Hyvän vastauksen piirteet: FI – Biologia

Yhteensä 6 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Sienet ovat heterotrofisia eli toisenvaraisia eliöitä. (1 p.) Ne eivät siis yhteytä vaan saavat ravintonsa muilta eliöiltä. (1 p.)

Monet sienet ovat hajottajia (1 p.), eli ne käyttävät ravintona kuolleita eliöitä (1 p.).

Monet sienet elävät kasvien kanssa symbioosissa (1 p.) jäkälässä leväosakkaan kanssa, tai muodostamalla sienijuuria eli mykorritsoja (1 p.). Symbioosissa kasvit (jäkälässä levät) luovuttavat sienille yhteyttämistuotteita (sokereita) (1 p.).

Osa sienistä loisii muissa eliöissä. (1 p.) Jotkut sienet myös saalistavat pyyntirihmoilla esimerkiksi sukkulamatoja, bakteereita tai änkyrimatoja. (1 p.)

Yhteensä 5 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Miksi sienten monimuotoisuus kasvoi jura- ja liitukaudella:

Sienten lajimäärä kasvoi samaan aikaan, kun siemenkasvit kehittyivät (1 p.), mikä lisäsi etenkin symbioottisten sienten lajimäärää (1 p.). Tällöin tapahtui siis koevoluutiota (1 p.), joka edisti sopeutumislevittäytymistä (1 p.). Kasvillisuus tarjosi myös hajottajasienille paljon ravintoa. (1 p.)

Miksi sienet selvisivät joukkosukupuutosta paremmin kuin muut eliöryhmät:

Monet sienet elävät maaperässä (1 p.), joten ne eivät olleet niin herkkiä lämpötilanvaihteluille, jotka osaltaan aiheuttivat liitukauden päättäneen joukkosukupuuton (1 p.). Hajottajasienet hyödynsivät joukkosukupuuton yhteydessä kuolleita eliöitä. (1 p.) Sienet eivät kasvien tavoin tarvinneet auringonvaloa, jota oli meteoriitin törmäyksen jälkeen vähän. (1 p.) Monipuoliset tavat saada ravintoa ovat turvanneet sienilajien selviämistä muita eliöryhmiä paremmin. (1 p.) Sienilajien selviämistä saattoi edistää myös se, että sienet tuottavat suuria määriä hyvin säilyviä (1 p.) ja helposti leviäviä (1 p.) itiöitä.

Täysiin pisteisiin vaaditaan, että vastauksessa käsitellään sekä sienten monimuotoisuuden kasvun syitä että selviytymistä joukkosukupuutoista.

Yhteensä 7 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Perinteiset niityt ja kedot ovat syntyneet pitkälti kotieläinten, erityisesti karjan, laiduntamisen seurauksena. Koska kotieläinten lukumäärä ja sen myötä laiduntaminen ovat vähentyneet, myös niittyjen ja ketojen määrä on vähentynyt. (1 p.)

Monet niittyjen ja ketojen kasvi- ja eläinlajeista ovat onnistuneet sopeutumaan elämään tienvarsien pientareilla, koska niillä vallitsevat niittylajeille sopivat olosuhteet. (1 p.) Reunavaikutus voi lisätä tienvarsien monimuotoisuutta. (1 p.)

Tienvarsien niittymäisyys johtuu muun muassa siitä, että niitä niitetään säännöllisesti (1 p.), jotta kasvillisuus ei kasvaisi niin korkeaksi, että se haittaisi näkyvyyttä. Niitto luo samanlaiset olosuhteet kuin karjan laiduntaminen. (1 p.)

Tienvarret saavat paljon auringonvaloa (1 p.), ja aurinkoisilla paikoilla lumi sulaa aikaisin keväällä (1 p.). Tämä voi edistää kasvien kasvua.

Valoisuuden ansiosta tienvarsien pientareiden lämpötila on korkea (1 p.), mikä hyödyttää perhosia ja monia muita hyönteislajeja (1 p.).

Pientareiden maaperässä on usein vähän ravinteita, joten niukkaravinteisten paikkojen lajit menestyvät siellä hyvin. (1 p.) Monimuotoisuutta voi lisätä tienpientareiden ojat, joissa on sopivat olosuhteet kosteiden elinympäristöjen lajeille. (1 p.)

Kasvien siemeniä ja pieniä eläimiä voi levitä ajoneuvojen mukana uusille alueille. (1 p.)

Suomen tieverkosto on hyvin yhtenäinen ja maantieteellisesti kattava, minkä ansiosta tienvarsien äärellä elävät lajit pystyvät leviämään laajalle. (1 p.)

Vastauksessa voi myös käsitellä luonnon monimuotoisuuden kolmea tasoa (1 p.) ja tarkemmin geneettistä ja ekosysteemien monimuotoisuutta (1 + 1 p.).

Yhteensä 8 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Liikenne on vaaraksi eläimille, koska ne voivat jäädä autojen alle. (1 p.)

Tiet pirstovat lajien elinalueita. (1 p.)

Leveät tiet voivat olla leviämisesteitä (1 p.) esimerkiksi maassa liikkuville ja lentokyvyttömille eläimille (1 p.).

Liikenteen päästöt tai roskaantuminen (1 p.), pöly (1 p.) ja tiesuola (1 p.) voivat olla haitallisia kasveille ja eläimille. Esimerkiksi pöly saattaa estää kasvien ilmarakoja sulkeutumasta ja siten haitata kasvien kaasujen vaihtoa ja yhteyttämistä. (selityksestä 1 p.) Mikromuovit voivat aiheuttaa terveyshaittoja eläimille. (1 p.)

Liikenteen melu voi häiritä eläimiä (1 p.) esimerkiksi siten, että linnut eivät kuule lajitoveriensa laulua (1 p.).

Maanteiden pientareilla viihtyvät vieraslajit (1 p.), kuten lupiinit, kurtturuusut ja jättipalsamit (esimerkistä 1 p.), vievät elintilaa alkuperäisiltä kasvilajeilta (1 p.). Alkuperäisten kasvilajien väheneminen johtaa vuorostaan niitä syövien ja pölyttävien hyönteisten vähenemiseen. (1 p.)

Teillä ja teiden varsilla on usein korjaus- ja rakennustöitä ja muuta ihmistoimintaa, joka voi häiritä eläimiä. (1 p.)

Tienvarsien pientareiden kasvillisuuden niitto väärään vuodenaikaan voi tuhota lintujen pesiä ja tappaa poikasia tai vähentää niittykasvien siementuottoa. (1 p.)

Tienvarsien saama runsas auringonvalo voi kuivattaa maata niin, etteivät kosteutta vaativat kasvit menesty. (1 p.)

Mikäli jälkeläiset perisivät X-kromosomivälitteisesti violettisilmäisyyden naaraalta, olisi ainakin osa koiraista violettisilmäisiä. (1 p.)

Siten violettisilmäisyyden on periydyttävä autosomissa. (1 p.)

Mikäli violettisilmäisyys periytyisi dominoivasti, se ilmenisi F1-sukupolvessa. (1 p.)

Siten violettisilmäisyyden on oltava resessiivinen ominaisuus. (1 p.)

Dominoivan ja resessiivisen alleelien merkintä: V = punasilmäisyyden alleeli, v = violettisilmäisyyden alleeli. (1 p.)

Punasilmäinen koiras on tehtävänannon mukaan homotsygootti. Violettisilmäisen naaraan täytyy myös olla homotsygootti, koska kyseinen alleeli on resessiivinen. Vanhempien genotyypit ovat siten: naaras vv ja koiras VV. (1 + 1 p.)

Sukusolujen merkintä: naaras v, v ja koiras V, V (voi ilmetä risteytyskaaviosta). (1 p.)

Risteytetään resessiivinen homotsygootti naaras dominoivan homotsygootin koiraan kanssa.

Risteytyskaavio (1 p.):

Koska koiras on homotsygootti, kaikkien jälkeläisten genotyyppi on Vv. (1 p.) Kaikki jälkeläiset ovat siten fenotyypiltään punasilmäisiä. (1 p.)

Kaikki F1-sukupolven yksilöt ovat heterotsygootteja, jolloin risteytetään heterotsygootti naaras heterotsygootin koiraan kanssa.

Risteytyskaavio (1 p.):

Punasilmäisiä ja violettisilmäisiä syntyy lukusuhteessa 3:1. (1 p.)

Tehtävänannossa punasilmäisiä syntyi 363 + 374 = 737 yksilöä ja violettisilmäisiä 119 + 120 = 239 yksilöä. (numeerinen tarkastelu,1 p.) Tämä vastaa risteytyskaavion lukusuhteita 3:1. (1 p.)

Hyväksytään myös se, jos on laskettu fenotyyppien lukusuhteet sukupuolittain, tai jos lukusuhteet ilmoitetaan prosenttiosuuksina.

Yhteensä 6 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Alkoholi on orgaaninen hiiliyhdiste, jonka maksasolut ottavat verestä ja hajottavat. (1 p.) Hajottaminen tapahtuu entsymaattisesti. (1 p.) Raskasmetallit taas ovat alkuaineita, joita maksa ei voi hajottaa (1 p.).

Hajottamisessa alkoholista syntyy maksassa ensin asetaldehydiä (1 p.) ja edelleen etikkahappoa (asetaatti-ioneja) (1 p.), jota voidaan käyttää elimistössä solujen energiantuotannossa mitokondrioissa (1 p.). Tällöin muodostuu vettä ja hiilidioksidia. (1 p.) Näin haitallinen aine saadaan poistettua kehosta. (1 p.)

Maksa ei voi käsitellä raskasmetalleja vähemmän haitallisiksi. (1 p.) Maksa varastoi siksi raskasmetallit (1 p.), eivätkä ne poistu kehosta (1 p.).

Yhteensä 7 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Hemoglobiinin globiini on proteiini, joka hajotetaan aminohapoiksi (1 p.). Niitä voidaan käyttää uudelleen (1 p.) solujen proteiinisynteesissä (1 p.) tai sokerien uudismuodostuksessa hiilirunkoina (1 p.). Hemiryhmästä vapautuva rauta otetaan talteen (1 p.), ja sitä käytetään uusien punasolujen hemoglobiinin muodostuksessa. (1 p.) Hemiyhdiste muutetaan bilirubiiniksi (1 p.), joka siirtyy verenkiertoon (1 p.). Maksasolut muokkaavat sitä (bilirubiini yhdistyy glukuronihappoon) (1 p.) ja erittävät sen sappeen (1 p.). Sapen mukana bilirubiini siirtyy sappirakosta (1 p.) ohutsuoleen ja sitä kautta pois elimistöstä (1 p.). Osa yhdisteestä erittyy virtsan mukana. (1 p.)

Yhteensä 2 pistettä seuraavista:

Maksassa muodostuu proteiinien hajotuksessa aminohappoja, jotka pilkotaan. (1 p.) Pilkkomisen sivutuotteena muodostuva ammoniakki on myrkyllistä. (1 p.) Muodostuu virtsa-ainetta eli ureaa (1 p.), joka poistetaan munuaisten kautta virtsan mukana (1 p.)

Enintään 10 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Allergisessa reaktiossa keho reagoi voimakkaasti (1 p.) normaalisti vaarattomaan aineeseen (1 p.). Allergisen reaktion aiheuttavaa ainetta kutsutaan allergeeniksi. (1 p.) Allergeeneja voi olla esimerkiksi siitepölyssä, eläinten hilseessä tai hyönteisten myrkyissä (esimerkistä 1 p.).

Allerginen reaktio voi olla joko välitön (1 p.) tai viivästynyt (1 p.). Välittömässä allergisessa reaktiossa elimistö on ollut allergeenin kanssa tekemisissä aiemmin (1 p.), ja plasmasolut ovat tuottaneet siihen kohdistuvia vasta-aineita (1 p.), jotka aktivoituvat uuden altistumisen yhteydessä (1 p.). Vasta-aine kiinnittyy syöttösolujen (1 p.) pinnassa oleviin reseptoreihin (1 p.). Uudessa altistuksessa samalle allergeenille allergeeni kiinnittyy syöttösolujen pinnalla oleviin vasta-aineisiin (1 p.), jolloin syöttösolut alkavat erittämään histamiinia (1 p.). Histamiini aiheuttaa tulehdusreaktion. (1 p.) Allerginen reaktio voi ilmetä esimerkiksi kutinana, punoituksena, nokkosihottumana, silmien tai nenän vuotamisena tai hengitysteiden ahtautumisena. (kahdesta esimerkistä yhteensä 1 p.) Allergisia reaktioita voidaan hillitä siedätyshoidon tai antihistamiinien avulla. (1 p.)

Viivästyneessä allergisessa reaktiossa T-imusolut (1 p.) tunnistavat allergeenin ja käynnistävät tulehdusreaktion (1 p.). Reaktio voi kehittyä vasta pitkän ajan kuluttua. (1 p.)

Voimakas allerginen reaktio saattaa laukaista anafylaktisen shokin (1 p.).

Enintään 5 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Autoimmuunisairauksissa kehon immuunijärjestelmä ei tunnista elimistön omia soluja (1 p.), ja siksi se hyökkää niitä vastaan (1 p.). Joissain tapauksissa kehon solukalvojen pintaproteiinit muistuttavat taudinaiheuttajien antigeenejä, jolloin immuunijärjestelmä hyökkää niitä molempia vastaan. (1 p.) Autoimmuunisairauksia on useita kymmeniä, ja taustalla vaikuttaa monissa tapauksissa perimä. (1 p.) Naiset sairastuvat useammin kuin miehet (1 p.), mutta sairastumiseen vaikuttavat yleensä myös ympäristötekijät (1 p.) ja ikä (1 p.). Useissa autoimmuunisairauksissa lopullista sairastumisen syytä ei tiedetä. (1 p.)

Autoimmuunisairauksien yleistymisen arvellaan liittyvän nykyajan liian steriiliin ympäristöön, jossa ei olla tarpeeksi tekemisissä ympäristömikrobien kanssa (muutokset mikrobiomissa). (1 p.) Autoimmuunisairauksia ovat muun muassa nivelreuma, kihti, tyypin 1 diabetes, keliakia, tulehdukselliset suolistosairaudet, MS-tauti, psoriaasi, kilpirauhasen vajaatoiminta, sydämen läppävika, narkolepsia ja skitsofrenia. (kahdesta esimerkistä yhteensä 2 x 1 p.)

Pisteitys kussakin kohdassa: Virhe on löydetty (1 p.) ja korjattu oikein (1 p.).

1. Tekoälyn tuottaman tekstin mukaan tartunnassa virus pääsee isäntäsolun sisään. Bakteriofagien kohdalla tämä ei pidä paikkaansa.

2. Tekoälyn tuottaman tekstin mukaan virukset pääsevät soluun eksosytoosin avulla. Eksosytoosi on aineiden poistamista solusta. Oikea termi on endosytoosi, joka on aineiden aktiivista siirtämistä soluihin.

3. Tekoälyn tuottaman tekstin mukaan virus voi levitä tietokoneeseen. Tekoäly on tässä sotkenut keskenään tietotekniikan ja biologian termin “virus”.

4. Tekoälyn tuottaman tekstin mukaan viruksen perimä käyttää isäntäsolun proteiineja oman perimänsä kopioimiseen ja monistamiseen. RNA-viruksilla on mukanansa niiden genomin koodaama oma entsyymiproteiini perimän kopiointiin.

5. Tekoälyn mukaan DNA-viruksen perimä integroituu isäntäsolun DNA:han. Kuitenkin vain joidenkin DNA-virusten perimä integroituu isäntäsolun perimään. (Osa DNA-viruksista pystyy monistamaan perimänsä esimerkiksi omien DNA-polymeraasien avulla.)

6. Tekoälyn tuottaman tekstin mukaan virus käyttää oman RNA:nsa monistamiseen DNA-polymeraasia. DNA-polymeraasi ei osallistu RNA:n vaan DNA:n monistamiseen. Oikea entsyymi on tässä RNA-polymeraasi.

7. Tekoälyn tuottaman tekstin mukaan isäntäsolun proteiinisynteesissä valmistetaan viruksen solukalvo. Virusta ympäröi solukalvon sijaan proteiinikuori (kapsidi).

8. Tekoälyn tuottaman tekstin mukaan isäntäsolun proteiinisynteesissä valmistetaan viruksen solukalvo. Suurella osalla RNA-viruksista on kapsidin ulkopuolella isäntäsolun solukalvosta otettu vaippa. Proteiinisynteesissä voi syntyä vaipan proteiineja.

9. Tekoälyn tuottaman tekstin mukaan isäntäsolu ei vaurioidu, kun solussa tuotetut viruksen vapautuvat. Virukset voivat puhkaista solukalvon, mikä aiheuttaa isäntäsolun tuhoutumisen.

Jos vastauksessa käsitellään useampaa kuin viittä tekstissä 8.A havaittua virhettä, arvostelussa huomioidaan vain vastauksessa nimetyt viisi ensimmäistä virhettä.

Yhteensä 5 pistettä seuraavista:

• Rekombinaatiota tapahtuu virusten lisääntyessä isäntäsolussa. (1 p.)

• Solun voi samanaikaisesti infektoida useampi eri virus (1 p.), jolloin tapahtuu virusten perimäaineksen sekoittumista eli rekombinaatiota (1 p.), kun isäntäsolussa valmistetaan eri virusten osia (1 p.), jotka kootaan sattumanvaraisesti uusiksi viruksiksi (1 p.).

• Tällöin muodostuu viruksia, joilla voi olla usean viruksen ominaisuuksia (1 p.) tai ominaisuuksia useasta saman viruksen kannasta (1 p.).

• Viruksen perimään voi sekoittua myös isäntäeliön perimää. (1 p.)

Pisteitys: Elämän tunnusmerkin nimeämisestä 1 p. ja sen selittämisestä 1–2 p.

Yhteensä 13 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Järjestyneisyys. (1 p.) Eliöt ovat järjestyneet eri tasoilla atomeista molekyyleihin, niistä soluelimiin, soluihin ja kudoksiin (2 tasoa nimetty, yhteensä 1 p.).

Kemiallinen koostumus (samankaltaiset kemialliset ominaisuudet). (1 p.) Kaikissa eliöissä on samoja alkuaineita (1 p.) ja kemiallisia yhdisteitä (esimerkiksi solukalvojen lipidit tai perimän DNA) (1 p.).

Solurakenne. (1 p.) Eliöt voivat olla yksi- tai monisoluisia. (1 p.) Eri eliöiden soluissa on samankaltaisia piirteitä. (1 p.) Solut ottavat aineita ympäristöstään ja vapauttavat aineita ympäristöön. (1 p.)

Perinnöllinen informaatio. (1 p.) Kaikki eliöt/solut sisältävät geeneissä olevaa informaatiota (1 p.), jonka avulla solut pystyvät valmistamaan tarvitsemiaan proteiineja ja muita aineita (1 p.).

Lisääntyminen. (1 p.) Eliöiden lisääntyessä niiden geenien sisältämä informaatio siirtyy seuraaville sukupolville. (1 p.) Lisääntyminen voi olla joko suvullista tai suvutonta. (1 p.)

Elinkaari/elämänkaari. (1 p.) Kaikilla eliöillä on oma elämänkaarensa, johon kuuluu syntymä, kasvu ja kuolema. (1 p.)

Aineenvaihdunta. (1 p.) Eliöissä tapahtuu kemiallisia reaktioita (1 p.), sekä katabolisia että anabolisia reaktioita (1 p.), ja siihen tarvitaan energiaa. (1 p.)

Homeostasia/homeostaasi. (1 p.) Homeostasia tarkoittaa eliön sisäistä tasapainotilaa. (1 p.)

Itsesäätelykyky. (1 p.) Eliöillä on kyky säädellä elintoimintojaan (1 p.), kuten kehon lämpötilaa (esimerkistä 1 p.).

Reagointikyky/ärtyvyys. (1 p.) Eliöt aistivat ympäristöään (1 p.) ja kykenevät reagoimaan ja muuttamaan toimintaansa, kuten liikkumista, sen mukaan (1 p.).

Evoluutio eli lajikehitys. (1 p.) Eliöiden geeneissä tapahtuu muutoksia. (1 p.) Parhaiten ympäristöönsä sopeutuvat saavat enemmän jälkeläisiä (1 p.), ja tapahtuu hiljalleen lajiutumista (1 p.).

Yhteensä 7 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Abioottisia ympäristötekijöitä ovat eliöihin vaikuttavat elottomat tekijät, esimerkiksi valo, ravinteet, lämpötila, paine ja suolapitoisuus (määritelmä 1 p.).

Bioottisia ympäristötekijöitä ovat eliöihin vaikuttavat elolliset ympäristötekijät, esimerkiksi ravinnon saatavuus tai vuorovaikutus muiden yksilöiden kanssa (määritelmä 1 p.).

Valon puuttuessa (1 p.) ei ole yhteyttäviä perustuottajia, kuten kasviplanktonia, ravinnoksi (1 p.). Yhteyttävien eliöiden puutteen vuoksi happipitoisuus on luultavasti normaalia alhaisempi. (1 p.) Kemosynteettiset eliöt voivat toimia perustuottajina. (1 p.)

Jääluola on karu ympäristö (1 p.), jossa voi olla haastavaa löytää ravinnonlähteitä (1 p.), joten kilpailu ravinnosta on voimakasta (1 p.).

Virtaavassa vedessä eliöiden pysyminen paikallaan on haastavaa. (1 p.)

Populaation eläessä pitkään eristyksessä geneettinen monimuotoisuus vähenee (1 p.) ja sisäsiitoksen riski kasvaa (1 p.).

Eliöiden on mahdollisesti täytynyt sopeutua elämään veden alla kovassa paineessa (1 p.), koska eliöiden löytöpaikka sijaitsee yli 500 metrin syvyydessä (1 p.).

Eliöiden on täytynyt sopeutua alhaiseen lämpötilaan. (1 p.) Entsyymien alhaiset optimilämpötilat edistävät sopeutumista. (1 p.)

Kehon homeostaasin eli sisäisen tasapainotilan (1 p.) ylläpitäminen voi olla hankalaa ympäristössä, jossa on sekä suolaa (merivesi) että mahdollisesti makeaa vettä (jään sulamisvesi) (1 p.).

Hyvässä vastauksessa käsitellään sekä abioottisia että bioottisia tekijöitä.

Yhteensä 8 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Vesien rehevöitymisellä tarkoitetaan ravinteiden, erityisesti typen tai fosforin, lisääntymisen aiheuttamaa perustuotannon kasvua. (1 p.)

Rehevöityminen johtaa yleensä myös veden samentumiseen (1 p.), jolloin valon määrän vähentyessä ja yhteyttämisen vaikeutuessa joidenkin uposkasvien määrä vähenee (1 p.). Koska ravinteita on enemmän, rantakasvillisuus lisääntyy. (1 p.) Myös hajottajien määrä kasvaa. (1 p.)

Rehevöityminen voi johtaa happikatoon (1 p.), koska hajottajien toiminta kasvaa kuolleen orgaanisen aineksen määrän kasvaessa (1 p.). Hapettomissa oloissa järven pohjasedimentistä alkaa vapautua fosfaatteja. (1 p.) Happikato saattaa aiheuttaa kalakuolemia (1 p.) ja järven lajiston yksipuolistumista (1 p.). Särkikalat runsastuvat (1 p.), ja lohikalojen kannat taantuvat (1 p.).

Rehevöityminen voi ilmetä sameaa vettä ja runsasravinteisia olosuhteita sietävien lajien yleistymisenä. (1 p.)

Rehevöitymiseen liittyvistä lajiesimerkeistä voi saada enintään 2 pistettä.

Yhteensä 8 pistettä esimerkiksi seuraavista:

Järveen tulee ravinnekuormitusta ulkoisesta kuormituksesta (1 p.), joihin kuulu pistekuormitus (kuormitus taajama-asutuksesta tai teollisuudesta) (1 p.), hajakuormitus (kuormitus maataloudesta ja metsätaloudesta) (1 p.) ja kaukokulkeuma (1 p.). Niiden kautta järveen tulevien ravinteiden vähentämisellä voidaan vaikuttaa järven rehevöitymiseen.

Sinilevien massaesiintymisiä on mahdollista ehkäistä vähentämällä valuma-alueelta (1 p.) tulevien ravinteiden määrää (1 p.) esimerkiksi jätevesikäsittelyllä (1 p.). Ravinteiden pääsyä järveen voidaan vähentää myös esimerkiksi jokien ja peltojen suojavyöhykkeillä (1 p.), joiden kasvillisuus sitoo ravinteita (1 p.). Lannoitteiden kohtuullinen määrä/levityksen oikea-aikaisuus (kasvun aikana) (1 p.) ja lannan muokkaus maahan heti levityksen jälkeen (1 p.) vähentävät ravinteiden pintavaluntaa pelloilta. Pelloille levitettävä kipsi tai kalkki vähentää fosforivalumaa vesistöihin. (1 p.)

Järveen päätynyttä ravinnemäärää on mahdollista vähentää vesikasvillisuuden poistolla (1 p.) ja hoitokalastuksella, jossa poistetaan pohjasedimenttiä tonkivia kaloja (1 p.). Ruoppauksella poistetaan pohjaan kertyneitä ravinteita. (1 p.)

Lisätietoa:

Littoistenjärven vesi sameni käsittely jälkeen uudestaan, ja nyt on pohdittu järven käsittelyn uusimista. (1 p.)

Yhteensä 4 pistettä seuraavista:

Sinilevät eli syanobakteerit eivät ole leviä (1 p.) vaan tumattomia eliöitä (1 p.). “Sinileväkukinnassa” syanobakteerit eivät kuki (1 p.), koska kukat ovat siemenkasvien lisääntymiselin (1 p.). Syanobakteerit lisääntyvät pääasiassa suvuttomasti (1 p.) jakautumalla (1 p.).

Ympäristö-DNA:n tutkimiseen liittyy seuraavia vaiheita (enintään 12 pistettä esimerkiksi seuraavista):

1. Tutkittavasta elinympäristöstä (esimerkiksi maasta, vedestä tai ilmasta) kerätään DNA-näytteitä. (1 p.) Kontaminaation välttäminen (1 p.) ja kuljettaminen ja säilyttäminen oikeissa olosuhteissa on tärkeää (1 p.).

2. Näytteiden sisältämää DNA:ta eristetään laboratoriossa. Näytteen mukaan eristämiseen voi liittyä solujen rikkominen (1 p.), hiilihydraattien ja proteiinien poistaminen (1 p.) ja DNA:n sakkauttaminen alkoholin avulla (1 p.).

3. Eristettyä DNA:ta monistetaan (1 p.) polymeraasiketjureaktion (PCR) avulla. Tähän tarvitaan alukkeita (1 p.), DNA-polymeraasientsyymiä (1 p.) ja vapaita nukleotideja (1 p.). DNA monistuu, kun lämpötilaa muutetaan syklisesti PCR-laitteessa. (1 p.)

4. Monistetun DNA:n emäsjärjestystä luetaan eli sekvensoidaan. Nykyisin sekvensointi tehdään yleensä automaattisilla laiteilla ja sekvensointi voidaan yhdistää PCR:n kanssa. (1 p.) Sekvensointiin voidaan käyttää esimerkiksi rinnakkaissekvensointia ja satunnaissekvensointia (menetelmien nimeäminen 1 p., menetelmän kuvaus 1 p.). Aiemmin sekvensointi tehtiin niin sanotulla Sangerin menetelmällä, jossa tuotetaan muokattujen nukleotidien avulla sattumanvaraisesti eripituisia DNA-ketjun palasia (1 p.), jotka erotellaan koon perusteella (1 p.). Emästen tunnistaminen perustuu fluoresoiviin väreihin. (1 p.)

5. Laji tunnistetaan sekvenssin avulla. (1 p.) Tämä perustuu siihen, että emäsjärjestystä verrataan olemassa oleviin geenitietokantoihin (sekvenssitietokantoihin). (1 p.)

Täysiin pisteisiin vaaditaan, että vastauksessa on käsitelty kaikki neljä tehtävänannossa mainittua käsitettä (DNA:n eristäminen, geenitietokanta, polymeraasiketjureaktio ja sekvensoiminen).

Aiempiin menetelmiin verrattuna ympäristö-DNA:n analysoimisella on useita etuja (enintään 8 pistettä esimerkiksi seuraavista):

• Elinympäristöstä voidaan tunnistaa sellaisia lajeja, joita silmämääräisesti ei olisi löydetty. (1 p.) Voidaan tunnistaa esimerkiksi yöllä liikkuvia lajeja (1 p.) tai pienikokoisia mikroskopointia edellyttäviä lajeja (1 p.).

• Tunnistamiseen saattaa riittää esimerkiksi hilse tai muu pienikokoinen kappale, josta ei perinteisin menetelmin voi yleensä tunnistaa lajia. (1 p.)

• Erityisesti vaikeasti tunnistettavien lajien määrittäminen on varmempaa DNA:n avulla kuin perinteiseen tapaan näkyvien tuntomerkkien avulla. (1 p.)

• Elinympäristöön ilmestyvät uudet lajit (esimerkiksi vieraslajit) saatetaan huomata aikaisemmin kuin silmämääräisillä havainnoilla. (1 p.)

• Voidaan tunnistaa alueella vierailleet lajit tai alueelta jo kadonneet lajit. (1 p.)

• Lajien tunnistamisprosessi voi olla nopeampi tai edullisempi. (1 p.)

• Esimerkiksi ilmastonmuutokset aiheuttamat muutokset lajistossa voidaan havaita nopeammin. (1 p.)

• Menetelmällä saadaan myös tietoa lajimonimuotoisuudesta (1 p.) ja ravintoverkoista tai lajien välisistä vuorovaikutuksista (1 p.).

• Tietoa voidaan hyödyntää myös lajinsisäisen geneettisen monimuotoisuuden arvioinnissa. (1 p.)