النطاق والشروط المسبقة
يتناول هذا المستند موضوعات مختارة من المرحلة HL للمادة التي تم تقييمها لأول مرة في 2025؛ وهو لا يمثل المنهج الدراسي بأكمله.
المتطلبات المسبقة: تنوع الكائنات الحية من A.3.1 وتسلسلات الحمض النووي من A.1.2.
الأمثلة أصيلة ومخترعة: فهي ليست قياسات حقيقية أو تحقيقات طلابية فعلية.
التصنيف وعلم التفرعات
ما الذي قد يفسر هذه الملاحظة؟
- كانت الطيور تُصنف سابقاً بعيداً عن الزواحف، إلا أن حمضها النووي وعظام جمجمتها تضعها بجانب التمساحات. أي الأدلة يجب أن تحدد مجموعة التصنيف؟
بنِ النموذج
- التصنيف يضع كل نوع في التسلسل الهرمي المتداخل: النطاق، المملكة، الشعبة، الطائفة، الرتبة، العائلة، الجنس، النوع، ويُسمى بواسطة النظام الثنائي (اسم الجنس + كلمة ثانية تحدد النوع، كما في Homo sapiens). علم التفرعات يجمع الكائنات الحية حسب الخصائص المشتقة المشتركة — وهي ميزات ظهرت في سلف مشترك — وترسم على شكل شجرة تفرعية cladogram تمثل عقد التفرع السلف المشترك.
- عادةً ما تحسم الأدلة الجزيئية مثل اختلافات تسلسلات الحمض النووي بين الأشجار المتنافسة. تدوير فرعين عند عقدة لا يغير شيئاً: فالنمط المتفرع، وليس الترتيب الأيسر-الأيمن، يسجل العلاقات.
- التصنيف: وضع الكائنات الحية في مجموعات متداخلة بناءً على خصائص مشتركة؛ النظام الثنائي: تسمية النوع باسم جنسه متبوعاً بكلمة ثانية تحدد هويته؛ الخاصية المشتقة المشتركة: ميزة وراثية من السلف المشترك الأخير للمجموعة؛ الشجرة التفرعية: مخطط تفرعي للعلاقات مبني على الخصائص المشتركة.
اختر الأدلة القادرة على اختبار النموذج
- بنِ الشجرة من مصفوفة الخصائص أولاً، ثم اسأل عما إذا كان مجموعة بيانات جديدة (على سبيل المثال تسلسل الحمض النووي) ستعيد إنتاج نفس المجموعات؛ فإن الاتفاق المستقل هو أقوى دعم.
- يمكن أن يُضلل ميزة مرئية واحدة عبر التطور المتقارب — حيث تتطور كائنات بعيدة الصلة بشكل متشابه لمعاش مشابه — لذا فإن صفة واحدة لا تُحدد أبداً مجموعة عرقية.
اعمل من الكميات المعروفة
- معلوم: تسلسلان متوافقان من الحمض النووي يختلفان عند 8 من بين 50 موقع. نسبة الاختلاف = الفروق / المواقع × 100 = 8/50 × 100 = 16%. نوع ثالث differs عند فقط 5 من بين 50 مواقع (10%) يشارك سلفاً أحدث مع التسلسل الثاني مما هو عليه مع الأول.
مثال:
تُظهر محاذاة أخرى 6 اختلافات في 40 مواقع. أوجد نسبة الاختلاف باستخدام نفس التسلسل: كميات معروفة ← نموذج ← علاقة ← تعويض ← وحدة وتفسير. (الإجابة: 6/40 × 100 = 15%. النسبة المئوية مقارنة مرصودة وليست ساعة جزيئية معايرة — توطين الانفصال يتطلب افتراضات معدل).
تحقق من الاستنتاج وحدوده
- الشجرة التفرعية هي فرضية للعلاقات، قابلة للتعديل عند وصول أدلة أفضل. يتجاهل نسبة الاختلاف المرصودة تغييرات متعددة في نفس الموقع، لذلك تُقلل من التقدير الحقيقي للتباعد للأزواج البعيدة.
تحذير:
نوع حديث في طرف فرع واحد هو سلف النوع في طرف آخر. هذا الادعاء خاطئ: كل طرف هو نسل حديث؛ تمثل العقد أسلاف مشتركة لم تعد موجودة. الطيور نشأت من أسلاف الأركوصورات — وليست نسلًا من التمساحات اليوم.
المفتاح:
التصنيف وعلم التفرعات: مجموعات متداخلة من المجال إلى النوع، تُسمى تسمية ثنائية؛ تصنف الأشجار التفرعية بناءً على السمات المشتقة المشتركة، مع اعتبار الفروقات الجزيئية دليلاً حاسماً. احسب الاختلافات كنسبة مئوية، واقرأ التفرعات — وليس ترتيب الأطراف — كمؤشر للعلاقة.
اكتب من فرق 20 في المائة
- تسلسلان متوافقان من الحمض النووي differs عند 12 من بين 60 مواقع.
- أوجد نسبة الاختلاف: 12 ÷ 60 × 100 = 20 في المائة.
اكتب من أقرب زوج
- النوع C differs عن B عند 3 من بين 50 مواقع وعن A عند 12 من بين 50 مواقع.
- حدد أي اثنين يشاركان سلفاً أحدث: C مع B (6 في المائة مقابل 24 في المائة — كلما قل الانحراف، اقترب العقدة).
اكتب من فخ ترتيب الأطراف
- يرسم المخطط الشجري X و Y على أطراف مجاورة، بينما Z أبعد.
- هل ينحدر X من Y؟ لا — الأطراف هي أقارح حديثة؛ والعقدة المشتركة هي السلف، وتدوير الفروع لا يغير شيئاً.