Biologian kandiohjelman tieteenalat

Ekologiassa ja evoluutiobiologiassa tutkitaan eliöiden vuorovaikutussuhteita ja sopeumia erilaisissa ympäristöissä. Lisäksi selvitetään ympäristön muutoksen vaikutuksia eliöihin aina yksilöistä ekosysteemeihin. Ekologia ja evoluutiobiologia luo myös perustan soveltaville aloille, kuten luonnonsuojelubiologia ja maa- ja metsätaloustieteet. Ekologian ja evoluutiobiologian tieteenalan opinnoissa keskitytään luentojen, erilaisten tehtävien, ryhmätöiden ja erityisesti tutkimuksen tekemisen kautta ekologian ja evoluutiobiologian keskeisiin käsitteisiin ja prosesseihin. Opittua tietoa pääsee soveltamaan käytännössä erilaisissa tutkimusprojekteissa.

Tieteenalaopinnot suoritettuaan opiskelija

• tuntee ekologian ja evoluutiobiologian keskeisiä käsitteitä ja osaa käyttää niitä erilaisissa tilanteissa
• osaa ratkoa ekologisia ongelmia pienryhmässä
• osaa tarkastella luonnonvalintaa ja evoluutiota monipuolisesti eri eliölajien näkökulmasta
• oivaltaa, että ihminen vaikuttaa nykyisin merkittävästi eliöiden ekologiaan ja evoluutioon
• osaa tutkimuksen suunnittelun, toteutuksen ja raportoinnin perusteet
• osaa etsiä ja lukea tieteellisiä artikkeleita, soveltaa niiden tietoa tehtävissään ja tehdä yksinkertaisia tilastollisia analyysejä
• osaa viestiä kirjallisesti ja suullisesti sekä toimia ryhmässä.

Miten ionien liikkeistä solukalvon yli, ja erilaisista molekyylimuutoksista, seuraa muutoksia yksilön käyttäytymisessä? Fysiologia on tieteenala, joka pyrkii ymmärtämään elävien olentojen toimintanmekanismeja.

Fysiologia kertoo, miten terve elimistö toimii ja miten eri toiminnot sopeutetaan muuttuviin ympäristöolosuhteisiin. Se auttaa meitä myös selvittämään, miten toimintahäiriöt kehittyvät sairauksiksi, millä tiedolla voimme kehittää uusia hoitomuotoja eläinten ja ihmisten terveyden edistämiseksi. Fysiologista ymmärrystä hyödynnetään myös ekologisessa tutkimuksessa. Esimerkiksi eläinten kudosten rasvahappokoostumuksia voidaan käyttää ravintoverkkojen muutosten seurannassa. Fysiologian erottaa monista muista biotieteistä se, että tieteenalalla pidetään tärkeänä, että ilmiöitä tarkastellaan kokonaisuuksina: omat erilaistuneet solumme ja kehossamme elävät mikrobit ovat muodostaneet monimutkaisen säätelyjärjestelmän, jossa sähköiset ja kemialliset viestit, aistimuksemme ja aineenvaihduntamme ohjaavat yksilön kehittymistä, kasvua, lisääntymistä ja vanhenemista.

Fysiologia on kokeellinen tiede, ja myöhemmät opinnot laboratoriotöineen on mahdollista suunnata oman mielenkiinnon mukaan joko solu- ja systeemifysiologiaan tai neurotieteeseen, mahdollisten opettajan kasvatustieteellisten opintojen ohessa. Fysiologian ja neurotieteen tutkimus edistää ymmärrystämme niistä yksityiskohtaisista mekanismeista ja kokonaisvaltaisista vuorovaikutuksista, jotka ohjaavat ja säätelevät elävien olentojen käyttäytymistä. Tutkimukseen käytämme esimerkiksi sähköfysiologisia tekniikoita, modernia mikroskopiaa tai erilaisia omiikoita, jotta saisimme jatkuvasti lisää tietoa elämän perustavanlaatuisista mekanismeista, kuten esimerkiksi aivojen hermoverkkojen toiminnasta, näkö- tai kuuloaistista tai aineenvaihdunnastamme.

Tieteenalaopinnot suoritettuaan opiskelija

• kykenee selittämään eläinten rakenteen ja toiminnan yhteyden
• kykenee selittämään, miten elimistön eri toimintoja säädellään ja ylläpidetään aistijärjestelmien ja viestijärjestelmien yhteistyönä
• ymmärtää miten energiaa saadaan ja mihin ravintoaineita käytetään
• kykenee arvioimaan mitä rajoitteita ja vaatimuksia elinympäristö eläimille aiheuttaa ja miten eläinten fysiologia on niihin sopeutunut
• osaa toimia laboratoriossa ja suunnitella ja tehdä yksinkertaisia kokeita
• hallitsee ne perusteet, joita tarvitaan neurotieteiden maisteriohjelman solu- ja systeemifysiologian, neurotieteen tai aineenopettajan suuntautumisvaihtoehdoissa.

Kasvitieteen tieteenalaopinnot antavat syventävän tason osaamisen tekijöistä, jotka vaikuttavat kasvien kasvuun, kehitykseen ja tuottoisuuteen eri ympäristöissä. Pakollisissa kursseissa keskitytään omaksumaan eri biologian alojen käsitteitä, jotka antavat pohjan biologisten prosessien ymmärtämiseen molekyylitasolta yksilöihin ja ekosysteemeihin. Valinnaisten kurssien avulla voit valita suuntaudutko enemmän ekologiaan, evoluutiobiologiaan vai genetiikkaan. Tieteenalaopinnot suoritettuaan opiskelija pystyy soveltamaan opittua tietoa siihen, kuinka voimme paremmin varautua ympäristönmuutokseen ja toisaalta ymmärtää kuinka kasveja voidaan hyödyntää globaaleissa ongelmissa kuten ruokakriisin tai energiaongelman ratkaisemisessa.

Tieteenalaopinnot suoritettuaan opiskelija

• saa biologian kandiohjelman perus- ja aineopintoihin kuuluvien pakollisten kasvibiologian kurssien jälkeen pohjan ja valmiudet syventää osaamistaan jollakin kasvibiologian osa-alueella
• osaa käyttää kasvibiologian tutkimuksen peruslaboratorio ja mikroskopointimenetelmiä sekä valmistamaan anatomisia mikroskooppipreparaatteja ja tuntee siemenkasvien rakenteen pääpiirteet ja pääryhmien väliset anatomiset erot.
• tuntee kasvien ravinnevaatimukset, viherhiukkasten toiminnan, siementen itämisessä toimivat entsyymit, kasvihormonien toiminnan sekä valon kehitysbiologiset vaikutukset.
• tuntee yleisellä tasolla kasvien yksilönkehitystä ja kasvinosien erilaistumista ohjaavat molekulaariset prosessit ja säätelymekanismit.
• perehtyy Suomen putkilokasvien levinneisyysalueisiin ja niitä selittäviin ekologisiin ja historiallisiin tekijöihin sekä saa perusvalmiudet kasvilajiston inventointiin Suomen erilaisissa luontotyypeissä.
• osaa lukea ja arvioida kriittisesti tieteellisiä artikkeleja.
• tietää ja osaa tulkita miten ilmastonmuutos ja muut suuren mittakaavan ekologiset tekijät vaikuttavat maapallon kasvistoon ja kasvillisuuteen tulevaisuudessa. 

Mikrobiologiassa tutkitaan mikrobien, eli bakteerien, arkeonien, virusten, sienten, levien ja alkueläinten rakennetta ja toimintaa. Mikrobiologian myötä muodostunut ymmärrys eritoten bakteerien ja virusten toiminnasta on mullistanut solu- ja molekyylibiologian tutkimuksen sekä mahdollistanut nykyaikaisen biotekniikan. Mikrobit ovat ihmiskunnalle välttämättömiä ja niitä hyödynnetään eri käytännön sovellutuksissa esim. lääketieteessä, elintarviketeknologiassa ja ympäristöteknologiassa sekä laaja-alaisesti biotuotannossa aina kaivosteollisuuden mineraalituotannosta kemianteollisuuden orgaanisten yhdisteiden tuottoon. Helsingin yliopistolla suoritetaan huippuluokan tutkimusta lääketieteellisen mikrobiologian, virologian, ympäristömikrobiologian, mikrobifysiologian, mikrobigenetiikan, teolliseen mikrobiologian, elintarvikemikrobiologian ja aeromikrobiologian aloilla. Tämän lisäksi mikrobiologinen tutkimus on poikkitieteellistä ja vahvasti verkostoitunutta eri yhteiskunnan sektoreihin. Mikrobiologi on arvostettu moniosaaja ja mikrobiologiaan suuntautunut opiskelija voi maisteritutkinnon jälkeen hakea sairaalamikrobiologin koulutukseen.

Biologian kandiohjelman mikrobiologian tieteenalaopinnot suoritettuasi

• tunnet mikrobien monimuotoisuutta, rakennetta ja toimintaa
• tunnistat normaalimikrobiston merkityksen ihmisen terveydelle ja hyvinvoinnille
• osaat kuvata bakteerien ja virusten taudinaiheuttamismekanismeja sekä isäntäelimistön omia puolustusmekanismeja infektion eri vaiheissa
• tunnet geenitekniikassa käytettävien menetelmien perusteisiin ja osaa soveltaa niitä tarkoituksenmukaisesti
• olet tietoinen geenitekniikkaan liittyvästä lainsäädännöstä
• ymmärrät mikrobien merkityksen erilaisissa ympäristöissä ja niiden hyödyntämisen biotekniikan sovelluksissa.

Perinnöllisyystiede eli genetiikka on kaiken elollisen perusta, sillä jokaisessa eliössä toimii samat perinnöllisyyttä ohjaavat mekanismit. Perinnöllisyystiedettä sovelletaan biologian lisäksi muun muassa lääketieteessä, maa- ja metsätaloustieteessä, teollisuudessa, rikostutkinnassa, arkeologiassa ja sukututkimuksessa. Ala on kehittynyt huimasti viime vuosikymmenten aikana. Genetiikan ja informaatioteknologian yhdistäminen, eli bioinformatiikka, mahdollistaa suurten tietomäärien analysoimisen, josta saadaan uutta tietoa muun muassa genomien rakenteesta ja toiminnasta. Perinnöllisyystieteeseen suuntautunut opiskelija voi maisteritutkinnon jälkeen hakea sairaalageneetikon koulutukseen.

Biologian kandiohjelman tarjoaman perinnöllisyystieteen tieteenalaopinnot suoritettuasi

• ymmärrät perinnöllisyyden lainalaisuudet ja tuntee geenien ja genomien rakenteen
• tunnet geenien toiminnan molekyylimekanismit ja omaa perustiedot geenien toiminnan säätelystä̈
• ymmärrät, miten geenien toiminta säätelee solun toimintoja mm. yksilönkehityksen aikana ja erilaisissa tautitiloissa
• tunnet yleisimmät geenien ja genomien tutkimukseen käytettävät menetelmät
• ymmärrät geenitekniikan perusteet ja tuntee sen yleisimmät sovellutukset
• olet opintokokonaisuuden valinnaisten suoritusten avulla hankkinut syvällisempää̈ osaamista jollakin perinnöllisyystieteen osa-alueella