen kaikissa vaiheissa apoptoosin kautta. (1 p.)

Alkiorakkula

Yhdistämisestä oikeaan vaiheeseen 1 piste:
Alkiorakkula liittyy solunjakautumisvaiheeseen. (1 p.)

Enintään 2–3 pistettä seuraavista:
Alkiorakkula on useista sadoista soluista muodostunut solurypäs, joka ei ole vielä uponnut kohdun seinämään (1 p.). Alkiorakkula muodostuu, kun solurykelmän sisään avautuu nesteen täyttämä ontelo. (1 p.)

Alkiorakkulan sisäsolumassasta kehittyy varsinainen alkio. (1 p.)

Alkiorakkulan ulkosoluista kehittyvät istukan sikiön puoleinen osa ja sikiökalvot / istukan osia. (1 p.) Alkiorakkula sisältää monikykyisiä soluja. (1 p.)

Neurulaatio

Yhdistämisestä oikeaan vaiheeseen 1 piste:
Neurulaatio tapahtuu alkiovaiheessa. (1 p.)

Enintään 2–3 pistettä seuraavista:
Neurulaatiossa ektodermi (uloin solukerros) muodostaa hermostolevyn (1 p.), joka kaartuu hermostoputkeksi (hermostokanavaksi) (1 p.). Neurulaatiossa erilaistuu hermosto (aivot ja selkäydin/keskushermosto). (1 p.)

Yhteensä enintään 13 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Plasmidi siirretään agrobakteeriin. (1 p.) Transformaatiota voidaan edistää esimerkiksi lämpökäsittelyllä tai sähköpulssilla. (1 p.). Agrobakteerialustalla suoritetaan antibioottivalintaa (1 p.), eli agrobakteeriviljelmää kasvatetaan antibioottialustalla. (1 p.) Vain ne bakteerisolut säilyvät elävinä, jotka ovat transformoituneet (1 p.) ja sisältävät antibioottiresistenssigeenin (1 p.). Plasmidi voi sisältää myös merkkigeenin (esim. hohtogeenin) kasvien valintaa varteen. (1 p.)

Tutkijat infektoivat neilikkakasvin steriilin solukkoviljelmän agrobakteerikannalla (1 p.), jonka jokaisen solun Ti-plasmidissa on sinistä väriä tuottavan entsyymin geeni (1 p.). Agrobakteeri-infektiota voi tehostaa vaurioittamalla kasvisolujen soluseinää. (1 p.)

Agrobakteeri siirtää plasmidin kasvisoluihin (1 p.), joissa se siirtyy tumaan (1 p.). Agrobakteerin plasmidissa on T-DNA:ksi kutsuttu osa, eli osa, jonka avulla haluttu geeni siirtyy osaksi kasvisolun genomia (1 p.).

Kasvihormonien avulla (1 p.) transformoituneista solukkoviljelmän soluista kasvatetaan uusia kasveja (1 p.), jotka tarpeeksi vartuttuaan siirretään kasvamaan multaan epästeriileihin olosuhteisiin (1 p.).

Kuten aineistotekstissä sanotaan, kukan väriin vaikuttavat monet tekijät. (1 p.) Todennäköisesti vain osassa näitä kasveja sinistä väriä tuottavan entsyymin geeni on aktiivinen ja alkaa toimia (1 p.) promoottorin avulla (1 p.). Siksi tarvitaan vielä kasvien valintaa (1 p.), jotta saadaan parhaiten sinisiä kukkia tuottavia neilikkakasveja.

Korvaavaa tietoa:
Jos plasmidi sisältää myös herbisidiresistenssigeenin, solukkoviljelmästä voidaan valita ne solut, jotka ovat transformoituneet. (1 p.)

Sinikukkaisia neilikoita voidaan risteytysjalostaa muiden neilikoiden kanssa (1 p.), jolloin jälkeläisissä voidaan saada yhdistymään erilaisia haluttuja piirteitä (1 p.)

Euroopassa geenitekniikan käyttöä koskeva lainsäädäntö on tiukkaa, joten todennäköisesti sinikukkaisten neilikoiden myynnin salliminen vie aikaa. (1 p.)

Tutkijat ovat sijoittaneet agrobakteerin plasmidiin promoottorin, joka alkaa toimia siinä vaiheessa, kun neilikan kukan kehitys alkaa (2 p.). Promoottori ei ole aktiivinen juurissa, varressa tai lehdissä ja siksi vain kukat ovat sinisiä, eivät kasvin muut osat. (2 p.) Kasvin kaikissa soluissa on samat geenit, mutta geenien toiminnan säätelyn seurauksena geeni aktivoituu vain kukissa/terälehdissä. (2 p.)

Pisteitys:

• Diagrammi on viivadiagrammi, jossa on kaksi muuttujaa. (1 p.)
• X-akselilla esitetään aika tunteina, akseli on nimetty ja se esittää kellonaikaa (0-24). (1 p.)
• Y-akseli esittää pitoisuuksia, akseli on nimetty ja sillä on yksikkö (mg/l). (1 p.)
• Diagrammilla on selite (hiilidioksidi ja happi on nimetty). (1 p.)
• Diagrammilla on sopiva otsikko. (1 p.)

Esimerkkikuvaaja

Tyypillisiä virheitä:

• X-akselilla on kellonajan (0-24) sijaan mittausjärjestys (1-25).
• Y-akselia ei ole nimetty, tai akselin yksikkö puuttuu.

Happipitoisuus pienentyy / on pienimmillään yöllä (1 p.), koska fotosynteesiä ei tapahdu pimeässä (1 p.), mutta eläimet ja vesikasvit (kaikki eliöt) (1 p.) käyttävät vedessä olevaa happea soluhengitykseen (1 p.).

Aamupäivällä valon määrä lisääntyy ja vesikasvit tuottavat fotosynteesissä happea (1 p.), jolloin veden happipitoisuus kasvaa (1 p.). Pitoisuuden huippu saavutetaan iltapäivällä. (1 p.)

Happipitoisuus alkaa taas pienentyä iltaa kohti (1 p.), kun fotosynteesin tehokkuus vähenee (1 p.) ja eliöt kuluttavat happea enemmän kuin sitä muodostuu (1 p.).

Tyypillinen virhe:

• Vastauksessa selitetään happipitoisuuden pieneneminen yöaikaan fotosynteesin päättymisellä ilman, että pitoisuuden pienenemistä liitetään samaan aikaan tapahtuvaan hapen käyttämiseen soluhengityksessä.
• Vastauksessa selitetään happipitoisuuden muuttuminen hiilidioksidipitoisuuden muuttumisella.

Hiilidioksidipitoisuus kasvaa yöllä (1 p.), koska kasvien ja eläinten (1 p.) soluhengityksessä vapautuvaa hiilidioksidia (1 p.) ei poistu / ei käytetä fotosynteesiin.

Pitoisuus alkaa pienentyä aamupäivällä (1 p.), kun fotosynteesi alkaa (1 p.), koska hiilidioksidi toimii fotosynteesin lähtöaineena (1 p.).

Pitoisuus alkaa kasvaa iltaa kohti (1 p.), koska fotosynteesin tehokkuus pienenee (1 p.), jolloin eliöt tuottavat hiilidioksidia enemmän kuin sitä sidotaan (1 p.).

Hiilidioksidipitoisuuden vaihtelu on vähäisempää kuin happipitoisuuden vaihtelu (1 p.), koska soluhengitys tapahtuu keskeytyksettä, toisin kuin happea vapauttava ja valoa vaativa fotosynteesi (1 p.)

Tyypillinen virhe:

• Vastauksessa selitetään hiilidioksidipitoisuuden kasvaminen yöaikaan fotosynteesin päättymisellä ilman, että pitoisuuden kasvamista liitetään samaan aikaan tapahtuvaan hiilidioksidin tuottamiseen soluhengityksessä.
• Vastauksessa selitetään hiilidioksidipitoisuuden muuttuminen happipitoisuuden muuttumisella.

Yhteensä enintään 3 pistettä seuraavista:
Ekologinen tehokkuus tarkoittaa hyötysuhdetta (1 p.), joka kertoo, kuinka suuri osuus eliön ravinnon energiasta (1 p.) sitoutuu sen kudoksiin (biomassaan). (1 p.) Sillä voidaan myös tarkoittaa koko trofiatasoon sidottua energiamäärää, joka on seuraavan trofiatason käytettävissä. (1 p.)

Sitoutumatonta energiaa kutsutaan energian ohivirtaukseksi. (1 p.) Ohivirtaavan energian johdosta biomassaan sitoutuu vain osa ravinnosta saadusta energiamäärästä. (1 p.) Eliöt kuluttavat energiaa muun muassa liikkumiseen ja lisääntymiseen. (1 p.)

Yhteensä enintään 7 pistettä esimerkiksi seuraavista:
Aineiston mukaan hyönteisen ekologinen tehokkuus on suurempi kuin märehtijän (naudan). (1 p.) Hyönteiset ovat vaihtolämpöisiä (1 p.), joten energiaa ei kulu ruumiinlämmön ylläpitoon (1 p.). Nauta on tasalämpöinen (1 p.), joten merkittävä osa sen energiasta kuluu ruumiinlämmön säätelyyn (1 p.).

Ulosteiden sisältämä energian osuus on pienempi märehtijällä (naudalla) kuin hyönteisellä (heinäsirkalla), eli märehtijä hyödyntää syömänsä ravinnon tehokkaammin. (1 p.) Koska naudalla on pötsissä mikrobeita, nauta pystyy hyödyntämään ravinnon energian tehokkaammin kuin hyönteinen. (1 p.)

Hyönteiset lisääntyvät yleensä munimalla, jolloin lisääntymiseen kuluu vähän energiaa. (1 p.) Naudan kehittyvä sikiö tarvitsee paljon energiaa. (1 p.)

Naudat tuottavat vasikkaa varten maitoa, jonka tuotantoon kuluu myös huomattava määrä energiaa. (1 p.) Naudan jalostaminen (suuri maidontuotto, nopea kasvu) on voinut vaikuttaa ekologiseen tehokkuuteen. (1 p.)

Naudan ruoansulatuselimistössä on runsas mikrobieliöstö, joka myös käyttää energiaa omaan aineenvaihduntaansa (1 p.) ja lämmön tuottoon (1 p.).

Vastauksessa voi käsitellä myös sitä, miten hyönteisen tai märehtijän elämänkaaren eri vaiheet vaikuttavat ekologiseen tehokkuuteen. (1–2 p.)

Tyypillinen virhe:

• Vastauksessa selitetään naudan pientä ekologista tehokkuutta naudan suurella koolla ja pitkällä elinkaarella. Koko ja elinkaaren pituus vaikuttavat tarvittavan ravinnon määrään, mutta ne eivät vaikuta suoraan ekologiseen tehokkuuteen (ravinnon käytön hyötysuhteeseen). Aineiston prosenttilukuja ei ole ymmärretty ravinnosta saadun energian jakautumisen suhteellisina osuuksina.

Elintarviketuotteiden hiilijalanjälki, yhteensä enintään 6–8 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Raaka-aineet (enintään 2 p.)

• Viljelyssä käytetään usein lannoitteita, joiden tuottamisesta syntyy kasvihuonekaasuja. (1 p.)
• Maanmuokkauksesta syntyy kasvihuonekaasupäästöjä. (1 p.)
• Viljelyksillä saatetaan käyttää tuholaistorjunta-aineita, ja myös niiden valmistuksessa syntyy kasvihuonekaasupäästöjä. (1 p.)
• Sadonkorjuun eri vaiheet tuottavat kasvihuonekaasupäästöjä. (1 p.)

Jalostus ja ruoka-annosten tuotanto (enintään 2 p.)

• Raaka-aineiden jalostus ja ruoka-annosten tuotanto vaativat raaka-aineiden kuljettamista, joka tuottaa päästöjä. (1 p.)
• Jalostamot ja tehtaat tuottavat mm. hiilidioksidipäästöjä. (1 p.)
• Tuotteiden pakkausmateriaalien tuotannosta syntyy päästöjä. (1 p.)
• Jalostuksessa syntyy myös aina hukkamateriaalia, joka lisää tuotteen valmistuksessa syntyvien päästöjen määrää. (1 p.)

Kuljetus ja jakelu (enintään 2 p.)

• Valmiiden pakkausten kuljetus tuottaa kasvihuonekaasuja. (1 p.)
• Valmiiden tuotteiden säilytys tuottaa kasvihuonekaasuja / kuluttaa energiaa. (1 p.)
• Lähellä tuotetun ruuan kuljetus kuluttaa vähemmän energiaa kuin kaukana tuotetun ruuan kuljetus (1 p.)

Käyttö (enintään 2 p.)

• Jos tuotteella on lyhyt säilyvyys, myymättömiä aterioita voi jäädä syömättä, päätyä hävikkiruoaksi ja joutua kaatopaikalle. (1 p.)
• Hävikkiruoka kasvattaa siten valmisaterioiden tuotannon hiilijalanjälkeä. (1 p.)

Kierrätys ja hävitys (enintään 2 p.)

• Ruokapakkauksen materiaali vaikuttaa siihen, voiko sen kierrättää. (1 p.)
• Pakkausmateriaalin kierrättäminenkin tuottaa päästöjä. (1 p.)
• Kaikki kuluttajat eivät kierrätä materiaaleja oikein. (1 p.)

Hiilijalanjälkien vertailu, yhteensä enintään 2–4 pistettä esimerkiksi seuraavista:

• Naudan ruokintaan tarvitaan rehua, ja viljelyalaa vaaditaan enemmän kuin pelkän kasvisruoan viljelyssä. (1 p.)
• Kun viljelyala on laajempi, myös viljelyn aiheuttamat päästöt ovat suuremmat. (1 p.)
• Naudan aineenvaihdunnassa vapautuu suuri määrä hiilidioksidia. (1 p.) Koska nauta on märehtijä (1 p.), sen ruoansulatuksessa syntyy myös metaania (1 p.).
• Karjanhoito tuottaa suuren määrän kasvihuonekaasuja (ylläpito ym. hoitotoimet). (1 p.)
• Nautojen teurastaminen ja lihan käsittely lisäävät kasvihuonekaasupäästöjä. (1 p.)

Nämä seikat voidaan käsitellä vastauksessa myös raaka-aineiden kohdalla tai muussa sopivassa yhteydessä.

Tyypillinen virhe:

• Vastauksessa mainitaan elintarvikkeiden valmistuksen eri vaiheita, mutta ei selitetä, millä tavoin vaiheet kasvattavat hiilijalanjälkeä.

Mikrosatelliitit koostuvat DNA:n toistojaksoista, jotka sijaitsevat geenien ulkopuolisilla alueilla. (1 p.) Toistojaksot ovat yleensä muutaman emäsparin pituisia. (1 p.) Toistojakson lukumäärä vaihtelee yksilöiden välillä. (1 p.) Yksilö voidaan tunnistaa luotettavasti, jos riittävän montaa toistoaluetta tutkitaan. (1 p.) Geenien ulkopuoliset alueet eivät ole yleensä luonnonvalinnan kohteena, minkä vuoksi yksilöiden välinen muuntelu on suurta. (1 p.)

Solunäytteiden keruun ja DNA-eristyksen jälkeen tutkimukseen valittuja toistojaksoalueita monistetaan koeputkessa PCR-tekniikalla. (1 p.) PCR-monistuksen jälkeen näytteiden toistojaksot erotellaan koon (toistojen lukumäärän eli DNA-juosteiden pituuden) perusteella elektroforeesilla. (1 p.)

Jos vertailunäyte on esimerkiksi tunnistettavan henkilön vanhemmalta tai lapselta, näyte on 50-prosenttisesti samankaltainen. (1 p.) Rekombinaatio pienentää näytteiden samankaltaisuutta (1 p.), ja mitä etäisempi sukulainen on kyseessä, sitä pienempi on samankaltaisuus (1 p.). Tämä heikentää tunnistamisen tarkkuutta. (1 p.)

ABO-veriryhmät eivät ole yksilöllisiä, vaan monella ihmisellä on sama veriryhmä. (1 p.) Siten veriryhmien määrittämisen avulla voidaan vain sulkea pois henkilö, joka ei ole lapsen isä. (1 p.) Veriryhmien avulla isyyttä ei kuitenkaan voi osoittaa (1 p.), vaan siihen tarvitaan yksilöllisiä tunnisteita, esimerkiksi mikrosatelliitteja (1 p.). Isän tunnistaminen perustuu siihen, että lapsen toistojaksoista osa on peritty äidiltä ja osa isältä. (1 p.)

DNA-viivakoodikirjasto on tietokanta (1 p.), johon tallennetaan eri lajien emäsjärjestykset (1 p.) siitä geenialueesta, jota käytetään ”viivakoodina” (1 p.). Kun halutaan määrittää tunnistamaton laji, kyseisen lajin ja DNA-viivakoodikirjastossa olevien lajien emäsjärjestystä verrataan (1 p.) toisiaan vastaavilta geenialueilta (1 p.). Jotta vertailu on mahdollista, tunnistettavan lajin emäsjärjestys verrattavalla alueella on ensin selvitettävä sekvensoimalla. (1 p.)

Mitokondrioiden DNA on haploidia (1 p.), ja mitokondriot periytyvät äidiltä jälkeläiselle (1 p.) munasolujen mukana (1 p.). Siten rekombinaatiota ei tapahdu (1 p.), vaan sukupolvien välisiä eroja syntyy vain harvoin ja mutaatioiden kautta (1 p.). Mitokondrioiden DNA:ssa on vain vähän geenien ulkopuolista DNA:ta ja siihen syntyvät mutaatiot karsiutuvat tehokkaasti pois. (1 p.) Tästä syystä DNA:n eroavaisuuksia kehittyy hitaasti ja mitokondrio-DNA pysyy hyvin samanlaisena sukupolvesta toiseen. (1 p.) Mitokondrioiden DNA:ta tutkimalla voidaan siten muodostaa ”äitilinjoja” (1 p.), joiden avulla asutushistoriaa on mahdollista selvittää. Koska Suomessa on pieni väestöpohja, äitilinjoja on suhteellisen vähän. (1 p.)

Korvaavaa tietoa: Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että mitokondrioita voi erittäin harvoissa tapauksissa periytyä myös isältä jälkeläisille. Tämä on niin harvinaista, että sillä ei liene vaikutusta mitokondrioiden DNA:sta tehtävään äitilinjojen tulkintaan. (1 p.)