Abipreppi
fisven

Biology, spring 2023 – matriculation exam tasks and solutions

The Biology matriculation exam, spring 2023 (24.3.2023), Matriculation Examination Board (YTL): 13 tasks or sub-tasks. Most tasks fell under the topics Solu ja perinnöllisyys (8), Ekologian perusteet (3). Mean difficulty 2.8/5; the hardest tasks were 1.10, 4.2. Grade limits: L 94 / 120 points, against a 2023–2026 average of 98. Every task has an explanation and the official answer guidelines (hyvän vastauksen piirteet).

Explanations are currently in Finnish.

L 94E 77M 64C 50B 37A 26Max 120

Tasks and solutions

1.32 p

Onko väittämä oikein vai väärin? Ilmakehässä on typpeä vain vähän, ja siksi typpi on usein minimiravinne.

Answer guidelines

Oikea vastaus: väärin (2 p.). Väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä.

Explanation

Väittämä on väärin. Ilmakehästä noin 78 prosenttia on typpikaasua, joten typpeä on ilmakehässä runsaasti eikä vain vähän. Typpi on silti usein minimiravinne, mutta syy on toinen: typpikaasumolekyylin atomien välinen kolmoissidos on hyvin pysyvä, eivätkä kasvit pysty käyttämään sitä sellaisenaan. Kasvit tarvitsevat typen liukoisessa muodossa ammonium- tai nitraatti-ioneina, joita syntyy vain biologisessa typensidonnassa, salamoinnissa ja teollisessa typensidonnassa.

Yleinen ansa on hyväksyä väittämä siksi, että sen loppuosa – typpi minimiravinteena – pitää paikkansa. Monivalintaväittämä on totta vain, jos jokainen sen osa on oikein; tässä perustelu on virheellinen, vaikka lopputulos on oikea.

Adapted from a YTL task (source material removed) · original

1.42 p

Onko väittämä oikein vai väärin? Entsyymit ovat tyypillisesti epäspesifejä, eli yksi entsyymi vaikuttaa moneen eri reaktioon.

Answer guidelines

Oikea vastaus: väärin (2 p.). Väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä.

Explanation

Väittämä on väärin. Entsyymit ovat päinvastoin tyypillisesti hyvin spesifisiä: yksi entsyymi katalysoi yleensä vain yhtä reaktiota tai hyvin samankaltaisten yhdisteiden reaktioita. Spesifisyys perustuu entsyymin kolmiulotteiseen rakenteeseen ja sen aktiiviseen kohtaan, johon vain sopivan muotoinen substraatti kiinnittyy. Tätä on kuvattu avain–lukko-mallilla ja täsmällisemmin indusoidun sopivuuden mallilla.

Spesifisyys on solun aineenvaihdunnan säätelyn edellytys: koska solussa tapahtuu tuhansia reaktioita samanaikaisesti, niitä voidaan säädellä erikseen vain, jos kutakin katalysoi oma entsyyminsä. Yleinen ansa on ajatella, että entsyymien suuri määrä tarkoittaisi niiden monikäyttöisyyttä; päinvastoin juuri spesifisyys selittää, miksi entsyymejä tarvitaan niin paljon.

Adapted from a YTL task (source material removed) · original

1.52 p

Onko väittämä oikein vai väärin? ATP:tä muodostuu, kun ADP-molekyyli absorboi valoenergiaa.

Answer guidelines

Oikea vastaus: väärin (2 p.). Väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä.

Explanation

Väittämä on väärin. ATP ei muodostu siten, että ADP-molekyyli absorboisi valoenergiaa. Fotosynteesin valoreaktioissa valoenergian absorboivat lehtivihreä eli klorofylli ja muut valoa keräävät pigmentit tylakoidikalvoilla. Absorboitu energia siirtää elektroneja elektroninsiirtoketjuun, jolloin tylakoidikalvon yli syntyy protonigradientti; ATP muodostuu, kun protonit virtaavat takaisin ATP-syntaasin läpi ja entsyymi liittää ADP:hen fosfaattiryhmän.

Yleinen ansa on ajatella, että energiaa siirtyisi suoraan valosta ATP:hen. Välissä on aina pigmenttien absorptio, elektroninsiirtoketju ja protonigradientti; ADP itsessään ei absorboi valoa.

Adapted from a YTL task (source material removed) · original

1.62 p

Onko väittämä oikein vai väärin? Soluhengitykseen kuuluva glykolyysi tapahtuu mitokondriossa ja vaatii happea.

Answer guidelines

Oikea vastaus: väärin (2 p.). Väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä.

Explanation

Väittämä on väärin kahdessa kohdassa. Glykolyysi ei tapahdu mitokondriossa vaan solulimassa eli sytoplasmassa, eikä se vaadi happea, sillä se on anaerobinen vaihe. Glykolyysissä glukoosi hajoaa kahdeksi palorypälehappomolekyyliksi, ja vasta nämä siirtyvät mitokondrioon, jossa sitruunahappokierto ja hapettava fosforylaatio tapahtuvat ja happea tarvitaan.

Yleinen ansa on niputtaa koko soluhengitys mitokondrion sisään. Työnjaon muistaminen on olennaista: glykolyysi solulimassa ilman happea, sitruunahappokierto mitokondrion matriksissa ja elektroninsiirtoketju sisäkalvolla hapen avulla. Juuri glykolyysin anaerobisuus selittää, miksi solu saa energiaa myös happivelassa maitohappokäymisen kautta.

Adapted from a YTL task (source material removed) · original

1.82 p

Onko väittämä oikein vai väärin? Säteilyn aiheuttamat mutaatiot periytyvät jälkeläisille, jos ne tapahtuvat somaattisissa soluissa.

Answer guidelines

Oikea vastaus: väärin (2 p.). Väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä.

Explanation

Väittämä on väärin. Somaattisissa soluissa eli muissa kuin sukusoluissa tapahtuvat mutaatiot eivät periydy jälkeläisille. Ne voivat vaikuttaa yksilöön itseensä, esimerkiksi aiheuttaa syöpää, mutta ne eivät siirry seuraavaan sukupolveen, koska jälkeläinen saa perimänsä vain sukusoluista. Jälkeläisille periytyvät vain sukusoluissa eli gameeteissa tai niiden kantasoluissa tapahtuvat mutaatiot.

Yleinen ansa on sekoittaa somaattinen ja sukusolumutaatio keskenään. Ero on olennainen myös säteilyn terveysvaikutusten arvioinnissa: somaattiset mutaatiot selittävät säteilyn syöpäriskin, kun taas periytyvät vaikutukset edellyttävät osumaa sukusoluihin.

Adapted from a YTL task (source material removed) · original

1.92 p

Onko väittämä oikein vai väärin? Sydämen supistumisvaiheen aikana verta virtaa molemmista kammioista eteisiin.

Answer guidelines

Oikea vastaus: väärin (2 p.). Väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä.

Explanation

Väittämä on väärin. Sydämen supistumisvaiheessa eli systolessa veri virtaa kammioista valtimoihin, ei takaisin eteisiin. Paluuvirtauksen estävät eteis-kammioläpät eli purje- ja hiippaläppä, jotka sulkeutuvat kammioiden paineen noustessa. Eteisistä kammioihin veri virtaa lepovaiheessa eli diastolessa, jolloin eteis-kammioläpät ovat auki ja kammiot täyttyvät.

Yleinen ansa on sekoittaa systolen ja diastolen tapahtumat keskenään. Muistisääntönä toimii virtaussuunta: veri kulkee aina eteisistä kammioihin ja kammioista valtimoihin, ja läppärakenteet varmistavat, ettei se pääse palaamaan takaisin.

Adapted from a YTL task (source material removed) · original

1.102 p

Onko väittämä oikein vai väärin? Operonin vuoksi ympäristötekijät eivät vaikuta geenien ilmentymiseen solussa.

Answer guidelines

Oikea vastaus: väärin (2 p.). Väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä.

Explanation

Väittämä on väärin, sillä operonin koko tarkoitus on nimenomaan mahdollistaa ympäristötekijöiden vaikutus geenien ilmentymiseen. Operoni on bakteerien geenisäätely-yksikkö, jossa saman aineenvaihduntareitin geenit sijaitsevat peräkkäin ja niitä säädellään yhdessä promoottorin ja operaattorin avulla. Klassisessa lac-operonissa laktoosin läsnäolo ympäristössä irrottaa estäjäproteiinin operaattorista, jolloin laktoosin hajotukseen tarvittavat entsyymit alkavat muodostua.

Yleinen ansa on ajatella geenisäätelyä pelkästään solunsisäisenä asiana. Operoni on esimerkki päinvastaisesta: se on mekanismi, jolla solu vastaa ympäristön muutoksiin ja säästää energiaa valmistamalla entsyymejä vain tarvittaessa.

Adapted from a YTL task (source material removed) · original

3.17 p

Selitä, millä eri tavoin ihmiset hyötyvät kasveista.

Answer guidelines

Yhteensä enintään 7 pistettä esimerkiksi seuraavasti ryhmiteltynä: ilmakehän happi on pääosin kasvien tuottamaa (1 p.); kasvien tuottaman hapen ansiosta ilmakehän yläosaan on kehittynyt otsonikerros, joka suojaa UV-säteilyltä (1 p.); kasvit poistavat hiilidioksidia ilmakehästä (1 p.); fotosynteesi on ollut fossiilisten polttoaineiden muodostumisen edellytys (1 p.); kasvit tuottavat ihmisille ravintoa (1 p.), esimerkiksi hedelmiä, viljoja tai tärkkelystä (1 p.); kasvien tuottamasta biomassasta saadaan myös rehua, kuituja, polttopuuta tai rakennusmateriaaleja (1 p.); kasveista saadaan biomateriaaleja teollisuuden raaka-aineiksi (1 p.); kasveista valmistetaan nautinto- ja lääkeaineita tai muita kemikaaleja, esimerkiksi tupakkaa, kahvia, teetä, olutta, viiniä, antioksidantteja, vitamiineja, kipulääkkeitä ja malarialääkkeitä (1 p.); kasvit puhdistavat ilmaa pölystä ja kemikaaleista (1 p.); kasvit tuottavat aineettomia hyötyjä, kuten elämyksiä, estetiikkaa ja varjostusta (enintään 2 p.); kasvien juuret estävät maaperän eroosiota (1 p.).

Explanation

Avainajatus: pisteitä kertyy erillisistä hyödyistä, joten vastauksen kannattaa olla laaja ja ryhmitelty eikä syvälle yhteen aiheeseen menevä.

Täysien pisteiden vastaus kattaa neljä hyötyryhmää. Ilmakehä ja ilmasto: happi on pääosin kasvien tuottamaa, otsonikerros syntyi hapen ansiosta ja kasvit poistavat hiilidioksidia ilmakehästä. Ravinto: hedelmät, viljat ja tärkkelys. Materiaalit ja energia: rehu, kuidut, polttopuu, rakennusmateriaalit, teollisuuden biomateriaalit ja fossiilisten polttoaineiden syntyminen fotosynteesin ansiosta. Kemikaalit ja aineettomat hyödyt: nautinto- ja lääkeaineet, ilman puhdistuminen, elämykset ja estetiikka sekä eroosion esto juurten avulla.

Yleinen ansa on kirjoittaa pitkästi vain fotosynteesistä ja ravinnosta; yksi hyvin selitetty kohta tuo vain yhden pisteen.

Lähde: Ylioppilastutkintolautakunta · original

3.33 p

Selitä, mitä hyötyä hedelmän kehittymisestä evoluution myötä on ollut kasveille.

Answer guidelines

Yhteensä enintään 3 pistettä seuraavista: kasvien hedelmät toimivat leviämiseliminä (1 p.); mitä paremmin siemenet leviävät, sitä laajempi on lajin levinneisyys (1 p.); hedelmä suojaa kehittyviä siemeniä (1 p.); erilaiset hedelmät mahdollistavat erilaisia leviämismenetelmiä, esimerkiksi tuulen, veden tai eläinten mukana (1 p.); värikkäät hedelmät houkuttelevat eläimiä, jotka levittävät hedelmän sisältämiä siemeniä (1 p.).

Explanation

Avainajatus: hedelmä on leviämiselin, joka parantaa siementen leviämistä ja suojaa niitä.

Täysien pisteiden vastaus sisältää kolme pistelohkoa. Ensin hedelmän tehtävä: se toimii leviämiselimenä, ja mitä paremmin siemenet leviävät, sitä laajemmaksi lajin levinneisyys muodostuu. Toiseksi suojatehtävä: hedelmä suojaa kehittyviä siemeniä. Kolmanneksi leviämistapojen moninaisuus: erilaiset hedelmätyypit mahdollistavat leviämisen tuulen, veden tai eläinten mukana, ja värikkäät hedelmät houkuttelevat eläimiä, jotka levittävät siemenet ulosteessaan.

Yleinen ansa on selittää hedelmän merkitystä ihmisravintona. Tehtävä kysyy hyötyä kasville itselleen, joten vastauksen on käsiteltävä lisääntymistä ja leviämistä.

Lähde: Ylioppilastutkintolautakunta · original

4.12 p

Proteiinien aminohappojärjestys on koodattu DNA:han kolmikkokoodeina eli kodoneina. Selitä, mitä kolmikkokoodi tarkoittaa.

Answer guidelines

Kodoni tarkoittaa kolmen peräkkäisen emäksen ryhmää, johon lähetti-RNA:n lukeminen perustuu (1 p.). Translaatiossa kutakin aminohappoa vastaa tällainen kolmen emäksen ryhmä (1 p.). Lähetti-RNA:n kodonia vastaa siirtäjä-RNA:n antikodoni (1 p.). Yhteensä enintään 2 pistettä.

Explanation

Avainajatus: kodoni on kolmen peräkkäisen emäksen ryhmä, joka määrää yhden aminohapon.

Täysien pisteiden vastaus sisältää kaksi asiaa. Ensin määritelmä: kodoni on kolmen peräkkäisen emäksen ryhmä, jonka mukaan lähetti-RNA:ta luetaan. Toiseksi merkitys: translaatiossa kutakin aminohappoa vastaa yksi tällainen kolmikko, ja lähetti-RNA:n kodonia vastaa siirtäjä-RNA:n antikodoni, joka tuo oikean aminohapon ribosomiin.

Yleinen ansa on puhua yleisesti geneettisestä koodista määrittelemättä kolmikkoa. Vastaukseen kannattaa kirjoittaa sana kolme näkyviin ja liittää kodoni nimenomaan lähetti-RNA:n lukemiseen ja yhteen aminohappoon.

Lähde: Ylioppilastutkintolautakunta · original

4.26 p

Proteiineissa olevia aminohappoja on vain 20, mutta mahdollisia kolmikkokoodeja 64. Selitä, mistä tämä johtuu.

Answer guidelines

Yhteensä enintään 6 pistettä esimerkiksi seuraavista: koska emäksiä on neljä, erilaisia kodoneita on 4 potenssiin 3 eli 64 (1 p.); koska emäksiä on neljä, tarvitaan vähintään kolmen emäksen kodoni, jotta voidaan koodata 20 erilaista aminohappoa (1 p.); yhtä aminohappoa voi koodata useita kodoneita (1 p.); useimmiten samaa aminohappoa koodaavista kodoneista kaksi ensimmäistä emästä ovat samat, mutta viimeinen vaihtelee (1 p.); jos yksi emäs vaihtuu mutaation seurauksena, aminohappo ei välttämättä vaihdu (1 p.); kolme eri kodonia toimii translaatiossa lopetuskodoneina (1 p.) eivätkä ne koodaa mitään aminohappoa (1 p.); aminohappojen koodaus kodoneilla voi olla erilaista eri eliöillä (1 p.).

Explanation

Avainajatus: kodoneja on enemmän kuin aminohappoja, koska koodi on redundantti eli sama aminohappo voidaan koodata usealla kodonilla.

Täysien pisteiden vastaus rakentuu kolmesta lohkosta. Ensin laskenta: emäksiä on neljä ja kodoni on kolmen emäksen mittainen, joten erilaisia kodoneja on neljä kolmanteen eli 64; kahden emäksen kodoni tuottaisi vain 16 vaihtoehtoa, mikä ei riittäisi 20 aminohapolle. Toiseksi redundanssi: yhtä aminohappoa voi koodata useita kodoneita, ja useimmiten vain kolmas emäs vaihtelee. Kolmanneksi lopetuskodonit: kolme kodonia ei koodaa mitään aminohappoa vaan päättää translaation.

Ansiona on huomata seuraus: yhden emäksen mutaatio ei välttämättä muuta aminohappoa, mikä suojaa proteiinia.

Lähde: Ylioppilastutkintolautakunta · original

4.43 p

Tumallisten eliöiden kromosomeissa on DNA-ketjujen lisäksi histoneita. Pohdi, mikä merkitys histoneilla on kromosomien rakenteessa.

Answer guidelines

Yhteensä enintään 3 pistettä seuraavista: histonit ovat proteiineja tai rakentuvat useasta erilaisesta proteiinista (1 p.); DNA-ketju kiertyy histonien ympärille (1 p.), jolloin muodostuu nukleosomeja (1 p.); histonien avulla DNA-ketju saadaan lyhenemään ja pakkautumaan tiiviiksi kromosomeiksi (1 p.); pakkautuminen on välttämätöntä, jotta tuman jakautuminen voi tapahtua (1 p.); histonit suojaavat DNA:ta mutaatioilta (1 p.); histonit ovat osallisena transkription epigeneettisessä säätelyssä, kuten asetyloinnissa ja metylaatiossa (1 p.).

Explanation

Avainajatus: histonit ovat proteiineja, joiden ympärille DNA kiertyy, mikä pakkaa pitkän DNA-ketjun tumaan mahtuvaksi kromosomiksi.

Täysien pisteiden vastaus sisältää kolme pistettä tuottavaa asiaa. Ensin määrittely: histonit ovat proteiineja. Toiseksi rakenne: DNA-ketju kiertyy histonien ympärille ja muodostaa nukleosomeja, jolloin ketju lyhenee ja pakkautuu tiiviiksi kromosomiksi. Kolmanneksi merkitys: pakkautuminen on välttämätöntä, jotta tuma voi jakautua ja kromosomit erkaantua siististi.

Ansiona on mainita, että histonit osallistuvat myös transkription epigeneettiseen säätelyyn asetyloinnin ja metylaation kautta. Yleinen ansa on kuvailla kromosomin rakennetta mainitsematta histonien proteiiniluonnetta.

Lähde: Ylioppilastutkintolautakunta · original

7.15 p

Selitä, mitä mikromuovi on ja miten sitä päätyy vesistöihimme.

Answer guidelines

Mikromuovin määritelmä: mikromuovi on pienikokoista, alle 5 millimetrin kokoista muovia (1 p.). Mikromuovin päätyminen vesistöihin, yhteensä enintään 4 pistettä esimerkiksi seuraavista: osa mikromuovista on peräisin hammastahnan, kosmetiikan ja kuorintavoiteiden kaltaisiin tuotteisiin lisätyistä pienistä muovihelmistä (1 p.); mikromuovia irtoaa myös keinokuituisista vaatteista tai kengänpohjista (1 p.), liikenteestä eli asfaltin bitumista, tiemerkinnöistä ja autonrenkaista (1 p.) sekä maaleista (1 p.); mikromuovia päätyy vesistöihin hulevesien tai valumavesien mukana (1 p.) ja vedenpuhdistamoilta (1 p.); mikromuovia syntyy myös muovin hajotessa pienemmiksi osiksi meressä (1 p.), ja UV-säteily edistää muovin hajoamista (1 p.).

Explanation

Avainajatus: tehtävä on kaksiosainen – ensin määritelmä, sitten lähteet ja kulkeutumisreitit.

Täysien pisteiden vastaus aloittaa määritelmästä: mikromuovi on alle viiden millimetrin kokoista muovia. Sen jälkeen eritellään lähteet: kosmetiikkaan ja hammastahnaan lisätyt muovihelmet, keinokuituisista vaatteista ja kengänpohjista irtoava muovi, liikenteestä peräisin oleva aines eli renkaat, tiemerkinnät ja asfaltin bitumi sekä maalit. Lopuksi kuvataan kulkeutumisreitit: hulevedet ja valumavedet sekä jätevedenpuhdistamot, joiden läpi hyvin pienet hiukkaset kulkeutuvat.

Ansiona on huomata, että mikromuovia syntyy myös vedessä, kun suurempi muovi hajoaa pienemmiksi osiksi UV-säteilyn vaikutuksesta. Yleinen ansa on käsitellä vain muovijätettä yleisesti.

Lähde: Ylioppilastutkintolautakunta · original

Omitted tasks

This page is not the complete paper: tasks that depend on the exam's attached material (texts, images, tables) have been omitted or rewritten to stand alone for copyright reasons. The full paper with attachments is on the Board's site.

Read more