Yksinkertaisesti sanottuna biologiaan kuuluu elävien organismien tutkiminen yksisoluisista organismeista monisoluisiin kasveihin, eläimiin ja ihmisiin. Joitakin biologian perusaiheita voivat olla solurakenne ja toiminnot, evoluutio ja luonnollinen valinta, perinnöllisyys sekä genetiikka ja ekosysteemit. Tämän biotieteen tutkimus muuttuu ja kehittyy, kun meneillään oleva tutkimus paljastaa uusia löytöjä elävien organismien toiminnasta ja vuorovaikutuksesta mahdollisimman pieniin yksityiskohtiin saakka. Koska aihe on aivan liian laaja kattamaan vain yhden luokan, monet lukiot tarjoavat myös biologian syventäviä kursseja sekä erikoistuneempia kursseja, kuten anatomiaa.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Lukion biologian syventävät aiheet voivat sisältää seuraavia aiheita:
- Keskushermosto ja aivotoiminnot
- Elämän energia ja kemia
- Kasvijärjestelmät ja ekologia
- Evoluutio, ekologia ja monimuotoisuus
- Solurakenne ja erikoistuminen
Solun rakenne ja toiminta
Mikroskooppiset solut koostuvat monimutkaisista rakenteista, jotka kykenevät kasvamaan ja jakautumaan. Ne tarjoavat perustan kaikelle elävälle. Opiskelijat oppivat, mikä solu on ja miten solut eroavat toisistaan. He kuvaavat yksisoluisia organismeja ja oppivat monisoluisten organismien hierarkkisen rakenteen. Oppitunnit sisältävät solujen perusrakenteen ja toiminnan sekä sen, miten ne yhdistyvät ja toimivat yhdessä. Opiskelijat oppivat, miten soluprosessit mahdollistavat elämän esimerkiksi fotosynteesin, kemosynteesin, soluhengityksen sekä solujen jakautumisen ja erilaistumisen kautta.
Evoluutio ja luonnollinen valinta
Fossiiliset ja geneettiset todisteet tukevat ajatusta siitä, että maapallo kehittyi ajan myötä, ja sen pinnalla ja siinä elävissä organismeissa tapahtui monia muutoksia. Organismit kokevat usein fyysisiä muutoksia ajan myötä sopeutuakseen muuttuviin elinoloihin. Mutaatioita, kuten erillisiä värejä, esiintyy joskus ja ne lisäävät joissakin tapauksissa lajin selviytymiskykyä - kuten valkoinen turkki arktisella alueella. Luonnollisessa valinnassa niiden organismien populaatio, joilla ei ole näitä uusia ominaisuuksia, vähenee, kun taas niiden organismien populaatio, joilla ei ole näitä uusia ominaisuuksia niillä on hyödyllisiä piirteitä, joiden lukumäärä kasvaa, kunnes harvoista tai yhdestäkään lajista ei ole alkuperäistä piirteet.
Perinnöllisyys ja genetiikka
Perinnölliset piirteet näkyvät helposti perheissä esimerkiksi silmien ja hiusten värin yhteydessä. Poikkeukset, joissa lapsi muistuttaa isovanhempia eikä vanhempia, selitetään helposti tällä tavalla. Tutkijat ovat oppineet, että jokaisella henkilöllä on ainutlaatuinen DNA-koodi. Geenit ovat näiden DNA-molekyylien segmenttejä. Jokaisella organismilla on genomi, joka sisältää kaikki tarvittavat tiedot kyseisen organismin luomiseen ja ylläpitoon.
DNA-sekvensoinnin tutkimus antaa tutkijoille mahdollisuuden selvittää, miten fyysiset piirteet ja tietyt terveysongelmat välittyvät. Mikä tahansa muutos näiden molekyylien sekvenssissä johtaa muutokseen geenissä. Opiskelijat oppivat geneettisistä piirteistä, jotka yleisesti siirtyvät vanhemmalta lapselle, sekä geenimutaatioista ja kromosomaalisista poikkeavuuksista, jotka voivat aiheuttaa näkyviä muutoksia kehossa.
Ekosysteemit ja keskinäinen riippuvuus
Opiskelijat oppivat ekosysteemeistä ja siitä, kuinka kaikki elävät organismit tukevat toisiaan. Kaikki elävät organismit riippuvat tietyssä määrin muista. Oppitunnit tutkivat, kuinka monimutkaisemmat organismit kuluttavat alemman tason elämänmuotoja, kuten kasveja ja leviä, joita sitten jopa korkeammat elämänmuodot voivat kuluttaa. Viime kädessä korkeampi elämänmuoto kuolee ja palautetaan tarjoamaan ruokaa alhaisimman tason organismeille. Oppitunnit käsittelevät tämän järjestelmän ylläpitämisen merkitystä. Kun tämä luonnollinen kierto on rikki, organismeille voi tapahtua biologisia muutoksia sopeutumiseen tai vakavammissa tilanteissa, lajin selviytyminen voi olla uhattuna.