Biologia

Biologian opetuksen tehtävänä on tukea opiskelijan luonnontieteellisen ajattelun kehittymistä ja luonnontieteellisen maailmankuvan rakentumista.

Biologian opetus pyrkii herättämään kiinnostusta bio- ja ympäristötieteisiin ja auttamaan opiskelijaa ymmärtämään biotieteiden tarjoamia mahdollisuuksia edistää ihmiskunnan, muun eliökunnan ja elinympäristöjen hyvinvointia. Opiskelijalle välittyy kuva kestävän elämäntavan välttämättömyydestä ja luonnonvaroja säästävän kiertotalouden merkityksestä.

Biologian opetus auttaa opiskelijaa ymmärtämään elollisen luonnon rakennetta, toimintaa ja vuorovaikutussuhteita molekyyli- ja solutasolta biosfääriin. Opetuksen tuella opiskelija ymmärtää evoluution merkityksen eliökunnan kehittymisessä. Opiskelijalle välittyy kuva biotieteistä nopeasti kehittyvinä tiedonaloina, joiden sovelluksia hyödynnetään monin tavoin maataloudessa, teollisuudessa ja lääketieteessä. Opetus ohjaa opiskelijaa ymmärtämään, miten biologista tietoa voidaan hyödyntää arkielämässä, jatko-opinnoissa ja työelämässä.

Biologian opetukselle on ominaista havainnointiin ja kokeellisuuteen perustuva tiedonhankinta, tutkimuksellisuus sekä aktivoivat ja vuorovaikutteiset työ- ja toimintatavat. Biologian opetuksessa tehdään laborointeja ja työskennellään digitaalisissa ja myös koulun ulkopuolisissa opiskeluympäristöissä.

Opetuksen tavoitteet

Biologian opetuksen tavoitteena on, että opiskelija

  • kiinnostuu biologisesta tiedosta ja motivoituu biologiaa koskevien uutisten ja ajankohtaisten asioiden seuraamiseen
  • saa ohjausta omien tavoitteiden asettamisessa sekä tukea ja kannustusta oppimisprosessin eri vaiheissa
  • ymmärtää, mikä on biologialle tieteenalana ominaista, tuntee biologisia rakenteita ja prosesseja, perinnöllisyyttä sekä ymmärtää evoluution merkityksen
  • perehtyy biologisen tiedonhankinnan ja tutkimuksen menetelmiin
  • osaa asettaa kysymyksiä ja tutkimusongelmia tarkasteltavista ilmiöistä
  • suunnittelee ja toteuttaa kokeellisia tutkimuksia itsenäisesti tai yhteistyössä muiden kanssa
  • osaa hankkia, käsitellä, analysoida ja tulkita tutkimusaineistoa sekä arvioida ja esittää tutkimustuloksia
  • osaa työskennellä digitaalisissa opiskeluympäristöissä, laboratoriossa ja maastossa
  • arvioi kriittisesti median kautta välittyvää biologista tietoa
  • käyttää tieto- ja viestintäteknologiaa monipuolisesti biologian opiskelun tukena
  • perehtyy biologian soveltamiseen eri aloilla
  • osaa soveltaa ja käyttää biologisia tietoja ja taitoja arkielämässä
  • arvostaa eliökunnan monimuotoisuutta, tiedostaa kestävän kehityksen välttämättömyyden ja ymmärtää oman vastuunsa ekosysteemien tulevaisuudesta.

Arviointi

Biologiassa arvioidaan opetuksen tavoitteiden saavuttamista kurssikohtaisia tavoitteita ja sisältöjä painottaen. Monipuolinen arviointi ohjaa opiskelijaa tulemaan tietoiseksi omista työskentelytavoistaan ja kehittämään omaa osaamistaan. Arvioinnissa keskeisiä kohteita ovat opiskelijan tiedot, kuten biologian peruskäsitteiden hallinta, ja taidot, kuten ajattelu-, argumentointi- ja tutkimustaidot. Arvioinnissa otetaan huomioon opiskelijan kyky ymmärtää, soveltaa, analysoida, yhdistellä, arvioida, havainnollistaa ja esittää biologista tietoa erilaisissa tilanteissa. Arvioinnissa kiinnitetään huomiota luonnontieteellisten lainalaisuuksien sekä syy- ja seuraussuhteiden ymmärtämiseen, vuorovaikutussuhteiden merkityksen oivaltamiseen sekä kokonaisuuksien hahmottamiseen. Arvioinnissa otetaan huomioon myös opiskelijan kyky arvioida tietoa kriittisesti.

Biologian tietoja ja taitoja opiskelija voi osoittaa paitsi kirjallisissa arvioinneissa myös suullisesti erilaisissa vuorovaikutustilanteissa, kokeellisessa työskentelyssä sekä laatimalla yksin tai yhteisöllisesti biologisen tutkielman, raportin tai projektituotoksen.

Kurssiarvosana perustuu kurssin aikana esitettyyn jatkuvaan ja monipuoliseen näyttöön sisältäen oppituntityöskentelyn ja tehdyt summatiiviset arvioinnit sekä mahdolliset projektit, kurssityöt ja itse- ja vertaisarvioinnit. Tieto- ja viestintätekniikkaa käytetään monipuolisesti opiskelijan opiskeluvalmiuksia ja tiedonhankinta- ja tiedonkäsittelytaitoja kehittäen. Kurssimateriaalit, kurssityöt ja projektit ovat valtaosaltaan sähköisessä muodossa.

Biologian kurssit

Pakolliset kurssit

1. Elämä ja evoluutio BI1

Kurssilla perehdytään elämän edellytyksiin ja kaikille eliöille tunnusomaisiin piirteisiin. Kurssilla tutustutaan myös biologian tapaan hankkia ja kuvata tietoa sekä biologiaan osana luonnontieteellistä ajattelua. Keskeinen näkökulma kurssilla on evoluutio ja sen merkityksen ymmärtäminen.

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

  • saa kokemuksia, jotka syventävät kiinnostusta biologiaa ja sen opiskelua kohtaan
  • käyttää ja arvioi kriittisesti biologisia tietolähteitä sekä ilmaisee ja perustelee erilaisia näkemyksiä biologialle ominaisella tavalla
  • tuntee elämän tunnusmerkit ja perusedellytykset sekä tietää, miten elämän ilmiöitä tutkitaan
  • ymmärtää evoluution jatkuvuuden, prosessit ja merkityksen
  • osaa jäsentää nykyisen eliökunnan rakenteen ja tulkita sen kehitystä
  • työskentelee kokeellisesti ja toteuttaa pienimuotoisen tutkimuksen tai projektin yhdessä muiden kanssa.

Keskeiset sisällöt

Biologia tieteenä

  • elämän ominaisuudet, perusedellytykset ja organisaatiotasot
  • biologiset tieteenalat ja tutkimusmenetelmät
  • biologisen tiedon esittäminen mallien avulla

Solu elämän perusyksikkönä

  • elämän syntyvaiheet
  • solujen rakenne ja energiatalous
  • DNA ja geenien ilmeneminen

Eliön elinkaari

  • suvullinen ja suvuton lisääntyminen
  • muuntelu
  • kasvu, kehittyminen ja kuolema

Evoluutio

  • luonnonvalinta ja sopeutuminen
  • lajien syntyminen ja häviäminen
  • eliökunnan sukupuu

Biologian kokeellisuuteen liittyvä pienimuotoinen tutkimus tai projekti

2. Ekologia ja ympäristö BI2

Kurssi tarkastelee ekologian perusteita ja elämän monimuotoisuutta sekä sen uhkia Suomessa ja muualla maailmassa. Keskeisinä teemoina ovat luonnon monimuotoisuutta uhkaavat tekijät ja mahdollisuudet suojella monimuotoisuutta. Kurssi perehdyttää myös muihin ekologisiin ympäristöongelmiin. Kurssilla tehdään itsenäisesti tai yhteistyössä muiden kanssa pienimuotoinen ekologiaa tai ympäristön tilaa koskeva tutkimus tai kehittämisprojekti.

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

  • ymmärtää populaatioiden, eliöyhteisöjen ja ekosysteemien rakenteiden, vuorovaikutusten ja toimintojen periaatteet
  • osaa vertailla, analysoida ja arvioida ihmisen toiminnan vaikutuksia ekosysteemeissä
  • ymmärtää luonnon monimuotoisuuden merkityksen ihmiskunnan tulevaisuudelle
  • hahmottaa ympäristöongelmien syitä ja niiden seurauksia ekosysteemeissä sekä tuntee menetelmiä, joilla voidaan tarkkailla ympäristön tilaa ja ratkaista syntyneitä ongelmia
  • ymmärtää ekososiaalisen sivistyksen ja kestävän elämäntavan välttämättömyyden sekä oppii toimimaan niiden mukaisesti
  • osaa suunnitella ja toteuttaa itsenäisesti tai yhteistyössä muiden kanssa pienimuotoisen ekologiaa tai ympäristön tilaa koskevan tutkimuksen tai ympäristön tilaa koskevan yhteisen kehittämisprojektin.

Keskeiset sisällöt

Ekologian perusteet

  • elollisen ja elottoman luonnon vuorovaikutukset
  • ekosysteemien rakenne ja palautuvuus
  • aineiden kierto ja energian virtaus ekosysteemissä
  • luonnon monimuotoisuus
  • populaatioiden ominaisuudet
  • lajien väliset suhteet
  • eliöiden sopeutuminen ympäristöönsä ja eliöiden levinneisyys

Ympäristöongelmat, niiden syyt ja ratkaisumahdollisuudet

  • ilmastonmuutoksen ekologiset vaikutukset
  • luonnon monimuotoisuuteen ja ekosysteemeihin kohdistuvat uhkat
  • aineiden kiertoon ja energian virtaukseen liittyvät ongelmat
  • paikalliset ympäristöongelmat ja Itämeren tila

Kohti kestävää tulevaisuutta

  • ekosysteemipalveluiden merkitys
  • ekologisesti kestävä kehitys, kiertotalous ja ekososiaalinen sivistys
  • toiminta kestävän elämäntavan edistämiseksi omassa lähiympäristössä

Ekologiaa tai ympäristön tilaa koskeva tutkimus tai ympäristön kehittämisprojekti

Syventävät kurssit

Valtakunnalliset syventävät kurssit

3. Solu ja perinnöllisyys BI3

Kurssin tarkoituksena on auttaa opiskelijaa syventämään ymmärrystä solun rakenteesta ja toiminnasta. Kurssilla tarkastellaan myös solun toiminnan ohjaamista, solujen lisääntymistä ja periytymisen perusteita. Kurssin työtavoille on keskeistä kokeellisuus ja opiskelijan omat tutkimukset.

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

  • käyttää käsitteitä, malleja ja teorioita tarkastellessaan soluihin ja perinnöllisyyteen liittyviä ilmiöitä
  • syventää osaamistaan solun eri osien toiminnasta ja ymmärtää eliöiden rakenteiden ja toimintojen pohjautuvan solutason prosesseihin
  • tutkii erilaisia soluja, solukoita ja kudoksia ja tulkitsee niiden rakenteita
  • arvioi solujen ja geenien toimintaa koskevan tiedon merkitystä yksilön ja yhteiskunnan näkökulmasta
  • suunnittelee ja toteuttaa kokeellisia tutkimuksia yhteistyössä muiden kanssa.

Keskeiset sisällöt

Solu tutkimuskohteena

  • miten soluja tutkitaan
  • solubiologisen tiedon ja genomitiedon tarve ja käyttö

Eliöt rakentuvat soluista

  • biomolekyylit
  • tumallisen ja tumattoman solun rakenne ja toiminta
  • DNA:n ja RNA:n rakenne
  • proteiinisynteesi ja epigeneettinen säätely

Solujen lisääntyminen

  • mitoosi ja sen merkitys
  • solujen jakautuminen, kasvu ja erilaistuminen

Periytymisen perusteet

  • geenit ja alleelit
  • sukusolut ja niiden synty meioosissa
  • geenien periytyminen ja ominaisuuksien siirtyminen sukupolvelta toiselle
  • mutaatiot ja mutageenit

Solubiologinen tutkimus laboratoriossa tai sähköisten aineistojen avulla

4. Ihmisen biologia BI4

Kurssilla perehdytään ihmisen anatomiaan ja fysiologiaan. Keskeisiä tarkastelun kohteita ovat ihmisen elintoiminnot, lisääntyminen sekä perimän ja ympäristön merkitys ihmisen terveyteen. Kurssilla tarkastellaan ihmiselimistön kykyä sopeutua muutoksiin ja puolustautua ulkoisia uhkia vastaan.

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

  • osaa analysoida kudosten ja elinten rakenteiden toimintaperiaatteita
  • ymmärtää ihmisen kemiallisen tasapainon säätelyä sekä ulkoisten ja sisäisten tekijöiden vaikutuksia siihen
  • ymmärtää hermoston toiminnan ja hormonaalisen viestinnän merkityksen yksilön toimintojen ohjaajana
  • ymmärtää lisääntymiseen ja ihmisen elinkaareen liittyviä fysiologisia muutoksia
  • osaa selittää elimistön kykyä sopeutua muutoksiin ja puolustautua ulkoisia uhkia vastaan
  • ymmärtää perimän ja ympäristön yhteisvaikutuksen ihmisen terveyteen
  • osaa toteuttaa pienimuotoisen ihmisen elimistön toimintaa mittaavan tutkimuksen ja esittää sen tulokset.

Keskeiset sisällöt

Energia, aineenvaihdunta ja sen säätely

  • ravintoaineet ja ruoansulatus
  • verenkiertoelimistö
  • hengityselimistö ja hengityksen säätely

Liikkuminen

  • tuki- ja liikuntaelimistö

Elintoimintojen säätely

  • hermosto ja aistit
  • umpirauhaset ja hormonit
  • lämmönsäätely
  • kemiallinen tasapaino
  • elimistöjen sopeutuminen ja puolustusmekanismit

Lisääntyminen

  • hedelmöitys, raskaus ja synnytys
  • sukupuolinen kehitys ja seksuaalisuus
  • perimän ja ympäristön merkitys

Ihmiselimistön toimintaa mittaava tutkimus

5. Biologian sovellukset BI5

Kurssin tarkoituksena on, että opiskelija ymmärtää biologisen tutkimuksen merkityksen tulevaisuuden ongelmien ratkaisemisessa. Kurssilla perehdytään biologian erilaisiin sovelluksiin lääketieteessä, teollisuudessa, elintarviketuotannossa ja luonnonvarojen kestävän kehityksen mukaisessa käytössä. Keskeisiä tarkastelun kohteita ovat geeniteknologian ja mikrobiologian erilaiset sovellukset. Kurssilla opiskelija suunnittelee ja toteuttaa biologian soveltamiseen liittyvän kokeen tai tutkimuksen.

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

  • ymmärtää biologian innovaatioiden ja sovellutusten merkityksen yhteiskunnassa
  • tutustuu bioteknologian menetelmiin, tuotteisiin ja mahdollisuuksiin edistää kestävää tulevaisuutta
  • ymmärtää geeniteknologian mahdollisuudet lääketieteessä ja teollisuudessa
  • ymmärtää mikrobien merkityksen luonnossa ja erilaisissa bioteknologian prosesseissa
  • ymmärtää kasvien ja eläinten jalostuksen merkityksen ravinnontuotannossa
  • osaa arvioida bioteknologian ja genetiikan sovellusten mahdollisuuksia, uhkia ja eettisiä kysymyksiä
  • osaa suunnitella ja toteuttaa biologian soveltamiseen liittyvän kokeen tai tutkimuksen yksin tai yhdessä muiden kanssa.

Keskeiset sisällöt

Bioteknologian sovellukset ja merkitys

  • ravinnon, energian, tuotteiden ja palvelujen tuottaminen uusiutuvien luonnonvarojen avulla
  • bioteknologian sovellukset teollisuudessa ja ympäristönsuojelussa

Mikrobiologian sovellukset ja merkitys

  • bakteerien ja virusten rakenne ja toiminta
  • bakteerien viljely, käsittely ja tunnistaminen
  • mikrobit luonnossa ja ihmisen taloudessa

Geeniteknologian sovellukset ja merkitys

  • geenitekniikan menetelmät
  • genomitieto
  • mikrobit geeniteknologiassa

Kasvi- ja eläinjalostus

Biologian sovellusalaan liittyvä koe tai tutkimus

Koulukohtaiset kurssit

6. Biologian kertauskurssi BI6

Kurssilla kerrataan biologian valtakunnallisen opetussuunnitelman sisältöjä, syvennetään kokonaiskuvaa biologiasta ja siitä, miten opitut asiat liittyvät toisiinsa. Kurssi on tarkoitettu niille, jotka valmistautuvat ylioppilaskirjoituksiin tai muutoin haluavat kerrata biologian valtakunnallisten kurssien sisältöjä. Kurssilla tutustutaan aiempiin ylioppilaskoetehtäviin ja harjoitellaan aineistojen käyttöä ja vastaamista eri tehtävätyyppeihin. Osa kurssista suoritetaan verkko-opintoina ja kurssi edellyttää tavanomaista suurempaa itsenäisen opiskelun määrää oppituntien välillä. Kurssi arvioidaan suoritusmerkinnällä.

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

  • kertaa biologian valtakunnallisten kurssien keskeiset sisällöt
  • ymmärtää syvällisemmin luonnontieteellisiä lainalaisuuksia, vuorovaikutussuhteita ja syy- ja seuraussuhteita sekä hahmottaa paremmin kokonaisuuksia ja sitä, miten biologian
  • asiat ja ilmiöt solu-, yksilö- ja ekosysteemitasolla liittyvät toisiinsa
  • harjaantuu soveltamaan, analysoimaan, yhdistelemään, arvioimaan, havainnollistamaan ja esittämään biologista tietoa erilaisissa tilanteissa ja tehtävätyypeissä sekä
  • hyödyntämään annettua aineistoa tehtävien ratkaisemiseksi
  • arvioi tietoa kriittisesti.

Keskeiset sisällöt

Kurssin sisällön painotukset sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa kurssin alkaessa. Kurssilla kerrataan sovitulla tavalla

  • elämän ominaisuudet, biologia tieteenä, solun perusasiat, eliön elinkaari ja evoluutio
  • ekologian perusasiat, keskeiset ympäristöongelmat ja kestävän tulevaisuuden edellytykset
  • solu tutkimuskohteena, eliöiden rakentuminen soluista, solujen lisääntyminen ja periytymisen perusteet
  • ihmisen tärkeimmät elimistöt, aineenvaihdunta, elintoiminnot ja niiden säätely sekä lisääntyminen
  • bioteknologian, mikrobiologian ja geeniteknologian keskeiset sovellukset ja niiden merkitys sekä kasvi- ja eläinjalostus

Biologian tutkimuskurssi

Kurssin tarkoituksena on syventää opiskelijan ymmärrystä biologisen tutkimuksen tekemisestä ja soveltamisesta biologian eri osa-alueilla. Kurssilla opiskelija suunnittelee ja toteuttaa biologisia kokeita ja tutkimuksia ja kirjoittaa niistä tutkimusraportit. Kurssi sisältää tutustumiskäyntejä biologian alan tutkimuslaitoksiin, biologian sovelluksia hyödyntäviin yrityksiin tai yhdyskuntateknisiin laitoksiin ja mahdollisuuksien mukaan alan asiantuntijoiden haastatteluja tai tapaamisia. Osa kurssin tutkimustyöstä voidaan toteuttaa opiskelijoiden kanssa sovittavalla tavalla koulun ulkopuolella. Kurssin hyväksytty suorittaminen edellyttää sovittujen töiden ja raporttien palauttamista ja vierailukäynteihin osallistumista.

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

  • syventää ymmärrystään biologisen tutkimuksen periaatteista ja menetelmistä
  • osaa suunnitella ja toteuttaa biologisia tutkimuksia sekä tarkastella tulokset ja tuottaa tutkimusraportit yksin tai ryhmässä
  • tutustuu biologiseen tutkimustyöhön ja biologisen tiedon soveltamiseen käytännössä vierailukäynneillä tutkimuslaitoksiin ja yrityselämään sekä keskustelemalla tutkimustyöstä ja biologian sovelluksista alan asiantuntijoiden kanssa
  • oppii arvioimaan biologisen tutkimustyön ja sovellusten mahdollisuuksia, uhkia, merkitystä ja eettisiä kysymyksiä yhteiskunnassa ja globaalisti
  • perehtyy vierailukäyntien ja asiantuntijatapaamisten yhteydessä mahdollisuuksien mukaan biologian etiikkaan, kestävän elämäntavan moniulotteisiin kysymyksiin ja ristiriitoihin yhteiskunnassa, monitieteellisyyteen, lainsäädäntöön ja taloudelliseen merkitykseen
  • lisää ymmärtämystään biologian alan ja sen lähitieteiden koulutusmahdollisuuksista ja työelämästä sekä merkityksestä yhteiskunnalle ja luonnon ja ympäristön hyvinvoinnille paikallisesti ja globaalisti
  • rohkaistuu vaikuttamaan ja toimimaan nykyistä oikeudenmukaisemman ja kestävämmän yhteiskunnan ja ympäristön hyvinvoinnin puolesta

Keskeiset sisällöt

Kurssin sisällön painotukset sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa kurssin alkaessa. Kurssin keskeisiä sisältöjä ovat

  • biologian sovellusalaan liittyvät kokeet ja tutkimustehtävät yksin tai ryhmässä työskennellen. Aiheet valikoituvat solubiologian, ekologian, ihmisbiologian, bioteknologian,
  • ympäristöbiologian ja kestävän kehityksen aihealueilta. Kurssilla voidaan hyödyntää myös virtuaalilaborointeja ja muita virtuaalisia työmuotoja.
  • työselostusten ja tutkimusraporttien kirjoittaminen
  • tutustuminen biologian alan tutkimuslaitoksiin, biologian sovelluksia hyödyntäviin yrityksiin tai yhdyskuntateknisiin laitoksiin vierailukäynteinä ja virtuaalisesti
  • biologian alan asiantuntijoiden haastattelut ja tapaamiset lähitapaamisina tai virtuaalisesti.