Abipreppi

Biologia, kevät 2024 – yo-kokeen tehtävät ja ratkaisut

Ylioppilaskirjoitusten (yo-kokeiden) biologian koe kevät 2024 (27.3.2024), Ylioppilastutkintolautakunta (YTL): 5 tehtävää tai osatehtävää. Eniten tehtäviä osui aihealueisiin Solu ja perinnöllisyys (2), Ihmisen biologia (2). Keskivaikeus 4,0/5; vaikeimmat tehtävät 2.3, 3.2, 4.2. Pisterajat: L 93 / 120 p, mikä on matalin L-raja tämän aineen aineistossa 2023–2026 – koe oli poikkeuksellisen vaikea. Jokaisesta tehtävästä on selitys ja hyvän vastauksen piirteet.

Kaikki tämän tutkintokerran pisterajat · Kaikki tämän aineen vanhat kokeet · Hyvän vastauksen piirteet: näin YTL pisteyttää

Tehtävät ja ratkaisut

Tehtävä 2.3 (5 p)

Elämänkaaren pituudesta riippumatta varsinkin selkärankaisilla eliöillä maksimaalisen eliniän ajatellaan liittyvän kromosomien telomeereihin. Selitä, mitä telomeerit ovat ja millä tavoin ne voivat liittyä yksilön elinikään.

Hyvän vastauksen piirteet

Yhteensä 5 pistettä esimerkiksi seuraavista: telomeeri on kromosomin päässä oleva alue (1 p.); sen DNA sisältää toistojaksoja ja on geenitön (1 p.); solun valmistautuessa jakautumaan DNA-polymeraasi ei kykene kopioimaan juostetta päähän asti (1 p.); jokainen solunjakautuminen lyhentää telomeeria (1 p.); telomeeri suojaa koodaavia osia, jotka kopioidaan kokonaan (1 p.); jos telomeeri on lyhentynyt liikaa, koodaavan alueen kopioituminen voi häiriintyä (1 p.); solun jakaantuminen voi häiriintyä ja eliö voi lopulta kuolla (1 p.); telomeerien lyheneminen voi johtaa solun apoptoosiin (1 p.); telomeraasientsyymi voi pidentää telomeereja ja on useimmilla monisoluisilla aktiivinen vain sukusolulinjassa (1 p.); telomeraasientsyymi toimii myös syöpäsoluissa (1 p.), minkä vuoksi syöpäsolut kykenevät lisääntymään kontrolloimattomasti (1 p.); vaikka telomeerin pituus lyhenee iän myötä, maksimaaliseen elinikään vaikuttavat monet tekijät (1 p.).

Selitys

Avainajatus: telomeeri on kromosomin pään suojaava toistojaksoalue, joka lyhenee jokaisessa solunjakautumisessa.

Täysien pisteiden vastaus rakentuu kolmesta lohkosta. Ensin rakenne: telomeeri on kromosomin päässä oleva geenitön alue, joka koostuu toistojaksoista. Toiseksi lyhenemisen syy: DNA-polymeraasi ei kykene kopioimaan juostetta aivan päähän asti, joten telomeeri lyhenee jokaisessa jakautumisessa; telomeeri suojaa koodaavia alueita, jotka näin kopioituvat kokonaan. Kolmanneksi yhteys elinikään: liian lyhyt telomeeri häiritsee koodaavan alueen kopioitumista ja solun jakautumista ja voi johtaa apoptoosiin.

Ansiona on telomeraasi, joka pidentää telomeereja lähinnä sukusolulinjassa ja syöpäsoluissa. Yleinen ansa on esittää telomeerin pituus eliniän ainoana selittäjänä.

Lähde: Ylioppilastutkintolautakunta · alkuperäinen

Tehtävä 3.2 (7 p)

Selitä lyhyesti, millä tavoin ja missä viherhiukkasen osassa tapahtuvat seuraavat reaktiot: ATP:n muodostuminen ja hiilidioksidin sitominen.

Hyvän vastauksen piirteet

Yhteensä 7 pistettä seuraavista. ATP:n muodostuminen (3–4 pistettä): ATP:tä muodostuu yhteyttämiskalvostolla (1 p.) fotosynteesin valoreaktioissa (1 p.); valoenergian osuessa yhteyttämiskalvostossa oleviin klorofyllimolekyyleihin ne virittyvät (1 p.), ja viritystilan purkautuessa osa energiasta käytetään ATP-molekyylien rakentamiseen (1 p.); ATP muodostuu ATP-syntaasi-proteiinirakenteessa (1 p.), joka käyttää katalyysissä hyväkseen protonigradienttia (1 p.), joka muodostuu yhteyttämiskalvon sisäpuolen ja nestemäisen välitilan välille (1 p.); ATP muodostuu, kun ADP:hen liittyy fosfaattiosa (1 p.). Hiilidioksidin sitominen (3–4 pistettä): sitominen tapahtuu viherhiukkasen nestemäisessä välitilassa eli stroomassa (1 p.), jossa pimeäreaktioiden eli Calvinin kierron (1 p.) entsyymi RuBisCO (1 p.) sitoo hiilidioksidin orgaaniseen yhdisteeseen (1 p.); sitomisen jälkeen muodostuu glukoosia (1 p.); tähän tarvitaan ATP:tä (1 p.) ja vedynsiirtäjiä eli NADPH:ta (1 p.).

Selitys

Avainajatus: valoreaktiot tapahtuvat tylakoidikalvostolla ja hiilidioksidin sitominen stroomassa, ja tehtävä pyytää sekä paikan että mekanismin.

Täysien pisteiden vastaus jakautuu kahteen osaan. ATP:n muodostuminen: paikka on yhteyttämiskalvosto eli tylakoidikalvosto ja tapahtuma fotosynteesin valoreaktiot; valo virittää klorofyllimolekyylit, viritystilan purkautuessa energiaa käytetään protonigradientin muodostamiseen kalvon yli, ja ATP-syntaasi liittää ADP:hen fosfaattiryhmän. Hiilidioksidin sitominen: paikka on nestemäinen stroma ja tapahtuma Calvinin kierto, jossa RuBisCO-entsyymi sitoo hiilidioksidin orgaaniseen yhdisteeseen; reaktiot kuluttavat valoreaktioissa syntynyttä ATP:tä ja NADPH:ta ja tuottavat lopulta glukoosia.

Yleinen ansa on jättää paikat nimeämättä, vaikka kysymys niitä nimenomaan pyytää.

Lähde: Ylioppilastutkintolautakunta · alkuperäinen

Tehtävä 4.2 (5 p)

Monet valtamerten saarilla eläneet eliölajit ovat kuolleet sukupuuttoon sen jälkeen, kun ihminen on saapunut niiden asuinsaarille. Arvioi, miksi valtamerten saarilla elävät alkuperäiset lajit ovat erityisen alttiita sukupuuttoon kuolemiselle.

Hyvän vastauksen piirteet

Yhteensä 5 pistettä esimerkiksi seuraavista: monet saarien lajit ovat endeemisiä, ja siksi häviäminen yhdeltä saarelta voi johtaa koko lajin sukupuuttoon (1 p.); koska saaret ovat yleensä pinta-alaltaan pieniä (1 p.), sopivia elinympäristöjä on niillä vähemmän (1 p.) ja populaatioita on vähemmän (1 p.); saarilla elävien eläinten populaatiot ovat yleensä pienempiä kuin mantereilla elävien sukulaistensa (1 p.), ja pienissä populaatioissa geenivaraston suppeus lisää sukupuuton riskiä (1 p.); rajallisen pinta-alan vuoksi eliöiden on vaikea siirtyä uusille alueille (1 p.); koska saarilla on ollut vähemmän kilpailua (1 p.) ja vähemmän saalistajia (1 p.), monille lajeille on kehittynyt ominaisuuksia, jotka tekevät ne alttiimmiksi ihmisen ja vieraslajien haitallisille vaikutuksille (1 p.); eräät linnut ovat menettäneet lentokykynsä (1 p.); monet saarilajit saavat vähemmän poikasia kuin mantereella elävät sukulaisensa (1 p.); saarilajien vastustuskyky muualta tulleita tauteja vastaan voi olla heikompi (1 p.); saarilajit voivat olla helppoja saaliita, koska ne eivät ole tottuneet saalistajiin (1 p.); saarilla lajit ovat alttiita myös merenpinnan nousulle (1 p.).

Selitys

Avainajatus: saarilajien haavoittuvuus johtuu sekä pienestä populaatiokoosta että eristyneisyydessä kehittyneistä ominaisuuksista.

Täysien pisteiden vastaus rakentuu kolmesta lohkosta. Ensin levinneisyys: saarilajit ovat usein endeemisiä, joten häviäminen yhdeltä saarelta merkitsee koko lajin sukupuuttoa, ja pienen pinta-alan vuoksi sopivia elinympäristöjä ja populaatioita on vähän. Toiseksi populaatiogenetiikka: pienissä populaatioissa geenivarasto on suppea, mikä lisää sukupuuton riskiä, eikä uusille alueille voi siirtyä. Kolmanneksi evoluutiohistoria: vähäisen kilpailun ja saalistuksen vuoksi lajit ovat menettäneet puolustuskeinoja, kuten lentokyvyn tai pakoreaktion, ja niiden vastustuskyky uusia tauteja vastaan on heikko.

Yleinen ansa on selittää sukupuutot pelkällä metsästyksellä.

Lähde: Ylioppilastutkintolautakunta · alkuperäinen

Tehtävä 7.1 (10 p)

Synapsit eli hermoliitokset ovat oleellinen osa hermosolujen toimintaa. Kuvaile, miten viesti välitetään kemiallisen välittäjäaineen avulla synapsissa.

Hyvän vastauksen piirteet

Yhteensä 10 pistettä seuraavista: synapsi on hermosolujen tai hermosolun ja kohdesolun välinen liitos, jonka avulla hermoimpulssit välittyvät eteenpäin (1 p.); kemiallisessa viestinvälityksessä sähköinen ärsyke muutetaan kemialliseksi ärsykkeeksi (1 p.); aktiopotentiaalin saapuminen synapsipäätteeseen (1 p.) saa aikaan kalsiumionien siirtymisen hermopäätteen sisälle (1 p.), mikä laukaisee välittäjäainetta sisältävän rakkulan erityksen (1 p.); tämä tapahtuu eksosytoosin avulla (1 p.); välittäjäaine vapautuu solun ulkopuolelle synapsirakoon (1 p.), jossa se voi kiinnittyä kohdesolun solukalvon reseptoriin (1 p.) ja aktivoida reseptorin (1 p.); samalla entsyymit hajottavat välittäjäainetta synapsiraossa (1 p.) ja sitä kerätään takaisin välittäjäainetta erittävään soluun (1 p.), jolloin ärsytyssignaali päättyy (1 p.); kun reseptori toimii ionikanavana, se vaikuttaa kohdesolun sähköiseen säätelyyn (1 p.) päästämällä lävitseen ioneja, kuten natriumia (1 p.).

Selitys

Avainajatus: synapsissa sähköinen viesti muuttuu kemialliseksi ja kohdesolussa takaisin sähköiseksi.

Täysien pisteiden vastaus etenee tapahtumaketjuna. Lähtökohta: synapsi on hermosolujen tai hermosolun ja kohdesolun välinen liitos, jossa sähköinen ärsyke muutetaan kemialliseksi. Vapautuminen: aktiopotentiaali saapuu synapsipäätteeseen, kalsiumioneja siirtyy päätteen sisälle, mikä laukaisee välittäjäainerakkuloiden erityksen eksosytoosilla synapsirakoon. Vaikutus: välittäjäaine kiinnittyy kohdesolun reseptoriin ja aktivoi sen; ionikanavana toimiva reseptori päästää lävitseen esimerkiksi natriumioneja ja vaikuttaa kohdesolun sähköiseen tilaan. Päättyminen: entsyymit hajottavat välittäjäainetta ja sitä kerätään takaisin lähettävään soluun.

Yleinen ansa on jättää signaalin päättyminen kuvaamatta.

Lähde: Ylioppilastutkintolautakunta · alkuperäinen

Tehtävä 7.2 (5 p)

Pohdi, mitä etua hermoston toiminnalle on siitä, että hermosolujen välissä on synapseja.

Hyvän vastauksen piirteet

Yhteensä 5 pistettä esimerkiksi seuraavista: hermoimpulssi voi kulkea vain yhteen suuntaan, sillä välittäjäainerakkuloita ei ole dendriiteissä (1 p.); osa synapseista tai niiden välittäjäaineista tai reseptoreista on impulssin kulkua stimuloivia (1 p.) ja osa estäviä (1 p.); niiden yhteisvaikutus määrittää solun aktiivisuuden (1 p.), mikä puolestaan määrittää, syntyykö soluun toimintajännite (1 p.); hermosolut muodostavat usein synapseja monen kohdesolun kanssa (1 p.), ja useat hermosolut säätelevät kohdesolun aktiivisuutta (1 p.); hermosolut muodostavat siten toiminnallisia kokonaisuuksia eli hermoverkkoja muiden solujen kanssa (1 p.); synapsien tiedonkulkua estävät välittäjäaineet suodattavat informaatiota (1 p.).

Selitys

Avainajatus: synapsi ei ole vain liitoskohta vaan säätelypiste, joka tekee hermostosta suunnatun ja laskennallisen.

Täysien pisteiden vastaus rakentuu kolmesta lohkosta. Ensin suunta: koska välittäjäainerakkulat ovat vain lähettävässä päätteessä, impulssi voi kulkea vain yhteen suuntaan. Toiseksi säätely: osa synapseista on kiihdyttäviä ja osa estäviä, ja niiden yhteisvaikutus ratkaisee, syntyykö kohdesoluun toimintajännite; estävät välittäjäaineet suodattavat informaatiota. Kolmanneksi verkostoituminen: yksi hermosolu muodostaa synapseja moneen kohdesoluun ja useat hermosolut säätelevät samaa kohdesolua, jolloin syntyy toiminnallisia hermoverkkoja.

Yleinen ansa on vastata, että synapsit vain siirtävät viestiä; silloin niiden etua ei ole selitetty.

Lähde: Ylioppilastutkintolautakunta · alkuperäinen

Puuttuvat tehtävät

Sivulla ei ole koko koetta: tehtävät, jotka perustuvat YTL:n kokeen liiteaineistoon (tekstit, kuvat, taulukot), on jätetty pois tai muotoiltu itsenäisiksi tekijänoikeussyistä. Koko koe liitteineen on Ylioppilastutkintolautakunnan sivuilla.

Lue lisää

Harjoittele näitä sovelluksessa

Kertaus, koesimulaatio ja arvosana-arvio. Lataa Abipreppi.