Biology, autumn 2024 – matriculation exam tasks and solutions

Oikea vastaus on kastelieron eli kastemadon.

Kaksineuvoisuudella eli hermafroditismilla tarkoitetaan sitä, että samalla yksilöllä on sekä koiraan että naaraan sukuelimet. Kastelierolla on siis molemmat sukurauhaset, mutta se ei yleensä hedelmöitä itseään: kaksi yksilöä pariutuu ja vaihtaa siittiöitä keskenään, jolloin molemmat voivat tuottaa kokonaisia munakoteloita.

Kaksineuvoisuus on hyödyllinen strategia liikkumiskyvyltään rajoittuneilla ja harvassa elävillä eliöillä, koska mikä tahansa kohdattu lajitoveri kelpaa lisääntymiskumppaniksi. Yleinen ansa on sekoittaa kaksineuvoisuus suvuttomaan lisääntymiseen; kastelieron lisääntyminen on suvullista, sillä siinä yhdistyvät kahden yksilön perimät.

Väittämä on oikein. Viruksia ei luokitella eliöiksi, koska niillä ei ole omaa aineenvaihduntaa: ne eivät hengitä, tuota energiaa eivätkä valmista omia proteiinejaan, vaan käyttävät isäntäsolun rakenteita ja energiaa lisääntymiseensä. Virus koostuu pelkästään perimästä eli DNA:sta tai RNA:sta ja sitä ympäröivästä proteiinikuoresta, ja joillakin on lisäksi kalvomainen vaippa.

Solurakenteen ja aineenvaihdunnan puuttuminen erottaa virukset kaikista eliöistä, myös bakteereista, joilla on oma aineenvaihduntansa. Yleinen ansa on perustella luokittelua sillä, että virus on hyvin pieni tai ettei sillä ole tumaa; koko ei ratkaise, eikä myöskään tuman puuttuminen, sillä bakteerit ovat eliöitä ilman tumaa.

Väittämä on väärin. Nilviäisillä ei ole sisäistä tukirankaa. Nilviäiset ovat selkärangattomia, ja niiden tukirakenteena toimii useimmiten ulkoinen kalkkikuori, kuten kotiloilla ja simpukoilla; monilla nilviäisillä, kuten etanoilla ja mustekaloilla, kuori on kutistunut, sisäistynyt tai kadonnut kokonaan. Nilviäisille tyypillisiä piirteitä ovat pehmeä ruumis, vaippa ja jalka.

Sisäinen tukiranka on selkärankaisten tunnusmerkki. Yleinen ansa on tulkita mustekalan sisäinen kuoren jäänne selkärangaksi; se ei ole rankarakenne eikä tee mustekalasta selkärankaista, vaikka mustekaloilla onkin selkärangattomien joukossa poikkeuksellisen kehittynyt hermosto.

Väittämä on oikein. Endeemisellä eli kotoperäisellä lajilla tarkoitetaan lajia, joka esiintyy luontaisesti vain tietyllä suppealla alueella eikä missään muualla maailmassa. Endeemisyys syntyy tyypillisesti maantieteellisen eristyneisyyden seurauksena, minkä vuoksi valtamerten saarilla, eristyneissä järvissä ja vuoristoissa on runsaasti endeemisiä lajeja.

Koska levinneisyysalue on pieni, endeemiset lajit ovat erityisen alttiita sukupuutolle: yhden elinympäristön tuhoutuminen tai vieraslajin saapuminen voi hävittää koko lajin. Siksi endeemisten lajien esiintymisalueet ovat luonnonsuojelun painopisteitä. Yleinen ansa on sekoittaa endeeminen laji harvinaiseen lajiin; endeemisyys viittaa levinneisyyden rajautumiseen, ei yksilömäärään.

Väittämä on oikein. Valossa vihreä lehti ottaa ilmarakojen kautta hiilidioksidia, koska fotosynteesi kuluttaa hiilidioksidia nopeammin kuin soluhengitys sitä tuottaa. Tällöin lehden sisäisen ilmatilan hiilidioksidipitoisuus laskee ulkoilmaa pienemmäksi ja hiilidioksidi diffundoituu sisään; samalla fotosynteesissä syntyvä happi poistuu ilmarakojen kautta.

Pimeässä tilanne kääntyy päinvastaiseksi: fotosynteesi pysähtyy, mutta soluhengitys jatkuu, joten lehti ottaa happea ja luovuttaa hiilidioksidia. Yleinen ansa on ajatella kasvin joko fotosyntetoivan tai hengittävän; kasvisolut hengittävät koko ajan, ja valossa fotosynteesin nettovaikutus vain peittää hengityksen kaasujenvaihdon alleen.

Väittämä on oikein. Kasvisolun vakuolille eli solunesterakkulalle on tyypillistä suolojen varastointi. Vakuoli on suuri, solukalvon kaltaisen kalvon ympäröimä rakkula, joka voi täyttää kypsässä kasvisolussa suurimman osan solun tilavuudesta. Siihen varastoidaan suolojen lisäksi sokereita, väriaineita, orgaanisia happoja ja aineenvaihdunnan kuona-aineita sekä puolustusyhdisteitä.

Vakuolin toinen keskeinen tehtävä on soluturgorin ylläpito: liuenneet suolat sitovat vettä osmoottisesti, jolloin vakuoli paisuu ja painaa solulimaa soluseinää vasten; tämä paine pitää ruohovartisen kasvin pystyssä. Yleinen ansa on sekoittaa vakuoli lysosomiin tai pitää sitä pelkkänä tyhjänä tilana.

Väittämä on oikein. Mitokondrion toiminta riippuu solulimassa tapahtuvasta glykolyysistä: siinä glukoosi hajoaa kahdeksi palorypälehappo- eli pyruvaattimolekyyliksi, ja juuri pyruvaatti kuljetetaan mitokondrioon. Mitokondriossa pyruvaatti muutetaan asetyylikoentsyymi A:ksi, joka syötetään sitruunahappokiertoon; kierrossa syntyvät pelkistyneet koentsyymit luovuttavat elektroninsa sisäkalvon elektroninsiirtoketjuun, jossa hapen avulla tuotetaan valtaosa solun ATP:stä.

Yleinen ansa on ajatella mitokondrion hajottavan glukoosia suoraan. Mitokondrio ei ota vastaan glukoosia vaan glykolyysin lopputuotteen; siksi soluhengityksen kaksi ensimmäistä vaihetta tapahtuvat eri paikoissa solua.

Väittämä on väärin. Sädelihas ei supistu kaukokatselussa vaan rentoutuu. Kun katse kohdistuu kauas, sädelihas rentoutuu, jolloin ripustinsäikeet kiristyvät ja vetävät mykiön litteämmäksi; litteän mykiön taittovoima on pienempi, mikä sopii kaukaa tulevien lähes yhdensuuntaisten valonsäteiden tarkentamiseen verkkokalvolle.

Lähikatselussa tapahtuu päinvastoin: sädelihas supistuu, ripustinsäikeet löystyvät ja mykiö pyöristyy oman kimmoisuutensa vuoksi, jolloin taittovoima kasvaa. Tätä kutsutaan mukautumiseksi eli akkommodaatioksi. Yleinen ansa on olettaa, että supistuminen aina kiristäisi rakenteita; tässä lihaksen supistuminen nimenomaan vapauttaa ripustinsäikeiden vedon.

Väittämä on väärin. Suurin osa ravintoaineista ei imeydy paksusuolessa vaan ohutsuolessa. Ohutsuolen limakalvon poimut, nukkalisäkkeet ja mikrovillukset kasvattavat imeytymispinta-alan valtavaksi, ja siellä imeytyvät sokerit, aminohapot, rasvahapot, vitamiinit ja suurin osa suoloista.

Paksusuolen tehtävänä on ennen kaikkea veden ja suolojen imeyttäminen sekä ulosteen muodostaminen; lisäksi paksusuolen bakteerit tuottavat esimerkiksi K-vitamiinia. Yleinen ansa on päätellä paksusuolen nimen tai koon perusteella, että sen rooli imeytymisessä olisi suurin. Ratkaisevaa on ohutsuolen pinta-ala ja siellä toimivat ruoansulatusentsyymit.

Väittämä on väärin. Valintajalostus ei vaadi aina satojen vuosien työtä. Valintajalostuksessa risteytetään toivottuja ominaisuuksia omaavia yksilöitä ja valitaan parhaat jälkeläiset seuraavan sukupolven vanhemmiksi; edistymisnopeus riippuu lajin sukupolven pituudesta ja ominaisuuden periytyvyydestä. Nopeasti lisääntyvillä viljelykasveilla ja mikrobeilla uusi lajike voi syntyä muutamassa vuodessa tai vuosikymmenessä.

Nykyään jalostusta nopeuttavat lisäksi merkkiavusteinen valinta ja genomitieto. Yleinen ansa on ajatella, että kaikki jalostus olisi hidasta kotieläinjalostuksen tapaan; hitaus koskee erityisesti pitkäikäisiä ja hitaasti lisääntyviä lajeja, ei jalostusmenetelmää sinänsä.