8.7 BIOLOGIA

Biologia on luonnontiede, joka tutkii elollisen luonnon rakennetta, toimintaa ja vuorovaikutussuhteita molekyyli- ja solutasolta biosfääriin. Biologialle tieteenä on ominaista havainnointiin ja kokeellisuuteen perustuva tiedonhankinta. Biotieteet ovat nopeasti kehittyviä tiedonaloja, joiden sovelluksia hyödynnetään laajasti yhteiskunnassa. Biologia tuo esille uutta tietoa elollisen luonnon monimuotoisuudesta ja kestävän kehityksen edistämisestä.

Biologian opetuksen tarkoituksena on, että opiskelija ymmärtää toimivan eliömaailman rakenteen ja kehityksen, ihmisen osaksi eliömaailmaa sekä ihmisen toiminnan merkityksen ympäristössä. Lukion biologian tulee myös luoda perusta ymmärtää biotieteiden tarjoamia mahdollisuuksia edistää ihmiskunnan, muun eliökunnan ja elinympäristöjen hyvinvointia.

Opetus kehittää opiskelijan luonnontieteellistä ajattelua, herättää kiinnostusta biotieteisiin sekä edistää opiskelijan luonnon monimuotoisuutta säilyttävää ja ympäristövastuullista käyttäytymistä.

OPETUKSEN TAVOITTEET

Biologian opetuksen tavoitteena on, että opiskelija

• hallitsee biologian keskeiset käsitteet

• tunnistaa elämän tuntomerkit ja osaa jäsentää elämän ilmiöt sekä biologian eri

organisaatiotasot molekyylitasolta biosfääriin

• oppii arvostamaan eliökunnan monimuotoisuutta ja ymmärtämään eliöiden sopeutumisen erilaisiin ympäristöihin

• ymmärtää perimän ja evoluution merkityksen eliökunnan kehittymisessä

• perehtyy biologisen tiedonhankinnan ja tutkimuksen menetelmiin sekä osaa arvioida

kriittisesti eri lähteistä saamaansa biologista tietoa

• osaa suunnitella ja toteuttaa yksinkertaisen biologisen kokeen sekä tulkita sen tuloksia

• tuntee biotieteiden, esimerkiksi bioteknologian ja lääketieteen sovelluksia

• tuntee ihmiselimistön toiminnan peruspiirteet

• ymmärtää perimän ja ympäristötekijöiden merkityksen terveyden taustana sekä yksilön

että ihmiskunnan kannalta

• tiedostaa kestävän kehityksen välttämättömyyden ja ymmärtää oman vastuunsa

ekosysteemien tulevaisuudesta.

ARVIOINTI

Biologiassa arvioidaan opiskelijan kykyä hallita ja käyttää biologian keskeisiä käsitteitä sekä soveltaa biologisia tietoja. Arvioinnissa kiinnitetään huomiota luonnontieteellisten lainalaisuuksien sekä syy- ja seuraussuhteiden ymmärtämiseen, vuorovaikutussuhteiden merkityksen oivaltamiseen sekä kokonaisuuksien hahmottamiseen. Taitojen arvioinnissa painotetaan opiskelijan luonnontieteellisiä työskentelytaitoja, ryhmässä toimimista, kykyä käyttää erilaisia lähteitä biologisen tiedon hankinnassa sekä kykyä arvioida tietoa kriittisesti. Harrastuneisuus biologian eri osa-alueisiin voidaan ottaa arvioinnissa huomioon.

A- ja S-kurssit arvioidaan aina tasavertaisina numeroilla 4 – 10 tuntiosallistumisen

sekä koe- ja työsaavutusten perusteella. S-kurssin arvioinnin oppilas voi pyytää myös arvosanalla s = suoritettu. Jos koemenestys ei yllä hyväksytyn rajalle, kurssimerkintä on h = hylätty. Liiallisista poisoloista kurssimerkinnäksi tulee k = keskeytetty tai h = hylätty.

Soveltavia eli V-kursseja ei arvioida numeroin, vaan kirjaimilla S, H ja K.

Oppiaineen oppimäärän arvosana määräytyy pakollisten (A) ja syventävien (S) kurssien perusteella. Soveltavan (V) kurssin hyvä suoritus voidaan ottaa huomioon, mutta huono suoritus ei vaikuta näyttöä vähentävästi.

OPISKELUSTA

Osan kurssista voi korvata tenttimällä ja / tai tekemällä tutkielman. Kurssit BIA1, BIS3 ja BIS4 voidaan suorittaa kokonaankin tenttimällä. Syventävät kurssit voidaan suorittaa pakollisten kurssien jälkeen, muuten suoritusjärjestys on vapaa. BIV6 kurssi voidaan suorittaa milloin vain kurssi on tarjolla. BIV7 abiturienteille.

PAKOLLISET KURSSIT

1. Eliömaailma (BI1)

TAVOITTEET

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

• tuntee elämän tunnusmerkit ja perusedellytykset sekä tietää, miten elämän ilmiöitä tutkitaan

• ymmärtää, mitä luonnon monimuotoisuus biosysteemien eri tasoilla tarkoittaa

• ymmärtää evoluution jatkuvuuden, mekanismit ja merkityksen

• tuntee muuntelun, sopeutumisen ja lajien välisten suhteiden merkityksen elämän kehitykselle

• osaa jäsentää nykyisen eliökunnan rakenteen ja tulkita sen kehitystä

• tuntee ekosysteemien keskeiset toimintaperiaatteet.

SISÄLLÖT

Biologia tieteenä

• elämän ominaisuudet ja perusedellytykset

• biologiset tieteet ja tutkimusmenetelmät

Luonnon monimuotoisuuden ilmeneminen

• ekosysteemien ja lajien monimuotoisuus

• eläinten käyttäytyminen monimuotoisuuden ilmentäjänä

• geneettinen monimuotoisuus

Evoluutio – elämän kehittyminen

• elämän syntyvaiheet

• lisääntymisstrategiat ja evoluutiovoimat

• lajien syntyminen ja häviäminen

• nykyinen eliökunta

Miten luonto toimii?

• elollisen ja elottoman luonnon vuorovaikutus

• ekosysteemien rakenne ja toiminta

• populaatioiden ominaisuudet

• lajien väliset suhteet

• eliöiden sopeutuminen ympäristöönsä ja levinneisyys

TOTEUTUS
Osa opiskellaan opettajajohtoisesti, osa ryhmätöinä ja osa laborointina.

2. Solu ja perinnöllisyys (BI2)

TAVOITTEET

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

• ymmärtää solun merkityksen elämän perusyksikkönä, tunnistaa erilaisia soluja ja niiden

rakenteita

• ymmärtää solurakenteiden kehityksen ja merkityksen sekä evoluutioprosessin kokonaisuuden

• osaa solun kemiallisen rakenteen ja toiminnan sekä osaa kytkeä ne yksilön toimintaan

• hallitsee solun energiatalouden prosessit ja niiden merkityksen

• tuntee geneettisen informaation rakenteen sekä sen siirtymisen solusta soluun ja

sukupolvelta toiselle

• tietää miten geenit ohjaavat solun toimintaa

• osaa periytymisen lainalaisuuksien perusperiaatteet

• tietää kuinka soluja tutkitaan ja hallitsee kokeellisen työskentelyn taitoja.

SISÄLLÖT

Solu elämän perusyksikkönä

• miten soluja tutkitaan

• erilaisia soluja

• solun rakenne ja toiminta

Solun energiatalous

• energian sitominen

• energian vapauttaminen

Solujen toiminnan ohjaaminen

• DNA:n rakenne ja toiminta

• proteiinisynteesi

Solujen lisääntyminen

• mitoosi ja sen merkitys

• solujen jakautuminen, kasvu ja erilaistuminen

Periytymisen perusteet

• geenit ja alleelit

• sukusolut ja niiden synty meioosissa

• periytymismekanismit

Populaatiogenetiikka ja synteettinen evoluutioteoria

TOTEUTUS

Osa opiskellaan opettajajohtoisesti, puolet kurssista on matemaattisia risteytysharjoituksia ja etologiaosaan tutustutaan myös filmien avulla.

SYVENTÄVÄT KURSSIT

3. Ympäristöekologia (BI3)

TAVOITTEET

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

• osaa ekologian perusteet ja ymmärtää ihmisen toiminnan vaikutuksen elolliseen luontoon

• ymmärtää biodiversiteetin merkityksen ihmiskunnan tulevaisuudelle

• hahmottaa ympäristöongelmien syitä ja niiden seurauksia ekosysteemeissä

• tutustuu suomalaisiin ekosysteemeihin ja niiden erityispiirteisiin sekä perehtyy myös

ihmisen muokkaamiin ekosysteemeihin

• tuntee ja osaa arvioida menetelmiä, joilla voidaan tarkkailla ympäristön tilaa ja ratkaista

syntyneitä ongelmia

• osaa suunnitella ja toteuttaa pienen tutkimuksen ympäristön tilasta ja esittää sen tulokset

• kehittää ympäristölukutaitoaan, ymmärtää vastuunsa ympäristön tilasta ja osaa toimia

kestävän kehityksen periaatteiden mukaisesti.

SISÄLLÖT

Ekologinen tutkimus

• ekologisten peruskäsitteiden syventäminen

• ekologisen tutkimuksen tehtävä

• ympäristön laadun indikaattorit

• oman tutkimuksen suunnittelu ja toteuttaminen

Biodiversiteetti ja sen merkitys

• biodiversiteetti luonnonvarana

• eliölajien ja elinympäristöjen uhanalaisuus ja suojelu

• biodiversiteetin väheneminen

Ekologiset ympäristöongelmat, niiden syyt ja ratkaisumahdollisuudet

• aineiden kiertoon liittyvät ongelmat

• paikalliset ympäristöongelmat

Suomen luonnon haavoittuvuus

• pohjoiset metsät

• suot

• järvet ja virtavedet

• Itämeri

Kestävä tulevaisuus

• ekologisesti kestävä kehitys ja yksilön valinnat

• rakennettu ympäristö ja kaupunkiekologia

• ekologisesti kestävä tuotanto

• ympäristötekniikan mahdollisuudet

TOTEUTUS

Tiedotusvälineiden seuranta - oppilasesitelmät. Muuten opettajajohtoinen keskustelunomainen pohdintakurssi.

4. Ihmisen biologia (BI4)

TAVOITTEET

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

• osaa ihmissolun erilaistumisen pääpiirteet sekä kudosten ja elinten rakenteet ja

toimintaperiaatteet

• ymmärtää ihmisen kemiallisen tasapainon säätelymekanismeja sekä ulkoisten ja sisäisten tekijöiden vaikutuksia niihin

• ymmärtää hermoston toiminnan ja hormonaalisen viestinnän merkityksen yksilön

toimintojen ohjaajana

• ymmärtää lisääntymiseen ja ihmisen elinkaareen liittyviä fysiologisia muutoksia sekä ihmisen yhteisöllisyyden merkityksen terveyden kannalta

• pystyy selittämään elimistön kykyä sopeutua muutoksiin ja puolustautua ulkoisia uhkia

vastaan ja tuntee merkityksellisimpien sairauksien syntymekanismeja

• ymmärtää ihmisen lajinkehityksen sekä perimän ja ympäristön yhteisvaikutuksen ihmisen

terveyteen

• pystyy tarkastelemaan oppimiaan asioita arkielämän esimerkkien avulla ja tutustumaan alan uutisiin ja arvioimaan niitä kriittisesti.

SISÄLLÖT

Ihmisen solujen ja kudosten erityispiirteet

• solujen synty, kasvu ja erilaistuminen kudoksiksi sekä kantasolujen merkitys

• solujen vanheneminen ja kuolema

• syöpä

Elimistöjen rakenne, toiminta ja merkitys

• ruoansulatus ja ravitsemus

• hengityselimistö ja hengityksen säätely

• veri ja verenkierto

• erityselimistöt ja kemiallinen tasapaino

• tuki- ja liikuntaelimistö

Elintoimintojen säätely

• umpirauhaset ja hormonit

• hermosto ja aistit

• lämmönsäätely

Ihmisen lisääntyminen

• sukupuolinen kehitys ja seksuaalisuus

• hedelmöitys, raskaus ja synnytys

Ihmisen elämänkaari ja yhteisöllisyys

Perimän merkitys

• ihmisen evoluutio ja ihminen lajina

• perinnöllisyys ja terveys

Elimistön sopeutuminen ja puolustusmekanismit

• elimistön puolustusjärjestelmät

• ihminen ja mikrobit

• myrkylliset aineet ja mutageenit

TOTEUTUS

Teoria opettajajohtoisesti, pohdintatehtäväosa oppilaskeskeisesti, ryhmätyö ja videot elinten toiminnoista. Mahdollisuus possun "ruumiinavaukseen" kurssin loppupuolella.

5. Bioteknologia (BI5)

TAVOITTEET

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

• syventää tietojaan solun hienorakenteesta ja solun eri osien toiminnasta

• ymmärtää elämän keskeisten molekyylien rakenteen ja merkityksen solun toiminnassa

• hallitsee tärkeimpien mikrobiryhmien kuten bakteerien ja virusten rakenteen, toiminnan ja

lisääntymisen periaatteet

• tuntee geenien toiminnan ja sen säätelyn

• tuntee geenien etsintä- ja tunnistusmenetelmiä sekä geenien siirtämisen tekniikan pääpiirteet

ja hallitsee geeni- ja biotekniikan keskeiset käsitteet

• tuntee biotekniikan tarjoamia sovellusmahdollisuuksia eri biotieteissä ja teollisuudessa

• pystyy arvioimaan biotekniikan kehittymisen luomia mahdollisuuksia, uhkatekijöitä ja

eettisiä ongelmia sekä tekemään niiden pohjalta perusteltuja arkielämän ratkaisuja.

SISÄLLÖT

Solun hienorakenne ja solujen välinen viestintä

Solut proteiinien valmistajina

• DNA:n, geenien ja genomien rakenne

• entsyymit solun ja biotekniikan työkaluina

Geenien toiminta

• geenin toiminta ja sen säätely

• mutaatiot

Geeniteknologia ja sen mahdollisuudet

• geenitekniikan menetelmät ja geenikartoitus

• geenitutkimus lääketieteessä

• geenitutkimus yksilöiden tunnistamismenetelmänä

Mikrobit ja niiden merkitys

• bakteerin ja viruksen rakenne, toiminta ja lisääntyminen

• bakteerien viljely ja käsittely

• mikrobit luonnossa ja ihmisen taloudessa

Biotekniikka teollisuudessa

Kasvien ja eläinten jalostus

Geenitekniikan etiikka ja lainsäädäntö

TOTEUTUS

Opettajajohtoinen teoria, videot geeniteknikan nykyhetkestä. ATK-ohjelma geenin toiminnasta pienryhmissä.

SOVELTAVAT KOULUKOHTAISET KURSSIT

6. Globe-kurssi BIV6

Tavoitteet

(G= Global) Maailmanlaajuisen (E= Environment) ympäristön (B= Benefit) hyötykäytön seurausten (L= Learning and O= Observations) tarkkailuun ja havainnointiin tutustuminen. Havainnointiin opettelu, lajintuntemuksen parantaminen ja ilmiöiden vaikutuksien oppiminen. Ympäristön muutosten vaikutukset konkreettisesti selviksi.

SISÄLLÖT

1. Lajintuntemus ja tarkkailu pikselialueella. 2. Satelliittiohjelmat. 3. Ympäristö-seurannat. 4. Ympäristömuutosten vaikutuksista. 5. Vertailu eri GLOBE-koulujen välillä = kansainvälinen yhteistyö. 6. Ympäristötutkielmien teko

TOTEUTUS

Maastotyöt pikselillä ja seuranta-asemalla.
Osan kurssista voi suorittaa kesäaikana tekemällä vesianalyysejä ja/tai
päivystämällä sääasemaa.
Kuukausidiagrammien ja -raporttien laatiminen.
Tutkielmien tekeminen kerätystä datasta.
Internet-yhteyksiä eri GLOBE-kohteisiin.

Arviointi Suoritusmerkintä (S)

7. BIOLOGIAN KERTAUSKURSSI BIV7

TAVOITTEET

Kurssin tavoitteena on luoda oppilaalle mahdollisimman hyvät valmiudet menestyä ylioppilaskirjoitusten reaalikokeessa

SISÄLLÖT

Tutustutaan biologian yo-kokeen rakenteeseen ja sisältöön sekä YTL:n arviointiohjeisiin. Harjoitellaan biologian ainereaalin kysymyksiin vastaamista. Kerrotaan myös reaalikokeeseen valmistautumisesta.

ARVIOINTI

Kurssi arvioidaan suoritusmerkinnällä (S). Kurssin laajuus on puoli (1/2) kurssia (19 h).

AIHEKOKONAISUUDET

Aktiivinen kansalaisuus ja yrittäjyys ilmenee vastuuna lajeista ja ekosysteemeistä BI1,

geeni- ja mikrobiharjoituksissa BI5. BIV6 kurssi perustuu itsenäiseen asioihin perehtymiseen.

Kestävä kehitys toteutuu ekosysteemien ja populaatioiden kehityksen tarkastelussa. BI1
vastuuna periytymisestä BI2-kurssilla sekä ilmenee omakohtaisina huomioina, miten ympäristömme muuttuu KURSSILLA BI 3

Hyvinvointi ja turvallisuus vastuuna periytymisestä BI2 kurssilla ja

ihmistoimintojen tuntemuksena BI4 kurssilla sekä mikrobien toiminnan tuntemisessa (BI5)

Aktiivinen kansalainen ja yrittäjyys, hyvinvointi ja turvallisuus, kestävä kehitys sekä teknologia ja yhteiskunta vastuuna Suomen luonnosta sekä biodiversiteetin opiskelussa. Kurssilla BI3

Kulttuuri-identiteetti ja kulttuurien tuntemus populaatigenetiikassa BI2-kurssilla,

toteutuu net-yhteistyössä eri Globe- koulujen välillä kurssilla BIV6

Teknologia ja yhteiskunta lääketieteellisissä hoidoissa BI4. Sääaseman toiminnoissa ja Globe-yhteydessä Amerikkaan BIV6 kurssilla