Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Agua: una causa molecular para una propiedad biológica
¿Qué explicaría esta observación?
Una gota de agua se mantiene unida sobre una hoja. Su comportamiento proviene de interacciones entre moléculas, no de una piel de agua sólida.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Las moléculas de agua son polares. La atracción entre el hidrógeno parcialmente positivo de una molécula y el oxígeno parcialmente negativo de otra da lugar a los puentes de hidrógeno. La cohesión es la atracción entre moléculas de agua; la adhesión es la atracción hacia otra superficie.
cohesión: Atracción entre moléculas de la misma sustancia; adhesión: Atracción entre sustancias diferentes.
Elija evidencias que puedan probarlo
Las mismas interacciones intermoleculares ayudan a explicar la tensión superficial y la energía necesaria para cambiar la temperatura. Calentar cambia el movimiento molecular y las interacciones; normalmente no rompe los enlaces covalentes O–H.
Compare gotas iguales sobre superficies limpias bajo temperatura fija. Mida el ángulo de contacto o la extensión de manera consistente. Un detergente cambia el sistema, así que registre la concentración en lugar de tratar todos los líquidos como equivalentes.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: 0.100 kg de agua se calientan 5.0 K; la capacidad calorífica específica es 4,180 J/(kg K). Q = mcΔT = 0.100 × 4,180 × 5.0 = 2,090 J. Este cálculo excluye la energía absorbida por el recipiente y perdida al entorno.
Ejemplo:
Use c = 4,180 J/(kg K). Calcule Q para 0.200 kg de agua calentados 5.0 K. Use la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Los puentes de hidrógeno entre moléculas difieren de los enlaces covalentes dentro de una molécula de agua. La polaridad sola no hace que toda sustancia se disuelva bien en agua.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Hervir agua normalmente rompe sus enlaces covalentes O–H. Esta afirmación es falsa: Los puentes de hidrógeno entre moléculas difieren de los enlaces covalentes dentro de una molécula de agua. La polaridad sola no hace que toda sustancia se disuelva bien en agua.
Clave:
Agua: una causa molecular de una propiedad biológica: Las mismas interacciones intermoleculares ayudan a explicar la tensión superficial y la energía necesaria para cambiar la temperatura. Calentar cambia el movimiento molecular y las interacciones; normalmente no rompe los enlaces covalentes O–H.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Un cambio en el ADN puede afectar a una proteína, pero no todo cambio en el ADN altera la secuencia de aminoácidos. El efecto depende de la secuencia y de cómo se utiliza.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
El ADN almacena información en una secuencia de bases. El apareamiento complementario de bases apoya la copia. Durante la expresión génica, la transcripción produce ARN y la traducción usa codones para ensamblar una secuencia de aminoácidos.
transcripción: Formación de ARN usando una plantilla de ADN; traducción: Formación de un polipéptido usando una secuencia de ARNm.
Elija evidencias que puedan probarlo
Un codón comprende tres bases. El código genético es degenerado: más de un codón puede especificar el mismo aminoácido. Por tanto, una sustitución puede ser silenciosa, mientras que las inserciones o delecciones pueden desplazar el marco de lectura.
Mantén distinguida la plantilla de ADN, el ADN codificante y el ARNm. Indica la hebra utilizada y escribe las secuencias en la dirección requerida. Usa una tabla de codones para el ARNm, no un trípleta de ADN sin explicar.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: una región codificante de ARNm contiene 90 bases, incluyendo un codón de terminación. Codones = bases/3 = 90/3 = 30. Un codón de terminación no codifica un aminoácido, por lo que el péptido contiene 29 aminoácidos bajo este modelo establecido.
Ejemplo:
Un segmento de ARNm codificante tiene 63 bases incluyendo un codón de terminación. Encuentra la longitud del péptido. Usa la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
El número de bases no es automáticamente el número de aminoácidos. Los genes reales incluyen regiones regulatorias y, en eucariotas, a menudo intrones; la longitud total de un gen no constituye un cálculo de longitud de péptido.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Cada base de ADN codifica un aminoácido completo. Esta afirmación es falsa: El número de bases no es automáticamente el número de aminoácidos. Los genes reales incluyen regiones regulatorias y, en eucariotas, a menudo intrones; la longitud total de un gen no constituye un cálculo de longitud de péptido.
Clave:
ADN, síntesis de proteínas y evidencia: Un codón comprende tres bases. El código genético es degenerado: más de un codón puede especificar el mismo aminoácido. Por tanto, una sustitución puede ser silenciosa, mientras que las inserciones o delecciones pueden desplazar el marco de lectura.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Las mitocondrias tienen su propio ADN y se dividen dentro de las células. Estas características invitan a una explicación evolutiva que puede contrastarse con otras evidencias.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
El modelo endosimbiótico explica las mitocondrias y cloroplastos como descendientes de bacterias que vivían dentro de otro linaje celular. Membranas dobles, ribosomas, ADN y división proporcionan varias líneas de evidencia. Este modelo es distinto de una explicación completa para el origen de la primera vida.
endosimbiosis: Un organismo viviendo dentro de otro en una asociación evolutiva; inferencia: Una explicación derivada de observaciones y razonamiento.
Elija evidencias que puedan probarlo
Observaciones independientes fortalecen un modelo cuando generan una predicción consistente. La similitud es evidencia a evaluar junto con el ancestro, comparaciones de secuencias y explicaciones alternativas, en lugar de prueba basada en una sola característica.
Use micrografías atribuidas y datos de secuencia. Separe observaciones de inferencias en una tabla. Verifique si cada comparación se refiere a una mitocondria, cloroplasto, célula bacteriana o núcleo eucariota.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: 18 de 24 sitios de secuencia comparados son idénticos. Identidad = 18/24 × 100 = 75%. La identidad en esta alineación corta sola no puede fechar una divergencia evolutiva ni establecer que un organismo sea el antecesor directo de otro.
Ejemplo:
21 de 28 sitios comparados coinciden. Calcule el porcentaje de identidad. Use la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
El modelo endosimbiótico no afirma que cada orgánulo surgió de una bacteria ingerida. Un modelo de laboratorio de química temprana no es una recreación del evento histórico completo.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Una secuencia coincidente demuestra el origen completo de la vida. Esta afirmación es falsa: El modelo endosimbiótico no afirma que cada orgánulo surgió de una bacteria ingerida. Un modelo de laboratorio de química temprana no es una recreación del evento histórico completo.
Clave:
Orígenes celulares: evidencia y límites: Las observaciones independientes fortalecen un modelo cuando generan una predicción coherente. La similitud es una evidencia a evaluar junto con la ascendencia, las comparaciones de secuencias y explicaciones alternativas, en lugar de ser una prueba basada en una sola característica.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Una célula puede verse más grande en una pantalla sin cambiar su tamaño real. Dos fotografías con diferentes ajustes de zoom no pueden compararse solo a simple vista.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Las células eucariotas contienen un núcleo. Las células procariotas tienen material genético pero no un núcleo delimitado por membrana. Una célula bacteriana es una célula viva; un virus depende de una célula huésped para reproducirse.
Amplificación: Longitud de la imagen dividida por la longitud real; Resolución: Capacidad para distinguir dos puntos cercanos.
Elija evidencias que puedan probarlo
Una barra de escala proporciona una distancia real conocida en la misma imagen. Convierta la longitud de la imagen y la longitud real a la misma unidad antes de dividir. El aumento es una razón y no tiene unidades.
Enfoque una lámina preparada primero con bajo aumento. Pase a mayor aumento y use el enfoque fino. Realice un dibujo claro, etiquete las estructuras con líneas rectas y registre la escala en lugar de sombrear la imagen.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: una imagen celular mide 30 mm de largo y representa una célula de 50 micrómetros. Use aumento = tamaño de la imagen / tamaño real. Convierta 30 mm a 30,000 micrómetros. Aumento = 30,000 / 50 = 600. Una barra de escala de 10 mm que representa 20 micrómetros da la misma razón de 500 para cada objeto en esa imagen.
Ejemplo:
Una imagen mide 12 mm de largo; la célula mide 40 micrómetros de largo. Calcule el aumento. Use la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Un núcleo no es la única estructura celular. No afirmes que las bacterias no tienen ADN, ni que mayor aumento siempre significa mejor resolución.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Toda célula bacteriana tiene un núcleo delimitado por membrana. Esta afirmación es falsa: un núcleo no es la única estructura celular. No afirmes que las bacterias no tienen ADN, ni que mayor aumento siempre significa mejor resolución.
Clave:
Medidas celulares y escala: Una barra de escala proporciona una distancia real conocida en la misma imagen. Convierta la longitud de la imagen y la longitud real a la misma unidad antes de dividir. El aumento es una razón y no tiene unidades.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Un antibiótico puede ayudar contra una infección bacteriana pero fallar contra una enfermedad viral. El tratamiento depende del organismo causal y la evidencia que respalda el diagnóstico.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Los patógenos causan enfermedades infecciosas. Las barreras físicas, la fagocitosis y las respuestas inmunitarias específicas reducen la infección. Los anticuerpos se unen a antígenos específicos. La vacunación expone al sistema inmunológico a antígenos de forma segura para desarrollar memoria.
patógeno: Agente que causa enfermedad; antígeno: Estructura reconocida por una respuesta inmune específica.
Elija evidencias que puedan probarlo
Después de la vacunación, las células de memoria pueden apoyar una respuesta secundaria más rápida. La resistencia a los antibióticos surge mediante variación hereditaria y selección; una bacteria individual no decide volverse resistente porque necesita sobrevivir.
Utilice datos de infección publicados para comparar tasas por tamaño de población igual. Distinga la prevalencia en un momento dado de los nuevos casos durante un período. En la escuela, utilice simulaciones seguras o cultivos aprobados en lugar de recolectar patógenos desconocidos.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: 18 casos ocurren en 900 personas. Tasa por 1,000 = casos / población × 1,000. Tasa = 18/900 × 1,000 = 20 casos por cada 1,000. Un segundo grupo con 10 casos en 250 personas tiene 40 por cada 1,000, aunque tiene menos casos.
Ejemplo:
12 casos ocurren entre 600 personas. Encuentre los casos por cada 1,000 personas. Utilice la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Los antibióticos no actúan sobre los virus de la misma manera que actúan sobre las bacterias. Una vacuna no es una cura inmediata para una infección ya establecida.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Cada antibiótico es efectivo contra todas las infecciones virales. Esta afirmación es falsa: Los antibióticos no actúan sobre los virus de la misma manera que actúan sobre las bacterias. Una vacuna no es una cura inmediata para una infección ya establecida.
Clave:
Transmisión de enfermedades y respuesta inmune: Después de la vacunación, las células de memoria pueden apoyar una respuesta secundaria más rápida. La resistencia a los antibióticos surge mediante variación hereditaria y selección; una bacteria individual no decide volverse resistente porque necesita sobrevivir.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Dos especies se parecen pero su comparación de ADN las sitúa en ramas diferentes. La clasificación utiliza varios tipos de evidencia y no solo la apariencia.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Una especie es un agrupamiento biológico; un taxón es un grupo de clasificación nombrado. Un cladograma representa una hipótesis de relaciones basada en características derivadas compartidas o evidencia molecular. Un punto de ramificación representa un ancestro común, no un individuo vivo hoy.
taxón: Un grupo nombrado en una clasificación; clado: Un ancestro común y todos sus descendientes.
Elija evidencias que puedan probarlo
Lea las relaciones desde el orden de ramificación. Rotar ramas en un nodo no cambia la ascendencia. La longitud de una rama representa tiempo o cambio solo si el diagrama proporciona una escala.
Registre los estados de carácter en una matriz antes de dibujar un árbol. Defina qué estado es ancestral usando una comparación adecuada. Verifique si un nuevo conjunto de datos moleculares apoya el mismo agrupamiento.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: un alineamiento contiene 40 sitios, con 6 diferencias. Proporción de diferencias = 6/40 = 0.15, o 15%. Esta es una comparación observada, no un reloj molecular calibrado a menos que se proporcionen supuestos de tasa y correcciones.
Ejemplo:
Hay 8 diferencias en 50 sitios alineados. Calcule el porcentaje de diferencia. Use la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Una especie moderna no es automáticamente el ancestro de otra especie moderna. La similitud causada por evolución convergente puede engañar una clasificación basada en una sola característica.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Cada longitud de rama en un cladograma es una medición del tiempo transcurrido. Esta afirmación es falsa: Una especie moderna no es automáticamente el ancestro de otra especie moderna. La similitud causada por evolución convergente puede engañar una clasificación basada en una sola característica.
Clave:
Diversidad, clasificación y un modelo ramificado: Lea las relaciones desde el orden de ramificación. Rotar ramas en un nodo no cambia la ascendencia. La longitud de una rama representa tiempo o cambio solo si el diagrama proporciona una escala.
Supported HL focus. First assessment 2025; current subject brief acquired; full Biology guide not acquired. Remaining guide, assessment and practical requirements retain their recorded holds.
Prerequisites: diversity of organisms from A.3.1 and DNA sequences from A.1.2. Each lesson develops its own method before independent transfer.
These are original or explicitly fictional teaching examples, not actual measurements or completed assessed learner investigations.
7.2
Classification and cladistics 分类学
English
What would explain this observation?
Birds were once classed far from reptiles, yet their DNA and skull bones place them next to crocodiles. Which evidence should decide the grouping?
Start with a prediction. State the quantities or features you would compare, then decide what evidence could distinguish two explanations.
Build the model
Classification places every species in the nested hierarchy: domain, kingdom, phylum, class, order, family, genus, species, named by the binomial system 双名法 (genus + species, as in Homo sapiens). Cladistics 支序分类 groups organisms by shared derived characters 共有衍征 — features that appeared in a common ancestor — drawn as a cladogram 分支图 whose nodes mark those characters.
Molecular evidence such as DNA sequence differences usually decides between competing trees. Rotating two branches at a node changes nothing: the branching pattern, not the left-right order, records the relationships.
classification: Placing organisms into nested groups by shared features; binomial system: The two-part naming of species by genus and species; shared derived character: A feature inherited from the group's most recent common ancestor; cladogram: A branching diagram of relationships built from shared derived characters.
Choose evidence that can test it
Build the tree from a character matrix first, then ask whether a NEW dataset (for example a DNA sequence) reproduces the same groupings; independent agreement is the strongest support.
A single visible feature can mislead through convergent evolution — distantly related animals evolve similar shapes for similar lives — so one trait alone never defines a clade.
Work from known quantities
State the known values and their units. Choose the relation because its assumptions fit this case, then rearrange before substitution.
Known: two aligned DNA sequences differ at 8 of 50 sites. Percentage difference = differences / sites × 100 = 8/50 × 100 = 16%. A third species differing at only 5 of 50 sites (10%) shares a more recent ancestor with the second sequence than the first does.
Example:
Another alignment shows 6 differences in 40 sites. Find the percentage difference using the same sequence: known quantities → model → relation → substitution → unit and interpretation. (Answer: 6/40 × 100 = 15%. The percentage is an observed comparison, not a calibrated molecular clock — dating a split needs rate assumptions.)
Check the conclusion and its limits
A cladogram is a hypothesis of relationships, revisable when better evidence arrives. The observed percentage difference ignores multiple changes at the same site, so it underestimates true divergence for distant pairs.
Return to the original observation. Explain what the result supports, which conditions it assumes, and one way to test a competing explanation.
Warn:
A modern species at one branch tip is the ancestor of the species at another tip. This claim is false: every tip is a modern descendant; the nodes represent shared ancestors that no longer exist. Birds are descended from archosaur ancestors — they are not descended from today's crocodiles.
Key:
Classification and cladistics: nested groups from domain to species, named binomially; cladograms group by shared derived characters, with molecular differences as decisive evidence. Count differences as a percentage, and read the branching — never the tip order — as the relationship.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
8.2
Adaptación: una función en un entorno
¿Qué explicaría esta observación?
Las hojas en ambientes secos suelen tener características que reducen la pérdida de agua. El valor de una característica depende de las condiciones ambientales y los compromisos.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Una adaptación es una característica hereditaria asociada con una mejora en la supervivencia o reproducción en condiciones particulares. Una cutícula gruesa puede reducir la evaporación; el control estomático afecta el intercambio gaseoso y la pérdida de agua. La aclimatación es una respuesta individual durante la vida y es diferente de la adaptación evolutiva.
adaptación: Una característica heredable que favorece la supervivencia o reproducción en un contexto específico; aclimatación: Un ajuste individual a condiciones cambiantes durante la vida del organismo.
Elija evidencias que puedan probarlo
Explica tanto un beneficio como un costo. Reducir la apertura estomática conserva agua pero puede limitar la entrada de dióxido de carbono. Una característica no puede juzgarse como universalmente mejor sin su contexto ecológico.
Compara observaciones replicadas a lo largo de un gradiente ambiental medido. Ten en cuenta la parentesco, el área foliar y la edad. Utiliza observaciones locales permitidas de plantas en lugar de eliminar especies protegidas.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: la pérdida de agua es 12 g de 0.20 metros cuadrados de área foliar durante 2 h. Tasa normalizada por área-tiempo = 12/(0.20 × 2) = 30 g/(m² h). Las comparaciones requieren la misma humedad y temperatura.
Ejemplo:
La pérdida de agua es 8 g de 0.20 m² durante 2 h. Calcula la tasa por área por hora. Usa la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Un organismo individual no evoluciona un nuevo rasgo heredable porque lo necesita. Una historia plausible sobre la función es una hipótesis que requiere evidencia.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Cada respuesta útil individual es evidencia de un nuevo rasgo heredable recién evolucionado. Esta afirmación es falsa: un organismo individual no evoluciona un nuevo rasgo heredable porque lo necesita. Una historia plausible sobre la función es una hipótesis que requiere evidencia.
Clave:
Adaptación: una función en un ambiente: Explica tanto un beneficio como un costo. Reducir la apertura estomática conserva agua pero puede limitar la entrada de dióxido de carbono. Una característica no puede juzgarse como universalmente mejor sin su contexto ecológico.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Biodiversidad, conservación y evidencia de muestreo
¿Qué explicaría esta observación?
Un sitio con muchos individuos puede seguir estando dominado por una sola especie. La abundancia, la riqueza y la equidad describen diferentes características de la biodiversidad.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
La riqueza de especies cuenta las especies. La equidad se refiere a la abundancia relativa. La conservación puede proteger hábitats, poblaciones o diversidad genética; un juicio de gestión debe establecer el objetivo de conservación.
riqueza de especies: El número de especies registradas; equidad: La uniformidad con la que se distribuyen los individuos entre las especies.
Elija evidencias que puedan probarlo
Compare encuestas con área similar, esfuerzo, estación y reglas de identificación. Un índice de diversidad solo tiene sentido si se especifican su fórmula y convenciones. La fragmentación del hábitat puede afectar el movimiento y el flujo génico incluso cuando el área total cambia poco.
Utilice el muestreo de campo no destructivo aprobado por la escuela. Identifique organismos con una clave adecuada y registre identificaciones dudosas en lugar de inventar especies. Combine la evidencia ecológica con las perspectivas de las partes interesadas sobre el uso de la tierra.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: el sitio A tiene conteos 8, 1 y 1; el sitio B tiene 4, 3 y 3. Ambos tienen riqueza 3 y abundancia total 10. La especie más abundante ocupa 80% en A y 40% en B. B es más equitativa bajo estos conteos.
Ejemplo:
Una encuesta registra 6, 5, 3 y 2 individuos en cuatro especies. Encuentre la riqueza de especies. Use la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Un índice por sí solo no puede explicar la causa de una diferencia. Una especie recién registrada puede reflejar una mejor observación en lugar de una llegada ecológica reciente.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Un número total mayor de individuos siempre significa mayor riqueza de especies. Esta afirmación es falsa: Un índice no puede por sí solo explicar la causa de una diferencia. Una especie recién registrada puede reflejar una mejor observación en lugar de una llegada ecológica reciente.
Clave:
Biodiversidad, conservación y evidencia de muestreo: Compare encuestas con área similar, esfuerzo, estación y reglas de identificación. Un índice de diversidad solo tiene sentido si se especifican su fórmula y convenciones. La fragmentación del hábitat puede afectar el movimiento y el flujo génico incluso cuando el área total cambia poco.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Estructura de biomoléculas: enlaces, polaridad y función
¿Qué explicaría esta observación?
El almidón, un triglicérido y una proteína pueden contener todos carbono, hidrógeno y oxígeno, pero sus estructuras y funciones difieren. Una lista de elementos sola no identifica una biomolécula.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Los carbohidratos incluyen monosacáridos y polímeros unidos por enlaces glucosídicos. Un triglicérido tiene glicerol unido a tres ácidos grasos mediante enlaces éster. Las proteínas contienen residuos de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos; las cadenas laterales y el plegamiento contribuyen a sus propiedades. Estas estructuras apoyan roles de almacenamiento, membrana o funcional según la molécula.
enlace peptídico: Un enlace covalente entre residuos de aminoácidos; hidrólisis: Ruptura de un enlace utilizando agua.
Elija evidencias que puedan probarlo
La condensación forma un enlace liberando una pequeña molécula como agua en el modelo simplificado; la hidrólisis usa agua para romper dicho enlace. La secuencia del polímero, ramificación, polaridad y forma tridimensional son relevantes. Los ácidos grasos saturados no tienen doble enlace carbono-carbono, mientras que los insaturados tienen al menos uno; esta diferencia puede influir en el empaquetamiento bajo las condiciones indicadas.
Utilizar modelos moleculares etiquetados e identificar el enlace real en lugar de memorizar solo formas. Comparar una estructura atribuida con la función propuesta, marcar regiones polares y no polares cuando sea justificado, y distinguir un monómero de un residuo dentro de un polímero. Las pruebas de alimentos proporcionan evidencia de grupos químicos bajo condiciones específicas, no de estructuras moleculares completas.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: un péptido lineal simple formado por 20 aminoácidos contiene 19 enlaces peptídicos. En un modelo simplificado de contabilidad de condensación, formar estos enlaces libera 19 moléculas de agua. Un triglicérido formado por un glicerol y tres ácidos grasos tiene tres enlaces éster y libera tres aguas en el modelo correspondiente. Estos son conteos de enlaces, no rutas completas en células vivas.
Ejemplo:
Un péptido lineal simple contiene 35 residuos de aminoácidos. ¿Cuántos enlaces peptídicos los unen? Usar la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
No toda proteína es una enzima, y no todo catalizador es una proteína. Los lípidos no son todos polímeros de monómeros repetitivos. Una proteína puede perder función cuando cambia su plegamiento sin romperse cada enlace peptídico.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Toda proteína es una enzima y todo lípido es un polímero de monómeros repetitivos. Esta afirmación es falsa: No toda proteína es una enzima, y no todo catalizador es una proteína. Los lípidos no son todos polímeros de monómeros repetitivos. Una proteína puede perder función cuando cambia su plegamiento sin romperse cada enlace peptídico.
Clave:
Estructura de biomolécula: enlaces, polaridad y función: La condensación forma un enlace liberando una pequeña molécula como agua en el modelo simplificado; la hidrólisis usa agua para romper dicho enlace. La secuencia del polímero, ramificación, polaridad y forma tridimensional son relevantes. Los ácidos grasos saturados no tienen doble enlace carbono-carbono, mientras que los insaturados tienen al menos uno; esta diferencia puede influir en el empaquetamiento bajo las condiciones indicadas.
Supported HL/SL core focus. First assessment 2025; current subject brief acquired; full Biology guide not acquired. Remaining guide, assessment and practical requirements retain their recorded holds.
Prerequisites: amino-acid structure and condensation reactions from B.1.1 (carbohydrates and lipids), and microscopy units from B.1. Each lesson develops its own method before independent transfer.
These are original or explicitly fictional teaching examples, not actual measurements or completed assessed learner investigations.
11.2
Proteins 蛋白质
English
What would explain this observation?
An egg white turns from clear runny liquid to firm white solid when heated — and cooling never turns it back. What happened to its proteins?
Start with a prediction. State the quantities or features you would compare, then decide what evidence could distinguish two explanations.
Build the model
Proteins are chains of amino acids joined by peptide bonds 肽键 in condensation reactions; each bond forms with the loss of one water molecule. The chain order is the primary structure 一级结构, which folds into local helices and sheets (secondary), then into a working three-dimensional shape (tertiary), sometimes with several chains together (quaternary).
The twenty R groups differ in charge and polarity, so the sequence decides the fold. Heating or extreme pH breaks the weak bonds holding the fold — denaturation 变性 — while the peptide bonds survive; the protein unravels and loses its function, which is why the egg does not run again on cooling.
peptide bond: The covalent link between two amino acids, formed with the loss of water; primary structure: The sequence of amino acids in a protein chain; denaturation: The loss of a protein's working shape when its weak structure bonds break.
Choose evidence that can test it
The Biuret test identifies peptide bonds: it turns from blue to purple with protein but not with free amino acids. Use it to check whether a sample contains peptide linkages.
Compare an enzyme's activity before and after heating, keeping substrate and pH constant: a lasting loss of activity after cooling supports permanent denaturation, not just a reversible pause.
Work from known quantities
State the known values and their units. Choose the relation because its assumptions fit this case, then rearrange before substitution.
Known: a peptide chain contains 35 amino-acid residues joined in one unbranched chain. Each link between two neighbours is one peptide bond, so bonds = residues − 1 = 35 − 1 = 34. Each bond formed by condensation releases one water molecule, so 34 water molecules were released when this chain formed.
Example:
A different chain contains 120 amino-acid residues. Find the number of peptide bonds and the number of water molecules released during its formation, using the same sequence: known quantities → model → relation → substitution → unit and interpretation. (Answer: bonds = 120 − 1 = 119; waters released = 119. Hydrolysis back to single amino acids would need 119 water molecules.)
Check the conclusion and its limits
The bond count assumes a single unbranched chain; real proteins may be branched or cross-linked by disulfide bridges, which are not peptide bonds. Denaturation is usually irreversible in food but some small proteins can refold under careful laboratory conditions.
Return to the original observation. Explain what the result supports, which conditions it assumes, and one way to test a competing explanation.
Warn:
Heating denatures a protein by breaking its peptide bonds. This claim is false: denaturation breaks the weaker hydrogen bonds and interactions that hold the fold; the peptide bonds of the primary structure survive, which is why the amino-acid sequence is unchanged in a cooked egg.
Key:
Proteins: amino acids join by peptide bonds through condensation, releasing one water per bond (n residues → n−1 bonds). The sequence folds through secondary and tertiary structure into the working shape; denaturation destroys the fold, not the chain.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
12.2
Ósmosis y un experimento justo con patata
¿Qué explicaría esta observación?
Un cilindro de patata gana masa en una solución y pierde masa en otra. Su cambio de masa proporciona evidencia sobre el movimiento del agua, más que sobre el movimiento del tejido de la patata.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
La ósmosis es el movimiento neto de agua a través de una membrana semipermeable desde una solución más diluida hacia una más concentrada. Los solutos disueltos pueden cambiar la dirección del movimiento neto del agua.
ósmosis: Movimiento neto de agua a través de una membrana semipermeable; variable de control: Factor mantenido constante para una comparación justa.
Elija evidencias que puedan probarlo
Use el cambio porcentual para comparar muestras con masas iniciales diferentes. Un cambio porcentual cero estima la concentración de una solución sin movimiento neto de agua. Esta es una estimación basada en una tendencia, no una prueba de que las moléculas de agua dejan de moverse.
Utilice cilindros de igual longitud del mismo tejido, con volumen de solución fijo, temperatura y tiempo de inmersión constantes. Seque cada cilindro de la misma manera antes de pesarlo. Repita cada concentración y grafique el cambio porcentual medio frente a la concentración.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: masa inicial 2.50 g; masa final 2.75 g. Use cambio porcentual = (final - inicial) / inicial × 100. Cambio porcentual = (2.75 - 2.50) / 2.50 × 100 = +10%. Un valor positivo indica entrada neta de agua. Interpole la concentración en la que la tendencia graficada cruza cero.
Ejemplo:
Un cilindro de 4.00 g termina en 3.60 g. Calcule el cambio porcentual de masa. Siga la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
El secado elimina la solución superficial. Pesar un cilindro húmedo sin secarlo añade líquido que no entró en las células. Las repeticiones reducen la variación aleatoria pero no corrigen una balanza mal calibrada.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
En ausencia de movimiento neto de agua, ninguna molécula de agua atraviesa la membrana. Esta afirmación es falsa: El secado elimina la solución superficial. Pesar un cilindro húmedo sin secarlo añade líquido que no entró en las células. Las repeticiones reducen la variación aleatoria pero no corrigen una balanza mal calibrada.
Clave:
Osmosis y un experimento justo con patatas: Use el cambio porcentual para comparar muestras con masas iniciales diferentes. Un cambio porcentual de cero estima la concentración de una solución sin movimiento neto de agua. Esto es una estimación basada en una tendencia, no la prueba de que las moléculas de agua dejen de moverse.
Supported HL/SL core focus. First assessment 2025; current subject brief acquired; full Biology guide not acquired. Remaining guide, assessment and practical requirements retain their recorded holds.
Prerequisites: cell structure from A.2.2 and membrane transport from B.2.1. Each lesson develops its own method before independent transfer.
These are original or explicitly fictional teaching examples, not actual measurements or completed assessed learner investigations.
13.2
Organelles and compartmentalization 细胞器
English
What would explain this observation?
A pancreatic cell that secretes enzymes is packed with rough endoplasmic reticulum and Golgi bodies, while a skin cell has very few. Why should a cell's contents reflect its job?
Start with a prediction. State the quantities or features you would compare, then decide what evidence could distinguish two explanations.
Build the model
A eukaryotic cell divides its work among membrane-bound organelles: the nucleus stores the DNA instructions, the rough endoplasmic reticulum synthesises proteins for export, the Golgi body modifies and packages them, vesicles carry them, and mitochondria release energy by respiration.
Compartmentalization 区室化 keeps each process at its own conditions: enzymes and substrates are concentrated in one place, damaging reactions are contained, and incompatible pH or chemistry can coexist in one cell. Lysosomes, for example, hold digestive enzymes away from the cytoplasm.
organelle: A membrane-bound structure in a cell with a specific function.
compartmentalization: The division of a cell into membrane-bound regions, each with its own conditions.
Choose evidence that can test it
Compare electron micrographs of a secretory cell and a non-secretory cell: the model predicts far more rough ER and Golgi in the secretory one. Identify each organelle from its membranes and shape, not from colour — micrographs are greyscale.
Use a scale bar or the stated magnification to measure an organelle: convert the image length and the real length to the same unit before dividing, so the comparison is of real sizes.
Work from known quantities
State the known values and their units. Choose the relation because its assumptions fit this case, then rearrange before substitution.
Known: a mitochondrion's image is 30 mm long and the scale information says the real length is 50 µm. Use magnification = image size / actual size. Convert: 30 mm = 30,000 µm. Substitution: M = 30,000 / 50 = ×600. The image is 600 times the real organelle; the ratio has no unit.
Example:
On the same micrograph, a vesicle image measures 4 mm. Find its real diameter using the same sequence: known quantities → model → relation → substitution → unit and interpretation. (Answer: actual = image / magnification = 4 mm / 600 = 0.0067 mm ≈ 6.7 µm. Keep the units with every value.)
Check the conclusion and its limits
A static micrograph shows structure, not movement: the vesicle pathway is inferred from many images and labelling experiments, not seen in one frame. Magnification arithmetic assumes the stated scale is accurate; a misread scale bar corrupts every measurement from that image.
Return to the original observation. Explain what the result supports, which conditions it assumes, and one way to test a competing explanation.
Warn:
Every cell contains the same organelles in the same amounts. This claim is false: cells are specialised — a secretory cell invests in rough ER and Golgi while a red blood cell abandons its nucleus entirely to carry more haemoglobin. Organelle content follows the cell's role.
Key:
Organelles and compartmentalization: organelles divide the cell's work, and this division lets each process run at its own conditions. The secretory pathway runs nucleus → rough ER → vesicle → Golgi → membrane; measure structures with image ÷ actual in one unit.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Células especializadas: estructura ligada a función
¿Qué explicaría esta observación?
Una célula pilosa radicular y un glóbulo rojo tienen formas diferentes porque sus funciones imponen demandas distintas.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
La diferenciación produce células especializadas mediante distintos patrones de expresión génica. Una extensión de pilosidad radicular aumenta el área de intercambio. Un glóbulo rojo mamífero carece de núcleo en la madurez y contiene hemoglobina; esta es una adaptación específica, no una regla para todas las células animales.
diferenciación: Desarrollo de estructura y función celular especializada; expresión génica: Uso de información genética para producir un producto funcional.
Elija evidencias que puedan probarlo
Vincule una característica nombrada a un mecanismo y luego a la función. El aumento de área puede facilitar el intercambio, pero también importan las proteínas de membrana, los gradientes y la demanda metabólica. Las células madre retienen diferentes grados de potencial de desarrollo.
Compare dibujos escalados de células nombradas. Etiqueta la estructura, establece la función y explica el vínculo causal. Utilice ejemplos específicos de tejidos en lugar de afirmar que toda célula especializada posee cada adaptación.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: una célula esférica tiene un radio de 2 unidades. Área superficial/volumen = 3/r = 1.5 por unidad. Un radio de 4 da como resultado 0.75 por unidad. Duplicar el radio reduce a la mitad esta proporción, aunque el área total aumente.
Ejemplo:
Para una esfera, área superficial/volumen = 3/r. Encuentre esta proporción cuando r = 6 unidades. Utilice la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
La especialización generalmente no requiere que una célula pierda la mayoría de sus genes. El cálculo esférico modela la geometría; no describe todas las formas celulares reales.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Todas las células animales maduras carecen de núcleo. Esta afirmación es falsa: La especialización no suele requerir que una célula pierda la mayoría de sus genes. Los modelos geométricos esféricos describen la geometría; no representan todas las formas celulares reales.
Clave:
Células especializadas: estructura vinculada a la función: Vincule una característica nombrada a un mecanismo y luego a la función. Un área mayor puede facilitar el intercambio, pero también importan las proteínas de membrana, los gradientes y la demanda metabólica. Las células madre retienen diferentes grados de potencial de desarrollo.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
15.2
Intercambio gaseoso: mantenimiento de gradientes de difusión
¿Qué explicaría esta observación?
Una superficie de intercambio puede ser muy delgada pero fallar en proporcionar suficiente oxígeno cuando disminuye la ventilación o el flujo sanguíneo.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
El intercambio gaseoso ocurre por difusión a través de una superficie. Gran área, corta distancia de difusión y gradientes de concentración mantenidos favorecen la transferencia. La ventilación renueva el medio externo; la perfusion transporta gases hacia y desde la superficie de intercambio.
ventilación: Movimiento de aire o agua sobre una superficie de intercambio; perfusión: Flujo sanguíneo a través de un tejido o superficie de intercambio.
Elija evidencias que puedan probarlo
Distinga el movimiento del medio completo de la difusión a través de la membrana. La ventilación y la perfusión trabajan juntas, mientras que la hemoglobina ayuda a transportar oxígeno en la sangre. Un cambio en la frecuencia respiratoria sola no mide la absorción de oxígeno.
Utilice un modelo aprobado o datos respiratorios publicados. Compare el área de superficie de intercambio, la ruta de difusión y el flujo. Para demostraciones humanas, utilice mediciones voluntarias en reposo; no induzca falta de aliento ni hiperventilación.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: el volumen corriente es 0.50 L y la frecuencia respiratoria es 12 respiraciones/min. Ventilación minuto = 0.50 × 12 = 6.0 L/min. Esto incluye la ventilación de espacio muerto y no es idéntico a la ventilación alveolar.
Ejemplo:
El volumen corriente es 0.60 L y la frecuencia respiratoria es 10 respiraciones/min. Encuentre la ventilación minuto. Utilice la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
El aire que entra en los pulmones no se intercambia completamente con la sangre. El oxígeno y el dióxido de carbono difunden en direcciones netas opuestas debido a sus propios gradientes.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
La ventilación minuto equivale directamente al consumo de oxígeno. Esta afirmación es falsa: El aire que entra en los pulmones no se intercambia completamente con la sangre. El oxígeno y el dióxido de carbono difunden en direcciones netas opuestas debido a que sus gradientes son diferentes.
Clave:
Intercambio gaseoso: mantenimiento de gradientes de difusión: Distinga el movimiento del medio completo de la difusión a través de la membrana. La ventilación y la perfusión trabajan juntas, mientras que la hemoglobina ayuda a transportar oxígeno en la sangre. Un cambio en la frecuencia respiratoria sola no mide la absorción de oxígeno.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Dos alimentos pueden tener la misma masa pero proporcionar diferentes nutrientes. Una afirmación sobre salud debe distinguir el nutriente medido del resultado de salud inferido.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Las grandes moléculas insolubles de los alimentos se digieren en moléculas solubles más pequeñas. Las carbohidrasas forman azúcares, las proteasas forman aminoácidos y las lipasas forman ácidos grasos y glicerol. La bilis emulsiona lípidos y ayuda a neutralizar el contenido ácido del estómago.
digestión: Descomposición de moléculas grandes de alimentos; absorción: Movimiento de productos solubles hacia el organismo.
Elija evidencias que puedan probarlo
La absorción mueve los productos solubles hacia la sangre o la linfa. Las superficies de intercambio finas y una gran superficie acortan los caminos de difusión y aumentan la transferencia. La actividad enzimática y el transporte son procesos diferentes.
Use reactivo de Benedict con calor controlado para azúcares reductores, yodo para almidón, reactivo de Biuret para proteínas y la prueba de emulsión de etanol para lípidos. Mantenga el etanol lejos de llamas. Utilice controles positivos y negativos.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: 6 de 24 participantes del estudio reportan una condición. Proporción = casos / total. Porcentaje = 6/24 × 100 = 25%. El porcentaje describe esta muestra. No establece que un alimento haya causado la condición; los factores de confusión y la forma en que se seleccionó la muestra son importantes.
Ejemplo:
9 de 36 participantes reportan un resultado. Calcule el porcentaje. Use la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
La bilis no es una enzima. Una prueba alimentaria positiva identifica un componente bajo las condiciones de la prueba; no demuestra que un alimento sea saludable o poco saludable en todas las dietas.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Una correlación entre dieta y enfermedad demuestra causalidad. Esta afirmación es falsa: La bilis no es una enzima. Una prueba alimentaria positiva identifica un componente bajo las condiciones de la prueba; no demuestra que un alimento sea saludable o poco saludable en todas las dietas.
Clave:
Digestión, transporte y evidencia sobre la salud: La absorción mueve los productos solubles hacia la sangre o la linfa. Las superficies de intercambio finas y una gran superficie acortan los caminos de difusión y aumentan la transferencia. La actividad enzimática y el transporte son procesos diferentes.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Una sácomero se acorta durante la contracción, aunque sus filamentos gruesos y finos mantienen aproximadamente la misma longitud.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
La actina y la miosina interactúan mediante un mecanismo de filamentos deslizantes. El calcio permite la interacción a través de proteínas reguladoras; la unión e hidrólisis del ATP apoyan el ciclo de puente cruzado. Los músculos esqueléticos tiran a través de tendones y funcionan en grupos coordinados.
sarcomero: Unidad contráctil repetida entre dos líneas Z; puente cruzado: Interacción miosina-actina durante el ciclo contráctil.
Elija evidencias que puedan probarlo
Durante el acortamiento, aumenta la superposición. La longitud de la banda A permanece aproximadamente constante mientras que las bandas I y la zona H se hacen más pequeñas. El movimiento en una articulación también depende de la inserción tendinosa, la geometría del palanca y la actividad muscular opuesta.
Anota dos diagramas de sarcómeros a diferentes longitudes utilizando la misma escala. Rastrea los anchos de las bandas por separado de la longitud de los filamentos. Utiliza modelos preparados o imágenes existentes, no tareas dolorosas ni de esfuerzo máximo.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: la longitud del sarcómero cambia de 2.5 a 2.0 micrómetros. Porcentaje de acortamiento = (2.5 − 2.0)/2.5 × 100 = 20%. Esto no significa que ninguno de los filamentos se haya acortado un 20%.
Ejemplo:
Un sarcómero se acorta de 3.0 a 2.4 micrómetros. Calcula el porcentaje de acortamiento. Usa la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Se requiere ATP para la desunión de la miosina así como para el ciclo continuo. Un músculo que tira con más fuerza no significa que todas sus fibras se acorten bajo cada carga.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
El músculo contrayéndose se acorta encogiéndolo todo el filamento de actina. Esta afirmación es falsa: se requiere ATP para la desunión de la miosina así como para el ciclo continuo. Un músculo que tira con más fuerza no significa que todas sus fibras se acorten bajo cada carga.
Clave:
Contracción muscular: deslizamiento de filamentos: Durante el acortamiento, aumenta la superposición. La longitud de la banda A permanece aproximadamente constante mientras que las bandas I y la zona H se hacen más pequeñas. El movimiento en una articulación también depende de la inserción tendinosa, la geometría del palanca y la actividad muscular opuesta.
Supported HL/SL core focus. First assessment 2025; current subject brief acquired; full Biology guide not acquired. Remaining guide, assessment and practical requirements retain their recorded holds.
Prerequisites: transpiration from B.2.3 onwards and natural selection from D.4.1. Each lesson develops its own method before independent transfer.
These are original or explicitly fictional teaching examples, not actual measurements or completed assessed learner investigations.
18.2
Adaptation to environment 适应
English
What would explain this observation?
A cactus survives months without rain while a water lily lives with its leaves flat on the water surface. Both are plants, yet their bodies are nearly opposite. Why?
Start with a prediction. State the quantities or features you would compare, then decide what evidence could distinguish two explanations.
Build the model
An adaptation is an inherited feature that improves survival or reproduction in a particular environment. Adaptations are structural (rolled leaves, sunken stomata in a xerophyte 旱生植物), physiological (concentrated urine in a desert mammal) or behavioural (a lizard basking to warm up).
A useful adaptation explanation links feature → effect → advantage: rolled leaves trap moist air, so less water is lost by transpiration, so the plant survives drought. Surface area to volume ratio 表面积体积比 (SA:V) explains many adaptations: a smaller body has a larger SA:V and loses heat or water faster.
adaptation: An inherited feature improving survival or reproduction in a given environment; xerophyte: A plant adapted to dry conditions; surface area to volume ratio: Surface area divided by volume, controlling exchange rates.
Choose evidence that can test it
Compare water loss from a xerophyte leaf and a mesophyte leaf under the same warm, dry, moving air: the adaptation model predicts less loss from the xerophyte. Keep leaf size, temperature and humidity constant, or the comparison proves nothing.
Measure the SA:V of model cubes or of organisms and compare with their habitats; a claim about surface area must come from measured dimensions, not from looking at the picture.
Work from known quantities
State the known values and their units. Choose the relation because its assumptions fit this case, then rearrange before substitution.
Known: cube side s = 3 cm. Surface area = 6s² = 6 × 9 = 54 cm²; volume = s³ = 27 cm³. SA:V = 54/27 = 2 per cm. For a 1 cm cube: SA:V = 6/1 = 6 per cm. Tripling the side cut the ratio to one third — larger bodies have less surface per unit volume, so they lose less heat per unit of tissue.
Example:
A desert mammal model has body surface 400 cm² and volume 2,000 cm³. Find its SA:V and compare it with a small desert mouse at 2 per cm, using the same sequence: known quantities → model → relation → substitution → unit and interpretation. (Answer: SA:V = 400/2,000 = 0.2 per cm — one tenth of the mouse's, so the larger animal loses proportionally less water and heat through its surface.)
Check the conclusion and its limits
A plausible story about a feature's use is a hypothesis until evidence supports it; some features are side effects of other traits, not adaptations. The cube model assumes a uniform shape — real organisms extend surface where exchange is needed (lungs, gills, root hairs), breaking the simple scaling.
Return to the original observation. Explain what the result supports, which conditions it assumes, and one way to test a competing explanation.
Warn:
A desert plant adapts during one hot summer by growing thicker cuticle because it needs to. This claim is false: adaptations are INHERITED features shaped by selection over generations; an individual's one-season response is acclimatization, not adaptation, and need never directs the change.
Key:
Adaptation to environment: inherited features link to survival through a feature → effect → advantage chain, testable by controlled comparison. SA:V = 6/s for a cube, and it falls as size rises — exchange surfaces and body plans follow from it.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Nichos ecológicos: recursos, condiciones e interacciones
¿Qué explicaría esta observación?
Dos especies pueden compartir un hábitat mientras utilizan recursos diferentes o usan el mismo recurso en momentos distintos. Un nicho describe más que una ubicación.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Un niche ecológico incluye cómo un organismo utiliza los recursos, responde a las condiciones e interactúa con otros organismos. Un nicho fundamental describe las condiciones potenciales sin interacciones bióticas restrictivas en el modelo; un nicho realizado describe las condiciones ocupadas cuando esas interacciones actúan. La competencia puede restringir el uso de recursos o la distribución.
nicho ecológico: El uso de recursos, condiciones e interacciones asociadas con el rol de un organismo; partición de recursos: Diferencias en el uso de recursos que pueden reducir la superposición entre organismos.
Elija evidencias que puedan probarlo
Separe una observación de hábitat de una afirmación causal sobre el límite de un nicho. La ausencia en un sitio puede reflejar dispersión, detección, condiciones abióticas o interacciones. La partición de recursos puede reducir la superposición, pero una diferencia observacional por sí sola no demuestra que la competencia la causó. Compare explicaciones alternativas y la escala temporal de la evidencia.
Utilice observaciones de campo permitidas o un conjunto de datos atribuido. Registre la confianza en la identificación de especies, categoría de recurso, hora, condiciones abióticas y esfuerzo de muestreo. Repita las observaciones en varios lugares en lugar de elegir solo parches que se ajusten a la hipótesis. Deben usarse comparaciones no destructivas o modelos aprobados en lugar de eliminar especies nativas o introducir competidores.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: pájaros ficticios A usan categorías de recursos en conteos 18, 9 y 3 de 30 observaciones; los pájaros B usan 3, 9 y 18. Su categoría intermedia compartida es 30% para cada uno, pero las categorías preferidas difieren. Esta es evidencia de un uso de recursos observado diferente. No establece por sí sola sus nichos completos ni demuestra la causa de la diferencia.
Ejemplo:
Una especie usa un recurso en 12 de 40 observaciones de alimentación. Calcule el porcentaje observado. Use la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Un nicho no es idéntico a un nivel trófico ni a un hábitat. Un nicho realizado es un modelo dependiente del contexto, y una encuesta incompleta no puede establecer todos los límites de tolerancia ni interacciones competitivas.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Dos especies que viven en el mismo hábitat tienen necesariamente nichos ecológicos idénticos. Esta afirmación es falsa: Un nicho no es idéntico a un nivel trófico ni a un hábitat. Un nicho realizado es un modelo dependiente del contexto, y una encuesta incompleta no puede establecer todos los límites de tolerancia ni interacciones competitivas.
Clave:
Nichos ecológicos: recursos, condiciones e interacciones: Separe una observación de hábitat de una afirmación causal sobre el límite de un nicho. La ausencia en un sitio puede reflejar dispersión, detección, condiciones abióticas o interacciones. La partición de recursos puede reducir la superposición, pero una diferencia observacional por sí sola no demuestra que la competencia la causó. Compare explicaciones alternativas y la escala temporal de la evidencia.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
20.2
Tasa enzimática y mediciones controladas
¿Qué explicaría esta observación?
Una enzima actúa rápidamente a una temperatura y lentamente a otra. El calor puede aumentar las colisiones efectivas, pero un exceso de calor puede alterar el sitio activo.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Una enzima es un catalizador biológico. El sustrato se une en un sitio activo cuya forma y propiedades químicas favorecen la reacción. Un catalizador aumenta la velocidad sin consumirse globalmente.
enzima: Un catalizador biológico; desnaturalización: Un cambio estructural que interrumpe la función.
Elija evidencias que puedan probarlo
Mida la velocidad usando el producto formado por unidad de tiempo o un punto final fijo. Para una prueba de punto final, 1/tiempo es un proxy de velocidad si la misma cantidad de producto o cambio de sustrato define el punto final cada vez.
Para la digestión del almidón, equilibre la enzima y el almidón en un baño maría, controle el pH con un tampón, mezcle volúmenes medidos y pruebe muestras con yodo a intervalos fijos. Use un hoyo limpio para cada prueba. No agregue yodo a la mezcla de reacción.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: el punto final se alcanza en 40 s. Use proxy de velocidad = 1/tiempo. Proxy de velocidad = 1/40 = 0.025 por segundo. En 20 s el proxy es 0.050 por segundo, el doble de grande. Esta comparación solo es válida si se usan el mismo punto final y concentraciones iniciales iguales.
Ejemplo:
Un punto final fijo toma 50 s. Calcule el proxy de velocidad 1/tiempo. Use la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Un óptimo es específico de la enzima y las condiciones. La baja temperatura generalmente ralentiza la reacción; no necesariamente desnaturaliza la enzima. Los intervalos del punto final limitan la precisión.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Una baja temperatura siempre desnaturaliza permanentemente una enzima. Esta afirmación es falsa: Un óptimo es específico de la enzima y las condiciones. La baja temperatura generalmente ralentiza la reacción; no necesariamente desnaturaliza la enzima. Los intervalos del punto final limitan la precisión.
Clave:
Velocidad de la enzima y mediciones controladas: Mida la velocidad usando el producto formado por unidad de tiempo o un punto final fijo. Para una prueba de punto final, 1/tiempo es un proxy de velocidad si la misma cantidad de producto o cambio de sustrato define el punto final cada vez.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
21.2
Respiración, ATP y transferencias de energía
¿Qué explicaría esta observación?
Un músculo puede usar oxígeno mientras hace ejercicio sin producir una llama. La respiración transfiere energía a través de una serie controlada de reacciones.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
La respiración aeróbica utiliza oxígeno y libera dióxido de carbono y agua a partir de sustratos orgánicos. La energía liberada puede apoyar la formación de ATP. La hidrólisis del ATP puede acoplarse a procesos como el transporte activo y la contracción muscular.
respiración: Reacciones celulares que transfieren energía desde sustratos; ATP: Molécula que acopla transferencias de energía en células.
Elija evidencias que puedan probarlo
Los procesos anaeróbicos permiten la producción de ATP cuando el suministro de oxígeno no puede soportar la tasa aeróbica requerida, pero producen menos ATP por glucosa. En humanos puede acumularse lactato; en la levadura se pueden producir etanol y dióxido de carbono.
Un respirómetro puede medir la captación de oxígeno cuando el dióxido de carbono se absorbe. Controle la temperatura con un baño maría y utilice una comparación que contenga material inerte. Mantenga el absorbente separado de los organismos y siga la evaluación de riesgos escolar.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Datos conocidos: la captación de oxígeno es 0.80 centímetros cúbicos en 4.0 minutos para 2.0 g de tejido. Tasa por masa = volumen / (tiempo × masa). Tasa = 0.80/(4.0 × 2.0) = 0.10 centímetros cúbicos por minuto por gramo. La normalización permite una comparación más justa de muestras de diferente masa.
Ejemplo:
0.60 centímetros cúbicos se utilizan en 3.0 minutos por 2.0 g de tejido. Encuentre la tasa específica por masa. Utilice la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
La ventilación pulmonar ventila los pulmones; la respiración consiste en reacciones químicas en las células. Un marcador móvil de respirómetro también puede reflejar cambios de temperatura o presión.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
La ventilación pulmonar y la respiración celular son el mismo proceso. Esta afirmación es falsa: la ventilación pulmonar ventila los pulmones; la respiración consiste en reacciones químicas en las células. Un marcador móvil de respirómetro también puede reflejar cambios de temperatura o presión.
Clave:
Respiración, ATP y transferencias de energía: Los procesos anaeróbicos permiten la producción de ATP cuando el suministro de oxígeno no puede soportar la tasa aeróbica requerida, pero producen menos ATP por glucosa. En humanos puede acumularse lactato; en la levadura se pueden producir etanol y dióxido de carbono.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
22.2
Fotosíntesis y factores limitantes
¿Qué explicaría esta observación?
Una lámpara más brillante no siempre produce más oxígeno de la elodea. Otro factor puede limitar el proceso cuando la luz ya es suficiente.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
La fotosíntesis transfiere energía de la luz a reservas químicas. El dióxido de carbono y el agua forman carbohidratos, liberando oxígeno. La clorofila absorbe la luz; la intensidad lumínica, la temperatura y el suministro de dióxido de carbono pueden afectar la tasa.
factor limitante: Factor cuya escasez restringe la velocidad; fotosíntesis: Formación de carbohidratos impulsada por la luz.
Elija evidencias que puedan probarlo
Cambie solo un factor al probar un factor limitante. A baja luz, más luz puede aumentar la tasa. En una meseta, el factor cambiado ya no es el límite principal en ese rango; la gráfica sola no identifica qué otro factor está limitando.
Mida el volumen de gas recogido durante un tiempo fijo en lugar de asumir que todas las burbujas tienen el mismo volumen. Controle la temperatura, el tamaño de la planta y el suministro de dióxido de carbono. Permita que la planta se adapte antes de cada lectura y repita.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: Se recogen 6.0 centímetros cúbicos de gas en 3.0 minutos. Use tasa = volumen/tiempo. Tasa = 6.0/3.0 = 2.0 centímetros cúbicos por minuto. El conteo de burbujas puede ser un proxy aproximado, pero las burbujas de diferente tamaño hacen que las comparaciones sean menos fiables.
Ejemplo:
Se recogen 9.0 centímetros cúbicos de gas en 3.0 minutos. Encuentre la tasa. Utilice la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Mover una lámpara cambia la luz y también puede cambiar la temperatura. Un experimento de fotosíntesis necesita control del calentamiento, no solo una regla.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Todas las burbujas de oxígeno tienen exactamente el mismo volumen. Esta afirmación es falsa: Mover una lámpara cambia la luz y también puede cambiar la temperatura. Un experimento de fotosíntesis necesita control del calentamiento, no solo una regla.
Clave:
Fotosíntesis y factores limitantes: Cambie solo un factor al probar un factor limitante. A baja luz, más luz puede aumentar la tasa. En una meseta, el factor cambiado ya no es el límite principal en ese rango; la gráfica sola no identifica qué otro factor está limitando.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
23.2
Señalización celular: un receptor selecciona la respuesta
¿Qué explicaría esta observación?
Dos tipos celulares encuentran la misma señal pero responden de manera diferente. Sus receptores y vías internas determinan lo que sigue.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Una molécula sinalizante se une a un receptor compatible. La activación del receptor puede iniciar transducción de señal a través de moléculas intracelulares. La respuesta resultante puede cambiar la actividad enzimática, el transporte o la expresión génica. Una señal no necesita entrar en la célula para causar un efecto.
receptor: Molécula que se une a una señal compatible; transducción de señales: Conversión de la recepción de señales en cambios intracelulares.
Elija evidencias que puedan probarlo
Diferenciar entre recepción de señales, transducción y respuesta. La amplificación puede permitir que un pequeño cambio extracelular produzca un efecto intracelular mayor. Diferentes receptores o vías pueden generar respuestas distintas ante una misma señal.
Utilice un conjunto de datos atribuido que compare la concentración de señales con la respuesta. Incluya un control sin tratamiento y, cuando esté disponible, evidencia sobre bloqueo de receptores. No infiera toda la vía únicamente a partir de una gráfica de concentración-respuesta.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: la respuesta aumenta de 20 a 80 unidades. Cambio multiplicativo = 80/20 = 4. Aumento porcentual = (80−20)/20 × 100 = 300%. Un valor final cuatro veces mayor no representa un aumento del 400%.
Ejemplo:
La respuesta asciende de 10 a 50 unidades. Calcule el cambio multiplicativo. Utilice la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Un receptor no es intercambiable con cualquier molécula de señalización. Una mayor concentración de señal no implica una respuesta ilimitada una vez que el sistema se satura.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Una respuesta final cuatro veces mayor significa un aumento del 400% respecto a la línea base. Esta afirmación es falsa: Un receptor no es intercambiable con cualquier molécula de señalización. Una mayor concentración de señal no implica una respuesta ilimitada una vez que el sistema se satura.
Clave:
Señalización celular: un receptor selecciona la respuesta: Diferenciar entre recepción de señales, transducción y respuesta. La amplificación puede permitir que un pequeño cambio extracelular produzca un efecto intracelular mayor. Diferentes receptores o vías pueden generar respuestas distintas ante una misma señal.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Un estímulo más fuerte puede aumentar la frecuencia de impulsos mientras que cada potencial de acción mantiene un tamaño similar.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Un potencial de acción es un breve cambio en el potencial de membrana que involucra canales iónicos dependientes de voltaje. La despolarización seguida de repolarización se propaga a lo largo de una neurona. En una sinapsis química, la liberación de neurotransmisores puede alterar el potencial de membrana de la siguiente célula.
potencial de acción: Cambio breve propagador en el potencial de membrana; sinapsis: Unión para la comunicación entre células.
Elija evidencias que puedan probarlo
El principio de todo-o-nada se aplica a un potencial de acción individual. La información del estímulo puede codificarse mediante frecuencia y reclutamiento. La mielina permite la conducción saltatoria entre nodos, en lugar de permitir que los iones se muevan libremente a través de ella.
Interprete las trazas de voltaje-tiempo proporcionadas y compare intervalos temporales. Identifique el umbral, la fase ascendente y la recuperación antes de explicar los iones. Utilice modelos de aula en lugar de estimulación eléctrica en personas.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: ocurren 30 impulsos en 0.50 s. Frecuencia = recuento/tiempo = 30/0.50 = 60 Hz. Esto es frecuencia de impulsos, no una estimación de la velocidad de propagación.
Ejemplo:
Ocurren 24 impulsos en 0.40 s. Encuentre la frecuencia de impulsos. Utilice la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Un neurotransmisor difunde a través del hendidura sináptica; un potencial de acción no salta intacto a través del espacio líquido. La entrada excitatoria no garantiza que la célula postsináptica alcance el umbral.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Un estímulo más fuerte siempre hace que cada potencial de acción sea más grande. Esta afirmación es falsa: Un neurotransmisor difunde a través del hendidura sináptica; un potencial de acción no salta intacto a través del espacio líquido. La entrada excitatoria no garantiza que la célula postsináptica alcance el umbral.
Clave:
Señalización neural: impulsos y sinapsis: El principio de todo-o-nada se aplica a un potencial de acción individual. La información del estímulo puede codificarse mediante frecuencia y reclutamiento. La mielina permite la conducción saltatoria entre nodos, en lugar de permitir que los iones se muevan libremente a través de ella.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
25.2
Retroalimentación y condiciones internas
¿Qué explicaría esta observación?
La glucosa sanguínea aumenta después de una comida, pero generalmente no sigue aumentando indefinidamente. Un sistema de control responde al cambio en las condiciones internas.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
La homeostasis mantiene las condiciones internas dentro de límites adecuados. Los receptores detectan cambios, los centros de coordinación procesan información y los efectores responden. El feedback negativo se opone al cambio original.
homeostasis: Mantenimiento de condiciones internas adecuadas; retroalimentación negativa: Respuesta que se opone al cambio original.
Elija evidencias que puedan probarlo
Cuando la glucosa sanguínea es alta, la insulina ayuda a aumentar la captación y almacenamiento de glucosa como glucógeno. Cuando es baja, el glucagón favorece la liberación de glucosa desde las reservas. Estas respuestas están coordinadas, no son efectos idénticos de dos hormonas.
Interprete un gráfico temporal identificando la perturbación inicial, la respuesta y el retorno hacia el rango normal. Marque el retraso antes de una respuesta. No asuma que un gráfico muestra una corrección instantánea.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Datos conocidos: la glucosa cambia de 5.0 a 7.0 unidades arbitrarias de concentración. Aumento = final - inicial. Aumento = 7.0 - 5.0 = 2.0 unidades. Aumento porcentual = 2.0/5.0 × 100 = 40%. El cambio numérico es evidencia de una perturbación, no un diagnóstico por sí solo.
Ejemplo:
Un valor sube de 4.0 a 5.0. Calcule el aumento porcentual. Utilice la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
El feedback negativo no significa que la respuesta sea dañina ni que el valor medido se vuelva negativo. La diabetes tiene mecanismos diferentes; no trate cada caso como un fallo en la producción de insulina.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
El feedback negativo siempre hace que el valor medido sea negativo. Esta afirmación es falsa: el feedback negativo no significa que la respuesta sea dañina ni que el valor medido se vuelva negativo. La diabetes tiene mecanismos diferentes; no trate cada caso como un fallo en la producción de insulina.
Clave:
Retroalimentación y condiciones internas: cuando la glucosa en sangre es alta, la insulina favorece la captación de glucosa y su almacenamiento como glucógeno. Cuando es baja, el glucagón promueve la liberación de glucosa desde las reservas. Estas respuestas están coordinadas, no son efectos idénticos de dos hormonas.
Supported HL focus. First assessment 2025; current subject brief acquired; full Biology guide not acquired. Remaining guide, assessment and practical requirements retain their recorded holds.
Prerequisites: cells and membranes from B.2 and enzymes from B.1. Each lesson develops its own method before independent transfer.
These are original or explicitly fictional teaching examples, not actual measurements or completed assessed learner investigations.
26.2
Defence against disease
English
What would explain this observation?
Most people catch chickenpox once and never again, while a cold can return every year. What does the immune system remember, and why does it fail against the cold?
Start with a prediction. State the quantities or features you would compare, then decide what evidence could distinguish two explanations.
Build the model
Pathogens carry antigens 抗原 — marker molecules the body reads as foreign. Phagocytes engulf and digest pathogens, while lymphocytes make antibodies 抗体, proteins shaped to bind one specific antigen. The first response is slow because the matching lymphocytes must be selected and multiplied.
After the first infection, memory cells 记忆细胞 remain. On re-exposure they produce a faster, stronger secondary response, often destroying the pathogen before symptoms appear. Vaccination 疫苗接种 creates memory cells without the disease. When enough of a population is immune, the pathogen cannot spread — herd immunity 群体免疫.
antigen: A molecule recognised as foreign by the immune system; antibody: A protein that binds one specific antigen; memory cell: A long-lived lymphocyte that enables a fast secondary response; vaccination: Giving antigen material to build memory without disease; herd immunity: Population protection when too few susceptible hosts remain for spread.
Choose evidence that can test it
Track antibody concentration after a first and a second exposure to the same antigen: the model predicts a faster and larger second peak. A cold virus returns because its antigens CHANGE (new strains), so the memory cells no longer match — the exception that tests the rule.
Compare outbreak sizes in populations with different vaccination coverage; above the threshold, outbreaks should fail to grow.
Work from known quantities
State the known values and their units. Choose the relation because its assumptions fit this case, then rearrange before substitution.
Known: a pathogen has a basic reproduction number R₀ = 4, so one case infects four others in a fully susceptible population. The herd-immunity threshold is 1 − 1/R₀ = 1 − 1/4 = 0.75. At least 75% of the population must be immune for each case to infect fewer than one person, so the outbreak dies out.
Example:
A different pathogen has R₀ = 2.5. Find the herd-immunity threshold as a percentage using the same sequence: known quantities → model → relation → substitution → unit and interpretation. (Answer: 1 − 1/2.5 = 1 − 0.4 = 0.6 = 60%. A less contagious pathogen needs less coverage.)
Check the conclusion and its limits
The threshold model assumes uniform mixing and equal susceptibility; real populations cluster, so actual protection can differ. Vaccine effectiveness is never 100%, so the needed coverage is higher than the arithmetic minimum.
Return to the original observation. Explain what the result supports, which conditions it assumes, and one way to test a competing explanation.
Warn:
An antibody can bind equally well to any pathogen. This claim is false: each antibody is specific to the shape of ONE antigen — which is why a new cold strain escapes last year's antibodies, and why each vaccine targets chosen antigens.
Key:
Defence against disease: phagocytes engulf; lymphocytes make antigen-specific antibodies; memory cells give a faster, stronger second response. Vaccination builds memory safely, and herd immunity at 1 − 1/R₀ protects the whole population.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
El borde de un campo parece tener más plantas que su centro. Elegir solo los parches más ricos introduciría el resultado deseado directamente en el método de muestreo.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Una población consiste en organismos de una sola especie en un área definida. Los cuadrantes aleatorios estiman la densidad sin seleccionar deliberadamente parches. Un transecto investiga cambios a lo largo de un gradiente ambiental.
cuadrante: Área definida utilizada para muestreo; población: Organismos de una sola especie en un área definida.
Elija evidencias que puedan probarlo
Estime la abundancia total multiplicando la densidad media por el área, con unidades consistentes. Esto asume que las áreas muestreadas representan el hábitat. La heterogeneidad y pocos aumentan la incertidumbre.
Elija coordenadas con números aleatorios antes de visitar los parches. Registre el área del cuadrante y las reglas de conteo. Para un transecto, use distancias fijas y mida una variable abiótica relevante. No dañe hábitats ni muestree lugares inseguros.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Datos: cinco 0.25 cuadrantes de un metro cuadrado contienen 3, 4, 6, 5 y 2 plantas. Media de conteo = 20/5 = 4. Densidad = 4/0.25 = 16 plantas por metro cuadrado. Abundancia estimada en 100 metros cuadrados = 16 × 100 = 1,600 plantas.
Ejemplo:
El conteo medio es 6 en un cuadrante de 0.5 metro cuadrado. Encuentre la densidad por metro cuadrado. Use la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Los cuadrantes son adecuados para organismos que no se mueven rápidamente. Una flecha en una cadena alimentaria indica la dirección de transferencia de energía, no la dirección que recorre un depredador.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Muestrear solo los parches más densos proporciona una estimación sin sesgo de la población. Esta afirmación es falsa: Los cuadrantes son adecuados para organismos que no se mueven rápidamente. Una flecha en una cadena alimentaria indica la dirección de transferencia de energía, no la dirección que recorre un depredador.
Clave:
Muestreo de poblaciones sin elegir respuesta: Estimar la abundancia total multiplicando la densidad media por el área, con unidades consistentes. Esto asume que las áreas muestreadas representan el hábitat. La variabilidad espacial y un número insuficiente de muestras amplían la incertidumbre.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
trophic transfer efficiency/ˈtrəʊfɪk ˈtrænsfɜː ɪˈfɪʃənsi/
eficiencia de transferencia trófica
assimilation/əˌsɪmɪˈleɪʃn/
asimilación
28.2
Transferencia de energía: usar producción y un límite establecido
¿Qué explicaría esta observación?
La energía disponible como nueva biomasa generalmente disminuye a lo largo de una cadena alimentaria. La energía se conserva en general, pero parte de la energía transferida sale de la vía de producción del siguiente nivel.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Los productores convierten una entrada de energía en energía química en material orgánico. Los consumidores obtienen material mediante la alimentación. La eficiencia de transferencia trófica compara la producción disponible en un nivel con la del nivel anterior sobre un área y tiempo comunes. La energía puede entrar en vías de detritus, permanecer en material no consumido, salir en desechos egestados o transferirse como calor mediante la respiración.
eficiencia de transferencia trófica: Producción en un nivel trófico dividida por la producción en el nivel anterior sobre un intervalo común; asimilación: Toma de material digerido hacia el pool interno utilizable de un organismo.
Elija evidencias que puedan probarlo
Utilice las mismas unidades de energía y el mismo período en el numerador y el denominador. Distinga entre ingestión, asimilación y producción: no toda la energía consumida se asimila, y no toda la energía asimilada se almacena como nueva biomasa. Una pirámide energética registra un flujo por área por tiempo; una foto instantánea de biomasa en pie es una cantidad diferente.
Analice datos atribuidos o ficticios de presupuesto de ecosistemas. Dibuje un límite y flechas para transferencia de alimento, detritus y calor. Identifique qué valores son medidos y cuáles se infieren, y verifique si el presupuesto incluye descomponedores. Evite tratar una regla fija de 10% como una medición universal para cada ecosistema.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: la producción de productores es 10,000 kJ/m²/año y la producción de consumidores primarios es 1,200 kJ/m²/año. La eficiencia de transferencia es 1,200/10,000×100=12%. La producción de consumidores secundarios de 180 kJ/m²/año da 180/1,200×100=15% para ese paso. Estos valores diferentes muestran por qué una suposición universal del 10% distorsionaría este conjunto de datos.
Ejemplo:
La producción de productores es 8,000 y la producción de consumidores primarios es 800 kJ/m²/año. Calcule la eficiencia de transferencia. Use la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
La energía no se destruye cuando la respiración la transfiere como calor. La materia puede circular a través de un ecosistema, mientras que el flujo de energía utilizable depende de una entrada continua. Una pirámide numérica o una foto instantánea de biomasa no pueden sustituirse automáticamente en un cálculo de eficiencia energética.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
La respiración destruye la energía en lugar de transferirla a otras formas. Esta afirmación es falsa: La energía no se destruye cuando la respiración la transfiere como calor. La materia puede circular a través de un ecosistema, mientras que el flujo de energía utilizable depende de una entrada continua. Una pirámide numérica o una foto instantánea de biomasa no pueden sustituirse automáticamente en un cálculo de eficiencia energética.
Clave:
Transferencia de energía: uso de la producción y un límite establecido: Utilice las mismas unidades de energía y el mismo período en el numerador y el denominador. Distinga entre ingestión, asimilación y producción: no toda la energía consumida se asimila, y no toda la energía asimilada se almacena como nueva biomasa. Una pirámide energética registra un flujo por área por tiempo; una foto instantánea de biomasa en pie es una cantidad diferente.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Replicación del ADN: retener una hebra en cada molécula hija
¿Qué explicaría esta observación?
Después de la replicación del ADN, cada doble hélice hija contiene una cadena preexistente y una cadena recién sintetizada. Copiar una molécula es diferente de expresar su información.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
La replicación del ADN es semiconservativa. El apareamiento de bases complementarias apoya la copia de la secuencia de bases: adenina se empareja con timina y citosina con guanina. Las cadenas tienen orientaciones opuestas. La helicasa separa las cadenas apareadas, mientras que la ADN polimerasa construye nuevo ADN utilizando una plantilla y nucleótidos disponibles.
replicación semiconservativa: Copia del ADN en la cual cada doble hélice hija retiene una cadena parental; DNA polimerasa: Una enzima que sintetiza ADN utilizando una plantilla.
Elija evidencias que puedan probarlo
Nuevo ADN se sintetiza en dirección de 5′ a 3′. En un modelo simplificado de horquilla, una nueva cadena puede sintetizarse continuamente mientras la otra se produce en fragmentos que se unen. Distingue estos mecanismos moleculares de la posterior separación de cromosomas durante la división celular. Los errores de copia pueden ocurrir a pesar de la corrección de pruebas y reparación.
Utilice modelos de cadenas etiquetadas o un diagrama experimental atribuido. Marque el material antiguo y nuevo tanto con etiquetas como con colores para que el significado sobreviva a la visualización monocromática. Siga las rondas sucesivas usando una población inicial establecida y supuestos. Un modelo de aula ilustra predicciones; no es evidencia directa sobre la actividad enzimática ni un sustituto para resultados experimentales.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: una molécula doblehelice contiene dos cadenas originales marcadas. Después de una ronda completa en nucleótidos no marcados, hay dos moléculas cada una con una cadena marcada. Después de dos rondas, existen cuatro moléculas: dos conservan una cadena original marcada y dos contienen solo cadenas no marcadas. La fracción que contiene una cadena original es 2/4=50%.
Ejemplo:
Una doble hélice etiqujada se replica durante tres rondas completas en nucleótidos no etiquetados. ¿Qué porcentaje de las ocho moléculas contiene una cadena original? Utilice la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
La replicación utiliza el ADN como plantilla para hacer ADN; la transcripción utiliza una plantilla de ADN para hacer ARN. Una distribución de etiquetas prevista asume rondas completas y sin degradación o intercambio del material etiquetado.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
La replicación del ADN y la transcripción producen ambos el mismo tipo de producto de ácido nucleico. Esta afirmación es falsa: La replicación utiliza el ADN como plantilla para hacer ADN; la transcripción utiliza una plantilla de ADN para hacer ARN. Una distribución de etiquetas prevista asume rondas completas y sin degradación o intercambio del material etiquetado.
Clave:
Replicación del ADN: conservar una cadena en cada molécula hija: El nuevo ADN se sintetiza en dirección de 5′ a 3′. En un modelo simplificado de horquilla, una nueva cadena puede sintetizarse continuamente mientras que la otra se produce en fragmentos que luego se unen. Distinga estos mecanismos moleculares de la posterior separación de los cromosomas durante la división celular. Pueden ocurrir errores de copia a pesar de la corrección y reparación.
Supported HL/SL core focus. First assessment 2025; current subject brief acquired; full Biology guide not acquired. Remaining guide, assessment and practical requirements retain their recorded holds.
Prerequisites: DNA structure and base pairing from A.1.2, and enzymes from B.1. Each lesson develops its own method before independent transfer.
These are original or explicitly fictional teaching examples, not actual measurements or completed assessed learner investigations.
30.2
Protein synthesis 蛋白质合成
English
What would explain this observation?
A gene hundreds of bases long produces a much shorter protein, and a one-base mutation can destroy the whole product. How does the cell read a base sequence into an amino-acid sequence?
Start with a prediction. State the quantities or features you would compare, then decide what evidence could distinguish two explanations.
Build the model
In transcription 转录, the enzyme RNA polymerase builds an mRNA strand complementary to one DNA template strand. In translation 翻译, a ribosome reads the mRNA in groups of three bases — codons 密码子 — and joins the matching amino acids into a polypeptide.
Each codon specifies one amino acid through the genetic code, which is degenerate: several codons can give the same amino acid. A stop codon 终止密码子 ends the chain and codes for nothing. Because the reading frame runs in threes, inserting or deleting one base shifts every later codon — a frameshift.
transcription: Copying a gene's DNA sequence into a complementary mRNA; translation: Reading mRNA codons at a ribosome to build a polypeptide; codon: A group of three mRNA bases specifying one amino acid; stop codon: A codon that ends the chain without coding for an amino acid.
Choose evidence that can test it
The base sequence of a gene predicts the amino-acid sequence of its protein through the code table; compare a known gene and its protein to check. Radioactive-labelling experiments placed amino acids in the order the mRNA specified — evidence for the codon reading, not a guess.
Mutations that change a codon to a stop codon truncate the protein exactly at that point, which can be checked against the sequence.
Work from known quantities
State the known values and their units. Choose the relation because its assumptions fit this case, then rearrange before substitution.
Known: a coding mRNA segment has 63 bases, including one stop codon. Codons = bases / 3 = 63 / 3 = 21. The stop codon codes for no amino acid, so the peptide has 21 − 1 = 20 amino acids.
Example:
A coding segment of 90 bases includes one stop codon. Find the peptide length using the same sequence: known quantities → model → relation → substitution → unit and interpretation. (Answer: codons = 90/3 = 30; peptide = 30 − 1 = 29 amino acids. Bases are not amino acids — divide by three first.)
Check the conclusion and its limits
This counting model covers the coding sequence only: real genes also carry promoters, untranslated regions and, in eukaryotes, introns that are removed before translation. A gene's total base count is therefore not a peptide-length calculation.
Return to the original observation. Explain what the result supports, which conditions it assumes, and one way to test a competing explanation.
Warn:
Each base in the coding sequence codes for one amino acid. This claim is false: amino acids are coded by triplets — three bases per codon — and the stop codon adds none, so a 63-base segment gives 20 amino acids, not 63.
Key:
Protein synthesis: transcription copies the gene into mRNA; translation reads codons in threes at the ribosome. Codons = bases ÷ 3, and the stop codon codes for no amino acid; a one-base insertion or deletion shifts the whole reading frame.
Supported HL/SL core focus. First assessment 2025; current subject brief acquired; full Biology guide not acquired. Remaining guide, assessment and practical requirements retain their recorded holds.
Prerequisites: DNA structure from A.1.2 and protein synthesis from D.1.2. Each lesson develops its own method before independent transfer.
These are original or explicitly fictional teaching examples, not actual measurements or completed assessed learner investigations.
31.2
Mutations and gene editing 突变
English
What would explain this observation?
One changed base in the haemoglobin gene causes sickle cell disease, while a one-base deletion in another gene destroys the entire protein. Why does one small edit matter so much more than the other?
Start with a prediction. State the quantities or features you would compare, then decide what evidence could distinguish two explanations.
Build the model
A mutation is a change in the base sequence of DNA. A substitution 替换 swaps one base; if the new codon still codes for the same amino acid (a silent change) the protein is unchanged, but a change to a different amino acid can alter the protein's shape, as in sickle cell disease.
An insertion or deletion shifts the reading frame 阅读框: every codon after the change is misread, so the protein is usually destroyed. Gene editing 基因编辑 with CRISPR-Cas9 uses a guide RNA to find one chosen sequence and the Cas9 enzyme to cut both strands there; the cell's repair then disables or rewrites the gene.
mutation: A change in the base sequence of DNA; substitution: A mutation swapping one base for another; reading frame: The grouping of bases into codons from a fixed start; gene editing: Deliberately changing a chosen DNA sequence, for example with CRISPR-Cas9.
Choose evidence that can test it
Compare the DNA sequence with the protein produced: a substitution predicts one changed amino acid at one position, while a deletion predicts every amino acid changed after it. Sequence data decide between the two.
In gene editing, sequencing the target site after repair shows whether the cut disabled the gene or inserted the intended change; an off-target check sequences similar sites elsewhere.
Work from known quantities
State the known values and their units. Choose the relation because its assumptions fit this case, then rearrange before substitution.
Known: the coding sequence AUG CCU GGA UAA reads in codons of three. Delete the fourth base (the first C). The sequence becomes AUG CCG GAU AA: the first codon is intact, but every later codon is shifted, and the stop codon is destroyed — the ribosome reads on into wrong codons. A substitution of that same C to A instead gives AUG CAU GGA UAA: only the second codon changes.
Example:
A coding sequence of 30 bases loses one base near the start. How many codons are potentially misread, using the same sequence: known quantities → model → relation → substitution → unit and interpretation? (Answer: 30/3 = 10 codons; losing one base near the start shifts all 10, while a substitution would have changed at most one.)
Check the conclusion and its limits
This simple model covers the coding region; mutations in control regions can change how MUCH protein is made without changing its sequence. Gene editing's safety depends on off-target rates measured experimentally, not on the guide's design alone.
Return to the original observation. Explain what the result supports, which conditions it assumes, and one way to test a competing explanation.
Warn:
A mutation is always harmful and always changes the protein. This claim is false: silent substitutions change the DNA but not the amino acid, many mutations fall outside coding regions, and a few mutations are beneficial — variation from mutation is the raw material of evolution.
Key:
Mutations and gene editing: substitutions change one codon; insertions and deletions shift the reading frame and usually destroy the protein. CRISPR-Cas9 edits by guide-RNA targeting plus a two-strand cut, with results checked by sequencing.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
División celular: cuide la cuenta de núcleos y cromosomas
¿Qué explicaría esta observación?
Una imagen de ápice radicular contiene células en diferentes etapas de la mitosis. Un instantáneo puede estimar la fracción de células en división, pero no cronometra directamente una célula observada.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
La replicación del ADN ocurre antes de la mitosis. La mitosis separa cromátidas hermanas, preservando el número de cromosomas en los núcleos hijos. La meiosis incluye la separación de cromosomas homólogos y habitualmente reduce a la mitad el número de cromosomas mientras genera variabilidad.
índice mitótico: Fracción de células puntuadas que están en mitosis; cromátide: Una copia de un cromosoma replicado antes de la separación.
Elija evidencias que puedan probarlo
Cuente los cromosomas por centrómeros según la convención indicada. La cantidad de ADN y el número de cromosomas son magnitudes distintas. El entrecruzamiento y la distribución independiente contribuyen a la variabilidad meiótica.
Utilice una lámina preparada de ápice radicular o una imagen etiquetada. Defina una regla de conteo y selección de campo antes de realizar el conteo. Distinga las células en división de las dañadas o ambiguas e informe las exclusiones.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: 25 células en división entre 200 células evaluadas. Índice mitótico = 25/200 = 0.125, o 12.5%. Estimar la duración de las fases a partir de esta proporción requiere supuestos sobre una población celular estable y representativa.
Ejemplo:
18 de 120 células evaluadas están en división. Calcule el índice mitótico como porcentaje. Utilice la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
La replicación duplica la cantidad de ADN sin duplicar inmediatamente el recuento de cromosomas. La meiosis no produce simplemente dos células diploides idénticas.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
La replicación del ADN duplica inmediatamente el número de cromosomas bajo la convención del centrómero. Esta afirmación es falsa: La replicación duplica la cantidad de ADN sin duplicar inmediatamente el recuento de cromosomas. La meiosis no produce simplemente dos células diploides idénticas.
Clave:
División celular: contar núcleos y cromosomas con cuidado: Cuente los cromosomas por centrómeros según la convención indicada. La cantidad de ADN y el número de cromosomas son magnitudes distintas. El entrecruzamiento y la distribución independiente contribuyen a la variabilidad meiótica.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Expresión génica: regular productos, no solo genes
¿Qué explicaría esta observación?
Dos células con el mismo genoma producen proteínas diferentes. La regulación cambia qué información se utiliza y cuándo.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
La expresión génica puede regularse en la transcripción y en etapas posteriores. Un factor de transcripción puede afectar la transcripción mediante interacciones con el ADN y otras proteínas. Las modificaciones epigenéticas pueden influir en la expresión sin alterar la secuencia de ADN subyacente.
factor de transcripción: Proteína que influye en la transcripción; modificación epigenética: Cambio que afecta a la expresión sin alterar la secuencia de ADN.
Elija evidencias que puedan probarlo
Distinga un cambio medido en ARNm de un cambio en la proteína o funcional. La traducción, la degradación y la modificación proteica pueden intervenir. La regulación es específica al contexto celular y a las condiciones ambientales.
Compare los datos de expresión tratados y de control tras verificar la normalización y los réplicas. Utilice evidencia de una perturbación proporcionada para discutir modelos causales, en lugar de equiparar cada asociación con un mecanismo directo.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: la abundancia transcricional normalizada es 12 en el tratamiento y 3 en el control. Cambio relativo = 12/3 = 4. Una abundancia normalizada igual no requiere un recuento absoluto de células igual en las dos muestras crudas.
Ejemplo:
La abundancia del transcrito es 15 en el tratamiento y 5 en el control. Calcula el cambio de pliegue. Usa la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Un cambio epigenético no es automáticamente una mutación de la secuencia de ADN. Más ARNm no garantiza proporcionalmente más proteína activa.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Todo cambio en la expresión génica es una mutación. Esta afirmación es falsa: un cambio epigenético no es automáticamente una mutación de la secuencia de ADN. Más mRNA no garantiza proporcionalmente más proteína activa.
Clave:
Expresión génica: regular productos, no solo genes: Distinguir un cambio medido de mRNA de un cambio proteico o funcional. La traducción, degradación y modificación de proteínas pueden intervenir. La regulación es específica según el contexto celular y las condiciones ambientales.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Potencial del agua: incluir efectos de solutos y presión
¿Qué explicaría esta observación?
Una célula vegetal puede dejar de ganar agua neta aunque su contenido contenga solutos. La pared celular permite que se acumule presión, alterando el equilibrio del potencial hídrico.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
El potencial hídrico describe la tendencia del agua a moverse en relación con una referencia elegida, expresado en unidades de presión. En el modelo simplificado de célula, el potencial hídrico iguala al potencial de solutos más el potencial de presión. Los solutos disueltos reducen el potencial de solutos; la presión positiva puede elevar el potencial hídrico. El movimiento neto de agua a través de una membrana permeable al agua ocurre desde un potencial hídrico mayor hacia uno menor.
potencial hídrico: Medida equivalente a presión de la tendencia del agua a moverse respecto a una referencia; potencial de presión: Contribución de la presión al potencial hídrico en el modelo especificado.
Elija evidencias que puedan probarlo
Compara los potenciales hídricos totales de ambos lados en lugar de solo las concentraciones de solutos. Una célula turgente puede tener el mismo potencial hídrico total que sus alrededores a pesar de un potencial de solutos desigual. En el equilibrio no hay transferencia neta, pero las moléculas de agua pueden continuar moviéndose en ambas direcciones.
Usa los valores de potencial proporcionados y modelos de células vegetales etiquetados. Establece la referencia y las unidades antes de sumar componentes. Para investigaciones de tejidos escolares, controla la temperatura, dimensiones del tejido, tiempo y secado, y estima un punto de cambio cero a partir de mediciones repetidas. No afirmes que el método de masa mide por separado la presión celular sin evidencia adicional.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: una célula tiene potencial de solutos −0.8 MPa y potencial de presión +0.3 MPa, por lo que el potencial total es −0.5 MPa. La solución circundante es −0.2 MPa. El agua tiende a entrar en la célula porque −0.2 es mayor que −0.5. Si los componentes celulares cambian a −0.8 y +0.6 MPa, su total es −0.2 MPa, coincidiendo con los alrededores en este modelo simplificado.
Ejemplo:
El potencial de solutos es −0.7 MPa y el potencial de presión es +0.4 MPa. Encuentra el potencial hídrico total. Usa la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Más negativo significa menor, no mayor. El modelo aditivo de célula tiene límites establecidos y no requiere fingir que todo tejido real tenga un valor uniforme. La pérdida de turgencia y el soporte de la pared celular difieren de una pared rígida que controle directamente la concentración de solutos.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
La concentración de solutos sola siempre determina el movimiento del agua en una célula vegetal turgente. Esta afirmación es falsa: Más negativo significa menor, no mayor. El modelo aditivo de célula tiene límites establecidos y no requiere fingir que todo tejido real tenga un valor uniforme. La pérdida de turgencia y el soporte de la pared celular difieren de una pared rígida que controle directamente la concentración de solutos.
Clave:
Potencial hídrico: incluye efectos de solutos y presión: Compara los potenciales hídricos completos de ambos lados en lugar de solo las concentraciones de solutos. Una célula turgente puede tener el mismo potencial hídrico total que sus alrededores a pesar de un potencial de solutos desigual. En el equilibrio no hay transferencia neta, pero las moléculas de agua pueden continuar moviéndose en ambas direcciones.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
35.2
Reproducción sexual: meiosis y fecundación tienen roles diferentes
¿Qué explicaría esta observación?
Los gametos normalmente contienen un juego de cromosomas, mientras que la fertilización une dos juegos. Mantener el número de cromosomas a través de generaciones requiere ambos procesos.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
La meiosis reduce el número de cromosomas al producir células haploides a partir de una célula diploide inicial. Los cromosomas homólogos se separan en la meiosis I, mientras que las cromátidas hermanas se separan en la meiosis II. La fertilización combina núcleos de gametos haploides para formar un cigoto diploide. La reproducción sexual puede crear nuevas combinaciones de alelos existentes.
haploide: Tener un juego de cromosomas en el ciclo vital especificado; fertilización: Fusión de núcleos de gametos para formar un cigoto.
Elija evidencias que puedan probarlo
Distingue entre cromosomas homólogos y cromátidas hermanas, y entre el número de cromosomas y la cantidad de ADN. La replicación antes de la meiosis copia el ADN sin duplicar el número de juegos de cromosomas. El entrecruzamiento y el assortimiento independiente contribuyen a la variación genética, mientras que la fertilización aleatoria cambia aún más las combinaciones. Estos procesos no hacen que cada descendiente sea genéticamente distinto bajo todas las condiciones concebibles.
Usa un organismo modelo con un número de cromosomas declarado. Rastrea los juegos de cromosomas a través de la replicación, meiosis I, meiosis II y fertilización. Usa datos anónimos del modelo en lugar de información personal familiar o de salud reproductiva. Compara cuidadosamente los ciclos vitales de organismos; las estructuras reproductivas de plantas con flores y animales requieren enseñanza adicional específica.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: un organismo modelo tiene número diploide de cromosomas 2n=12. Un gameta tiene n=6. Después de la fecundación, el cigoto tiene 12 cromosomas. Con seis pares de cromosomas que se distribuyen independientemente y sin considerar entrecruzamiento, hay 2⁶=64 combinaciones posibles de cromosomas maternos/paternos en un gameta. Este es un conteo de modelo, no una probabilidad de un fenotipo individual.
Ejemplo:
Un organismo modelo tiene un número diploide de cromosomas 20. ¿Cuántos cromosomas hay normalmente en un gameto? Utilice la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Un gameto no se forma reduciendo a la mitad el tamaño de una célula ordinaria. Los conteos de segregación independiente asumen alternativas homólogas distintas y no incluyen resultados del entrecruzamiento. La reproducción humana y vegetal no puede ser reemplazada completamente por una cuadrícula de Punnett monohíbrida.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
La replicación del ADN sola convierte una célula diploide en una célula tetraploide. Esta afirmación es falsa: Un gameto no se forma reduciendo a la mitad el tamaño de una célula ordinaria. Los conteos de segregación independiente asumen alternativas homólogas distintas y no incluyen resultados del entrecruzamiento. La reproducción humana y vegetal no puede ser reemplazada completamente por una cuadrícula de Punnett monohíbrida.
Clave:
Reproducción sexual: la meiosis y la fecundación tienen roles diferentes: Distinga los cromosomas homólogos de las cromátidas hermanas, y el número de cromosomas de la cantidad de ADN. La replicación antes de la meiosis copia el ADN sin duplicar el número de conjuntos de cromosomas. El entrecruzamiento y la segregación independiente contribuyen a la variación genética, mientras que la fecundación aleatoria cambia adicionalmente las combinaciones. Estos procesos no hacen que cada descendiente sea genéticamente distinto bajo todas las condiciones concebibles.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Dos padres pueden portar un alelo recesivo sin expresar el fenotipo asociado. Sus hijos no necesariamente deben presentar el mismo fenotipo que los padres.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Un alelo es una variante de un gen. Un genotipo enumera los alelos; un fenotipo es la característica expresada, influenciada por el genotipo y a veces por el entorno. Dominante y recesivo describen la relación entre alelos, no su frecuencia.
alelo: Variante de un gen; genotipo: Los alelos que porta un organismo.
Elija evidencias que puedan probarlo
En un cruce monohíbrido simple Aa × Aa, los gametos llevan A o a. La combinación de gametos independientes da AA, Aa, Aa y aa. Las probabilidades predichas describen muchas fecundaciones posibles, no un orden fijo de hijos.
Escriba los genotipos y gametos parentales antes de hacer la cuadrícula. Establezca el modelo de herencia y la clave fenotípica. Use un pedigrí para verificar la consistencia con un modelo; no infiera certeza solo por una familia pequeña.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: Aa × Aa con dominancia completa. Probabilidad de aa = 1/4 = 25%. Probabilidad del fenotipo dominante = 3/4 = 75%. Si nacen cuatro hijos, no hay garantía de que exactamente uno tenga el fenotipo recesivo.
Ejemplo:
En Aa × aa, ¿qué porcentaje de descendientes se predice que sean aa? Use la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Un alelo dominante puede ser raro. La mutación es una fuente de nueva variación; la selección cambia el éxito relativo de las variantes existentes en lugar de dirigir las mutaciones hacia un objetivo.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Un alelo dominante debe ser el alelo más común en una población. Esta afirmación es falsa: un alelo dominante puede ser raro. La mutación es una fuente de nueva variación; la selección cambia el éxito relativo de las variantes existentes en lugar de dirigir las mutaciones hacia un objetivo.
Clave:
Inherencia, variación y probabilidad: en un cruce monohíbrido simple Aa × Aa, los gametos llevan A o a. La combinación de gametos independientes da AA, Aa, Aa y aa. Las probabilidades predichas describen muchas fecundaciones posibles, no un orden fijo de hijos.
Supported HL/SL core focus. First assessment 2025; current subject brief acquired; full Biology guide not acquired. Remaining guide, assessment and practical requirements retain their recorded holds.
Prerequisites: hormones and cell signalling from D.3.1–D.3.2, and percentages from mathematics. Each lesson develops its own method before independent transfer.
These are original or explicitly fictional teaching examples, not actual measurements or completed assessed learner investigations.
37.2
Homeostasis 稳态
English
What would explain this observation?
After a large meal your blood glucose jumps, yet within an hour it returns to near where it started — and after a night without food it still does not collapse. What keeps it steady?
Start with a prediction. State the quantities or features you would compare, then decide what evidence could distinguish two explanations.
Build the model
Homeostasis is the maintenance of a nearly constant internal environment around a set point. It runs on negative feedback 负反馈: a detector notices the change, a control centre compares it with the set point, and an effector produces a response that OPPOSES the change.
For blood glucose: when it rises, the pancreas releases insulin 胰岛素, which makes liver and muscle cells take up glucose and store it as glycogen, so glucose falls. When glucose falls too low, glucagon 胰高血糖素 triggers the liver to convert glycogen back to glucose, so it rises. Each hormone switches off as the level returns to the set point.
homeostasis: Maintaining a nearly constant internal environment around a set point; negative feedback: A control loop whose response opposes the original change; insulin: The hormone that lowers blood glucose by promoting uptake and storage; glucagon: The hormone that raises blood glucose by releasing stored glucose.
Choose evidence that can test it
Measure blood glucose at intervals after a meal: the model predicts a rise, a peak, and a return towards the set point as insulin acts — and the same record shows insulin rising before glucose falls, the cause arriving before the correction.
Compare a person whose pancreas cannot make insulin: glucose stays high after a meal, direct evidence that insulin is the link between the detector and the response.
Work from known quantities
State the known values and their units. Choose the relation because its assumptions fit this case, then rearrange before substitution.
Known: a person's blood glucose rises from a set point of 5.0 to 7.0 mmol/L after a meal. Change = final − initial = 7.0 − 5.0 = 2.0 mmol/L. Percentage deviation = 2.0/5.0 × 100 = 40% above the set point. Negative feedback acts until the value returns close to 5.0 mmol/L.
Example:
During a fast, blood glucose falls from 5.0 to 4.2 mmol/L. Find the percentage deviation from the set point and name the responding hormone, using the same sequence: known quantities → model → relation → substitution → unit and interpretation. (Answer: change = 4.2 − 5.0 = −0.8 mmol/L; deviation = −0.8/5.0 × 100 = −16%; glucagon responds to raise it.)
Check the conclusion and its limits
Homeostasis is NEAR-constant, not fixed: the value oscillates around the set point because each response takes time. This model covers blood glucose; temperature, water and carbon dioxide each have their own detectors and effectors with the same logic.
Return to the original observation. Explain what the result supports, which conditions it assumes, and one way to test a competing explanation.
Warn:
Negative feedback makes the measured value negative. This claim is false: "negative" means the response OPPOSES the change — a rise triggers a fall and a fall triggers a rise. The measured value stays positive and close to the set point.
Key:
Homeostasis: detector → control centre → effector loops keep internal conditions near a set point by negative feedback. Insulin lowers raised blood glucose; glucagon raises lowered blood glucose; the loop switches off as balance returns.
Supported HL/SL core focus. First assessment 2025; current subject brief acquired; full Biology guide not acquired. Remaining guide, assessment and practical requirements retain their recorded holds.
Prerequisites: variation and inheritance from D.1 and evolution evidence from A.4.1. Each lesson develops its own method before independent transfer.
These are original or explicitly fictional teaching examples, not actual measurements or completed assessed learner investigations.
38.2
Natural selection 自然选择
English
What would explain this observation?
After several dry summers, most plants in a population have deeper roots than their grandparents' generation did. Nobody chose this — how did the population change?
Start with a prediction. State the quantities or features you would compare, then decide what evidence could distinguish two explanations.
Build the model
Natural selection needs three ingredients: inherited variation 变异 exists in the population; a selection pressure 选择压力 makes some variants survive and reproduce better than others; and the successful variants' alleles become commoner in the next generation. Over generations the population's traits shift.
Selection does not create mutations and no individual evolves: random mutation supplies the variation BEFORE the pressure acts, and it is the population's allele frequency 等位基因频率 that changes, not any one organism.
natural selection: The process by which heritable variants that fit the environment leave more offspring, changing allele frequencies over generations; variation: Inherited differences among individuals of a population; selection pressure: An environmental factor that affects survival or reproduction; allele frequency: The proportion of one allele among all copies of that gene in a population.
Choose evidence that can test it
The model predicts the direction of change: after repeated droughts, measure the deep-root allele's frequency in stored seed collections or dated samples — it should rise. If it does not, the explanation fails.
A fair test compares the SAME population across time or matched populations across a boundary, so that migration or sampling differences cannot fake the shift.
Work from known quantities
State the known values and their units. Choose the relation because its assumptions fit this case, then rearrange before substitution.
Known: before the droughts, 200 gene copies include 90 copies of the deep-root allele; after several generations, 120 of 200. Allele frequency = copies of the allele / total copies. Before: 90/200 = 45%. After: 120/200 = 60%. The frequency rose by 15 percentage points — evidence of selection acting on the population.
Example:
In a new generation, 140 of 200 copies carry the deep-root allele. Find the frequency and the change from the previous generation using the same sequence: known quantities → model → relation → substitution → unit and interpretation. (Answer: 140/200 = 70%; change = 70% − 60% = +10 percentage points. Frequencies of two alleles at one gene sum to 100%.)
Check the conclusion and its limits
A frequency shift shows association between the trait and survival; proving the mechanism needs the variation to be heritable and the survival difference measured. Genetic drift in small populations can shift frequencies with no selection at all.
Return to the original observation. Explain what the result supports, which conditions it assumes, and one way to test a competing explanation.
Warn:
An organism develops a useful adaptation during its lifetime because it needs one. This claim is false: mutation is random with respect to need — the deep-root alleles existed before the drought. Selection only changes which variants leave more offspring; individuals do not evolve.
Key:
Natural selection: inherited variation + a selection pressure + differential reproduction shifts allele frequencies over generations. Track the shift with allele counts divided by total copies, and remember that the population evolves — never the individual.
Supported HL/SL core focus. First assessment 2025; current subject brief acquired; full Biology guide not acquired. Remaining guide, assessment and practical requirements retain their recorded holds.
Prerequisites: populations and ecosystems from D.4.1 and energy flow from earlier ecology. Each lesson develops its own method before independent transfer.
These are original or explicitly fictional teaching examples, not actual measurements or completed assessed learner investigations.
39.2
Sustainability and change 可持续性
English
What would explain this observation?
A fishery that harvests the same tonnage every year can thrive for decades, while a neighbouring one collapses in five. Both fish the same sea — what separates them?
Start with a prediction. State the quantities or features you would compare, then decide what evidence could distinguish two explanations.
Build the model
Populations cannot grow without limit. The logistic model 逻辑斯蒂模型 shows growth slowing as resources run short, levelling at the environment's carrying capacity 环境容纳量 — the largest population the habitat can support. Food, space, disease and predation supply the limits.
A renewable resource 可再生资源 is sustainable only when harvest stays at or below regrowth. Change is constant in ecosystems: climate shifts, species arrive, and human activity alters habitats, so management must track stocks and adjust.
logistic model: Growth that levels at the carrying capacity as resources become limiting; carrying capacity: The largest population an environment can support; renewable resource: A resource that regenerates, such as a fish stock or a forest.
Choose evidence that can test it
Compare the stock before and after each harvest season: a sustainable fishery holds the stock near its level, while decline year on year means harvest exceeds regrowth. Distinguish a falling stock from a falling CATCH, which can hide the decline until late.
Track the same population over several years rather than once; a single count cannot show a trend.
Work from known quantities
State the known values and their units. Choose the relation because its assumptions fit this case, then rearrange before substitution.
Known: a fish stock is 1,000 tonnes and regrows 100 tonnes per year. A harvest of 150 tonnes per year gives net change = regrowth − harvest = 100 − 150 = −50 tonnes per year. After two years the stock is 1,000 − 2 × 50 = 900 tonnes — a sustainable harvest at this regrowth is at most 100 tonnes per year.
Example:
After better management the regrowth is 120 tonnes per year and the harvest quota is set at 80 tonnes per year. Find the yearly change in the stock and the stock after three years from 900 tonnes, using the same sequence: known quantities → model → relation → substitution → unit and interpretation. (Answer: net change = 120 − 80 = +40 tonnes per year; after three years, 900 + 3 × 40 = 1,020 tonnes — the stock recovers.)
Check the conclusion and its limits
The balance model assumes a constant regrowth rate; in reality regrowth depends on the stock size itself, collapsing fastest when the stock is already small. One year's figures cannot establish a trend — management needs the whole time series and honest catch reporting.
Return to the original observation. Explain what the result supports, which conditions it assumes, and one way to test a competing explanation.
Warn:
A renewable resource cannot be used up. This claim is false: renewable means it CAN regenerate, not that it always outpaces use — a stock harvested faster than its regrowth shrinks every year and can collapse entirely, as overfished cod stocks did.
Key:
Sustainability and change: populations level at the carrying capacity, and renewable resources stay only if harvest ≤ regrowth. Track stocks over time and set harvests from measured regrowth, because ecosystems never stand still.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
Evidencia climática, balances energéticos y políticas
¿Qué explicaría esta observación?
Un día frío no desmiente un clima en calentamiento. El tiempo meteorológico describe condiciones a corto plazo; el clima describe distribuciones a lo largo de periodos más largos y regiones geográficas.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
El balance energético de la Tierra incluye radiación solar entrante, reflexión, absorción y radiación infrarroja saliente. Los gases de efecto invernadero absorben y emiten radiación infrarroja. Los retroalimentaciones pueden alterar la respuesta a una forzante inicial.
mitigación: Acciones que abordan las causas del cambio ambiental; adaptación: Acciones que reducen el daño causado por los impactos ambientales.
Elija evidencias que puedan probarlo
Distinguir la mitigación, que aborda los impulsores, de la adaptación, que reduce los daños de los impactos. Una evaluación de políticas necesita evidencia sobre efectividad, costo, equidad e incertidumbre; un único criterio no constituye toda la decisión.
Comparar datos de varios años usando líneas base consistentes. Especificar la región, la escala temporal y la incertidumbre. En HL, vincular una decisión de gestión con la ley, la economía y la ética, en lugar de tratar estos enfoques como meras definiciones adicionales.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: una superficie recibe 200 unidades de potencia y refleja 50. Entrada absorbida = entrante - reflejada = 200-50 = 150. Fracción reflejada = 50/200 = 0.25 = 25%. Un cambio en la reflectividad altera el presupuesto absorbido bajo este modelo.
Ejemplo:
La energía entrante es 240 unidades y la energía reflejada 72. Encontrar el porcentaje reflejado. Usar la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
El efecto invernadero no es el mismo proceso que la destrucción de la capa de ozono. Una estimación de la huella de carbono depende de su límite de sistema.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Una observación local del tiempo meteorológico establece una tendencia climática global. Esta afirmación es falsa: el efecto invernadero no es el mismo proceso que la destrucción de la capa de ozono. Una estimación de la huella de carbono depende de su límite de sistema.
Clave:
Evidencia climática, balances energéticos y política: Distinguir la mitigación, que aborda los impulsores, de la adaptación, que reduce los daños de los impactos. Una evaluación de políticas necesita evidencia sobre efectividad, costo, equidad e incertidumbre; un único criterio no constituye toda la decisión.
Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve de asignatura actual adquirido; guía completa de Biología no adquirida. Los requisitos restantes de guía, evaluación y práctica conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
41.2
Incertidumbre, gradientes y prueba de modelos
¿Qué explicaría esta observación?
Una línea que pasa cerca de todos los puntos de datos es útil, pero su pendiente puede seguir siendo incierta. Un gráfico es evidencia de un modelo dentro del rango de medición.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
La variación aleatoria hace que las lecturas repetidas difieran. El error sistemático desplaza los resultados consistentemente. La incertidumbre absoluta tiene la unidad medida; la incertidumbre relativa o porcentual compara la incertidumbre con el valor medido.
incertidumbre: Una limitación cuantificada en un resultado medido; error sistemático: Un sesgo de medición consistente.
Elija evidencias que puedan probarlo
Para un producto o cociente, sumar incertidumbres fraccionales es una aproximación común de máxima incertidumbre. Para una diferencia, sume incertidumbres absolutas. Una intersección distinta de cero puede revelar un desplazamiento o un modelo incompleto.
Muestre unidades en los ejes y elija una escala adecuada. Grafique barras de incertidumbre donde sea justificado, dibuje una línea de mejor ajuste en lugar de unir todos los puntos, y estime las pendientes más empinadas y más planas plausibles cuando el método del curso lo solicite.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Conocido: longitud = 50.0 mm con incertidumbre 1.0 mm. Incertidumbre porcentual = incertidumbre absoluta/valor ×100 = 1.0/50.0×100 = 2.0%. Para un cociente de dos cantidades medidas independientemente con máximas incertidumbres porcentuales de 2% y 3%, la estimación máxima suma es 5%.
Ejemplo:
Una lectura de 40 cm tiene una incertidumbre absoluta de 1 cm. Encuentre la incertidumbre porcentual. Use la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
Repetir lecturas reduce la incertidumbre aleatoria en una media, pero no elimina automáticamente un error de cero. No cite más lugares decimales de los que su medición pueda soportar.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Repetir una medición siempre elimina un desfase de calibración. Esta afirmación es falsa: repetir lecturas reduce la incertidumbre aleatoria en una media, pero no elimina automáticamente un error de cero. No utilices más decimales de los que tu medición pueda soportar.
Clave:
Incertidumbre, pendientes y verificación de modelos: Para un producto o cociente, sumar incertidumbres fraccionarias es una aproximación común para la máxima incertidumbre. Para una diferencia, suma las incertidumbres absolutas. Una intersección distinta de cero puede revelar un desplazamiento o un modelo incompleto.