5.7 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. Kaikessa biologian opetuksessa pyritään ottamaan opetukseen esimerkkejä eri aihealueista Pietarsaaren seudulta.  Mahdollisuuksien mukaan tehdään yhteistyötä alueen bioalaan liittyvien viranomaistahojen ja bioalan yritysten kanssa.

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.

Biologian pakolliset kurssit(BI1,BI2) suoritetaan numerojärjestyksessä. Syventävät kurssit (BI3,BI5) suositellaan suoritettavaksi pakollisten kurssien jälkeen. BI4 suorittamiselle ei ole rajoituksia. Kurssin itsenäinen suoritus sisältää kurssikokeen lisäksi tutkielman laatimisen tai vastaavan määrän muita kirjallisia töitä.

PAKOLLISET KURSST

Kurssi 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.

KESKEISET 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

Korostetaan  alueella voimakkaana ilmenevää maankohoamista, joka antaa omat erikoispiirteensä rannikkoseudun luontotyyppeihin. Vertaillaan luonnon monimuotoisuuden ilmenemistä paikallisessa kaupunkiluonnossa ja ympäröivällä maaseudulla. Korostetaan  maaseudun perinnebiotooppien  merkitystä monimuotoisuuden lisääjinä. Otetaan esimerkkejä opetukseen alueelle tyypillisistä luonnon erityispiirteistä ( meri- ja rannikkoalueet, metsät, jokiluonto, suot, kulttuuriympäristö).

Ekologian keskeisten sisältöjen opetuksessa otetaan esimerkkejä paikallisesta  luonnosta.

Aihekokonaisuuksista kurssissa painottuu etenkin kestävä kehitys, jonka eri ulottuvuuksia käsitellään mm. luonnon monimuotoisuuden ilmenemisessä, evoluution opetuksessa sekä ekologian keskeisten sisältöjen opetuksessa. Aktiivinen kansalaisuus ja yrittäjyys tulee esille etenkin luonnon monimuotoisuuden ja ekologian opetuksessa, esim. tutustuttaessa lähiseudun luontotyyppeihin ja pohdittaessa ihmisen vaikutusta niihin.

Kurssi 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.

 

KESKEISET 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

Aihekokonaisuuksista kurssissa painottuvat hyvinvointi ja turvallisuus sekä kestävä kehitys. Hyvinvointi ja turvallisuus-teemaa sivutaan solun kemiallista rakennetta ja toimintaa opiskeltaessa, kun mietitään miten ne kytkeytyvät yksilön toimintaan esim. haitallisten aineiden vaikutukset ihmisen elimistössä.  Kestävä kehitys painottuu  perinnöllisen monimuotoisuuden säilyttämisenä.

SYVENTÄVÄT KURSSIT

Kurssi 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.

KESKEISET 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

Oppilas tutustuu johonkin lähiympäristön ekosysteemiin ekologista tutkimusta tehdessään ja ymmärtää ihmisen toiminnan vaikutuksen tutkimuskohteessaan.

Biodiversiteettiin liittyen huomioidaan Pietarsaaren seudun uhanalaiset biotoopit ja uhanalaiset lajit sekä perehdytään alueen suojeltuihin alueisiin. Mietitään esimerkkejä biodiversiteettiä vähentävistä tekijöistä alueellamme.

 

Perehdytään joihinkin alueen ympäristöongelmista sekä niiden ratkaisumahdollisuuksiin. Mietitään aineiden kiertoon liittyviä ongelmia paikallisella tasolla (esim. jätteiden käsittely). Korostetaan yksilön valintojen merkitystä paikallisesti kestävän kehityksen toteutumisessa.

 

Aihekokonaisuuksista kestävän kehityksen periaate on keskeisesti esillä kaikessa ekologian opetuksessa. Teknologia ja yhteiskunta kokonaisuus on esillä mm. pohdittaessa ympäristöongelmien syitä, seurauksia ja ongelmien ratkaisumahdollisuuksia sekä pienimuotoisen ympäristötutkimuksen laadinnassa. Aktiivinen kansalaisuus ja yrittäjyys korostuu tutustuttaessa johonkin lähiympäristön ekosysteemiin sekä  kulttuuri-identiteetti ja kulttuurien tuntemus kun perehdytään biodiversiteetin ilmenemiseen lähiseudun luonnossa ja mm. ihmisen muovaamiin perinnebiotooppeihin.

Kurssi 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.

 

KESKEISET 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

Kurssilla on mahdollista tehdä yhteistyötä paikallisten terveydenhuoltoalan asiantuntijoiden kanssa(esim. lääkärit, terveydenhoitajat). Aihekokonaisuuksista painottuvat hyvinvointi ja turvallisuus. Oman elimistön toimintaperiaatteiden ymmärtäminen on oleellista oman hyvinvoinnin kannalta. – Teknologia  ja yhteiskunta aihekokonaisuus tulee keskeisesti esille pohdittaessa mm. ihmisen lisääntymistä (esim. hedelmöityshoidot, kloonaus, kantasolujen käyttö) ja erilaisia sairauksien hoitomuotoja sekä niihin mahdollisesti liittyviä eettisiä ongelmia.

Kurssi 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.

 

KESKEISET 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

Otetaan esimerkkejä opetukseen paikkakunnan bioalan osaamisesta (esim. turkisten jalostus, elintarvikelaboratorio, Pietarsaaren jätevedenpuhdistamo).

Kurssilla painottuu aihekokonaisuuksista etenkin teknologia ja yhteiskunta, koska bioteknologian menetelmät on kurssin keskeinen aihe. Hyvinvointi ja turvallisuus teema korostuu myös pohdittaessa biotekniikan mahdollisuuksia ja uhkatekijöitä sekä eettisiä ongelmia. Viestintä- ja mediaosaamista tarvitaan, kun perehdytään mediassa ajankohtaisiin bioteknologian aiheisiin ja esim. internetiä hyödyntäen uusimpiin bioteknologian saavutuksiin.

SOVELTAVAT KURSSIT

Kurssi 6 Laborointikurssi BI6

TAVOITTEET

 Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

 

• perehtyy yksinkertaisen kokeen tekemiseen
• hallitsee perusmikroskopointitaidot

 

-         oppii tulkitsemaan tutkimustuloksia

 

KESKEISET SISÄLLÖT

 

Kurssilla tehdään erilaisia laborointi- ja tutkimustöitä koulubiologian eri osa-alueilta. Työtapoina ovat opintokäynnit, maastotyöt, pienet tutkimukset ja laborointi- ja mikroskopointityöt.

 

Kurssin tutustumiskohteet valitaan seuraavien aiheiden parista: Systematiikka, eliöiden rakenne, biokemia, fysiologia, mikrobit, lisääntyminen ja yksilönkehitys, genetiikka, ekologia, ympäristöntila, opintokäynnit.

 

 Arviointi tapahtuu oppilaan pitämän havaintopöytäkirjan avulla, jonka opettaja tarkistaa.

 

 Kurssi 7: Biologian kertauskurssi BI7

 

 TAVOITTEET

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

 

• syventää tietämystään biologian keskeisistä osa-alueista
• saa lisävalmiuksia ylioppilaskirjoituksia ja jatkokoulutuspaikkojen pääsykokeita varten

KESKEISET SISÄLLÖT

 

Kerrataan kurssien 1-4 keskeiset sisällöt.

Myös kaikki aihekokonaisuudet kertautuvat tässä kurssissa.