2. Mitä elämä on? Flashcards
Luettele elämän tunnusmerkit (10).
järjestyneisyys
solurakenne
samankaltaiset kemialliset ominaisuudet
lisääntyminen
aineenvaihdunta ja energiantarve
informaation sisältäminen ja hyödyntäminen
homeostasia
elinkaari
evoluutio eli lajinkehitys
Mitä elämän tunnuspiirteellä tarkoitetaan?
Tietyt piirteet ovat yhteisiä ja tunnusomaisia elämälle ja kaikille eliöille maapallolla = elämän tunnuspiirteet, vaikka maapallon miljooniin eliölajeihin kuuluu eri näköisiä ja kokoisia yksilöitä.
Eliöillä on kuitenkin mitä erikoisempia muunnelmia elämän tunnuspiirteistä niiden rakenteessa ja sopeutumiskeinoissa.
Kerro elämän tunnuspiirteistä; järjestyneisyys ja solurakenne.
Järjestyneisyys näkyy elämän eri organisaatiotasoilla. Atomit ovat järjestäytyneet molekyyleiksi, molekyylit makromolekyyleiksi, makromolekyylit soluelimiksi, soluelimet toimiviksi soluiksi, solut solukoksi ja kudoksiksi, kudokset ja solukko elimiksi, elimet elimistöiksi, elimistöt yksilöksi, yksilöt populaatioksi, populaatiot eliöyhteisöiksi, eliöyhteisöt ja eloton luonto ekosysteemeiksi ja ekosysteemit biosfääriksi eli elämänkehäksi.
Kaikki eliöt koostuvat soluista, sillä solu on elämän perusyksikkö. Solut voivat olla rakenteeltaan erilaisia, mutta niissä tapahtuvat aineenvaihduntareaktiot ovat hyvinkin samankaltaisia. Solujen määrä vaihtelee lajeittain; jotkut eliöt kuten tohvelieläin on yksisoluinen, ihmisellä puolestaan noin 60 000 miljardia solua.
Kerro elämän tunnuspiirtee
istä; samankaltaiset kemialliset ominaisuudet ja informaation sisältäminen/hyödyntäminen.
Kaikilla eliöillä on samankaltaiset kemialliset ominaisuudet, sillä kaikissa eliöissä on samat alkuaineet, orgaaniset yhdisteet ja epäorgaaniset aineet. Neljä eliöiden yleisintä alkuainetta ovat happi, hiili, typpi ja vety, mutta hiili on elämän kannalta tärkein alkuaine.
Yleisin epäorgaaninen yhdiste on vesi.
Eliöissä olevia orgaanisia yhdisteitä ovat esimerkiksi lipidit, hiilihydraatit ja proteiinit. ¨
Kun eliö kuolee, hajottajat vapauttavat sen sisältämät alkuaineet takaisin elottomaan luontoon, eli vesistöihin, ilmaan tai maahan uusien eliöiden rakennusaineeksi.
Kaikilla eliöillä on geenejä; ne sisältävät informaation solujen toimintaan. Geeneissä oleva informaation avulla solut pystyvät siten valmistamaan tarvitsemiaan aineita. Solujen lisääntyessä jakautumalla, geenien sisältämä informaatio siirtyy uusille soluille samalla.
Mikä on elämän kannalta tärkein alkuaine, miksi?
Hiili on elämän kannalta tärkein alkuaine, mikä johtuu sen ainutlaatuisista kemiallisista ominaisuuksista. Hiiliatomit pystyvät muodostamaan pitkiä ketjuja, sillä yhteen hiiliatomiin pystyy liittymään neljä muuta atomia. Hiiliketjujen pituuden vaihtelemisen lisäksi myös niiden muoto muuttuu; ne voivat olla suoria, rengasmaisia tai haaroittuvia. Nämä vaihtelevuudet lisäävät hiileen perustuvien orgaanisten yhdisteiden moninaisuutta entisestään.
Kerro elämän tunnuspiirteistä; lisääntyminen ja elinkaari.
Kaikki eliölajit ovat kykeneväisiä lisääntymään eli saamaan jälkeläisiä. Lisääntymisessä geenien sisältämä informaatio siirtyy seuraaville sukupolville.
Kaikille eliöille on tyypillistä samanlainen elinkaari: ne syntyvät, kasvavat ja kuolevat. Joillain eliöillä elinkaaren pituus on kuitenkin lyhyempi kuin toisilla; kasvit saattavat elää tuhatvuotisiksi, mutta aikuinen perhonen elää vain muutaman päivän. Luonnossa eliöt kuolevat kun ne tulevat syödyksi tai jokin tauti iskee niihin.
Kerro elämän tunnuspiirteistä; aineenvaihdunta ja energiantarve / homeostasia.
Kaikissa eliöissä tapahtuu aineenvaihduntaa. Eliöt ottavat aineita ympäristöstään, ja poistavat aineenvaihdunnan tuloksena syntyvät tarpeettomat ja haitalliset aineet ympäristöön. Aineita eliöt tarvitsevat sekä rakennusaineeksi, että energiantuotantoon. Energiaa tarvitaan puolestaan muun muassa järjestyneisyyden ylläpitoon.
Homeostasialla tarkoitetaan elimistön sisäistä tasapainotilaa, jota pidetään yllä erilaisten säätelyjärjestelmien avulla. Yksi esimerkki tällaisesta homeostasiaa ylläpitävästä säätelyjärjestelmästä on lämmönsäätely. Esimerkiksi koira alkaa läähättää, kun on kuuma. Näin sen elimistöstä poistuu turhaa lämpöä eikä koiran ruumiinlämpö kohoa liikaa.
Kerro elämän tunnuspiirteistä; reagointikyky ja evoluutio/lajinkehitys
Kaikki eliöt pystyvät saamaan tietoa ympäristöstään ja reagoimaan siihen tarkoituksenmukaisesti. Esimerkiksi kasvien lehdet kääntyvät kohti valoa, jotta ne saavat kerättyä mahdollisimman tehokkaasti fotosynteesiin tarvittavaa Auringon valoenergiaa. Metsäjänis puolestaan jähmettyy liikkumattomaksi kuullessaan ääntä.
Eliöiden geeneissä tapahtuu muutoksia, joiden seurauksena syntyy saman geenin eri muotoja eli uusia alleeleja. Alleelien avulla eliöt sopeutuvat ympäristömuutoksiin ja vallitseviin ympäristöoloihin. Esimerkiksi saalistettavat eliöt ovat usein hyvä naamioitumaan ympäristöönsä. Hyvin ympäristöön naamioituvat yksilöt säilyvät hengissä eli menestvyvät, jolloin ne saavat enemmän jälkeläisiä –> niiden alleelit populaatiossa yleistyvät. Päinvastoin huonosti sopeutuneen yksilön alleelit populaatiossa vähenevät, Tämä sukupolvien aikana tapahtuva lajinkehitys = evoluutio.
Mitkä ovat elämän kannalta tärkeimpiä säteilyn lajeja? Mitä haittaa lyhytaaltoisesta säteilystä on mikroskooppisesti tarkasteltuna.
Elämän kannalta tärkeimpiä säteilyn lajeja ovat näkyvä valo ja lämpösäteily.
Lyhytaaltoisella säteilyllä on hyvin paljon energiaa, joka tekee siitä ionisoivaa säteilyä –> pystyy tekemään atomista ionin. Täten solun sisälle tunkeutuessaan, lyhytaaltoinen säteily voi muuttaa solun DNA:n rakennetta eli aiheuttaa mutaatioita. Niiden seurauksena solun toiminta voi muuttua tai jopa koko solu kuolla.
Mitkä ovat elämän edellytykset?
Valo- ja lämpöenergia, vesi, sopiva paine ja sopiva suolapitoisuus ja happamuus ovat elämän edellytykset.
Kerro elämän edellytyksistä valo- ja lämpöenergiasta.
Tuottajat, kuten kasvit, saavat Auringon näkyvästä valosta fotosynteesiin tarvitsemansa energian. Kuluttajat ovat joko suoraan tai muiden eliöiden kautta riippuvaisia sokerista ja hapesta, joita fotosynteesiin kykenevät eliöt tuottavat.
Auringon lämpösäteily mahdollistaa elämän maapallolla, sillä eliölle optimaalisin ympäristön lämpötila on 5-30 celsiusastetta. 40 celsiusasteessa solujen proteiinit alkavat tuhoutua (paitsi kuumien lähteiden bakteerit) ja alle 0 celsiusasteen lämpötilassa soluissa oleva vesi jäätyy. Täten soluun muodostuu jääkiteitä, jotka laajetessaan rikkovat solun. Kylmään säähän on erilaisia sopetutumiskeinoja (siemenissä vähän vettä, hyömnteisillä jäänestoaine soluliman väkevöittämiseen, veden poistaminen soluista käärmeillä).
Kerro elämän edellytyksestä sopivasta paineesta.
Ilmanpaine on noin 1 ilmakehä merenpinnan tasolla, eli 1013 hehtopascalia. Paine kuitenkin kasvaa merenpinnan alapuolelle mentäessä, ja jo 1km syvyydessä paine on 100 kertaa suurempi, kui merenpinnan tasolla. Tätä varten syvänmeren kaloilla on hyytelömäiset lihakset ja taipuisat luut, jolloin ne kestävät painetta hyvin.
Mitä korkeammalle merenpinnan tasosta noustaan, sitä vähemmän ilmaa on painamassa alempia ilmakerroksia, eli ilma on harvempaa. Täten myöskin happimolekyylejä on harvemmassa. Siksi vuoristoissa elävillä eliölajeilla on hengitys- ja verenkiertoelimistöt, jotka ovat kehittyneet sitomaan tehokkaasti ilman vähäistä happea -> isommat keuhkot ja enemmän punasoluja. Kasveilla kasvutapa on puolestaan matala ja patjamainen, jotta haihtuvan veden määrä tuulen mukana vähenee.
Kerro elämän edellytyksestä vedestä.
Veden erikoiset kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet selittävät sen, miksi se on yksi elämän edellytyksistä.
Vedellä on korkea ominaislämpökapasiteetti, eli se pystyy sitomaan tai luovuttamaan paljon lämpöenergiaa ilman, että sen oma lämpötila muuttuu huomattavasti. Täten valtamerten suuret vesimassat pystyvät tasoittamaan lämpötilanvaihteluita ja ylläpitämään elämälle suotuista lämpötilaa.
Lisäksi vesi on hyvä liuotin, sillä vesimolekyylit tunkeutuvat liuotettavan aineen rakenneosien väliin ja ikään kuin puskevat ne irti toisistaan. Solujen toiminta perustuu erilaisiin kemiallisiin reaktioihin, joille vesi luo hyvät olosuhteet.
Vesi on lisäksi edellytys kaikelle elämälle maapallolla, sillä se on fotosynteesin toinen lähtöaine.
Kerro elämän edellytyksestä sopivasta happamuudesta ja suolapitoisuudesta.
Maapallolla on elinympäristöjä, joissa suolapitoisuus tai happamuus eli pH-arvo poikkeavat huomattavasti normaalista. Silti näissä elinympäristöissä on elämää. Kaikille eliöille voimakas happamuus tai emäksisyys ei kuitenkaan sovi, sillä solujen aineenvaihduntareaktiot tapahtuvat tietyissä pH-arvojen rajoissa. Bakteerit ja arkeonit kuitenkin sietävät usein äärimmäisiäkin olosuhteita.
Jos eliön ympäristön suolapitoisuus on eliön solujen suolapitoisuutta korkeampi, siirtyy soluista vettä ympäristöön ja eliö kuolee. Valtamerissä 3,5%, suola-aavikoilla ja suolajärvissä jopa 30% (esim. kuolleessa meressä, silti arkeoneja ja bakteereja)
